Биодилюция - Biodilution - Wikipedia

Биодилюция, иногда называемый разведение цветения, - уменьшение концентрации элемент или же загрязнитель с увеличением трофический уровень.[1] Этот эффект в первую очередь наблюдается во время цветения водорослей, когда увеличение биомассы водорослей снижает концентрацию загрязняющих веществ в организмах, находящихся на более высоких уровнях пищевой цепи, например зоопланктон или же дафния.[2]

Основными элементами и загрязнителями, вызывающими озабоченность, являются тяжелые металлы, такие как Меркурий, кадмий, и вести. Было показано, что эти токсины биоаккумулировать вверх пищевой сети. В некоторых случаях металлы, такие как ртуть, могут биоусиление.[1][3] Это серьезная проблема, поскольку метилртуть, наиболее токсичный вид ртути, может быть обнаружен в высоких концентрациях в потребляемой человеком рыбе и других водных организмах.

Многочисленные исследования связывают более низкие концентрации ртути в зоопланктоне, обнаруженные в эвтрофный (богатый питательными веществами и высокопродуктивный) по сравнению с олиготрофный (с низким содержанием питательных веществ) водная среда.[2][3] Обогащение питательными веществами (в основном фосфором и азотом) снижает попадание ртути и других тяжелых металлов в водные пищевые сети за счет этого эффекта биоразбавления. Первичные производители, такие как фитопланктон, поглощают эти тяжелые металлы и накапливают их в своих клетках. Чем выше популяция фитопланктона, тем меньше концентрация этих загрязнителей будет в их клетках. Будучи потребленными основными потребителями, такими как зоопланктон, эти связанные с фитопланктоном загрязнители включаются в клетки потребителя. Более высокая биомасса фитопланктона означает более низкую концентрацию загрязняющих веществ, накапливаемых зоопланктоном и т. Д. В пищевой сети. Этот эффект вызывает общее разбавление исходной концентрации по пищевой сети. То есть концентрация загрязняющего вещества в зоопланктоне будет ниже, чем в фитопланктоне в условиях сильного цветения.

Хотя большинство исследований биоразбавления проводилось в пресноводных средах, было показано, что биоразбавление также происходит в морской среде. В полынье Нортвотер, расположенной в Баффинова заливе, обнаружена отрицательная корреляция содержания кадмия, свинца и никеля с повышением трофического уровня.[1] Кадмий и свинец - это несущественные металлы, которые будут конкурировать за кальций в организме, что вредно для роста организма.

Большинство исследований измеряют биоаккумуляция и биоразбавление с использованием изотопа азота δ15N. Изотопная сигнатура δ15N обогащается пищевой цепью.[4][5] У хищника δ15N выше, чем у его жертвы. Эта тенденция позволяет определить трофическое положение организма. В сочетании с концентрацией конкретного загрязнителя, такого как ртуть, можно получить доступ к концентрации по отношению к трофическому положению.

В то время как большинство тяжелых металлов биоаккумулируется, при определенных условиях тяжелые металлы и органические загрязнители обладают способностью к биоразбавлению, в результате чего высшие организмы менее подвержены воздействию токсина.

Рекомендации

  1. ^ а б c Линда М. Кэмпбелл; Росс Дж. Норстрем; Кейт А. Хобсон; Дерек К.Г. Мьюир; Шон Бэкус; Аарон Т. Фиск (декабрь 2005 г.). «Ртуть и другие микроэлементы в пелагической морской пищевой сети Арктики (Северная Полынья, Баффинова залив»). Наука об окружающей среде в целом. 351–352: 248–263. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2005.02.043.
  2. ^ а б Пол С. Пикхардт; Кэрол Л. Фолт; Селия Ю. Чен; Бьорн Клауэ; Джоэл Блюм (апрель 2002 г.). «Цветение водорослей снижает поглощение токсичной метилртути в пресноводных пищевых сетях». PNAS. 99: 4419–4424. Дои:10.1073 / pnas.072531099. ЧВК  123663. PMID  11904388.
  3. ^ а б Эндрю Л. Рипел (февраль 2010 г.). «Концентрации ртути в популяциях лентосных рыб, связанные с экосистемами и характеристиками водосбора». AMBIO. 39: 14–19. Дои:10.1007 / s13280-009-0001-z. ЧВК  3357655. PMID  20496648.
  4. ^ Ичиро Такеучи; Норико Миёси; Каоруко Мизукава; Хидесигэ Такада; Токутака Икемото; Коджи Оморп; Котаро Цучия (май 2009 г.). "Профили биомагнификации полициклические ароматические углеводороды, алкилфенолы и полихлорированные бифенилы в Токийском заливе, на основе соотношений изотопов δ13C и δ15N, определяющих структуру тропической сети ". Бюллетень загрязнения морской среды. 58: 663–671. Дои:10.1016 / j.marpolbul.2008.12.022.
  5. ^ Кодзо Ватанабэ; Майкл Т. Монаган; Ясухиро Такемон; Тацуо Омура (май 2008 г.). «Биоразбавление тяжелых металлов в трофической сети макрообратных животных: данные анализа стабильных изотопов». Наука об окружающей среде в целом. 394: 57–67. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2008.01.006.