Определены ключевые свойства химикатов, накапливающихся в пищевых цепях
Исследователи выяснили, какие свойства заставляют определённые химические вещества накапливаться до токсичных уровней в водных пищевых цепях. Также учёные разработали метод скрининга для определения химикатов, представляющих наибольший риск для окружающей среды.
Согласно исследованию под руководством Геологической службы США (USGS), были определены два ключевых свойства:
- Скорость метаболизма — насколько легко химическое вещество расщепляется организмом.
- Растворимость в воде.
Эти свойства объясняют, как большинство химикатов концентрируется или биомагнифицируется на всё более высоких уровнях при движении вверх по пищевой цепи — от её основания к высшим хищникам (рыба, люди, белые медведи). Химические вещества со способностью к биомагнификации, такие как ДДТ, могут негативно влиять на здоровье людей, дикой природы и состояние окружающей среды.
"Производители химикатов и регуляторы могут использовать эту информацию для снижения рисков вредного воздействия на экосистемы и их обитателей", — отметил Дэвид Уолтерс, эколог USGS и ведущий автор исследования.
Исследование показало:
- Плохо метаболизируемые соединения остаются в тканях животных и передаются вверх по пищевой цепи во всё более высоких концентрациях.
- Соединения с низкой растворимостью в воде накапливаются в жирах животных, достигая экспоненциально высоких уровней у высших хищников.
Также было обнаружено, что некоторые экосистемы более уязвимы. Например, чрезвычайно высокая биомагнификация наблюдалась в океанических пищевых цепях, включающих птиц и млекопитающих. Это может быть связано с более длинными пищевыми цепями и тем, что теплокровным животным требуется больше пищи, чем холоднокровным (например, рыбам).
На основе этих данных исследователи создали модель биомагнификации, основанную на метаболизме и растворимости химикатов. Вероятность биомагнификации была максимальной (почти 100%) для медленно метаболизируемых соединений, таких как хлорированные антипирены и ПХБ (полихлорированные бифенилы), независимо от их растворимости в воде.
"Нам нужно учиться на прошлых ошибках и более ответственно подходить к разработке и использованию химикатов", — заявила Карен Кидд, соавтор исследования.
Со времён проблемы ДДТ в 1950-60-х годах наука пристально следит за поведением стойких органических загрязнителей. Хотя биомагнификацию можно измерить в лаборатории, наиболее точные данные получают, измеряя увеличение концентрации химиката на каждом уровне пищевой цепи в диких популяциях животных.