Значение биоаккумуляции в формировании экотоксических эффектов.
Первичные продуценты получают загрязняющие вещества, рассеянные в биотопе (в данном примере - в морской воде), путем биоконцентрирования. Накопление их зоопланктоном и рыбами происходит в результате биоконцентрирования и биомагнификации, птицами - биомагнификации.
Накопление диоксинов и ДДТ в грудном молоке женщин (их содержание в несколько раз может превышать нормативы для обычного молока коров).
Высокое содержание ТХДД (тетрахлордибензо-п-диоксина) в образцах жировой ткани и плазме крови немецких рабочих гербицидных производств через много лет после воздействия (диоксины образуются как опасные примеси при производстве хлорорганических пестицидов).
Примеры.
2) Присутствие ТХДД в жировой ткани и плазме крови американских ветеранов войны во Вьетнаме (диоксины как примеси содержались в гербициде «Оранжевом агенте», применяемом во время боевых действий во Вьетнаме).
3. Велика накопительная способность также и у растений, особенно водных (табл.1 б).
Таблица 1б. Коэффициенты накопления ряда химических элементов некоторыми водными растениями (Юрин, 2002, с.186).
|
Другой пример - накопление иода водорослью ламинарией. Содержание иода в ламинарии достигает 0,3 % при концентрации его в морской воде 0,0001 %.
Химические вещества могут также перемещаться по пищевым цепям от организмов жертв к организмам-консументам. Термином экологическая магнификация (биоумножение) обозначают процесс увеличения концентрации химического вещества в организмах при переходе от низших трофических уровней данной экосистемы к высшим. В результате содержание экотоксикантов в организмах высших звеньев пищевой цепи может быть до сотен раз (и более) выше, чем в организме первого звена.
4. Бионакопление и экологическая магнификация могут быть проиллюстрированы данными рис. 1.
Рис. 1. Накопление инсектицида ДДТ и полихлорированных бифенилов (ПХБ) в трофических цепях морских экосистем. Концентрации приведены в частях на миллиард (ррb= 1: 109= мкг/кг) (Исидоров, 1999, с.7).
(Литораль – зона морского дна, затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе;
Пелагиаль – толща воды морей, океанов, озер; среда обитания планктона (в отличие от обитающего на грунте дна бентоса – водоросли, устрицы, крабы, некоторые рыбы).
| Биота | Содержание ДДТ/ПХБ, ppb=мкг/кг | Коэффициент биоаккумуляции ДДТ/ПХБ (по отношению к первому звену пищевой цепи) |
| Планктон (фитопланктон- продуценты) | 0,25/0,55 | - |
| Чайка (птицы-рыболовы -плотоядные Ш) | 75/100 | 300/400 |
| Орлан-белохвост (птицы-рыболовы -плотоядные Ш) | 140/340 | 560/618 |
На рисунке представлены пищевые цепи, состоящие из продуцентов и консументов нескольких трофических уровней: фитопланктон (продуценты) → зоопланктон (травоядные) → ракообразные и рыбы (плотоядные I) → хищные рыбы (плотоядные П) → птицы-рыболовы (плотоядные Ш).
5. Таблица 2. ДДТ в пищевых цепях одной из экосистем озера Мичиган (США, система Великих Озер) (Юфит, 2002, с.57).
| Звено пищевой цепи | Концентрация ДДТ, мкг/кг | Коэффициент биоаккумуляции ДДТ | |
| по отношению к воде | По отношению к первому звену пищевой цепи | ||
| Вода водоема | 0,06 | - | |
| Фитопланктон | - | ||
| Зоопланктов | |||
| Лещ | |||
| Щука | |||
| Цапля | |||
| Чайка серебристая | |||
| Утка крохаль |
ü Биоаккумуляция и экологическая магнификация играют огромную роль в накоплении экотоксикантов в организмах (особенно стоящих на высшей ступени пищевой цепи в экосистеме).
ü Результатом биоаккумуляции экотоксикантов являются пагубные последствия как для данного вида организмов (достижение поражающей концентрации в критических тканях), так и для организмов, использующих данный биологический вид, в качестве пищи.
ü Способность к участию в процессе магнификации является важным свойством экотоксикантов, обеспечивающим токсический эффект на надорганизменном уровне (экотоксикологический эффект).