✖


Jump to content

Биоаккумуляция

Биоаккумуляция — это постепенное накопление веществ, таких как пестициды или другие химические вещества, в организме. [1] Биоаккумуляция происходит, когда организм поглощает вещество быстрее, чем оно может быть потеряно или выведено путем катаболизма и выведения . Таким образом, чем дольше биологический период полураспада токсичного вещества , тем выше риск хронического отравления , даже если уровни токсина в окружающей среде не очень высоки. [2] Биоаккумуляцию, например, в рыбе , можно предсказать с помощью моделей. [3] [4] Гипотеза о критериях ограничения размера молекул для использования в качестве индикаторов потенциала биоаккумуляции не подтверждена данными. [5] Биотрансформация может сильно изменить биоаккумуляцию химических веществ в организме. [6]

Токсичность, вызванная металлами, связана с биоаккумуляцией и биомагнификацией . [7] Хранение или поглощение металла быстрее, чем он метаболизируется и выводится из организма, приводит к накоплению этого металла. [8] Присутствие различных химикатов и вредных веществ в окружающей среде можно проанализировать и оценить, обладая соответствующими знаниями о биоаккумуляции, помогающими контролировать и использовать химические вещества. [9]

Организм может поглощать химические вещества при дыхании, всасывании через кожу или при проглатывании. [7] Когда концентрация химического вещества в организме выше, чем в окружающей среде (воздухе или воде), это называется биоконцентрацией . [1] Биомагнификация — это еще один процесс, связанный с биоаккумуляцией, поскольку концентрация химического вещества или металла увеличивается по мере его перемещения с одного трофического уровня на другой. [1] Естественно, процесс биоаккумуляции необходим организму для роста и развития; однако может происходить и накопление вредных веществ. [7]

Примеры

[ редактировать ]

Наземные примеры

[ редактировать ]

Пример отравления на рабочем месте можно увидеть из фразы « безумный как шляпник » (Англия XVIII и XIX веков). Ртуть использовалась для придания жесткости фетру, из которого шили шляпы. При этом образуются органические соединения, такие как метилртуть , которая является жирорастворимой (жирорастворимой) и имеет тенденцию накапливаться в мозге, что приводит к отравлению ртутью . Другие жирорастворимые яды включают соединения тетраэтилсвинца ( свинец в этилированном бензине ) и ДДТ . Эти соединения хранятся в жировых отложениях, а когда жировые ткани используются для получения энергии, соединения высвобождаются и вызывают острое отравление. [ нужна ссылка ]

Стронций-90 , входящий в состав осадков , атомных бомб по химическому составу настолько похож на кальций, что участвует в формировании костей , где его излучение может вызывать повреждения в течение длительного времени. [10] [ нужна ссылка ]

Некоторые виды животных используют биоаккумуляцию как способ защиты: потребляя токсичные растения или добычу животных, животное может накапливать токсин, который затем становится сдерживающим фактором для потенциального хищника. Одним из примеров является табачный роговой червь , который концентрирует никотин в своем организме до токсичного уровня, когда потребляет табачные растения. Отравление мелких потребителей может передаваться по пищевой цепи и влиять на потребителей, находящихся на последующих этапах этой цепи.

Другие соединения, которые обычно не считаются токсичными, могут накапливаться в организмах до токсичных уровней. Классическим примером является витамин А , который концентрируется в печени плотоядных животных , например, белых медведей : будучи чистыми хищниками, питающимися другими хищниками (тюленями), они накапливают в своей печени чрезвычайно большое количество витамина А. Коренным народам Арктики было известно, что печень хищников нельзя есть, но исследователи Арктики заболели гипервитаминозом А из-за употребления в пищу печени медведей; и был по крайней мере один пример подобного отравления исследователей Антарктики, поедавших хаски печень . Ярким примером этого является экспедиция сэра Дугласа Моусона , чей товарищ по исследованию умер от поедания печени одной из их собак.

Водные примеры

[ редактировать ]

Прибрежные рыбы (например, гладкая рыба-жаба ) и морские птицы (например, атлантический тупик ) часто подвергаются мониторингу на предмет биоаккумуляции тяжелых металлов . Метилртуть попадает в системы пресной воды через промышленные выбросы и дожди. По мере того, как его концентрация увеличивается в пищевой цепи, она может достигать опасного уровня как для рыб, так и для людей, которые полагаются на рыбу как на источник пищи. [11]

Рыбу обычно оценивают на предмет биоаккумуляции, когда она подвергается воздействию химических веществ, находящихся в ее водной фазе. [12] Обычно тестируемые виды рыб включают обыкновенного карпа , радужную форель и синежаберную солнечную рыбу . [12] Как правило, рыбы подвергаются биоконцентрации и биоаккумуляции органических химических веществ в окружающей среде за счет поглощения липидным слоем химических веществ, переносимых водой. [12] В других случаях рыба подвергается воздействию в результате проглатывания/переваривания веществ или организмов водной среды, содержащих вредные химические вещества. [12]

Токсины естественного происхождения также могут биоаккумулироваться. морских Цветение водорослей, известное как « красные приливы », может привести к тому, что местные организмы-фильтраторы, такие как мидии и устрицы, станут токсичными; Рыбы коралловых рифов могут быть ответственны за отравление, известное как сигуатера , когда они накапливают токсин, называемый сигуатоксином, из рифовых водорослей. [13] В некоторых эвтрофных водных системах биоразбавление может происходить . Это уменьшение загрязнения при повышении трофического уровня, обусловленное повышением концентрации водорослей и бактерий, разбавляющих концентрацию загрязнителя. [14] [15]

водно-болотных угодий Подкисление может повысить концентрацию химических веществ или металлов, что приводит к увеличению биодоступности в морских растениях и пресноводной биоте. [16] Растения, расположенные там, включая как укорененные, так и погруженные в воду растения, могут подвергаться влиянию биодоступности металлов. [16]

Исследования черепах как модельного вида

[ редактировать ]

Биоаккумуляция у черепах происходит, когда синтетические органические загрязнители (например, ПФАС ), тяжелые металлы или высокие уровни микроэлементов попадают в отдельный организм, потенциально влияя на их здоровье. Хотя исследования биоаккумуляции у черепах продолжаются, такие факторы, как загрязнение окружающей среды , изменение климата и изменение ландшафта, могут повлиять на количество этих токсинов в экосистеме. [17]

Наиболее распространенные элементы, изучаемые у черепах, — ртуть , кадмий , аргон. [ сомнительно – обсудить ] и селен . Тяжелые металлы попадают в реки, ручьи, озера, океаны и другие водные среды, а растения, живущие в этой среде, поглощают металлы. Поскольку уровни микроэлементов в водных экосистемах высоки, черепахи естественным образом потребляют различные микроэлементы в различных водных средах, поедая растения и отложения. [18] Как только эти вещества попадут в кровоток и мышечную ткань, их концентрация увеличится и станет токсичной для черепах, что может привести к нарушению обмена веществ, эндокринной системы и репродуктивной функции. [19]

Некоторые морские черепахи используются в качестве экспериментальных объектов для анализа биоаккумуляции из-за их береговой среды обитания, что облегчает сбор образцов крови и других данных. [18] Виды черепах очень разнообразны и вносят большой вклад в биоразнообразие, поэтому многие исследователи считают ценным сбор данных от различных видов. Пресноводные черепахи — еще один модельный вид для изучения биоаккумуляции. [20] Из-за относительно ограниченного ареала обитания пресноводные черепахи могут быть связаны с конкретным водоемом и его профилем химического загрязнения.

Влияние черепах на развитие

[ редактировать ]

Токсичные концентрации в яйцах черепах могут повредить процессу развития черепахи. Например, у австралийской пресноводной черепахи с короткой шеей ( Emydura macquarii macquarii ) концентрации ПФАС в окружающей среде биоаккумулировались матерью, а затем переносились в их яйца, что влияло на метаболические процессы развития и запасы жира. [21] Кроме того, есть доказательства того, что ПФАС влияет на микробиом кишечника черепах, подвергшихся воздействию. [22]

Что касается токсичного уровня тяжелых металлов, было замечено снижение скорости высиживания яиц у черепахи реки Амазонки Podocnemis expansa . [19] В этом конкретном черепашьем яйце тяжелые металлы уменьшают содержание жира в яйце и меняют способ фильтрации воды в эмбрионе; это может повлиять на выживаемость черепашьего яйца. [19]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с Александр (1999). «Биоаккумуляция, биоконцентрация, биомагнификация». Экологическая геология . Энциклопедия наук о Земле. стр. 43–44. дои : 10.1007/1-4020-4494-1_31 . ISBN  978-0-412-74050-3 .
  2. ^ Брайан, GW; Вальдичук М.; Пентрит, Р.Дж.; Дарракотт, Энн (1979). «Биоаккумуляция морских загрязнителей [и обсуждение]» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 286 (1015): 483–505. Бибкод : 1979RSPTB.286..504W . JSTOR   2418066 .
  3. ^ Стадницка, Юлита; Ширмер, Кристин; Ашауэр, Роман (2012). «Прогнозирование концентрации органических химических веществ в рыбе с помощью токсикокинетических моделей» . Экологические науки и технологии . 46 (6): 3273–3280. Бибкод : 2012EnST...46.3273S . дои : 10.1021/es2043728 . ПМК   3308199 . ПМИД   22324398 .
  4. ^ Отеро-Мурас, И.; Франко-Урия, А.; Алонсо, А.А.; Бальса-Канто, Э. (2010). «Динамическое многокамерное моделирование биоаккумуляции металлов в рыбе: последствия для идентификации». Экологическое моделирование и программное обеспечение . 25 (3): 344–353. Бибкод : 2010EnvMS..25..344O . дои : 10.1016/j.envsoft.2009.08.009 .
  5. ^ Арно, Джон А.; Арно, Мишель; Маккей, Дональд; Куйяр, Ив; Макдональд, Дрю; Боннелл, Марк; Дойл, Пэт (2007). «Критерии ограничения размера молекул для проверки потенциала биоаккумуляции: факт или вымысел?» . Комплексная экологическая оценка и менеджмент . 6 (2009): 210–224. дои : 10.1897/IEAM_2009-051.1 . ПМИД   19919169 .
  6. ^ Ашауэр, Роман; Хинтермейстер, Анита; о'Коннор, Изабель; Элумелу, Малине; Холлендер, Джулиана; Эшер, Беате И. (2012). «Значение метаболизма ксенобиотиков для кинетики биоаккумуляции органических химических веществ в Gammarus pulex» . Экологические науки и технологии . 46 (6): 3498–3508. Бибкод : 2012EnST...46.3498A . дои : 10.1021/es204611h . ПМК   3308200 . ПМИД   22321051 .
  7. ^ Jump up to: а б с Блоуз, Д.В.; Птачек, CJ; Джамбор, JL; Вайзенер, CG (1 января 2003 г.), Голландия, Генрих Д.; Турекян, Карл К. (ред.), «9.05 - Геохимия кислого дренажа шахт» , Трактат по геохимии , Оксфорд: Пергамон, стр. 149–204, doi : 10.1016/b0-08-043751-6/09137-4 , ISBN  978-0-08-043751-4 , получено 17 февраля 2021 г.
  8. ^ Гайон А, Сартори Д, Скудери А, Фатторини Д (2014). «Биоаккумуляция и биотрансформация соединений мышьяка в Hediste diversicolor (Muller 1776) после воздействия шипованных отложений» . Наука об окружающей среде и исследования загрязнения . 21 (9): 5952–5959. Бибкод : 2014ESPR...21.5952G . дои : 10.1007/s11356-014-2538-z . ПМИД   24458939 . S2CID   12568097 .
  9. ^ Филип Векслер, изд. (2014). Энциклопедия токсикологии (Третье изд.). Лондон. ISBN  978-1-78402-845-9 . OCLC   878141491 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  10. ^ Мартелл, Э.А. (май 1959 г.). «Атмосферные аспекты выпадения стронция-90: данные о выпадении осадков указывают на короткое время задержки в стратосфере для атомных испытаний в средних широтах» . Наука . 129 (3357): 1197–1206. дои : 10.1126/science.129.3357.1197 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   13658944 .
  11. ^ «Ртуть: что она делает с людьми и что людям нужно с этим делать» . Район экспериментальных озер МИУР . 23 сентября 2017 года . Проверено 6 июля 2020 г.
  12. ^ Jump up to: а б с д Алан., Хок, Роберт. Обзор лабораторных подходов к оценке наземного биоаккумуляции органических химических веществ: текущее состояние и будущие возможности . OCLC   942770368 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Эстевес, Пабло; Сибат, Маноэлла; Леан-Мартинш, Хосе Мануэль; Рейс Коста, Педро; Гаго-Мартинес, Ана; Гесс, Филипп (21 апреля 2020 г.). «Жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения для подтверждения карибского сигуатоксина-1 как основного токсина, ответственного за отравление сигуатерой, вызванное рыбой с европейских атлантических побережий» . Токсины . 12 (4): 267. doi : 10.3390/toxins12040267 . ISSN   2072-6651 . ПМЦ   7232264 . ПМИД   32326183 .
  14. ^ Дайнс, Питер; Боделье, Поль Ле; Эллер, Гундула (май 2007 г.). «Углерод, полученный из метана, проходит через метанокисляющие бактерии на более высокие трофические уровни в водных системах» . Экологическая микробиология . 9 (5): 1126–1134. Бибкод : 2007EnvMi...9.1126D . дои : 10.1111/j.1462-2920.2006.01235.x . ISSN   1462-2912 . ПМИД   17472629 .
  15. ^ Линь, Хань-Ян; Костелло, Марк Джон (7 сентября 2023 г.). «Размер тела и трофический уровень морских видов рыб увеличиваются с широтой и уменьшаются в глубоководных районах и Антарктиде» . ПерДж . 11 : e15880. дои : 10.7717/peerj.15880 . ISSN   2167-8359 . ПМЦ   10493087 . ПМИД   37701825 .
  16. ^ Jump up to: а б Альберс, Питер Х.; Камардезе, Майкл Б. (1993). «Влияние подкисления на накопление металлов водными растениями и беспозвоночными. 1. Искусственные водно-болотные угодья» . Экологическая токсикология и химия . 12 (6): 959–967. дои : 10.1002/etc.5620120602 .
  17. ^ Франке, Кристиан; Штудингер, Габриэле; Бергер, Джорджия; Бёлинг, Стелла; Брукманн, Урсула; Когорс-Фресенборг, Дитер; Йонке, Ульрих (октябрь 1994 г.). «Оценка биоаккумуляции» . Хемосфера . 29 (7): 1501–1514. Бибкод : 1994Chmsp..29.1501F . дои : 10.1016/0045-6535(94)90281-X .
  18. ^ Jump up to: а б Диас де Фариас, Дэниел Солон; Росси, Сильмара; да Коста Бомфим, Алин; Лима Фрагосо, Ана Бернадете; Сантос-Нето, Элитьери Батиста; Хосе де Лима Силва, Флавио; Лейлсон-Брито, Хосе; Навони, Хулио Алехандро; Гавилан, Симоне Алмейда; Соуза ду Амарал, Вивиан (1 июля 2022 г.). «Биоаккумуляция общего количества ртути, меди, кадмия, серебра и селена у зеленых черепах (Chelonia mydas), выброшенных на мель в бассейне Потигуар, на северо-востоке Бразилии» . Хемосфера . 299 : 134331. Бибкод : 2022Chmsp.29934331D . doi : 10.1016/j.chemSphere.2022.134331 . ISSN   0045-6535 . ПМИД   35339524 . S2CID   247638704 .
  19. ^ Jump up to: а б с Фроссар, Александра; Коппо, Габриэль Карвальо; Лоренсо, Аманда Толедо; Херингер, Отавио Арруда; Чиппари-Гомес, Адриана Регина (1 мая 2021 г.). «Биоаккумуляция металла и его генотоксическое воздействие на яйца и детенышей гигантской речной черепахи Амазонки (Podocnemis expansa)» . Экотоксикология . 30 (4): 643–657. Бибкод : 2021Ecotx..30..643F . дои : 10.1007/s10646-021-02384-8 . ISSN   1573-3017 . ПМИД   33754232 . S2CID   232315423 .
  20. ^ Бил, Дэвид Дж.; Хиллер, Кэти; Нильссон, Сандра; Лимпус, Дункан; Бозе, Утпал; Бродбент, Джеймс А.; Варди, Сюзанна (1 февраля 2022 г.). «Биоаккумуляция и метаболическая реакция смесей ПФАС у пойманных в дикой природе пресноводных черепах (Emydura macquarii macquarii) с использованием методов эконадзора на основе омики» . Наука об общей окружающей среде . 806 (Часть 3): 151264. Бибкод : 2022ScTEn.806o1264B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2021.151264 . ISSN   0048-9697 . ПМИД   34715216 .
  21. ^ Бил, Дэвид Дж.; Нильссон, Сандра; Бозе, Утпал; Борн, Николас; Стоквелл, Салли; Бродбент, Джеймс А.; Гонсалес-Астудильо, Вивиана; Браун, Кристоф; Бэддили, Бренда; Лимпус, Дункан; Уолш, Том; Варди, Сюзанна (15 апреля 2022 г.). «Биоаккумуляция и влияние материнской выгрузки ПФАС на биохимию яиц от пойманных в дикой природе пресноводных черепах (Emydura macquarii macquarii)» . Наука об общей окружающей среде . 817 : 153019. Бибкод : 2022ScTEn.817o3019B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2022.153019 . ISSN   0048-9697 . ПМИД   35026273 .
  22. ^ Бил, Дэвид Дж.; Биссетт, Эндрю; Нильссон, Сандра; Бозе, Утпал; Нелис, Йост Лаурус Динан; Нахар, Ахикун; Смит, Мэтью; Гонсалес-Астудильо, Вивиана; Браун, Кристоф; Бэддили, Бренда; Варди, Сюзанна (10 сентября 2022 г.). «Нарушение микробиома кишечника у пойманных в дикой природе пресноводных черепах (Emydura macquarii macquarii), подвергшихся воздействию повышенных уровней ПФАС» . Наука об общей окружающей среде . 838 (Часть 3): 156324. Бибкод : 2022ScTEn.838o6324B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2022.156324 . ISSN   0048-9697 . ПМИД   35654195 . S2CID   249213966 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioaccumulation&oldid=1235719351"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c0b6005cbbbf2b3a0ba6be8c2957e53a__1721499240
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c0/3a/c0b6005cbbbf2b3a0ba6be8c2957e53a.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bioaccumulation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)