Трансформация феноксиалкилкарбоновых кислот
В метаболизме высших ω- и γ-кислот существенную роль играет ß-окисление. Расщепление 2,4-дихлорфеноксиалкилкарбоновых кислот бактериями рода Flavobacterium происходит двумя путями:
) ß - окисление боковой алифатической цепи;
) расщепление эфирной связи.
При ß-окислении ω-дихлорфеноксиалкилкарбоновых кислот с четным числом атомов в боковой цепи наблюдается ступенчатое отщепление двууглеродных фрагментов и образуются простые феноксиалкановые кислоты. Этот механизм отражён на рисунке 4.
Рисунок 4 - Ступенчатое отщепление двууглеродных фрагментов при ß-окислении ω-дихлорфеноксиалкилкарбоновых кислот
При ß-окислении алифатической боковой цепи с нечетным числом углеродных атомов образуется 2,4-дихлорфеноксиформиат, спонтанно разлагающийся в соответствующие фенолы. Реакции данного преобразования изображены на рисунке 5.
Рисунок 5 - 2,4-дихлорфеноксиформиат, спонтанно разлагающийся в соответствующие фенолы
Гриб Aspergillus niger осуществляет бетта-окисление боковой цепи и гидроксилирование гамма-феноксимасляной и омега-феноксивалериановой кислот в ароматическом ядре. При этом образуются соответственно 4-оксифеноксиуксусная и бетта-(4-оксифеноксипропионовая) кислоты. Помимо бетта-окисления, видимо, в молекуле 2,4-дихлорфеноксимасляной кислоты (2,4-ДМ) происходит разрыв эфирной связи (омега-связи), в результате образуются фенолы и жирные кислоты. Данная реакция изображена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Разрыв эфирной связи в молекуле 2,4-дихлорфеноксимасляной кислоты (2,4-ДМ)
Разрыв эфирной связи, в отличие от бетта-окисления, немедленно инактивирует гербицид.
2.4
Трансформация
галогенпроизводных
циклических
углеводородов
Галогенпроизводные циклических углеводородов остаются в почве неизменными в течение многих лет после внесения. Хлордан сохраняется в почве 12 лет после обработки, гептахлор - 9, альдрин - 4 года. Альдрин при этом превращается в диэльдрин, который накапливается в почве в количестве 10% от внесенной дозы.
Устойчивость хлорфенолов к микробному разложению в трансформации зависит от положения и числа атомов хлора в фенольном кольце. Широко применяемый гербицид пентахлорфенол (пента) считается одним из наиболее персистентных соединений семейства хлорфенолов. Наиболее активным трансформантом пентахлорфенола является Trichoderma virigatum. Данная культура метилирует пестицид до пентахлорфенола, который менее токсичен.
Полихлорзамещенные бифенилы могут деградироваться и трансформироваться культурами Achromobacter, причем при деградации n'n'-дихлорбифенила образуется n-хлорбензойная кислота, а второе бензольное кольцо расщепляется по мета-пути.
Разложение фунгицида хлоронеба (1,4-дихлор-2,5-диметоксибегоола) и продукта его деградации - 2,5-дихлор-4-метоксифенола осуществляется культурами Fusarium sp., Trichoderma viride и Mucor ramannanus только в присутствии ростовых факторов.
Дихлордифенилтрихлорэтан относится к особо устойчивым соединениям. Трансформация ДДТ чистыми культурами актиномицетов и бактерий осуществляется успешно, но в почве деградация минимальна. Многим исследователям удалось осуществить деградацию ДДТ до водорастворимых метаболитов с помощью грибов, но внесение спор грибов в почву, загрязненную ДДТ, не приносило желаемого результата. Большое влияние ни разложение ДДТ культурами и почве оказывает присутствие аборигенной микрофлоры, метаболитов микроорганизмов, остаточных количеств инсектицидов.