生物擴(kuò)大生物富集

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1、生物擴(kuò)大作用指某些在自然界不能降解或難降解的化學(xué)物質(zhì)，在環(huán)境中通過(guò)食物鏈的延長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增加在生物體內(nèi)逐級(jí)富集，濃度越來(lái)越大的現(xiàn)象。許多有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑和多氯聯(lián)苯都有明顯的生物放大現(xiàn)象。了解這種現(xiàn)象對(duì)評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體健康和環(huán)境的影響有著重要意義。生物放大是指在同一個(gè)食物鏈上，高位營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)來(lái)自環(huán)境的某些元素或難以分解的化合物的濃度，高于低位營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的現(xiàn)象。生物放大一詞是專指具有食物鏈關(guān)系的生物說(shuō)的，如果生物之間不存在食物鏈關(guān)系，則用生物濃縮或生物積累來(lái)解釋。直至20世紀(jì)70年代初期，不少科學(xué)家在研究農(nóng)藥和重金屬的濃度在食物鏈上逐級(jí)增大時(shí)，多將

2、這種現(xiàn)象稱為生物濃縮或生物積累。直到1973年起，科學(xué)家們才開(kāi)始用生物放大一詞，并將生物富集作用、生物積累和生物放大三者的概念區(qū)分開(kāi)來(lái)。研究生物放大，特別是研究各種食物鏈對(duì)哪些污染物具有生物放大的潛力，對(duì)于確定環(huán)境中污染物的安全濃度等，具有重要的意義。生物放大與食物鏈　　在生態(tài)環(huán)境中，由于食物鏈的關(guān)系，一些物質(zhì)如金屬元素或有機(jī)物質(zhì)，可以在不同的生物體內(nèi)經(jīng)吸收后逐級(jí)傳遞，不斷積聚濃縮；或者某些物質(zhì)在環(huán)境中的起始濃度不很高，通過(guò)食物鏈的逐級(jí)傳遞，使?jié)舛戎鸩教岣?，最后形成了生物富集或生物放大作用。例如，海水中汞的濃度?.0001mg/L時(shí)，浮游生物體

3、內(nèi)含汞量可達(dá)001-0.002mg/L，小魚(yú)體內(nèi)可達(dá)0.2-0.5mg/L，而大魚(yú)體內(nèi)可達(dá)1-5mg/L，大魚(yú)體內(nèi)汞比海水含汞量高1萬(wàn)-6萬(wàn)倍。生物放大作用可使環(huán)境中低濃度的物質(zhì)，在最后一級(jí)體內(nèi)的含量提高幾十倍甚至成千上萬(wàn)倍，因而可能對(duì)人和環(huán)境造成較大的危害?！　∩锓糯笞饔檬峭ㄟ^(guò)食物鏈完成的，而食物鏈可以分為幾種形態(tài)。在生態(tài)系統(tǒng)中，根據(jù)生物間的食物關(guān)系，可將食物鏈分為四類。一是捕食性食物鏈，它是以植物為基礎(chǔ)，后者捕食前者。如青草-野兔-狐貍-狼-虎。二是碎食性食物鏈，指的是以碎食物為基礎(chǔ)形成的食物鏈。如樹(shù)葉碎片及小藻類-蝦（蟹）-魚(yú)-食魚(yú)的鳥(niǎo)類

4、。三是寄生性食物鏈，是以大動(dòng)物為基礎(chǔ)，小動(dòng)物寄生到大動(dòng)物上形成的食物鏈。如哺乳類-跳蚤-原生動(dòng)物-細(xì)菌-過(guò)濾性病毒。四是腐生性食物鏈，指的是以腐爛的動(dòng)植物尸體為基礎(chǔ)，然后被微生物所利用。生物放大作用就是通過(guò)食物鏈完成的?？偟恼f(shuō)來(lái)，初級(jí)生產(chǎn)者所產(chǎn)生和固定的能量、物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系而在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，便可形成生物富集或生物放大。多種有害物質(zhì)的放大作用　　DDT等殺蟲(chóng)劑通過(guò)食物鏈的逐步濃縮，能充分說(shuō)明它們對(duì)人類健康的危害。1962年，美國(guó)的雷切爾·卡遜在其《寂靜的春天》中充分描述了以DDT為代表的殺蟲(chóng)劑對(duì)環(huán)境、生物和人類健康的危害，甚至連

5、美國(guó)的國(guó)鳥(niǎo)白頭海雕也因殺蟲(chóng)劑的使用而幾乎滅絕。但是，DDT的生物放大危害作用并沒(méi)有得到充分揭示。一項(xiàng)研究結(jié)果表明，DDT在海水中的濃度為5.0X10-11g，而在浮游植物中則為4.0X10-8g，在蛤蜊中為4.2X10-7g，到銀鷗時(shí)就達(dá)75.5X10-6g。DDT從初始濃度到食物鏈最后一級(jí)的濃度擴(kuò)大了百萬(wàn)倍，這就是典型的生物擴(kuò)大作用。DDT對(duì)英國(guó)雀鷹（Accipiternisus）的影響也是災(zāi)難性的。早在20世紀(jì)60年代，雀鷹遭受了顯著的毀滅，部分原因是由于DDT的生物放大作用，由于使母鳥(niǎo)吃了富集DDT的小蟲(chóng)和其他食物，它產(chǎn)下的卵的卵殼太薄，使

6、得卵在孵出小鳥(niǎo)之前就很容易破碎，因而對(duì)雀鷹造成滅頂之災(zāi)。　　中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所的研究人員還發(fā)現(xiàn)，我國(guó)典型湖泊底泥中19世紀(jì)早期已存在微量二惡英，主要存在土壤的表層，一旦沉積很難通過(guò)環(huán)境物理因素再轉(zhuǎn)移，但卻可通過(guò)食物鏈再傳給其它生物，轉(zhuǎn)移到環(huán)境中。因此，湖泊底泥中高濃度的二惡英可通過(guò)生物富集或生物放大對(duì)水生物和人類的健康產(chǎn)生極大威脅。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)了二惡英在食物鏈中生物放大的直接證據(jù)，并提出了生物放大模型，從而否定了國(guó)際學(xué)術(shù)界過(guò)去一直認(rèn)為二惡英在食物鏈中只存在生物積累而不存在生物放大的觀點(diǎn)。　　由于生物放大作用，殺蟲(chóng)劑及其他有害物質(zhì)對(duì)人和生物

7、的危害就變得十分驚人。一些毒素在身體組織中累積，不能變性或不能代謝，這就導(dǎo)致殺蟲(chóng)劑在食物鏈中每向上傳遞一級(jí)，濃度就會(huì)增加，而頂級(jí)取食者會(huì)遭受最高劑量的危害。食物中被放大的毒素　　由于生物放大作用的存在，環(huán)境污染對(duì)人和生物的危害也呈現(xiàn)富集或放大作用，因此生物放大作用也威脅著人類食物鏈，比如各種副食、肉類和魚(yú)類。但是，這種危害一直難以引起人們的關(guān)注.比如，重金屬鉛、汞、鎘等原本就對(duì)人和生物有害，但通過(guò)食物鏈的放大作用，對(duì)人和生物的危害就更大了。鉛對(duì)人體的危害主要是造成神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和腎臟的損傷。汞是以甲基汞的形式對(duì)人體造成傷害，甲基汞在體內(nèi)代謝緩

8、慢，可引起蓄積中毒，而且可通過(guò)血腦屏障進(jìn)入大腦，與大腦皮層的巰基結(jié)合，影響腦細(xì)胞的功能。鎘對(duì)機(jī)體的危害是破壞腎臟的近曲小管，造成鈣等營(yíng)養(yǎng)