التوافر البيولوجي (التربة)

في علوم البيئة والتربة، يُمثل التوافر البيولوجي كمية عنصر أو مركب يمكن للكائن الحي امتصاصه أو امتزازه عبر غشائه الخلوي . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} في التطبيقات البيئية والزراعية، يشير التوافر البيولوجي في أغلب الأحيان إلى توافر الملوثات ، مثل الملوثات العضوية أو المعادن الثقيلة ، في أنظمة التربة، كما يُستخدم بكثرة في تحديد المخاطر المحتملة لاستخدام حمأة الصرف الصحي أو غيرها من النفايات العضوية وغير العضوية في الأراضي الزراعية .

تمتص جذور النباتات والكائنات الحية الدقيقة في التربة الملوثات المذابة في الماء بشكل شبه حصري . ولذلك، يُشبه الجزء المتاح بيولوجيًا بالجزء المذاب (المائي) في هذه الأنظمة. وبحسب خصائصه الكيميائية، قد يوجد الملوث في الطور المائي أو لا . قد تُمتص الملوثات العضوية أو تُحجز في المادة العضوية من خلال تفاعلات فان دير فالس الضعيفة أو من خلال الروابط الهيدروجينية أو التساهمية . ^{[ 4 ] [ 5 ]} يمكن أن تترسب المركبات الأيونية ، مثل المعادن الثقيلة، في الطور الصلب. ^{[ 6 ]} يمكن أن تُفقد المركبات المتطايرة على شكل رذاذ في الغلاف الجوي للتربة. في هذه الحالات، يصعب على الكائنات الحية الدقيقة أو النباتات امتصاص الملوثات، ويجب أن تتفكك وتذوب مرة أخرى في محلول التربة لتصبح متاحة بيولوجيًا.

التوافر البيولوجي هو دالة لخصائص التربة والوقت والظروف البيئية وخصائص النبات والميكروبات ^{[ 7 ]}

• تؤثر خصائص التربة، مثل درجة الحموضة ، وسعة التبادل الأيوني ، ومحتوى المادة العضوية ، والنسيج، والمسامية ، على التوافر الحيوي. ونظرًا لأن التربة ذات سعة التبادل الأيوني العالية ومحتوى المادة العضوية المرتفع توفر فرصًا أكبر للامتصاص ، فإنها عادةً ما تُظهر توافرًا حيويًا أقل. ^{[ 5 ]}
• مع ازدياد مدة التلامس بين الملوث والتربة، يُلاحظ انخفاض في التوافر البيولوجي، يُطلق عليه اسم "التقادم"، وذلك بسبب عمليات الانتشار والامتصاص مع المكونات المعدنية والعضوية للتربة. ^{[ 5 ]}
• تؤثر الظروف البيئية على التوافر البيولوجي. وتؤدي ظروف الجفاف إلى انخفاض محتوى الماء في التربة ، مما قد يقلل من وصول النباتات والكائنات الحية إلى الملوثات الذائبة، ولكنه قد يزيد أيضاً من ترسب الأملاح من المحلول.

تؤثر الخصائص الخاصة بالموقع بشكل كبير على التوافر الحيوي للملوثات، ولم تُطوَّر اختبارات موحدة في هذا الشأن. ^{[ 7 ]} ومع ذلك، توجد عدة اختبارات كيميائية وبيولوجية تُستخدم لتقدير التوافر الحيوي، بما في ذلك القياس المباشر للتراكم الحيوي للملوثات في ديدان الأرض ( Eisenia fetida ). ^{[ 1 ]} كما يمكن الحصول على تقديرات التوافر الحيوي من خلال استخلاص التربة الكيميائي في الطور الصلب . ^{[ 7 ]} يعتمد نمذجة التوافر الحيوي باستخدام نموذج الفوجاسيتي على ذوبان المركبات وتوزيعها بين الطورين المائي وغير المائي. ^{[ 8 ]} يصف هذا النموذج ميل الملوثات للذوبان في محلول التربة.