Организм постоянно обменивается веществами со средой. Растворённые соединения могут поступать через жабры и покровы, другие — вместе с пищей или заглатываемыми частицами. Часть выводится, часть преобразуется, часть удерживается в тканях. Биоаккумуляция описывает итог этого баланса для отдельного организма. Она возможна и при небольшой внешней концентрации, если контакт продолжается долго, а удаление вещества происходит медленно.[1]
Почему содержание в организме меняется
При постоянном воздействии содержание вещества обычно растёт не бесконечно: по мере увеличения внутреннего запаса возрастает и его выведение. Возможен приблизительно устойчивый уровень, при котором потоки поступления и потерь сравнялись. После прекращения контакта накопленное вещество уходит с характерной для этой системы скоростью. Поэтому возраст рыбы и история её питания могут влиять на результат анализа наряду с состоянием воды в день отбора пробы.[2]
Изменение концентрации не всегда означает изменение общего количества вещества. Растущий организм может накапливать загрязнитель, но увеличивать массу ещё быстрее; тогда концентрация снижается из-за «разбавления ростом». Для жирорастворимых органических соединений важны запасы липидов и их расходование. В исследованиях поэтому указывают, какую ткань анализировали, использовали ли сырую или сухую массу и пересчитывали ли результат на содержание жира. Сравнение мышц одной рыбы с целым телом другой без этих уточнений способно дать ложный вывод.[2]
Биоконцентрацией называют поступление непосредственно из окружающей среды, обычно из воды, без пищевого пути. Биоаккумуляция охватывает совокупность путей. Биомагнификация относится уже к пищевой сети: это увеличение концентрации при передаче от добычи к потребителю. Высокое содержание в одном организме само по себе не доказывает усиления по всей цепи питания.[1][3]
Как оценивать накопление и его последствия
В руководстве OECD[2] 305 предусмотрены опыты с поступлением вещества из воды и с кормом, а также последующая фаза выведения. Для водного воздействия коэффициент биоконцентрации BCF связывает концентрацию в рыбе с концентрацией в воде. Если первая выражена в мг/кг, а вторая — в мг/л, единица коэффициента будет л/кг. Условно 0,2 мг/кг в рыбе при 0,0001 мг/л в воде дают 2000 л/кг. Этот расчёт показывает отношение концентраций, но без условий опыта не характеризует ни токсический эффект, ни безопасность употребления рыбы.[2]
Накопление особенно существенно для устойчивых загрязнителей, воздействие которых сохраняется после уменьшения выбросов. Они могут перемещаться с организмами и становиться источником дозы для хищника. В материалах EPA по морю Селиш рассматривается именно связь загрязнения среды с содержанием токсикантов в пищевой сети и воздействием на её верхние уровни.[3]
Анализ тканей дополняет измерения воды и осадков, отражая поступление вещества за некоторый период. Для оценки последствий накопление связывают с токсичностью, тканью и фактической дозой потребителя.