Биологическое увеличение, или биомагнификация, происходит, когда загрязняющие вещества поглощаются организмами на основы пищевой цепи достигают высоких концентраций в организме животных на вершине пищевой цепь. Эффекты биомагнификации широко варьируются в зависимости от рассматриваемого загрязнителя, организма и экосистемы.
Стойкие загрязнители
Некоторые загрязнители, в том числе состоящие из одного элемента и определенных искусственных химикатов, являются стойкими по своей природе, что означает, что они не разлагаются быстро. Первичный продуцент, такой как растение или водоросль, может поглощать стойкие загрязнители, химически похожие на питательные вещества, необходимые для их роста. Если этот материал все еще находится в растении, когда его съедает следующий организм по пищевой цепочке, этот организм, вероятно, со временем поглотит больше токсина, поскольку он потребляет несколько растений. Плотоядные, которые потребляют несколько животных в этом районе, будут поглощать еще больше.
Накопление жиров
Некоторые загрязнители быстро выводятся из организма, но жирорастворимые накапливаются в липидах организма и могут быть удалены только под действием определенных ферментов. Если в этом организме отсутствуют такие ферменты или если скорость поглощения определенного жирорастворимого загрязнителя выше, чем его ферментативное удаление, это вещество будет накапливаться в организме организма. Таким образом, биоразлагаемые загрязнители сужаются до двух категорий: металлы и стойкие органические загрязнители. ДДТ - хорошо известный пример последнего.
Экологический процесс
Загрязняющее вещество, накапливающееся в липидах первичного продуцента, может никогда не достичь достаточно высоких концентраций, чтобы нанести какой-либо вред этому организму. Здесь вступает в игру ключевая концепция биологического увеличения. Организмы, расположенные выше в пищевой цепи, содержат более высокие концентрации загрязняющих веществ, чем те, которые находятся ниже в пищевой цепи. Когда загрязнитель достигает определенной концентрации в конкретном организме, он начинает снижать функцию и даже необратимо повреждать различные системы организма.
Воздействие на организм
Организмы, находящиеся на вершине пищевой цепочки, подвергаются большему риску повреждения из-за биомагнификации. Ртуть, например, повреждает нервную, желудочно-кишечную и сердечно-сосудистую системы. Отравление ртутью вызывает особую озабоченность у неродившихся плодов и маленьких детей, поэтому беременным и кормящим матерям рекомендуется избегать рыбы, которая часто содержит высокие уровни ртути. Организмы, находящиеся на вершине пищевой цепи, подвержены воздействию множества стойких органических загрязнителей, которые являются канцерогенными и токсичными для репродуктивной, нервной и иммунной систем. ДДТ, например, может вызвать бесплодие и образование тонкой яичной скорлупы у хищных птиц.