Tích lũy sinh học là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Tích lũy sinh học và chuỗi thức ăn

Tích lũy sinh học có ảnh hưởng lớn đến chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái. Khi chất độc tích tụ trong sinh vật ở các cấp độ thấp trong chuỗi thức ăn, nó sẽ được chuyển tiếp lên các sinh vật ăn thịt ở các cấp độ cao hơn, dẫn đến hiện tượng sinh học bậc thang hoặc sinh học xuyên chuỗi. Điều này có nghĩa là các sinh vật ăn thịt lớn hơn, như cá lớn, động vật có vú hoặc con người, sẽ có nồng độ chất độc trong cơ thể cao hơn nhiều so với sinh vật ở cấp độ thấp.

Ví dụ, một loài tảo có thể hấp thụ thủy ngân từ môi trường nước ô nhiễm. Sau đó, sinh vật ăn tảo, như cá nhỏ hoặc động vật phù du, sẽ hấp thụ thủy ngân từ thức ăn của chúng. Tiếp theo, cá lớn hoặc loài ăn thịt khác sẽ tích lũy thủy ngân này khi ăn cá nhỏ, và cuối cùng con người tiêu thụ cá sẽ hấp thụ thủy ngân qua chuỗi thức ăn. Các loài ở cấp độ cao trong chuỗi thức ăn có thể có nồng độ thủy ngân cao hơn hàng trăm hoặc hàng nghìn lần so với các loài ở cấp thấp.

Ví dụ về chuỗi thức ăn bị ảnh hưởng bởi tích lũy sinh học:

• Tảo hấp thụ thủy ngân từ môi trường nước
• Các sinh vật ăn tảo, như động vật phù du, hấp thụ thủy ngân qua thức ăn
• Các loài ăn thịt, như cá lớn hoặc động vật có vú, ăn các loài nhỏ và tích lũy thủy ngân trong cơ thể
• Cuối cùng, con người tiêu thụ cá và các sinh vật biển khác, dẫn đến tích lũy thủy ngân trong cơ thể

Hệ quả đối với con người

Con người có thể bị ảnh hưởng trực tiếp bởi tích lũy sinh học thông qua việc tiêu thụ thực phẩm chứa các chất độc như thủy ngân, chì, hoặc các hợp chất hữu cơ độc hại khác. Thủy ngân là một ví dụ điển hình, khi nó tích tụ trong các loài hải sản và cá, những loài này thường xuyên được con người tiêu thụ. Mặc dù các cơ quan quản lý như FDA và EPA đã đưa ra các giới hạn an toàn về lượng thủy ngân có thể có trong thực phẩm, nguy cơ vẫn tồn tại, đặc biệt là đối với những nhóm người tiêu thụ hải sản nhiều.

Tích lũy sinh học không chỉ ảnh hưởng đến các loài động vật mà còn có tác động đáng kể đến sức khỏe con người. Các hợp chất độc hại như DDT, PCB, và thủy ngân có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe như tổn thương hệ thần kinh, rối loạn nội tiết, các bệnh tim mạch, và thậm chí ung thư. Những người có lượng tiêu thụ hải sản hoặc cá cao có thể gặp phải các vấn đề sức khỏe này.

Các hướng dẫn và nghiên cứu về mức độ an toàn trong thực phẩm có thể tham khảo tại FDA – Mercury in Fish and Shellfish.

Phương pháp kiểm soát và giảm thiểu tích lũy sinh học

Để kiểm soát và giảm thiểu tác động của tích lũy sinh học, cần có các biện pháp quản lý môi trường như giảm phát thải các chất độc hại vào môi trường, kiểm soát sử dụng thuốc trừ sâu và các hóa chất công nghiệp. Các biện pháp này giúp giảm mức độ chất độc trong môi trường, từ đó ngăn chặn sự tích lũy trong các sinh vật.

Ngoài ra, việc thay đổi thói quen tiêu thụ thực phẩm, chẳng hạn như lựa chọn các loại cá có mức thủy ngân thấp, cũng giúp giảm thiểu nguy cơ tích lũy sinh học. Các quốc gia và tổ chức quốc tế đã đưa ra các khuyến cáo về việc lựa chọn thực phẩm an toàn và giảm thiểu việc sử dụng các hóa chất độc hại trong nông nghiệp và công nghiệp. Các nghiên cứu và chiến lược phòng ngừa có thể tham khảo tại WHO – Mercury and Health.

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến tích lũy sinh học

Biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi các điều kiện môi trường, dẫn đến sự thay đổi trong quá trình tích lũy sinh học trong hệ sinh thái. Sự gia tăng nhiệt độ môi trường có thể làm tăng tốc độ phản ứng hóa học trong nước, khiến các chất độc phân hủy nhanh hơn hoặc phản ứng mạnh hơn với sinh vật. Điều này có thể dẫn đến sự thay đổi trong sự phân bố của các chất độc trong sinh vật, làm tăng mức độ tích lũy sinh học trong các loài động vật.

Các nghiên cứu gần đây cho thấy biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi cấu trúc chuỗi thức ăn và ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh sản của các loài sinh vật. Điều này có thể dẫn đến việc tăng cường tích lũy sinh học trong các sinh vật ở các cấp độ thấp hơn trong chuỗi thức ăn, đồng thời có thể làm tăng mức độ chất độc trong các loài ăn thịt ở các cấp độ cao hơn.

Các nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đối với chuỗi thức ăn và tích lũy sinh học có thể tham khảo tại IPCC.