Come funziona la biomagnificazione

Processo di accumulo progressivo nella catena

alimentare

La biomagnificazione , nota anche come bioamplificazione o ingrandimento biologico , è l'aumento della concentrazione di una sostanza, ad esempio un pesticida, nei tessuti di organismi a livelli progressivamente più elevati in una catena alimentare. ^[1] Questo aumento può verificarsi a seguito di:

• Persistenza: in cui la sostanza non può essere scomposta dai processi ambientali.
• Catena alimentareenergetica: in cui la concentrazione della sostanza aumenta progressivamente man mano che si sposta verso l'alto di una catena alimentare.
• Tasso basso o inesistente di degradazione interna o escrezione della sostanza, principalmente a causa dell'insolubilità in acqua.

L'ingrandimento biologico si riferisce spesso al processo in cui sostanze come pesticidi o I metalli si fanno strada nei laghi, nei fiumi e nell'oceano, per poi risalire la catena alimentare in concentrazioni progressivamente maggiori man mano che vengono incorporati nella dieta di organismi acquatici come lo zooplancton, che a loro volta vengono mangiati forse dai pesci, che poi possono essere mangiati da pesci più grandi, grandi uccelli, animali o esseri umani. Le sostanze si concentrano sempre più nei tessuti o negli organi interni man mano che risalgono la catena. I bioaccumulanti sono sostanze che aumentano di concentrazione negli organismi viventi man mano che assorbono aria, acqua o cibo contaminati perché le sostanze vengono metabolizzate o escrete molto lentamente.

Processi

Sebbene a volte sia usato in modo intercambiabile con "bioaccumulo", viene fatta un'importante distinzione tra i due, e con la bioconcentrazione.

• Il bioaccumulo avviene all'interno di un livello trofico, ed è l'aumento della concentrazione di una sostanza in alcuni tessuti del corpo degli organismi a causa dell'assorbimento da parte del cibo e dell'ambiente.
La
• bioconcentrazione è definita come quella che si verifica quando l'assorbimento dall'acqua è maggiore dell'escrezione. ^[2]

Pertanto, la bioconcentrazione e il bioaccumulo si verificano all'interno di un organismo, mentre la biomagnificazione avviene a livello trofico (catena alimentare).

La biodiluizione è anche un processo che si verifica a tutti i livelli trofici in un ambiente acquatico; è l'opposto della biomagnificazione, quindi quando un inquinante diminuisce in concentrazione man mano che progredisce una rete alimentare. ^[3]

Molte sostanze chimiche che si bioaccumulano sono altamente solubili nei grassi (lipofile) e insolubili in acqua (idrofobiche). ^[4]

Ad esempio, sebbene il mercurio sia presente solo in piccole quantità nell'acqua di mare, viene assorbito dalle alghe (generalmente come metilmercurio). Il metilmercurio è uno dei più dannosi molecole di mercurio. Viene assorbito in modo efficiente, ma solo molto lentamente escreto dagli organismi. ^[5] Il bioaccumulo e la bioconcentrazione provocano l'accumulo nel tessuto adiposo di livelli trofici successivi: zooplancton, necton piccolo, pesci più grandi, ecc. Tutto ciò che mangia questi pesci consuma anche il livello più alto di mercurio che i pesci hanno accumulato. Questo processo spiega perché i pesci predatori come il pesce spada e gli squali o uccelli come il falco pescatore e le aquile hanno concentrazioni di mercurio nei loro tessuti più elevate di quelle che potrebbero essere spiegate dalla sola esposizione diretta. Ad esempio, l'aringa contiene mercurio a circa 0,01 parti per milione (ppm) e lo squalo contiene mercurio a più di 1 ppm. ^[6]

Il DDT è un pesticida noto per la biomagnificazione, che è uno dei motivi più significativi per cui è stato ritenuto dannoso per l'ambiente dall'EPA e da altre organizzazioni. Il DDT è una delle sostanze chimiche meno solubili noto e si accumula progressivamente nel tessuto adiposo, e man mano che il grasso viene consumato dai predatori, le quantità di DDT si amplificano. Un esempio ben noto degli effetti dannosi della biomagnificazione del DDT è il significativo declino delle popolazioni nordamericane di uccelli predatori come l'aquila calva e il falco pellegrino a causa dell'assottigliamento del guscio d'uovo causato dal DDT negli anni '50. [^{4] [7]} Il DDT è ora una sostanza vietata in molte parti del mondo. ^[8]

In

una revisione, un gran numero di studi, Suedel et al. ^[9] hanno concluso che, sebbene la biomagnificazione sia probabilmente più limitata di quanto si pensasse in precedenza, ci sono buone prove che il DDT, il DDE, i PCB, il toxafene e le forme organiche di mercurio e arsenico si biomagnificano in natura. Per altri contaminanti, la bioconcentrazione e il bioaccumulo sono responsabili delle loro elevate concentrazioni tessuti dell'organismo. Più recentemente, Gray ^[10] ha raggiunto sostanze simili che rimangono negli organismi e non vengono diluite a concentrazioni non minacciose. Il successo del recupero dei principali uccelli predatori (aquile calve, falchi pellegrini) in Nord America a seguito del divieto dell'uso del DDT in agricoltura testimonia l'importanza di riconoscere e rispondere alla biomagnificazione. ^[4]

Due

gruppi comuni noti per la bioamplificazione sono gli idrocarburi clorurati, noti anche come organoclorurati, e i composti inorganici come il metilmercurio o i metalli pesanti. ^[4] Entrambi sono lipofili e non si degradano facilmente. Le nuove sostanze organiche come gli organoclorurati non sono facilmente degradabili perché gli organismi non hanno un'esposizione precedente e quindi non hanno sviluppato specifici meccanismi di detossificazione ed escrezione, poiché non c'è stata alcuna pressione selettiva da parte loro. Queste sostanze sono quindi note come "inquinanti organici persistenti" o POP. ^[11]

I metalli non sono degradabili perché sono elementi chimici. Gli organismi, in particolare quelli soggetti a livelli naturalmente elevati di esposizione ai metalli, hanno meccanismi per sequestrare ed espellere i metalli. I problemi sorgono quando gli organismi sono esposti a concentrazioni più elevate del solito, che non possono espellere abbastanza rapidamente per prevenire danni. I metalli pesanti persistenti, come piombo, cadmio, mercurio e arsenico, possono avere un'ampia varietà di effetti negativi sulla salute in tutte le specie. ^[12]

Nuove sostanze organiche

Ulteriori informazioni: Inquinante organico persistente

Vedi anche

Riferimenti

Collegamenti esterni

• Fisk AT, Hoekstra PF, Borga K, e DCG Muir, 2003. Biomagnificazione. Mar. Inquinante. Toro. 46 (4): 522-524