Тағам тізбегіндегі биомагнификация – пестицидтер мен ауыр металдардың тізбек бойымен концентрациялануы. Қоршаған ортаға зиянды заттардың жиналуы және адамға қауіптілігі туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тағам тізбегіндегі прогрессивті жинақталу процесі
Process of progressive accumulation in food chain
Биомагнификация, сондай-ақ биоамплификация немесе биологиялық магнификация деп те аталады, бұл тағам тізбегіндегі жоғары деңгейдегі организмдердің тіндеріндегі заттың, мысалы пестицидтің концентрациясының артуы. Бұл арту мыналардың нәтижесінде болуы мүмкін:
Тұрақтылық – зат қоршаған орта процестерімен ыдырамайтын жағдайда;
Тағам тізбегінің энергетикасы – заттың концентрациясы тағам тізбегі бойымен жоғары көтерілген сайын прогрессивті түрде артатын жағдайда;
Заттың ішкі ыдырауының немесе шығарылуының төмен немесе болмауы – негізінен суға ерімейтін қасиетіне байланысты.
Biomagnification, also known as bioamplification or biological magnification, is the increase in concentration of a substance, e. g a pesticide, in the tissues of organisms at successively higher levels in a food chain. This increase can occur as a result of:
Persistence – where the substance cannot be broken down by environmental processes
Food chain energetics – where the substance's concentration increases progressively as it moves up a food chain
Low or non existent rate of internal degradation or excretion of the substance – mainly due to water insolubility
Биологиялық магнификация көбінесе пестицидтер немесе ауыр металдар сияқты заттардың көлдерге, өзендерге және мұхитқа енуіне, содан кейін зоопланктон сияқты су организмдерінің диетасына енген сайын тағам тізбегінде прогрессивті түрде жоғары концентрациямен қозғалу процесін білдіреді. Бұл зоопланктонды балықтар жейді, одан кейін оларды ірі балықтар, үлкен құстар, жануарлар немесе адамдар жеуі мүмкін. Заттар тізбек бойымен жоғары көтерілген сайын тіндерде немесе ішкі органдарда одан әрі шоғырлана түседі. Биоаккумулянттар – бұл ластанған ауа, су немесе тамақ арқылы сіңірілген кезде тірі организмдерде концентрациясын арттыратын заттар, себебі бұл заттар өте баяу метаболизденеді немесе шығарылады.
Biological magnification often refers to the process whereby substances such as pesticides or heavy metals work their way into lakes, rivers and the ocean, and then move up the food chain in progressively greater concentrations as they are incorporated into the diet of aquatic organisms such as zooplankton, which in turn are eaten perhaps by fish, which then may be eaten by bigger fish, large birds, animals, or humans. The substances become increasingly concentrated in tissues or internal organs as they move up the chain. Bioaccumulants are substances that increase in concentration in living organisms as they take in contaminated air, water, or food because the substances are very slowly metabolized or excreted.
Процестер
Кейде "биоаккумуляция" сөзі "биожинақтау" терминімен алмастырылып қолданылса да, екеуінің арасында және биоконцентрациямен маңызды айырмашылық бар. Биоаккумуляция трофикалық деңгейде жүреді, ол тамақ пен қоршаған ортадан сіңірілуі нәтижесінде организмдердің денелерінің белгілі бір тіндеріндегі заттың концентрациясының артуы болып табылады. Биоконцентрация судан сіңіру, шығарудан артық болғанда пайда болады деп анықталады. Осылайша, биоконцентрация және биожинақтау организм ішінде жүреді, ал биомагнификация трофикалық (азық тізбегі) деңгейлерінде болады. Биоәрлендіру – су ортасындағы барлық трофикалық деңгейлерде кездесетін процесс; ол биомагнификацияға кері, яғни ластаушы зат азық тізбегі бойымен жоғары көтерілгенде концентрациясы төмендейді. Биожинақталатын көптеген химиялық заттар майларда жоғары ерігіш (липофильді) және суда ерімейтін (гидрофобты) болады. Липофильді заттар су негізіндегі ортада, яғни зәрде ерітілмейді, ыдыратылмайды немесе шығарылмайды, сондықтан организмде оларды ыдырататын ферменттер болмаса, организмнің майлы тіндерінде жиналады. Басқа организм жегенде, майлар ішекте сіңіріледі, затты тасымалдайды, содан кейін ол жыртқыш жануарлардың майына жиналады. Азық тізбегінің әр деңгейінде энергияның көп бөлігі жоғалады, сондықтан жыртқыш көптеген жемді, оның ішінде олардың барлық липофильді заттарын тұтынуға мәжбүр. Мысалы, сынап теңіз суында аз мөлшерде болса да, оны балдырлар сіңіреді (әдетте метил сынап түрінде). Метил сынап – ең зиянды сынап молекулаларының бірі. Ол тиімді сіңіріледі, бірақ организмдер оны өте баяу шығарады. Биожинақтау және биоконцентрация нәтижесінде майлы тіндерде тікелей трофикалық деңгейлерде жинақталу пайда болады: зоопланктон, шағын нектондар, ірі балықтар және т.б. Бұл балықтарды жейтін кез келген жануар балық жинақтаған сынаптың жоғары концентрациясын да тұтынады. Осы процесс қылыш балықтары мен акулалар сияқты жыртқыш балықтардың немесе оспрей мен бүркіт сияқты құстардың тіндеріндегі сынаптың концентрациясы тікелей әсерден жоғары болуын түсіндіреді. Мысалы, сельдьте сынаптың мөлшері шамамен 0,01 миллионнан бір бөлік (ppm) құрайды, ал акулада – 1 ppm-нен жоғары. ДДТ – биомагнификацияланатын пестицид, ол қоршаған ортаға зиянды деп танылуының басты себептерінің бірі. ДДТ – белгілі ең аз ерігіш химиялық заттардың бірі және майлы тіндерде біртіндеп жиналады, ал майды жыртқыш жануарлар жегенде ДДТ мөлшері биомагнификацияланады. ДДТ биомагнификациясының зиянды әсерінің жақсы белгілі мысалы – 1950 жылдары ДДТ салдарынан жұмыртқа қабығының жұқаруына байланысты Солтүстік Америкада аққабақ бүркіттер мен саягер соколдатар популяциясының айтарлықтай азаюы. ДДТ-нің қолданылуына көптеген елдерде тыйым салынған.
Although sometimes used interchangeably with "bioaccumulation", an important distinction is drawn between the two, and with bioconcentration. Bioaccumulation occurs within a trophic level, and is the increase in the concentration of a substance in certain tissues of organisms' bodies due to absorption from food and the environment. Bioconcentration is defined as occurring when uptake from the water is greater than excretion. Thus, bioconcentration and bioaccumulation occur within an organism, and biomagnification occurs across trophic (food chain) levels. Biodilution is also a process that occurs to all trophic levels in an aquatic environment; it is the opposite of biomagnification, thus when a pollutant gets smaller in concentration as it progresses up a food web. Many chemicals that bioaccumulate are highly soluble in fats (lipophilic) and insoluble in water (hydrophobic). Lipophilic substances cannot be diluted, broken down, or excreted in urine, a water based medium, and so accumulate in fatty tissues of an organism, if the organism lacks enzymes to degrade them. When eaten by another organism, fats are absorbed in the gut, carrying the substance, which then accumulates in the fats of the predator. Since at each level of the food chain there is a lot of energy loss, a predator must consume many prey, including all of their lipophilic substances. For example, though mercury is only present in small amounts in seawater, it is absorbed by algae (generally as methylmercury). Methylmercury is one of the most harmful mercury molecules. It is efficiently absorbed, but only very slowly excreted by organisms. Bioaccumulation and bioconcentration result in buildup in the adipose tissue of successive trophic levels: zooplankton, small nekton, larger fish, etc. Anything which eats these fish also consumes the higher level of mercury the fish have accumulated. This process explains why predatory fish such as swordfish and sharks or birds like osprey and eagles have higher concentrations of mercury in their tissue than could be accounted for by direct exposure alone. For example, herring contains mercury at approximately 0.01 parts per million (ppm) and shark contains mercury at greater than 1 ppm. DDT is a pesticide known to biomagnify, which is one of the most significant reasons it was deemed harmful to the environment by the EPA and other organizations. DDT is one of the least soluble chemicals known and accumulates progressively in adipose tissue, and as the fat is consumed by predators, the amounts of DDT biomagnify. A well known example of the harmful effects of DDT biomagnification is the significant decline in North American populations of predatory birds such as bald eagles and peregrine falcons due to DDT caused eggshell thinning in the 1950s. DDT is now a banned substance in many parts of the world.
Ағымдағы жағдай
Көптеген зерттеулерді қарастырып, Suedel және авторлар биомагнификация бұрынғыдай кең таралмағанын, бірақ ДДТ, ДДЕ, полихлорирленген бифенилдер (ПХБ), токсафен, сынап пен мырыштың органикалық формалары табиғатта биомагнификацияланатынына сенімді дәлелдер бар екенін тұжырымдады. Басқа ластағыштар үшін биоконцентрация және биоаккумуляция организм тіндеріндегі жоғары концентрацияларды түсіндіреді. Соңғы кезде Грей организмдерде қалып, қауіпсіз деңгейге дейін азайтылмаған ұқсас заттарды анықтады. Солтүстік Америкада ДДТ-ны ауыл шаруашылығында қолдануға тыйым салғаннан кейін балықтарды жейтін жыртқыш құстардың (баллы бүркіт, саяшы соқыр) жақсаруы биомагнификацияны мойындау және оған ден қоюдың маңыздылығын көрсетеді. Металдар химиялық элементтер болғандықтан, олар ыдырамайды. Организмдер, әсіресе металдарға жоғары деңгейде ұшырағандар, металдарды жинап, шығарып тастау механизмдеріне ие. Проблемалар организмдер әдеттегіден көп концентрацияға ұшырағанда туындайды, олар зиянды әсерлерді болдырмау үшін оларды жеткілікті жылдам шығара алмайды. Қорғасын, кадмий, сынап және мырыш сияқты тұрақты ауыр металдар түрлерге әртүрлі зиянды әсер етеді.
In a review, a large number of studies, Suedel et al. concluded that although biomagnification is probably more limited in occurrence than previously thought, there is good evidence that DDT, DDE, PCBs, toxaphene, and the organic forms of mercury and arsenic do biomagnify in nature. For other contaminants, bioconcentration and bioaccumulation account for their high concentrations in organism tissues. More recently, Gray reached a similar substances remaining in the organisms and not being diluted to non threatening concentrations. The success of top predatory bird recovery (bald eagles, peregrine falcons) in North America following the ban on DDT use in agriculture is testament to the importance of recognizing and responding to biomagnification. Metals are not degradable because they are chemical elements. Organisms, particularly those subject to naturally high levels of exposure to metals, have mechanisms to sequester and excrete metals. Problems arise when organisms are exposed to higher concentrations than usual, which they cannot excrete rapidly enough to prevent damage. Persistent heavy metals, such as lead, cadmium, mercury, and arsenic, can have a wide variety of adverse health effects across species.