环境中的某些污染物等有害物质可以在生物体内浓缩、积累,有些还可以通过食物链、食物网的营养传递逐步转移、积累和放大。这一系列现象涉及生物富集、生物积累和生物放大的概念。
教材中已介绍了生物富集,即生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在有机体内浓度超过环境浓度的现象。某种物质在生物体内富集,一般满足以下三个条件:
一是这种物质比较容易被生物吸收,二是其在生物体内降解、排出速率较慢,三是该物质暂未对生物造成致命伤害。
生物富集效率可以用生物富集系数(bio-concentration factor,BCF)进行量化,其计算公示如下。
生物富集系数=生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度
影响生物富集效率的因素有很多,主要包括生物的特性、有害物质或污染物的性质及环境因素。
生物积累指的是,随着年龄的增长,生物不断地从环境中吸收某种元素或难以降解的化合物,使得该物质在体内逐渐积累的过程。生物积累强调的是过程,它是一个时间函数,与生物暴露于有害物质的时间长短密切相关,也与生物的特性及这种物质的性质有关。
在食物链中,某种元素或难分解的化合物在生物体内的含量随着营养级提高而逐级增高的现象叫作生物放大。生物放大使得食物链中较高营养级的生物体内污染物的浓度大大超过环境浓度。需要指出的是,污染物随食物链或食物网从一个营养级传递到下一个营养级后,浓度不定都是增大,也可能减少或变化不大。具有生物放大特点的污染物,其生态毒害作用广泛,尤其可能对顶级捕食者(包括人类)造成严重危害。
以上三个概念,虽然都是关于污染物的积累或传递,但视角各不相同。生物富集侧重生物与环境之间污染物浓度的差距从而体现“富集”;生物积累侧重同一生物自身不同阶段的对比而体现“积累”;生物放大则是高营养级的生物与低营养级的相比,体现污染物含量的放大”。