O uso generalizado de fosfonatos em diversas indústrias exige uma compreensão aprofundada do seu destino ambiental. Fundamental para essa compreensão é a sua biodegradação, ou a falta dela, e o seu impacto potencial nos ecossistemas. A investigação das vias de biodegradação de fosfonatos revela informações cruciais sobre a sua persistência e gestão ambiental.

Os fosfonatos industriais, como os utilizados no tratamento de água, são geralmente bastante resistentes à biodegradação. Ao contrário dos fosfonatos de ocorrência natural, para os quais as bactérias desenvolveram mecanismos de metabolização, muitos polifosfonatos sintéticos são moléculas grandes e altamente carregadas, complexadas com metais, o que as torna recalcitrantes à decomposição microbiana. Testes padrão de biodegradação utilizando lodo de esgoto municipal frequentemente não demonstraram degradação significativa de fosfonatos industriais comuns como HEDP e NTMP. Essa resistência significa que eles podem persistir no ambiente, particularmente em sistemas aquáticos.

No entanto, a pesquisa identificou estirpes bacterianas capazes de degradar certos fosfonatos, especialmente sob condições de limitação de fósforo. Essas estirpes, frequentemente isoladas de solos e águas residuais, podem utilizar fosfonatos como fonte de fósforo para o crescimento. Os mecanismos envolvem enzimas específicas que clivam a ligação P−C, libertando fosfato inorgânico. Não obstante, a taxa e a extensão desta biodegradação natural em cenários ambientais do mundo real ainda são objeto de estudo contínuo e podem ser influenciadas por fatores como a composição da comunidade microbiana, a disponibilidade de nutrientes e a especiação química dos fosfonatos.

Embora a biodegradação direta de fosfonatos em processos de tratamento de água seja limitada, a fotodegradação de fosfonatos complexados com metais, particularmente complexos de ferro(III), pode ocorrer rapidamente. Adicionalmente, processos de oxidação podem levar a produtos de decomposição estáveis. A presença de fosfonatos no ambiente está frequentemente ligada a desafios analíticos na sua deteção a concentrações vestigiais, especialmente quando complexados com iões de ocorrência natural como cálcio e magnésio. Esses complexos tendem a reduzir a sua mobilidade e impacto na especiação de metais.

Compreender o comportamento ambiental dos fosfonatos, incluindo a sua limitada biodegradação, é essencial para uma gestão química responsável. Esforços estão em andamento para desenvolver alternativas mais amigas do ambiente e para gerir melhor a descarga e a potencial acumulação destes compostos em corpos de água naturais, garantindo que os seus benefícios não acarretem um custo ecológico inaceitável. O estudo da biodegradação de fosfonatos continua a ser uma área vital para a ciência ambiental.