Xenobiotiske kjemikalier

tilstedeværelsen av stoffer i jord som ikke er naturlig produsert av biologiske arter, er av stor offentlig bekymring. Mange av disse såkalte xenobiotiske (fra gresk xenos, «fremmed» og bios, «liv») kjemikalier har blitt funnet å være kreftfremkallende eller kan akkumuleres i miljøet med toksiske effekter på økosystemene (se tabellen over store jordforurensninger). Selv om menneskelig eksponering for disse stoffene hovedsakelig er gjennom innånding eller drikkevann, spiller jord en viktig rolle fordi de påvirker mobiliteten og biologiske virkningen av disse toksinene.

The abundance of xenobiotic compounds in soil has been increased dramatically by the accelerated rate of extraction of minerals and fossil fuels and by highly technological industrial processes. De fleste metaller ble vanligvis funnet i svært lave totale konsentrasjoner i uberørte farvann—derfor blir de ofte referert til som spormetaller. Raske økninger av spormetallkonsentrasjoner i miljøet er ofte koblet til utviklingen av utnyttende teknologier. Denne typen plutselige forandringer utsetter biosfæren for en risiko for destabilisering, siden organismer som utviklet seg under forhold med lave konsentrasjoner av et metall tilstede ikke har utviklet biokjemiske veier som er i stand til å avgifte det metallet når det er tilstede i høye konsentrasjoner. Den samme resonnementet gjelder for de organiske giftige forbindelsene.

mekanismene bak toksisiteten av xenobiotiske forbindelser forstås ikke helt, men det er enighet om betydningen av følgende prosesser for samspillet mellom giftige metaller og biologiske molekyler: (1) forskyvning av et giftig metall av et næringsmineral (for eksempel kalsium) bundet til en biomolekyl, (2) kompleksering av et giftig metall med en biomolekyl som effektivt blokkerer biomolekylet fra å delta i biokjemien til en organisme, og (3) modifikasjon av konformasjonen av en biomolekyl som er kritisk for sin biokjemiske funksjon. Alle disse mekanismene er relatert til kompleks dannelse mellom et giftig metall og et biomolekyl. De antyder at sterke kompleksformere er mer sannsynlig å indusere toksisitet ved å forstyrre den normale kjemi av biomolekyler.

ikke alle jordforurensninger er xenobiotiske forbindelser. Planteproduksjonsproblemer i landbruket oppstår når overflødig saltholdighet (saltakkumulering) oppstår i jord i tørre klima hvor fordampningsgraden overstiger nedbørshastigheten. Som jord tørker, ioner utgitt av mineral forvitring eller innført av saltvann grunnvann tendens til å akkumulere i form av karbonat, sulfat, klorid, og leire mineraler. Fordi Alle Na+ (natrium) Og k+ (kalium) og Mange Ca2+ (kalsium) og mg2 + (magnesium) salter av klorid, sulfid og karbonat er lettoppløselige, er det dette settet av metallioner som bidrar mest til jordsalthet. Ved tilstrekkelig høye konsentrasjoner utgjør saltene en toksisitetsfare Fra Na+, HCO3 – (bikarbonat) og Cl – (klorid) og forstyrrer vannopptaket av planter fra jord. Toksisitet Fra b (bor) er også vanlig på grunn av akkumulering av borholdige mineraler i tørre jordmiljøer.Den vedvarende bruken av en vannressurs for vanning av jordbruksmark i en tørr region krever at det påførte vannet ikke skader jordmiljøet. Vanningsvann er også saltløsninger; avhengig av deres spesielle kilde-og postwithdrawal-behandling, kan de spesielle saltene som er tilstede i vanningsvann, ikke være kompatible med mineralpakken som er tilstede i jordene. Beskjæringsutnyttelse av vann og gjødsel har effekten av å konsentrere salter i jorda; følgelig, uten forsiktig styring kan vannet jord bli saltvann eller utvikle toksisitet. Et utbredt eksempel på vanningsindusert toksisitetsfare ER no3 – (nitrat) akkumulering i grunnvann forårsaket av overflødig utvasking av nitrogengjødsel gjennom landbruksjord. Menneskelige spedbarn som mottar høyt nitrat grunnvann som drikkevann, kan kontrakt metemoglobinemi («blue baby syndrome») på grunn AV transformasjonen AV NO3-til giftig NO2 – (nitritt) i fordøyelseskanalen. Kostbar grunnvannsbehandling er for tiden det eneste middelet som er mulig når dette problemet oppstår.