Согласно исследованию, проведенному Геологической службой США, были выявлены две характеристики, которые указывают на то, как химические вещества могут накапливаться и достигать токсичных уровней: насколько легко химическое вещество расщепляется или метаболизируется организмом и способность химического вещества растворяться в воде.Эти черты определяют то, как большинство химических веществ концентрируется или биоусиливается на все более высоких уровнях по мере продвижения по пищевой цепочке от ее основания до основных хищников, таких как рыба, люди или белые медведи. Химические вещества, обладающие способностью к биоусилению, такие как ДДТ, могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека и диких животных, а также на окружающую среду.
«Производители химикатов и регулирующие органы могут использовать эту информацию для снижения рисков вредного воздействия химических веществ на экосистемы и рыб, диких животных и людей, живущих в них», — сказал Дэвид Уолтерс, исследователь-эколог Геологической службы США и ведущий автор исследования. «Путем проверки этих двух характеристик мы можем определить химические вещества, которые представляют наибольший риск из тысяч имеющихся на рынке, а также для разрабатываемых новых».Исследование показало, что слабо метаболизируемые соединения, как правило, остаются в тканях животных и передаются по пищевой цепи в более высоких, более токсичных количествах, когда одно животное съедает другое, и так далее. Точно так же соединения, которые плохо растворяются в воде, накапливаются в животных жирах, что в конечном итоге экспоненциально увеличивается у высших хищников.Помимо этих химических свойств, исследователи обнаружили, что одни экосистемы и пищевые сети более уязвимы для биомагнификации, чем другие.
Например, чрезвычайно высокое биоусиление произошло в пищевых сетях океана, в которые входят птицы и млекопитающие. Авторы отметили, что это может быть отчасти из-за более длинных пищевых цепей в этих экосистемах, то есть многих уровней и видов хищников, а также из-за того, что теплокровным животным нужно потреблять больше пищи, чем хладнокровным животным, таким как рыба.
Основываясь на этих результатах, исследователи разработали модель биомагнификации, основанную на том, как химические вещества метаболизируются и растворяются в воде. Вероятность биологического усиления химического вещества была самой высокой — почти 100 процентов — для медленно метаболизируемых соединений, таких как хлорированные антипирены и полихлорированные бифенилы, независимо от их растворимости в воде.Нам нужно учиться на наших прошлых ошибках и более осознанно и ответственно подходить к разработке и использованию химических веществ в окружающей среде ", — сказала Карен Кидд, канадский научный руководитель Университета Нью-Брансуика в Сент-Джоне и соавтор исследования. Review предлагает простой подход к сокращению использования химикатов со свойствами концентрирования через пищевые сети.
Это важный шаг для снижения рисков для людей и диких животных от потенциально вредных химических воздействий в пищевых продуктах ».С момента появления ДДТ в качестве глобальной проблемы для дикой природы в 1950-х и 60-х годах наука внимательно следила за поведением стойких органических загрязнителей, особенно химических веществ, которые могут концентрироваться через пищевые сети до потенциально токсичных уровней у диких животных и людей. Многие из них устойчивы к ухудшению состояния окружающей среды и остаются в окружающей среде на десятилетия.
По словам Уолтерса, хотя биомагнификацию можно измерить в лаборатории, лучше всего ее определить, измерив, насколько химическое вещество увеличивается на каждом этапе пищевой цепи в популяциях диких животных.