Введение
Процесс прогрессивного накопления в пищевой цепи
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
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.
Биоаккумуляция, также известная как биоувеличение или биологическая аккумуляция, – это повышение концентрации вещества, например пестицида, в тканях организмов на последовательно более высоких уровнях пищевой цепи. Это увеличение может происходить в результате:
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
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.
Устойчивости – когда вещество не может быть разложено под воздействием природных процессов.
Энергетики пищевой цепи – когда концентрация вещества прогрессивно возрастает по мере продвижения по пищевой цепи.
Низкой или отсутствующей скорости внутреннего распада или выведения вещества – главным образом из-за нерастворимости в воде.
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
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.
Биоаккумуляция часто относится к процессу, посредством которого вещества, такие как пестициды или тяжелые металлы, попадают в озера, реки и океан, а затем перемещаются вверх по пищевой цепи в прогрессивно возрастающих концентрациях, по мере их включения в рацион водных организмов, таких как зоопланктон, который, в свою очередь, поедается рыбой, которую затем могут съедать более крупные рыбы, крупные птицы, животные или люди. Эти вещества становятся все более концентрированными в тканях или внутренних органах по мере продвижения вверх по цепи. Биоаккумуляторами являются вещества, которые увеличивают свою концентрацию в живых организмах, поглощая загрязненный воздух, воду или пищу, поскольку они очень медленно метаболизируются или выводятся из организма.
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
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.
Процессы
Хотя иногда используется как взаимозаменяемый термин с "биоаккумуляцией", важно проводить различие между этими процессами, а также с биоконцентрацией. Биоаккумуляция происходит внутри трофического уровня и представляет собой увеличение концентрации вещества в определенных тканях организма из-за поглощения с пищей и из окружающей среды. Биоконцентрация определяется как процесс, при котором поглощение вещества из воды превышает его выведение. Таким образом, биоконцентрация и биоаккумуляция происходят внутри организма, в то время как биомагнификация – между трофическими (пищевыми) уровнями. Биодилюция – это также процесс, происходящий на всех трофических уровнях водной среды; он противоположен биомагнификации, то есть концентрация загрязняющего вещества уменьшается по мере продвижения вверх по пищевой цепи. Многие химические вещества, подверженные биоаккумуляции, обладают высокой растворимостью в жирах (липофильны) и низкой растворимостью в воде (гидрофобны). Липофильные вещества не могут быть разбавлены, расщеплены или выведены с мочой – средой на водной основе, и поэтому накапливаются в жировых тканях организма, если у организма нет ферментов для их расщепления. Когда жиры потребляются другим организмом, они всасываются в кишечнике, перенося с собой это вещество, которое затем накапливается в жирах хищника. Поскольку на каждом уровне пищевой цепи происходит значительная потеря энергии, хищнику необходимо потреблять большое количество жертв, включая все содержащиеся в них липофильные вещества. Например, хотя ртуть присутствует в морской воде в небольших количествах, она поглощается водорослями (обычно в виде метилртути). Метилртуть – одна из наиболее токсичных форм ртути. Она эффективно поглощается организмами, но очень медленно выводится. Биоаккумуляция и биоконцентрация приводят к накоплению в жировой ткани последовательных трофических уровней: зоопланктона, мелкого нектона, более крупных рыб и так далее. Любое существо, питающееся этими рыбами, также потребляет более высокую концентрацию ртути, накопленную рыбой. Этот процесс объясняет, почему хищные рыбы, такие как рыба-меч и акулы, или птицы, такие как орланы-белохвосты и сапсаны, содержат в тканях более высокие концентрации ртути, чем можно было бы объяснить только прямым воздействием. Например, сельдь содержит ртуть примерно в 0,01 частей на миллион (ppm), а акула – более 1 ppm. ДДТ – это пестицид, известный своей способностью к биомагнификации, что является одной из основных причин, по которой он был признан вредным для окружающей среды EPA и другими организациями. ДДТ – одно из наименее растворимых химических веществ, и он постепенно накапливается в жировой ткани; по мере потребления жира хищниками концентрация ДДТ увеличивается. Хорошо известным примером вредного воздействия биомагнификации ДДТ является значительное сокращение популяций хищных птиц в Северной Америке, таких как лысые орлы и сапсаны, из-за истончения яичной скорлупы, вызванного ДДТ, в 1950-х годах. В настоящее время ДДТ запрещен во многих странах мира.
Текущий статус
В обзоре большого количества исследований, Suedel et al. пришли к выводу, что хотя биомагнификация, вероятно, встречается реже, чем считалось ранее, имеются убедительные доказательства того, что ДДТ, ДДЭ, ПХБ, токсафен, а также органические формы ртути и мышьяка действительно подвергаются биомагнификации в природе. Для других загрязняющих веществ высокие концентрации в тканях организмов объясняются биоконцентрацией и биоаккумуляцией. Недавно Gray пришел к схожим выводам относительно веществ, остающихся в организмах и не разбавляющихся до безопасных концентраций. Успех восстановления популяций высших хищных птиц (белоголовых орланов, сапсанов) в Северной Америке после запрета использования ДДТ в сельском хозяйстве является свидетельством важности выявления и реагирования на биомагнификацию. Металлы не подвергаются разложению, поскольку являются химическими элементами. Организмы, особенно те, которые подвергаются естественному воздействию высоких уровней металлов, обладают механизмами для секвестрации и выведения металлов. Проблемы возникают, когда организмы подвергаются воздействию концентраций, превышающих обычные, которые они не могут достаточно быстро выводить, чтобы предотвратить повреждения. Устойчивые тяжелые металлы, такие как свинец, кадмий, ртуть и мышьяк, могут оказывать широкий спектр негативных последствий для здоровья различных видов.
Новые органические вещества
ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан). Гексахлорбензол (HCB). Полихлорированные бифенилы (ПХБ). Токсафен. Монометилртуть.