Мировые факты
Меню сайта

Что такое биоаккумуляция и чем она отличается от биоусиления?

Биоаккумуляция относится к постепенному увеличению количества токсичных химических веществ в тканях организма живых организмов с течением времени. Это происходит потому, что химические вещества не могут быть расщеплены организмом (то есть они не могут быть метаболизированы). Биоаккумуляция может не вызывать беспокойства, если рассматриваемые соединения не являются вредными. Однако вредные соединения, такие как свинец и ртуть, могут накапливаться в тканях организма живых организмов. Источником загрязняющих веществ, которые биоаккумулируются в организме, являются пестициды, промышленные химикаты и побочные продукты. Дождевая вода может переносить остатки пестицидов, используемых на фермах, в ручьи и в конечном итоге попадать в реки, ручьи, устья рек и океаны, а также в другие водоемы. Автомобильные выбросы и промышленные дымовые трубы являются одними из основных источников токсичных загрязняющих веществ, попадающих в окружающую среду. Они возвращаются на землю, когда идет дождь, и попадают в водоемы в различных экосистемах. Преднамеренный выброс загрязняющих веществ в окружающую среду также является еще одним источником загрязняющих веществ.

Биоаккумуляция и биомагнификация

Биоаккумуляция - это постепенное накопление химических токсинов в тканях организма. Это происходит, когда поглощение химических токсинов организмом происходит быстрее, чем скорость, с которой они теряются в результате выведения или катаболизма. Это означает, что если биологический период полураспада химических токсинов больше, то риск отравления будет выше, даже если уровень токсинов в окружающей среде низкий.

С другой стороны, биоусиление, также известное как биоусиление, относится к концентрации химических токсинов, которая постепенно увеличивается по всей пищевой цепочке. Биоаккумуляция и биоусиление - это процессы, которые протекают в тандеме. Биомагнификация отслеживает перемещение токсичных загрязняющих веществ через различные трофические уровни внутри экосистемы. В пищевой цепи энергия обычно передается с одного более низкого трофического уровня на другой, более высокий, по мере того, как один организм потребляет другой. Однако по пищевой цепочке передается не только энергия, но и загрязняющие вещества, попадающие в организм организмов.

Биоаккумуляция и биоусиление в пищевой цепи

Биоаккумуляция обычно происходит в нижней части пищевой цепи, особенно среди первичных производителей, например, фитопланктона. Эти микроскопические организмы поглощают стойкие органические загрязнители (СОЗ) непосредственно из своих экосистем (океанов), которые с течением времени накапливаются в их организме. Загрязняющие вещества накапливаются в тканях их организма, потому что они поглощают их из воды со скоростью, превышающей скорость, с которой они могут избавиться. Биомагнификация происходит, когда более крупные организмы, такие как зоопланктон, потребляют фитопланктон, который уже загрязнен и, следовательно, поглощает СОЗ, которые накапливаются в их собственных тканях организма в более высокой концентрации. Чем больше зоопланктон потребляет загрязненного фитопланктона, тем больше загрязняющих веществ будет накапливаться в его организме. СОЗ передаются от производителей первичным потребителям, вторичным потребителям и, наконец, на вершину пищевой цепочки. Биомагнификация продолжается на каждом трофическом уровне вплоть до вершины пищевой цепи. СОЗ становятся более концентрированными на каждом последующем трофическом уровне, и поэтому высшие хищники в океанах подвергаются высокому риску смертельных уровней СОЗ.

Стойкие органические загрязнители (СОЗ)

По данным Всемирной организации здравоохранения, стойкие органические загрязнители (СОЗ) относятся к химическим загрязнителям, вызывающим глобальную озабоченность. Эти токсичные загрязнители могут сохраняться в окружающей среде и переноситься на большие расстояния, а также способны к биоаккумуляции и биоусилению в различных экосистемах. В результате они оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду, здоровье людей и других животных. Люди по-разному подвергаются воздействию этих загрязняющих веществ, включая пищу, которую мы потребляем, воздух, которым мы дышим в помещении, на улице и на рабочих местах. Кроме того, некоторые продукты, используемые каждый день в нашей жизни, могут содержать СОЗ, которые были добавлены с целью улучшения качества продуктов, например, поверхностно-активные вещества и антипирены. Таким образом, СОЗ обнаруживаются почти везде в измеримых концентрациях по всему миру. Некоторые из источников СОЗ включают хлорорганические пестициды, такие как дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), промышленные химикаты, такие как полихлорированные дифенилы (ПХД), а также побочные продукты других промышленных процессов, такие как полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), широко известные как диоксины среди многих других.

Болезнь Минамата

Болезнь Минамата относится к отравлению метилртутью (MeHg), которое поражает людей, употреблявших в пищу моллюсков или рыбу, зараженную метилртутью. Метилртуть попадает из промышленных отходов в океаны. Болезнь Минамата была впервые обнаружена в мае 1956 года в городе Минамата префектуры Кумамото в южной части японского острова Кюсю. Корпорация Chisso была ответственна за массовый сброс своих промышленных отходов в залив Минамата в период с 1932 по 1968 год. В то время не было ясно, какова причина заболевания. В морских продуктах из залива обнаружен высокий уровень загрязнения ртутью (Hg) - от 5,6 до 35,7 промилле. Аналогичным образом, у пациентов был высокий уровень ртути в волосах, а у жителей побережья Ширануи также были высокие концентрации ртути, некоторые из которых достигали 705 промилле.

Высокотоксичная метилртуть биоаккумулируется в рыбе и моллюсках, обнаруженных в Ширануи и Минамате. Отравление затронуло людей, свиней, кошек, собак и птиц, а также других животных. Некоторые из симптомов болезни Минамата включают атаксию, нарушение чувствительности, дизартрию, нарушения слуха и зрения. Плоды также пострадали от отравления ртутью через матерей, которые употребляли загрязняющие вещества из морских продуктов. Болезнь была названа врожденной болезнью Минамата. Было замечено, что число серьезных случаев с острой болезнью Минамата уменьшалось на начальных стадиях; однако число случаев с хронической болезнью Минамата, проявляющих симптомы в течение длительного времени, увеличивалось. Записи показывают, что по состоянию на март 2001 года было официально идентифицировано в общей сложности 2265 человек, пострадавших от болезни Минамата, из которых 1784 умерли.

Глобальные проблемы, связанные с СОЗ

СОЗ потенциально вредны для здоровья человека и могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Эти вредные химические вещества могут переноситься водой или ветром на большие расстояния, причиняя вред людям и дикой природе в разных странах от того места, где они были утилизированы или произведены. СОЗ могут длительное время сохраняться в окружающей среде и, следовательно, биоаккумулироваться и биоусиляться по всей пищевой цепочке. США вместе с другими 90 странами, включая ЕС, подписали новаторский договор ООН в Швеции в 2001 году. Этот договор известен как Стокгольмская конвенция. Страны договорились ликвидировать или сократить использование, производство и выбросы 12 основных СОЗ, вызывающих глобальную озабоченность. С тех пор было добавлено еще несколько СОЗ, вызывающих глобальную озабоченность.

Некоторые из СОЗ по Стокгольмской конвенции

Большая часть СОЗ, охватываемых Стокгольмской конвенцией, больше не производится в большинстве развитых стран. Однако различные места обитания в большинстве этих стран могут подвергаться риску из-за этих токсичных химических веществ, которые сохраняются в окружающей среде в результате непреднамеренного производства СОЗ, происходящих из этих стран или из других регионов.

ДДТ

ДДТ широко использовался во время Второй мировой войны для борьбы с насекомыми, распространяющими тиф и малярию, а также другие болезни. После войны он использовался для борьбы с болезнями и насекомыми среди сельскохозяйственных культур, особенно хлопка. ДДТ до сих пор используется в разных странах для борьбы с комарами, вызывающими малярию. ДДТ обладает стабильностью и стойкостью, и до 50% его может оставаться в почве в течение 15 лет после внесения. Его остатки можно найти повсюду из-за его широкого применения в прошлом. Остатки ДДТ были обнаружены в Арктике. В 1970 году Швеция, Норвегия и Венгрия запретили использование ДДТ, а в 1972 году он был запрещен в США, Канаде и Германии. Полный запрет в ЕС был введен в 1983 году, а Великобритания запретила использование ДДТ в 1984 году. Австралия запретила использование ДДТ в 1987 году.

Другие СОЗ по Стокгольмской конвенции

Помимо ДДТ, другие СОЗ включают такие пестициды, как эндрин, дильдрин, хлордан, олдрин, токсафен, мирекс, гексахлорбензол и гептахлор. В список включены такие промышленные продукты, как полихлорированные дифенилы (ПХД) и гексахлорбензол. Также перечислены различные побочные продукты, и они включают полихлорированные дибензо-п-диоксины, гексахлорбензол и полихлорированные дибензофураны, а также ПХД. Помимо первоначально перечисленных 12 СОЗ, с 2001 года было добавлено еще несколько других. К 2017 году было добавлено шестнадцать новых СОЗ.

Воздействие СОЗ

СОЗ - это токсичные химические вещества, которые биоусиляются по пищевой цепочке, а также биоаккумулируются в тканях организмов. В результате самые высокие концентрации СОЗ обнаруживаются у высших хищников, или организмов, находящихся на вершине пищевой цепочки. Это означает, что СОЗ в окружающей среде в конечном итоге будут обнаружены в организме человека. Было установлено, что СОЗ влияют на иммунную, репродуктивную и эндокринную системы. Они связаны с возникновением множества нейроповеденческих нарушений, генотоксичности, проблем со щитовидной железой, диабета, врожденных дефектов и рака, среди прочего.

Согласно лонгитюдным исследованиям, младенцы, чьи матери употребляли значительное количество зараженной рыбы из озера Мичиган, показали, что у них была более короткая концентрация внимания, небольшая окружность головы и более низкий вес при рождении по сравнению с младенцами, чьи матери не употребляли зараженную рыбу. На протяжении многих лет здоровье морских млекопитающих значительно ухудшалось, и большинство возрождающихся и возникающих заболеваний связаны с дисфункцией иммунной системы, что наводит на мысль о широком экологическом дистресс-синдроме. Метаболический дисбаланс является одним из признаков, связанных с морскими млекопитающими, и они считаются наиболее уязвимыми в отношении долговременной токсичности химических веществ, производимых человеком, таких как хлорорганические соединения. Дельфины и киты (китообразные) обладают плохой способностью избавляться от органических загрязнителей, поскольку у них нет изоферментов, необходимых для детоксикации загрязняющих веществ, таких как ПХД и ДДТ.

Это интересно: