生物放大作用（生物积累）

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介绍

化学物质对于生物体过上无病健康的生活是必要的。但是，当非必需的化学物质进入并积累在生物体的体内时，就会对它们有害。生物放大作用是指生物体内化学物质浓度过高的一种情况。化学物质进入生物体内的途径通常是通过食物网，并且浓度水平随着连续营养级的增加而增加。生物放大作用指的是通过食物网，生物体内化学物质浓度增加的这种现象。

图片1：池塘生态系统中的生物放大作用：一个池塘已被含有化学物质的污染物污染。

生物放大作用——含义及其特征

生物放大作用是指非必需的有害化学物质在食物链不同营养级生物体内的积累。生物放大作用的过程始于工业、人类和农业废物被允许与海洋混合。它通常发生在废物通过下水道、河流和水流进入海洋时。

图片2：汞食物链：图示显示了汞的一些常见来源，转化为有毒甲基汞的过程，以及根据汞含量对某些类型的鱼类进行 EPA 消费建议的概要。

• 因此，危险的废物化学物质沉积在海底。底栖鱼类吃掉这些化学物质，这些化学物质开始在其体内积累。然后它被传递到食物链的顶端。

  例如，人类位于食物链的顶端，当他们食用富含这些有害化学物质的食物时，他们自身体内就会暴露于这些化学物质的放大浓度。

• 生物放大的显著特征是，随着食物链等级的每一步增加，有害化学物质的浓度都会上升。这些有毒化学物质到达食物链的顶端，最终影响人类，因为人类位于大多数食物链的顶端。

• 对人类来说，聚集在其体内的化学物质可能包括砷和汞。此外，多氯联苯 (PCB) 和滴滴涕 (DDT) 等杀虫剂也可能是生物放大作用的一部分。这些化学物质具有致癌性，因此对所有生物的健康都非常危险。

生物放大作用的例子

图片3：食物链中毒素的生物放大作用：随着食物链中营养级的增加，DDT 的浓度也增加。X 表示随着营养级的增加而累积的有毒物质的量。毒素会在生物体的组织和脂肪中积累。

• 沼泽地经常喷洒 DDT 来控制蚊子。DDT 与水混合并积累在水生生物的细胞中。水生生物不会选择性地摄取化学物质，无法区分应该摄取和不应该摄取的化学物质。

• 食物链中较高的蛤类和鱼类会吃掉这些生物。因此，DDT 现在在其体内积累。此外，蛤类和鱼类体内 DDT 的浓度也增加了。研究发现，鱼类和蛤类体内 DDT 的浓度是水生生物的 10 倍。

• 随着食物链从一个营养级转移到另一个营养级，DDT 的浓度会上升。例如，食用鱼类的海鸥在其体内会聚集更多的 DDT。研究发现，浮游植物中 DDT 的浓度比水中 DDT 的浓度高 1000 倍。

  浮游动物的浓度比浮游植物高 13 倍，鱼类的 DDT 浓度比浮游动物高 40 多倍，而食海鸟的 DDT 浓度比鱼类高 25 倍。值得注意的是，DDT 会影响鸟类的钙代谢，并导致蛋壳变薄。

• 在 20 世纪 40 年代和 50 年代，DDT 被广泛用于控制蚊子，这导致鸟类数量大幅减少。

• 除了 DDT 之外，汞也可能对掠食性鱼类造成危害。例如，鲨鱼、金枪鱼、剑鱼等体内汞的含量高于小型鱼类。

生物放大作用的原因

农业化学品

用于农业的化学物质，例如杀虫剂、除草剂、杀菌剂和化肥，含有与土壤混合的有害化学物质。它们可能会流失并与河流中的水混合。这些化学物质最终会进入海洋，在那里成为鱼类和其他生物的食物。然后，这些有害化学物质会进入人类食物并积累在人体内。事实上，这些农业化学品会危害所有食用它们的生物的食物链。

工业

工厂排放的工业废物可能会与河流和水流混合，最终进入海洋。这些废物可能除了其他有害化学物质外，还含有汞和砷。这些物质可能会被水生生物吃掉，并以此进入食物链。

有机污染物

某些有机化合物，如肥料和生物固体（如碳、氮和磷）对植物很重要。然而，当它们与水体混合时，它们可能会成为生物放大作用的来源，从而危害从水生生物到人类的整个食物链。

采矿

采矿负责开采钴、铜、锌和铅等材料，这些材料可能会意外地与水体混合并污染水体。这些物质对生物体的健康有害，当它们与海洋水混合时，会被水生生物消耗。污染物的水平随着营养级的增加而增长。

生物放大作用的影响

对人类健康的影响

生物放大作用会严重影响人类健康。据观察，经常食用海鲜的人比避免食用海鲜的人更容易被诊断出患有癌症。其原因之一是通过生物放大作用积累在体内的汞。汞具有致癌性。

其他影响

生物放大作用的其他显著影响体现在所有动物的繁殖和发育上。随着有毒元素数量的增加，它们可能会影响繁殖周期以及生物体的生命过程。这可能导致水生生物（如珊瑚礁）和整个动物食物链的破坏。

结论

生物放大作用是对人类和其他动物健康日益增长的威胁，为了我们自身的利益，我们必须对此表示关注。我们必须阻止有害化学物质进入海洋，以避免生物放大作用。这需要采取战略性方法，我们必须注意纠正过去犯下的错误。只有这样，我们才能找到解决各种健康和保健威胁的真正方法。因此，必须谨慎对待。

常见问题

问题 1. 什么是生物放大作用？它是如何开始的？

答案。生物放大作用是指非必需的有害化学物质在食物链不同营养级生物体内的积累。生物放大作用的过程始于工业、人类和农业废物被允许与海洋混合。它通常发生在废物通过下水道、河流和水流进入海洋时。

问题 2. 举一个生物放大作用的例子。

答案。在沼泽地使用 DDT 来控制蚊子，以及随后许多鸟类数量的减少，就是一个很好的生物放大作用的例子。

问题 3. 食用海鲜导致癌症的元凶是什么？

答案。汞是食用海鲜导致癌症的主要原因。