רעלים נפוצים יותר ויותר בעולם התעשייה המודרני שלנו. לרוע המזל הם מוצאים את דרכם ליצורים חיים. בכל מערכת אקולוגית, אורגניזמים קשורים זה בזה בצורה מורכבת באמצעות רשתות מזון וקורי מזון. כאשר רעלים מוצאים את דרכם לאורגניזם, הם יכולים להצטבר ולהתעכב, תופעה הנקראת ביו-הצטברות. בגלל קשרי גומלין ברשת המזון, רעלים שנצברו ביולוגיים יכולים להתפשט למערכות אקולוגיות שלמות.
כיצד מתרחשת הצטברות ביולוגית
רעלים נכנסים לשרשרת המזון בכמה אמצעים: ניתן לבלוע אותם, להיספג דרך העור או לשאוף אותם, וצמחים נוטלים רעלים ישירות מהאדמה. על מנת להצטבר ביולוגי, חומר צריך להיות מסיס בשומן, ארוך טווח, פעיל ביולוגית ונייד - יכול להילקח על ידי אורגניזמים. כאשר אוכלי עשב אוכלים צמחים מזוהמים, הרעלים מצטברים ברקמות השומן שלהם. אם טורף אוכל כמה אוכלי עשב עמוסי רעלים, הרעלים מתרכזים עוד יותר בגופו. תהליך זה של ביולוגיה מגדילה ממשיך בשרשרת המזון.
כיצד משפיעים ביו-מצברים על מערכות אקולוגיות
על כל 10 קילו מזון שחיה צורכת, בערך קילו אחד יכול להפוך למסת גוף, ולהגדיל את ריכוזי הרעלים כמעט פי 10 בכל רמת שרשרת מזון. לפיכך, רעל מוגבר ביולוגי עלול להזיק ביותר לטורפים המובילים, כולל בני אדם שאוכלים בשר או דגים. בעוד שמצברים ביולוגיים מאוחסנים בשומן, הם משתחררים לזרם הדם כאשר חיה משתמשת בשומן בגוף לצורך אנרגיה, ופוגעת באיברים ומערכות חיוניים. הם משוחררים גם מרקמת השד בייצור חלב ונצרכים על ידי צאצאים סיעודיים. אם צברים ביולוגיים הורסים מינים של אבני חן במערכת אקולוגית, כמו טורפים השולטים באוכלוסיות טרף, זה יכול להוביל לאובדן או להכחדה של מינים רבים. PCBs, PAHs, מתכות כבדות, חומרי הדברה מסוימים וציאניד הם כולם צברים ביולוגיים.
ההשפעות של הצטברות ביולוגית של פחמימנים ו- DDT
במהלך דליפת נפט, פחמימנים הנקראים פחמימנים ארומטיים פולי-ציקליים (PAH) יכולים להצטבר בבעלי חיים בים. PAH נקשר לסרטן בבני אדם שאוכלים דגים ורכיכות ומשפיעים לרעה על הישרדות, גדילה ויכולת להילחם במחלות באורגניזמים אחרים. אכילת רכיכות מזוהמות מהווה סיכונים מיוחדים מכיוון שהם נוטים יותר לבוא במגע עם שמן שנשפך ויש להם נטייה גבוהה לצבור ביולוגי PAH. בנוסף, בשנות ה -60 גילו מדענים כי חומר הדברה פחמימנים כלורי כלור, DDT, נצבר בקרקע, במים ואורגניזמים. זה השפיע על ציפורים טורפות, כולל נשרים קרחים שאוכלים דגים, על ידי דילול קליפות הביציות שלהם, מה שהוביל לירידה באוכלוסיותיהם.
ההשפעות של הצטברות ביו-מתכת כבדה
מתכות כבדות כוללות קדמיום, כרום, קובלט, עופרת, כספית, ניקל ופח, וכן כמה חומרים מזינים חיוניים הרעילים במינונים גבוהים: ברזל, אבץ ונחושת. כריית מתכות, כריית זהב (המשתמשת בכספית), פסולת אלקטרונית ופסולת תעשייתית יכולים כולם לתרום מתכות כבדות לסביבה, ומסכנים בעלי חיים ובני אדם כאחד. קדמיום, קובלט, עופרת, כספית וניקל מפריעים להיווצרות תאי הדם. מתכות כבדות מסוימות משפיעות לרעה על מערכת העצבים, הכבד, הכליות ומערכת הדם. חלקם עלולים לגרום לבעיות רבייה או לסרטן. מדענים משתמשים בכמה מיני צמחים כדי לשאוב מתכות כבדות ורעלים אחרים מאדמה מזוהמת, אך התהליך מסוכן מכיוון שאורגניזמים אחרים עלולים לצרוך את הצמחים ולהביא את הרעלים למזון שַׁרשֶׁרֶת.