Categories
Окружающая среда

Что такое биоаккумуляция и чем она отличается от биомагнификации?

Биоаккумуляция относится к постепенному увеличению токсичных химических веществ в тканях организма живых организмов с течением времени. Это происходит потому, что химические вещества не могут быть разрушены организмом (то есть, они не могут метаболизироваться). Биоаккумуляция может не иметь значения, если рассматриваемые соединения не являются вредными. Однако вредные соединения, такие как свинец и ртуть, могут накапливаться в тканях организма живых организмов. Источники загрязняющих веществ, которые биоаккумулируются в организме, включают пестициды, промышленные химикаты и побочные продукты. Дождевая вода может транспортировать остатки пестицидов, используемых на фермах в ручьях, и в конечном итоге попадет в реки, ручьи, устья рек и океаны, среди других водоемов. Автомобильные выбросы и промышленные дымовые трубы являются одними из ведущих источников токсичных загрязнителей, обнаруженных в окружающей среде. Они возвращаются на землю, когда идет дождь, и они попадают в водоемы в различных экосистемах. Преднамеренный сброс загрязняющих веществ в окружающую среду также является еще одним источником загрязнения.

Биоаккумуляция и биомагнификация

Биоаккумуляция – это постепенное накопление химических токсинов в тканях организма. Это происходит, когда поглощение химическими токсинами организмом быстрее, чем скорость его потери в результате экскреции или катаболизма. Это означает, что если биологический период полураспада химических токсинов больше, то риск отравления будет выше, даже если уровень токсинов в окружающей среде будет низким.

С другой стороны, биомагнификация, также известная как биоамплификация, относится к концентрации химических токсинов, которая постепенно увеличивается вдоль пищевой цепи. Биоаккумуляция и биомагнификация – это процессы, которые происходят в тандеме. Биомагнификация отслеживает движение токсичных загрязнителей через различные трофические уровни в экосистеме. В пищевой цепи энергия обычно переносится с одного более низкого трофического уровня на другой более высокий уровень, поскольку один организм потребляет другой. Однако не только энергия передается в пищевой цепи, но и загрязняющие вещества попадают в организм.

Биоаккумуляция и биомагнификация в пищевой цепи

Биоаккумуляция обычно происходит в нижней части пищевой цепи, особенно среди первичных продуцентов, например, фитопланктона. Эти микроскопические организмы поглощают стойкие органические загрязнители (СОЗ) непосредственно из своих экосистем (океанов), которые накапливаются в их организме в течение определенного периода времени. Загрязняющие вещества накапливаются в тканях их тела, потому что они поглощают их из воды со скоростью, превышающей скорость, которую они могут устранить. Биомагнификация имеет место, когда более крупные организмы, такие как зоопланктон, потребляют фитопланктон, который уже загрязнен и, следовательно, поглощает СОЗ, которые накапливаются в тканях их тела в более высокой концентрации. Поскольку зоопланктон потребляет больше загрязненных фитопланктонов, тем больше загрязняющих веществ будет накапливаться в их организме. СОЗ передаются от производителей первичным потребителям, вторичным потребителям и, наконец, на вершину пищевой цепи. Биомагнификация продолжается на каждом трофическом уровне до вершины пищевой цепи. СОЗ становятся более концентрированными на каждом последующем трофическом уровне, и, следовательно, хищники вершины 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, имеющим глобальное значение. Эти токсичные загрязнители могут сохраняться в окружающей среде и переноситься на большие расстояния, а также способны к биоаккумуляции и биомагнификации в различных экосистемах. В результате они оказывают значительное неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье человека и других животных. Люди подвергаются воздействию этих загрязнителей по-разному, 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 в целях улучшения качества продуктов, например, поверхностно-активные вещества и антипирены. Поэтому СОЗ встречаются практически повсеместно в измеримых концентрациях по всему миру. Некоторые из источников СОЗ включают хлорорганические пестициды, такие как дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), промышленные химические вещества, такие как полихлорированные дифенилы (ПХД), а также побочные продукты других промышленных процессов, таких как полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДД) и дибензофураны ( PCDF), широко известный как диоксины среди многих других.

Болезнь Минамата

Болезнь Минамата относится к отравлению метилртутью (MeHg), которое поражает людей, которые проглотили моллюсков или рыбу, зараженную метилртутью. Метилртуть попадает из промышленных отходов в океаны. Болезнь Минамата была впервые обнаружена в мае 1956 года в городе Минамата, префектура Кумамото, в южной части японского острова Кюсю. Корпорация Chisso отвечала за массовый сброс промышленных отходов в залив Минамата в период с 1932 по 1968 год. В то время не было ясно, какова причина заболевания. Морские продукты из залива показали высокий уровень загрязнения ртутью (Hg) от 5,6 до 35,7 промилле. Точно так же у пациентов были высокие уровни ртути в волосах, а у жителей береговой линии Ширануи также были высокие концентрации ртути, некоторые из которых достигали 705 частей на миллион.

Высокотоксичный 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, слуховые и зрительные нарушения. Плоды также пострадали от отравления ртутью от матерей, которые проглатывали загрязняющие вещества из морских продуктов. Заболевание было названо врожденной болезнью Минамата. Было отмечено, что число серьезных случаев с острой болезнью Минамата уменьшалось на начальных этапах; однако число случаев хронической болезни Минамата, проявляющих симптомы в течение длительного времени, возрастало. Записи указывают, что по состоянию на март 2001 года официально было выявлено 2265 человек, пораженных болезнью Минамата, из которых 1784 умерли.

Глобальные проблемы по СОЗ

СОЗ потенциально вредны для здоровья человека и могут негативно влиять на окружающую среду. Эти вредные химические вещества могут транспортироваться водой или ветром на большие расстояния, причиняя вред людям и дикой природе в разных странах, откуда они были захоронены или произведены. СОЗ могут долго сохраняться в окружающей среде и, следовательно, биоаккумулироваться и биомагнифицироваться вдоль пищевой цепи. США вместе с другими 90 странами, включая ЕС, подписали революционный договор ООН в Швеции в 2001 году. Этот договор известен как Стокгольмская конвенция. Страны договорились исключить или сократить использование, производство и выпуск 12 основных СОЗ, представляющих глобальный интерес. С тех пор было добавлено несколько других СОЗ, имеющих глобальное значение.

Некоторые СОЗ на Стокгольмской конвенции

Большинство СОЗ, охватываемых Стокгольмской конвенцией, больше не производится в большинстве развитых стран. Тем не менее, различные среды обитания в большинстве этих стран могут подвергаться риску из-за этих токсичных химических веществ, которые сохранились в окружающей среде, происходящих из непреднамеренно производимых СОЗ, происходящих из этих стран или из других регионов.

DDT

ДДТ широко использовался во время Второй мировой войны для борьбы с насекомыми, которые распространяют тиф и малярию, среди других заболеваний. После войны он использовался для борьбы с болезнями и насекомыми среди сельскохозяйственных культур, особенно хлопка. ДДТ по-прежнему используется в разных странах для борьбы с комарами, вызывающими малярию. ДДТ обладает стабильностью и стойкостью, и до 50% может оставаться в почве до 15 лет после применения. Его остатки можно найти повсюду из-за его широкого использования 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 в 1983 году, а Великобритания запретила использование ДДТ в 1984 году. Австралия запретила использование ДДТ в 1987 году.

Другие СОЗ на Стокгольмской конвенции

Кроме ДДТ, другие СОЗ включают пестициды, такие как эндрин, дильдрин, хлордан, альдрин, токсафен, мирекс, гексахлорбензол и гептахлор. В списке представлены такие промышленные продукты, как полихлорированные бифенилы (ПХД) и гексахлорбензол. Также перечислены различные побочные продукты, и они включают полихлорированные дибензо-п-диоксины, гексахлорбензол и полихлорированные дибензофураны и ПХБ. Помимо перечисленных первоначальных 12 СОЗ, с 2001 года было добавлено несколько других. К 2017 году было добавлено 16 новых СОЗ.

Эффекты СОЗ

СОЗ являются токсичными химическими веществами, которые биомагнифицируются вдоль пищевой цепи, а также биоаккумулируются в тканях организмов. В результате самые высокие концентрации СОЗ обнаруживаются у хищников вершины, или организмы являются верхней частью пищевой цепи. 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 других.

Согласно продольным исследованиям, младенцы, чьи матери употребляли в пищу значительное количество зараженной рыбы из озера Мичиган, указали, что они имели меньший объем внимания, небольшую окружность головы и меньший вес при рождении по сравнению с младенцами, чьи матери не употребляли зараженную рыбу. За прошедшие годы значительно ухудшилось здоровье морских млекопитающих, и большинство возрождающихся и возникающих заболеваний связаны с дисфункцией иммунной системы, что свидетельствует о широком экологическом синдроме дистресса. Метаболический дисбаланс является одним из признаков, связанных с морскими млекопитающими, и они считаются наиболее уязвимыми в отношении долгосрочной токсичности химических веществ, производимых человеком, таких как органохлориды. Дельфины и киты (китообразные) обладают плохой способностью избавляться от органических загрязнителей, поскольку у них нет изозимов, необходимых для детоксикации загрязнителей, таких как ПХД и ДДТ.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *