食物链中的生物积累

        生物积累是指物质,如农药或其他化学物质,在生物体内随着时间的逐渐积累。当生物体吸收某一物质的速度大于该物质通过分解代谢和排泄而丢失或消除的速度时,就会发生生物积累。因此,即使环境中的毒素水平不是很高,一种有毒物质的生物半衰期越长,慢性中毒的风险就越大。

        金属的毒性与生物积累和生物放大有关。如果金属的储存或吸收速度大于生物体的代谢和排泄速度,就会导致金属的积累。

        生物体可以通过呼吸、皮肤吸收或吞咽来吸收化学物质。当一种化学物质在生物体内部的浓度高于其周围环境(空气或水)时,就称为生物浓度。生物放大是另一个与生物积累有关的过程:当生物体从一个营养级上升到另一个营养级时,其体内化学物质浓度增加。生物积累的过程是一个生物体生长和发展所必需的。然而,有害物质的积累也同时发生。

        在生物积累和生物放大的共同作用下,处于食物链顶端的鱼(如:鲨鱼)和生长周期较长的鱼(如:金枪/吞拿鱼)体内甲基汞含量较高。

 


 

DDT.jpg

图解生物积累和生物放大

 

DDT结构图

 

        生物积累的一个典型例子发生在一种叫做二氯二苯三氯乙烷(DDT)的杀虫剂上。1972年以前,DDT在美国是一种用于控制蚊子和昆虫的杀虫剂。DDT被雨水冲进了小溪。最终,它被水冲入湖泊和海洋。

        DDT在每个有机体内都有生物积累。随着时间的推移,它通过食物网的生物放大到非常高的水平,特别是食肉鸟类。它们吃鱼,如鱼鹰、秃鹰、褐鹈鹕和游隼,处于该食物链的较高营养级,因此体内的DDT含量也很高。DDT的含量如此之高,以至于鸟的蛋壳变得异常薄。由于蛋壳太薄,成年鸟不小心把未孵化的幼鸟的蛋壳打碎,幼鸟就死了。结果,这些鸟的数量急剧下降。1972年,DDT在美国被禁止。从那时起,许多掠食性鸟类的数量显著增加。