Кометаболизм — частичное или полное разложение пестицидов бактериями, растущими за счет других органических веществ.
Кометаболические процессы разложения — относительно медленные. В ходе биохимической трансформации пестицида происходят реакции окисления, восстановления и гидролиза. Продукты трансформации более растворимы и менее токсичны, чем исходное соединение. Возможно, продукты могут далее подвергаться и минерализации
Выделяют следующие фазы кометаболического разложения пестицидов (Van Eerd et al., 2003):
1) инициация пестицида в результате биохимических реакций с образованием более растворимого соединения;
2) связывание пестицидного метаболита с молекулами углеводов, аминокислот или глутатиона, что еще больше повышает их водорастворимость и уменьшает токсичность (могут запасаться в клетках микроорганизмов);
3) вторичное связывание метаболитов второй фазы с другими веществами с образованием нетоксичных соединений.
Большинство пестицидов может быть разложено микроорганизмами (непосредственно или ферментами, выделяемыми в процессе метаболизма), но время для этого требуется разное. Разложение действующего вещества пестицида осуществляется бактериями, актиномицетами, грибами и высшими растениями (Рэуце, Кырстя, 1986). Пестициды и их метаболиты, продвигаясь по пищевым цепям, могут разлагаться и в организмах животных, причем процессы метаболизма в организмах теплокровных животных осуществляются быстрее, чем в организмах пойкилотермных (Панин, 2002).
Проявляются как общие, так и специфические особенности влияния разных факторов на деструкцию пестицидов. Активность как химического, так и биологического разложения растет с увеличением температуры до определенного предела. Влажность влияет и на ход процессов гидролиза, и на разложение микроорганизмами. Уровень pH влияет как на активность микроорганизмов, так и на изменение сорбционных свойств почв. В тяжелых почвах разложение пестицидов, как правило, идет труднее.
Под влиянием микроорганизмов происходит или полное разложение пестицида, или частичное разрушение связей в молекуле, отщепление отдельных фрагментов, распад кольца и алифатических структур с образованием промежуточных продуктов.
Устойчивость пестицидов в почве — в значительной мере функция свойств самого пестицида. По способности разлагаться пестициды делят на группы с разным характерным временем сохранения в почве:
1) продолжительного периода сохранения (18 мес. и более). К ним относится большинство хлорорганических пестицидов;
2) стойкие в течение 18 мес. (производные мочевины, триазинов, пиклорама);
3) сохраняющиеся до 12 мес.: производные бензойных кислот и амидов;
4) сохраняющиеся в почве до 6 мес.: на основе феноксиацетатов, толуидина, нитрилов;
5) сохраняющиеся более 3 мес.: производные карбаминовой кислоты, алифатические карбоновые кислоты, фосфорорганические соединения.
Подобное деление носит относительный характер, так как скорость разложения пестицидов зависит от физико-химических свойств почв, ее биологического состава, от температуры, влажности, интенсивности ветра и освещения и т. д. «Магические шесть» факторов микробиологической деструкции пестицидов — это температура, влажность, аэрация, окистительно-восстановительный потенциал, pH и содержание энергетического субстрата (Галиулин, Галиулина, 2008). Например, стойкие пестициды, такие как симазин или ГХЦГ, при жарком и влажном климате могут быть разложены за 5—6 мес., в менее благоприятных условиях сохраняются до 2—3 лет. При температуре, близкой к 5 °С, разложение не происходит, при температуре 15—35 °С и влажности 20—75 % устойчивость линейно зависит от влажности и температуры. Высокая сорбционная способность почв снижает скорость деструкции пестицидов.