I 5. 3 La degradazione microbica dei fitofarmaci
I 5. 3 La degradazione microbica dei fitofarmaci
In natura la degradazione microbica dei fitofarmaci può essere dovuta a:
- metabolismo diretto (degradazione microbiologica diretta):
- reazione secondaria dovuta ad un effetto indiretto dei microbi sull’ambiente chimico e fisico.
La degradazione microbiologica diretta dei fitofarmaci è considerato il meccanismo primario di trasformazione biologica. Alcuni meccanismi di trasformazione microbica sono unici e non possono essere trovati in altri organismi.
I processi in cui sono coinvolti le trasformazione microbiologiche dei fitofarmaci sono:
v la biodegradazione;
v il cometabolismo;
v la polimerizzazione;
v l’accumulazione;
v fattori ambientali specifici.
La biodegradazione rappresenta l’aspetto più interessante e ambientalmente più importante della degradazione di un fitofarmaco ad opera dei microrganismi del suolo. in questo caso il fitofarmaco viene utilizzato direttamente da uno o più microrganismi, e viene metabolizzato in CO2 ed in altri composti inorganici. Allo stesso tempo, i microrganismi ne ricavano l’energia necessaria per crescere.
Nel cometabolismo i microrganismi sono capaci di trasformare un fitofarmaco senza però derivarne alcun nutrimento od energia per svilupparsi.
Il cometabolismo generalmente non da una degradazione elevata, ma è possibile che partecipino alla degradazione diversi microrganismi con modalità diverse. Quindi è possibile che vengano generati prodotti intermedi che possono essere sia un substrato di crescita per altri organismi come un prodotto con tossicità maggiore per l’ambiente.
La polimerizzazione è un processo di unione ossidativa in cui uno o più fitofarmaci o loro intermedi si combinano tra loro o con altri prodotti naturali fino a formare delle macromolecole.
Un altro metodo di degradazione è rappresentato dall’accumulo,in questo caso i fitofarmaci vengono accumulati all’interno di microrganismi. Il processo di assorbimento dei fitofarmaci è un processo di tipo fisico passivo piuttosto che un vero processo metabolico attivo. La velocità di accumulo dipende dal tipo e dalla concentrazione del fitofarmaco nel suolo e dal tipo di organismo.
Questo metodo mostra seri limiti in quanto molti microrganismi sono a loro volta importanti risorse alimentari per altri organismi e quindi l’inquinamento si trasferisce lungo la catena alimentare.
Ci sono infine fattori specifici al particolare sistema fitofarmaco / microrganismi / suolo che non è riproducile in laboratorio. In questo caso conta:
- struttura, concentrazione e trattamento del fitofarmaco;
- umidità, temperatura, sostanza organica, argilla, pH e struttura del suolo;
- numero, attività specifica e metabolismo/cometabolismo dei microrganismi presenti.
Un fitofarmaco può essere mineralizzato da un singolo microrganismo o da più microrganismi. È comune infatti la degradazione di un fitofarmaco da parte di diversi tipi di microrganismi che possono lo attaccare simultaneamente. La completa degradazione di alcuni fitofarmaci può richiedere una vera e propria comunità di organismi che soltanto operando sequenzialmente sono in grado di ottenere la totale degradazione.
Inoltre i fattori ambientali influiscono sulla velocità di degradazione, infatti generalmente in pieno campo la degradazione di un fitofarmaco può essere più lenta, come è pure più lenta in suoli collinari secchi piuttosto che in aree umide. La biodegradazione dipende anche dalla temperatura, infatti è più bassa nei climi freddi piuttosto che nelle zone temperate o tropicali ed inoltre la velocità decresce con la profondità.
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