Кіріспе
Биоаккумуляция – организмде пестицидтер немесе басқа химиялық заттар сияқты заттардың біртіндеп жиналуы. Биоаккумуляция организм, затты катаболизм және экскреция арқылы жоғалту немесе шығарудан бұрын сіңіре бастағанда пайда болады. Осылайша, токсиндік заттың биологиялық жартылай ыдырау мерзімі ұзақ болған сайын, қоршаған ортадағы токсин деңгейі өте жоғары болмаса да, созылмалы улану қаупі артады. Мысалы, балықтардағы биоаккумуляцияны модельдер арқылы болжауға болады. Биоаккумуляция әлеуетін бағалау үшін молекулалық мөлшерінің шекті критерийлері туралы болжамдар деректермен расталмаған. Биотрансформация организмдегі химиялық заттардың биоаккумуляциясын күрт өзгерте алады. Металдардың тудырған уыты биоаккумуляциямен және биомагнификациямен байланысты. Металлдың метаболизмге айналуынан және шығарылуынан гөрі жылдам жиналуы немесе сіңірілуі осы металлдың жинақталуына әкеледі. Қоршаған ортадағы әртүрлі химиялық заттар мен зиянды қосылыстардың болуын, биоаккумуляция туралы тиісті біліммен химиялық бақылау және қолдануды талдау және бағалауға болады. Организм химиялық заттарды тыныс алу, тері арқылы сіңіру немесе жұту арқылы сіңіреді. Кейбір жануарлар түрлері биоаккумуляцияны қорғаныс механизмі ретінде пайдаланады: улы өсімдіктерді немесе жануарлардың жемін жеу арқылы жануар токсинді жинақтайды, бұл оның әлеуетті жыртқыштарына қарсы кедергі келтіреді. Мысалы, темекі құрты темекі өсімдіктерін жегенде, денесінде никотиннің улы деңгейіне жетеді. Кішкентай тұтынушылардың улануы азық тізбегі бойынша таралып, тізбектегі кейінгі тұтынушыларға әсер етуі мүмкін. Көбінесе улы деп есептелмейтін басқа да қосылыстар организмдерде улы деңгейге дейін жиналуы мүмкін. Классикалық мысал – А витамині, ол етқоректілердің бауырында, мысалы, полярлық аюларда шоғырланады: тек басқа етқоректілермен (итбалықтармен) қоректенетін таза етқоректілер ретінде, олар бауырында А витаминінің өте көп мөлшерін жинақтайды. Арктикалық халықтар етқоректілердің бауырын жемеу керектігін білген, бірақ Арктикалық саяхатшылар аюдың бауырын жегеннен А витаминінің артық дозалануына шалдыққан; сондай-ақ Антарктикалық саяхатшылардың ит бауырын жегенінің кем дегенде бір мысалы бар. Бұған сэр Дуглас Моусон экспедициясы мысал болады, оның серігі иттердің бауырын жегеннен қайтыс болды.
Bioaccumulation is the gradual accumulation of substances, such as pesticides or other chemicals, in an organism. Bioaccumulation occurs when an organism absorbs a substance faster than it can be lost or eliminated by catabolism and excretion. Thus, the longer the biological half life of a toxic substance, the greater the risk of chronic poisoning, even if environmental levels of the toxin are not very high. Bioaccumulation, for example in fish, can be predicted by models. Hypothesis for molecular size cutoff criteria for use as bioaccumulation potential indicators are not supported by data. Biotransformation can strongly modify bioaccumulation of chemicals in an organism. Toxicity induced by metals is associated with bioaccumulation and biomagnification. Storage or uptake of a metal faster than it is metabolized and excreted leads to the accumulation of that metal. The presence of various chemicals and harmful substances in the environment can be analyzed and assessed with a proper knowledge on bioaccumulation helping with chemical control and usage. An organism can take up chemicals by breathing, absorbing through skin or swallowing. Some animal species use bioaccumulation as a mode of defense: by consuming toxic plants or animal prey, an animal may accumulate the toxin, which then presents a deterrent to a potential predator. One example is the tobacco hornworm, which concentrates nicotine to a toxic level in its body as it consumes tobacco plants. Poisoning of small consumers can be passed along the food chain to affect the consumers later in the chain. Other compounds that are not normally considered toxic can be accumulated to toxic levels in organisms. The classic example is vitamin A, which becomes concentrated in livers of carnivores, e. g. polar bears: as a pure carnivore that feeds on other carnivores (seals), they accumulate extremely large amounts of vitamin A in their livers. It was known by the native peoples of the Arctic that the livers of carnivores should not be eaten, but Arctic explorers have suffered hypervitaminosis A from eating the livers of bears; and there has been at least one example of similar poisoning of Antarctic explorers eating husky dog livers. One notable example of this is the expedition of Sir Douglas Mawson, whose exploration companion died from eating the liver of one of their dogs.
Су жануарлары
Жағалау балықтары (мысалы, тегіс бақабалық) және теңіз құстары (мысалы, Атлантикалық тупик) ауыр металдардың биоаккумуляциясын бақылау үшін жиі зерттеледі. Метил сынап өнеркәсіптік шығарындылар мен жаңбыр арқылы тұщы су жүйелеріне түседі. Оның концентрациясы тағам тізбегі бойымен арта келе, балықтар мен балықты тамақ ретінде пайдаланатын адамдар үшін қауіпті деңгейге жете алады. Балықтар әдетте, олар су ортасындағы химиялық заттарға ұшыраған кезде биоаккумуляцияға қатысты бағаланады. Көбінесе зерттелетін балық түрлеріне қарапайым сазан, көкжаңбырлы форель және көкқұйрықты күнбалық жатады. Кейбір эвтрофты су жүйелерінде биоәрлеу процесі жүруі мүмкін. Бұл жоғары концентрациядағы балдырлар мен бактериялардың ластаушы заттарды сұйылтуының нәтижесінде, трофикалық деңгейдің артуымен бірге ластаушы заттың концентрациясының төмендеуіне әкеледі. Батқылық жерлердің қышқылдануы химиялық элементтердің немесе металдардың концентрациясын арттырады, бұл теңіз өсімдіктері мен тұщы су биотасында биожетімділіктің жоғарылауына себеп болады. Ондағы өсімдіктер, соның ішінде тамырланған және су астындағы өсімдіктер, металдардың биожетімділігіне ұшырауы мүмкін. Құсбақаларда ең көп зерттелген элементтер – сынап, кадмий, аргон және селен. Ауыр металдар өзендерге, ағыстарға, көлдерге, мұхиттарға және басқа да су орталарына шығарылады, ал осы ортада өсетін өсімдіктер металдарды сіңіреді. Су экожүйелеріндегі микроэлементтердің жоғары деңгейіне байланысты, құсбақалар өсімдіктер мен шөгінділерді жеу арқылы әртүрлі су орталарында әртүрлі микроэлементтерді табиғи түрде тұтынады. Бұл заттар қан ағыны мен бұлшықет тініне енгеннен кейін концентрациясы артып, құсбақалар үшін уытты болуы мүмкін, соның салдарынан метаболизм, эндокриндік жүйе және репродуктивтік функциялардың бұзылуына әкелуі мүмкін. Кейбір теңіз құсбақалары биоаккумуляцияны талдау үшін тәжірибелік нысандар ретінде қолданылады, себебі олардың жағалаудағы мекендеу орындары қан үлгілерін және басқа да деректерді жинауды жеңілдетеді. Тұщы су құсбақаларының салыстырмалы түрде шектеулі ареалы болғандықтан, оларды белгілі бір су жинау алабымен және оның химиялық ластану профилімен байланыстыруға болады.
Қаңқасының дамуына әсері
Құсбақа жұмыртқасындағы уытты концентрациялар оның даму процесіне зиян келтіруі мүмкін. Мысалы, Австралиядағы тұщы сулық қысқа мойынды құрбақада (Emydura macquarii macquarii) қоршаған ортадағы PFAS концентрациясы аналық құрбақада биожинақталып, содан кейін жұмыртқаларына түсірілді, бұл даму метаболизміне және май қорына әсер етті. Бұған қоса, PFAS-тың әсер еткеніне дәлелдер бар. Ауыр металдардың улы деңгейі тұрғысынан, Амазонка өзені құрбақасының (Podocnemis expansa) жұмыртқаларының өніп шығу көрсеткіші төмендегені байқалды. Осы құрбақа жұмыртқасында ауыр металдар жұмыртқадағы май мөлшерін азайтады және эмбриондағы су сүзілу жолын өзгертеді, бұл құрбақа жұмыртқасының тірі қалу мүмкіндігіне әсер етуі мүмкін.