Biologisk forstørrelse eller biomagnifikation opstår, når forurenende stoffer optages af organismer ved bunden af fødekæden når høje koncentrationer i dyrenes kroppe øverst i maden kæde. Virkningerne af biomagnifikation varierer meget afhængigt af det pågældende forurenende stof, organisme og økosystem.
Vedvarende forurenende stoffer
Nogle forurenende stoffer, herunder dem, der består af et enkelt element og visse menneskeskabte kemikalier, er vedvarende i naturen, hvilket betyder, at de ikke let nedbrydes biologisk. En primær producent som en plante eller alge kan absorbere vedvarende forurenende stoffer, der er kemisk ens med næringsstoffer, der kræves for dens vækst. Hvis dette materiale stadig er i planten, når det spises af den næste organisme op ad fødekæden, vil denne organisme sandsynligvis absorbere mere af toksinet over tid, da det forbruger flere planter. Kødædere, der spiser flere dyr i området, vil absorbere mere endnu.
Opbygning i fedt
Nogle forurenende stoffer udvises hurtigt fra kroppen, men de, der er fedtopløselige, opbevares i en organisms lipider og kan kun fjernes ved hjælp af specificerede enzymer. Hvis denne organisme mangler sådanne enzymer, eller hvis optagelseshastigheden af et bestemt lipidopløseligt forurenende stof er større end dets enzymatiske fjernelse, vil stoffet opbygges i organismen. Dette indsnævrer forurenende stoffer, der biomagnificerer til to kategorier: metaller og persistente organiske forurenende stoffer. DDT er et velkendt eksempel på sidstnævnte.
Økologisk proces
Et forurenende stof, der opbygges i lipiderne fra en primær producent, når muligvis aldrig høje koncentrationer nok til at skade organismen på nogen måde. Det er her, nøglebegrebet biologisk forstørrelse spiller ind. Organismer højere i fødekæden indeholder højere koncentrationer af forurenende stoffer end dem, der er lavere i fødekæden. Når et forurenende stof når en bestemt koncentration inden for en bestemt organisme, begynder det at nedsætte funktionen af og endda permanent skade forskellige kropssystemer.
Virkninger på organisme
Organismer øverst i fødekæden har større risiko for skader på grund af biomagnifikation. Kviksølv beskadiger for eksempel nervesystemet, gastrointestinale og kardiovaskulære systemer. Kviksølvforgiftning er særlig bekymret for ufødte fostre og små børn, hvorfor gravide og ammende mødre opfordres til at undgå fisk, som ofte indeholder høje niveauer af kviksølv. Organismer øverst i fødekæden påvirkes af forskellige vedvarende organiske forurenende stoffer, der er kræftfremkaldende og giftige for reproduktive, nervøse og immunsystemer. DDT kan for eksempel forårsage sterilitet og tynde ægskaller hos rovfugle.
