Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
При биомагнификации концентрация стойких токсинов (кроссы) увеличивается выше по пищевой цепочке.
В этом сценарии пруд находится в состоянии алкогольного опьянения. По мере того, как мы углубляемся в пищевую цепочку, концентрация токсина увеличивается, в результате чего главный потребитель в конечном итоге умирает от интоксикации.

Биомагнификация , также известная как биоамплификация или биологическое увеличение , представляет собой любую концентрацию токсина, такого как пестициды, в тканях толерантных организмов на последовательно более высоких уровнях в пищевой цепи . [1] Это увеличение может произойти в результате:

  • Стойкость - когда вещество не может быть разрушено экологическими процессами
  • Энергетика пищевой цепи - где концентрация вещества прогрессивно увеличивается по мере продвижения по пищевой цепочке
  • Низкая скорость внутреннего разложения или выведения вещества или ее отсутствие - в основном из-за нерастворимости в воде
Биомагнификация - это накопление токсинов в пищевой цепи. Концентрация ДДТ выражается в миллионных долях. По мере увеличения трофического уровня в пищевой цепи количество накопленных токсинов увеличивается. Знаки x представляют количество накопленных токсичных веществ по мере увеличения трофического уровня. Токсины накапливаются в жирах и тканях организма. Хищники накапливают больше токсинов, чем добыча.

Биологическое усиление часто относится к процессу, при котором определенные вещества, такие как пестициды или тяжелые металлы, проникают в озера, реки и океан, а затем перемещаются вверх по пищевой цепочке в постепенно более высоких концентрациях по мере того, как они включаются в рацион водных организмов, таких как зоопланктон , который, в свою очередь, поедается, возможно, рыбой, а затем может быть съеден более крупной рыбой, большими птицами, животными или людьми. По мере продвижения вверх по цепочке вещества все больше концентрируются в тканях или внутренних органах. Биоаккумулянты - это вещества, концентрация которых в живых организмах увеличивается по мере того, как они попадают в загрязненный воздух, воду или пищу, поскольку эти вещества очень медленно метаболизируются или выводятся из организма.

Процессы [ править ]

Хотя иногда термин « биоаккумуляция » используется как взаимозаменяемый, между ними и биоконцентрацией проводится важное различие.

  • Бионакопление происходит в пределах более трофического уровня , и является увеличение концентрации вещества в определенных тканях тела организмов за счет поглощения из пищи и окружающей среды.
  • Биоконцентрация определяется как происходящая, когда поглощение из воды превышает выделение. [2]

Таким образом, биоконцентрация и биоаккумуляция происходят внутри организма, а биомагнификация происходит на трофических уровнях (пищевой цепи).

Биодилюция - это также процесс, который происходит на всех трофических уровнях водной среды; это противоположно биомагнификации, когда концентрация загрязняющего вещества уменьшается по мере продвижения вверх по пищевой сети.

Липидные ( липофильные ) или жирорастворимые вещества не могут быть разбавлены, расщеплены или выведены с мочой , водной средой и, таким образом, накапливаются в жировых тканях организма, если в организме не хватает ферментов для их разложения. При поедании другим организмом жиры всасываются в кишечнике, неся вещество, которое затем накапливается в жирах хищника. Поскольку на каждом уровне пищевой цепи происходит большая потеря энергии, хищник должен съесть много добычи, включая все ее липофильные вещества.

Например, хотя ртуть присутствует в морской воде только в небольших количествах , она поглощается водорослями (обычно в виде метилртути ). Метилртуть - один из самых вредных видов ртути. Он эффективно всасывается, но очень медленно выводится из организма. [3] Биоаккумуляция и биоконцентрация приводят к накоплению в жировой ткани последовательных трофических уровней: зоопланктон , мелкий нектон , более крупная рыба и т. Д. Все, что ест этих рыб, также потребляет более высокий уровень ртути, накопленной рыбами. Этот процесс объясняет, почему хищные рыбы, такие как рыба-меч и акулы, или птицы, такие как скопа иУ орлов более высокие концентрации ртути в тканях, чем можно было бы объяснить только прямым воздействием. Например, сельдь содержит около 0,01 части на миллион (ppm), а акула содержит более 1 ppm. [4]

Считается, что ДДТ обладает способностью к биоусилению, а биомагнификация является одной из наиболее важных причин, по которым EPA и другие организации сочли его вредным для окружающей среды . ДДТ накапливается в жире животных, и на его расщепление уходит много лет, а по мере того, как жир потребляется хищниками, количество ДДТ увеличивается. ДДТ в настоящее время является запрещенным веществом во многих частях мира. [5]

Текущий статус [ править ]

В обзоре большого количества исследований Suedel et al. [6] пришли к выводу, что, хотя биоусиление, вероятно, имеет более ограниченное распространение, чем считалось ранее, есть убедительные доказательства того, что ДДТ , ДДЭ , ПХБ , токсафен и органические формы ртути и мышьяка действительно биоусилены в природе. Для других загрязнителей биоконцентрация и биоаккумуляция объясняют их высокие концентрации в тканях организма. Совсем недавно Грей [7] достиг аналогичных веществ, оставшихся в организмах и не разбавленных до неопасных концентраций. Успешность восстановления высших хищных птиц ( белоголовых орланов ,сапсан ) в Северной Америке после запрета на использование ДДТ в сельском хозяйстве, что свидетельствует о важности биомагнификации.

Вещества, способствующие биомагнификации [ править ]

Есть две основные группы веществ, способствующих биомагнификации. Оба липофильны и нелегко разлагаются. Новые органические вещества нелегко разложить, потому что организмы не подвержены предыдущему воздействию и, таким образом, не развивают специфических механизмов детоксикации и выделения, поскольку они не оказывают давления отбора. Следовательно, эти вещества известны как « стойкие органические загрязнители » или СОЗ.

Металлы не разлагаются, потому что они элементы. Организмы, особенно те, которые подвергаются естественному высокому уровню воздействия металлов, имеют механизмы секвестрации и выделения металлов. Проблемы возникают, когда организмы подвергаются воздействию более высоких, чем обычно, концентраций, которые они не могут выводить достаточно быстро, чтобы предотвратить повреждение. Некоторые стойкие тяжелые металлы особенно опасны и вредны для репродуктивной системы организма.

Новые органические вещества [ править ]

Дополнительная информация: Стойкие органические загрязнители
  • ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан)
  • Гексахлорбензол (ГХБ)
  • ПХБ (полихлорированные дифенилы)
  • Токсафен
  • Монометилртуть .

См. Также [ править ]

  • Ртуть в рыбе
  • Метилртуть
  • Дихлордифенилдихлорэтилен
  • Токсафен

Ссылки [ править ]

  1. ^ Сильви, Нова Дж., Изд. (2012). Руководство по методам использования дикой природы: исследования . 1 (7-е изд.). Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. С. 154–155. ISBN 978-1-4214-0159-1.
  2. ^ Ландрам, П. Ф. и С. Фишер, 1999. Влияние липидов на биоаккумуляцию и трофический перенос органических загрязнителей в водных организмах. Глава 9 в MT Arts и BC Wainman. Липиды в пресноводных экосистемах. Springer Verlag, Нью-Йорк.
  3. ^ Кроты, М., С.Н. Luoma, и А. R Стюарт. 2005. Трофический перенос металлов по пресноводным пищевым сетям: свидетельства биомагнификации кадмия в природе. Лимнол. Oceanogr. 50 (5): 1511-1519.
  4. ^ EPA (Агентство по охране окружающей среды США). 1997. Отчет об исследовании ртути для Конгресса. Vol. IV: Оценка воздействия ртути в США. EPA-452 / R-97-006. Агентство по охране окружающей среды США, Управление планирования и стандартов качества воздуха и Управление исследований и разработок.
  5. ^ «Запрет ДДТ вступает в силу» . Агентство по охране окружающей среды США . 1972-12-31. Архивировано из оригинала на 2014-08-12 . Проверено 10 августа 2014 .
  6. ^ Suedel, BC, Boraczek, JA, Peddicord, RK, Clifford, PA и Dillon, TM, 1994. Трофический перенос и потенциал биомагнификации загрязнителей в водных экосистемах . Обзоры загрязнения окружающей среды и токсикологии 136: 21–89.
  7. ^ Серый, JS, 2002 Биомагнификация в морских системах: перспектива эколога. Mar. Pollut. Бык. 45: 46–52.

Внешние ссылки [ править ]

  • Фиск А.Т., Хекстра П.Ф., Борга К. и Д.С.Г. Муир, 2003. Биомагнификация. Mar. Pollut. Бык. 46 (4): 522-524