Биоаккумуляция

Схема накопления загрязняющих веществ в пищевой цепи

Биоаккумуляция - это накопление вещества в организме путем абсорбции из окружающей среды или с пищей (см. Пищевая цепь ). Термин биоаккумуляция используется как для процесса накопления, так и для обозначения мгновенного или равновесного состояния, которое было достигнуто.

Биоаккумуляция как физиологический процесс

Биоаккумуляция может относиться к химическому соединению (например, ДДТ ), химическому элементу (например, свинцу ), изотопу (около 90 Sr, радиоактивный стронций- 90) или особенно мелким частицам (так называемые наночастицы ). Биоаккумуляция в основном происходит с веществами с длительным биологическим периодом полураспада, что означает, что они не расщепляются или не превращаются биохимически, а также быстро не выводятся из организма. Если концентрация во внешней среде (воде, почве, пище) снова снижается, уровень биоаккумуляции в организме часто снова постепенно снижается, хотя это снижение является отсроченным и часто неполным.

Явление биоаккумуляции не ограничивается загрязнителями, но также происходит с основными биохимическими соединениями (такими как витамины) и химическими элементами (такими как минералы). Примером этого является биоаккумуляция витамина А в печени хищников, таких как белые медведи , которые питаются другими хищниками ( тюленями ).

Фактор биоаккумуляции

Относительный уровень концентрации вещества в организме по сравнению с окружающей почвой, окружающей водой или принятой пищей называется фактором биоаккумуляции. Это безразмерная величина, которая отражает соотношение концентраций в двух отсеках сравнения .

В частности, коэффициент биоаккумуляции - это соотношение между концентрацией в организме и эталонной средой, такой как окружающая почва, окружающая вода или потребляемая пища. Если указан конкретный коэффициент биоаккумуляции, всегда должно быть указано физическое эталонное значение в двух сравниваемых отсеках, потому что концентрации для двух сравниваемых отсеков должны относиться к одной и той же измеряемой переменной, например, свежей массе, сухой массе или объемам. Связанный с объемом коэффициент биоаккумуляции 1000 по сравнению с водой означает, что концентрация в организме в тысячу раз больше, чем в окружающей воде, если оба значения сравнения относятся к соответствующим объемам. Коэффициенты биоаккумуляции также могут быть даны для отдельных органов по сравнению с контрольным компартментом. Например, органы с высоким содержанием жира (такие как печень) часто имеют более высокие концентрации и, следовательно, более высокие значения биоаккумуляции липофильных загрязнителей окружающей среды, чем органы с низким содержанием жира (например, мышцы). Тяжелые металлы часто накапливаются в определенных местах связывания в организме, например, свинец (как Pb 2+ ), вытесняя кальций (как Ca 2+ ) в костях.

Биомагнификация и биоконцентрация

Во многих случаях биоаккумуляция концептуально делится на биоконцентрацию , которая представляет собой чистое поглощение из окружающей среды через поверхности тела (поглощение через жабры важно для многих водных организмов) и биомагнификацию , которая представляет собой поглощение через пищу. Различные значения этих двух путей проникновения иногда трудно определить на практике, поскольку пути абсорбции часто проходят параллельно (например, в случае водных организмов), и соответствующий уровень биоаккумуляции в организме находится в равновесии с распадом или выделением вещество из организма.

Свойства PBT

PBT ( стойкие, биоаккумулирующиеся и токсичные инородные вещества ) определяются как органические, стойкие, биоаккумулирующиеся вещества с токсическими свойствами, которые оказывают неблагоприятное воздействие на человека и окружающую среду . Информация о PBT содержится в паспортах безопасности .

Секвестр

Связывание токсинов животными - это особая форма биоаккумуляции .

литература

  • Бернд Бик: Биоаккумуляция - новые аспекты и разработки . Справочник по химии окружающей среды, том 2. Springer, Berlin 2000, ISBN 978-3-540-62575-9 .
  • Карл Фент: Экотоксикология . Георг Тиме, 3-е издание, Штутгарт 2007, ISBN 978-3-13-109993-8 .
  • Джеффри М. Нефф: биоаккумуляция в морских организмах. Влияние загрязняющих веществ из пластовой воды нефтяных скважин . Elsevier 2002, ISBN 978-0-08-043716-3 .
  • Пол Р. Пакуин: Металлы в водных системах: Обзор моделей воздействия, биоаккумуляции и токсичности . Фонд SETAC. ISBN 978-1-880611-50-0 .
  • Бруно Стрейт: Биоаккумуляция загрязняющих веществ в рыбе . С. 353-387. В: Томас Браунбек и др.: Экотоксикология рыб . Биркхойзер, Базель 1998.
  • Бруно Штрайт, Вернер Штумм : Химические свойства металлов и процесс биоаккумуляции в наземных растениях. С. 31-62. В: Бернд Маркерт (ред.): Растения как биомониторы. Индикаторы тяжелых металлов в земной среде. VCH Publisher, Inc., Weinheim & New York 1993, ISBN 978-3-527-30001-3 .

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ П. Эгелер, М. Меллер, Дж. Рембке, П. Спёрлейн, Б. Страйт, Р. Нагель: Tubifex tubifex как звено в передаче гексахлорбензола из загрязненных отложений рыбе в пищевой цепи. Hydrobiologia 463: 171-184 (2001).
  2. ↑ Стратегии обнаружения стойких, биоаккумулирующихся и токсичных чужеродных веществ (PBT) - Лектор: К.-В. Шрамм, научно - исследовательский центр GSF для окружающей среды и здоровья, Нойхерберг Четверг 12 июля 2007 .