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生物稀释

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生物稀释,使元素或污染物浓度降低,营养级升高。这种作用主要是在藻华期间观察到的,其中藻生物量的增加降低了食物链中较高的生物(如浮游动物或水蚤)中污染物的浓度。

令人关注的主要元素和污染物是重金属,例如汞、镉和铅。这些毒素已经显示出可以在食物网中生物累积。在某些情况下,金属(例如汞)可以生物放大。这是一个主要问题,因为在人类食用的鱼类和其他水生生物中可以发现高浓度的甲基汞,这是最有毒的汞物种。

生物稀释

与贫营养(低养分)水生环境相比,许多研究都将富营养化(营养丰富且高产)的浮游动物中的汞浓度降低。营养富集(主要是磷和氮)通过这种生物稀释作用减少了汞和其他重金属进入水生食物网的输入。初级生产者,例如浮游植物,吸收这些重金属并将其积累到细胞中。浮游植物的数量越高,这些污染物在其细胞中的浓度就越低。一旦被浮游动物等主要消费者所消耗,这些与浮游植物结合的污染物就会被掺入到消费者的细胞中。浮游植物的生物量较高意味着浮游动物累积的污染物浓度较低,依此类推。这种作用导致食物网中原始浓度的整体稀释。也就是说,浮游动物中污染物的浓度将在高水华条件下低于浮游植物。

尽管大多数生物稀释研究都是在淡水环境中进行的,但已经证明生物稀释也发生在海洋环境中。位于巴芬湾的Northwater Polynya被发现与镉、铅和镍的含量呈负相关,且营养级增加镉和铅都是非必需金属,它们会与生物体内的钙竞争,这对有机体生长有害。

大多数研究使用氮的δ15N同位素来衡量生物富集和生物稀释。δ15N同位素特征丰富了食物网。捕食者比其猎物具有更高的δ15N。这种趋势允许得出生物的营养位置。结合特定污染物(例如汞)的浓度,可以获得浓度与营养位置的关系。

尽管大多数重金属会生物积累,但在某些条件下,重金属和有机污染物可能会被生物稀释,从而使较高等生物较少接触毒素。


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