Trong tự nhiên, có một quá trình bí ẩn và đáng kinh ngạc được gọi là "sự khuếch đại sinh học", khiến một số chất có hại tích tụ từng bước trong chuỗi thức ăn, cuối cùng gây ra mối đe dọa cho hệ sinh thái và sức khỏe con người. Quá trình này dường như diễn ra âm thầm nhưng vô tình lại có tác động sâu sắc đến môi trường của chúng ta.
Hiện tượng phóng đại sinh học, còn được gọi là sự khuếch đại sinh học, đề cập đến hiện tượng nồng độ của một số chất nhất định (như thuốc trừ sâu) trong sinh vật tăng lên khi chúng di chuyển lên chuỗi thức ăn.
Có một số lý do tại sao điều này xảy ra. Đầu tiên là tính bền vững. Những chất này không thể phân hủy trong môi trường và do đó không dễ dàng biến mất. Thứ hai, quá trình truyền năng lượng cũng khiến nồng độ các chất này tăng liên tục ở mỗi cấp độ của chuỗi thức ăn. Thứ ba, vì một số chất được bài tiết hoặc chuyển hóa rất chậm trong cơ thể nên nồng độ của chúng vẫn tiếp tục tích tụ trong cơ thể.
Quá trình phóng đại sinh học có liên quan chặt chẽ với các quá trình khác. Mặc dù đôi khi thuật ngữ phóng đại sinh học và tích lũy sinh học được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng thực tế có sự khác biệt rõ rệt giữa hai thuật ngữ này. Sự tích lũy sinh học xảy ra trong cùng một bậc dinh dưỡng và đề cập đến sự gia tăng nồng độ trong một số mô nhất định của sinh vật sau khi sinh vật hấp thụ các chất từ thức ăn và môi trường. Sự tập trung sinh học đề cập đến tình huống mà lượng hấp thụ từ nước lớn hơn lượng bài tiết, do đó sự khuếch đại sinh học không thể chỉ được giải thích bằng sự tích tụ sinh học vì nó liên quan đến mọi lớp giữa các bậc dinh dưỡng.
Sự tập trung sinh học là một quá trình cực kỳ quan trọng, đặc biệt là khi có sự hiện diện của các chất có hại, vì nồng độ của chúng tăng đáng kể ở bậc dinh dưỡng tiếp theo.
Thủy ngân là một chất tích lũy sinh học điển hình. Ngay cả khi hàm lượng của nó trong nước biển rất thấp, nó vẫn sẽ tích tụ qua tảo, đặc biệt là dưới dạng metyl thủy ngân. Chất độc này đi qua chuỗi thức ăn và cuối cùng đạt nồng độ cao trong mô của cá săn mồi và các loài săn mồi hàng đầu khác.
Ví dụ, hàm lượng thủy ngân trong một số loại cá thậm chí còn vượt quá mức cảnh báo theo tiêu chuẩn sức khỏe chung. Đáng chú ý hơn, DDT là một loại thuốc trừ sâu đã nhận được sự quan tâm rộng rãi vì tác động khuếch đại sinh học của nó, đặc biệt là đối với các loài chim săn mồi như đại bàng đầu trắng và chim ưng.
DDT không chỉ gây ra vấn đề mỏng vỏ trứng mà còn làm giảm mạnh số lượng các loài chim ăn thịt ở Bắc Mỹ.
Nghiên cứu về hiện tượng phóng đại sinh học vẫn đang được tiến hành. Mặc dù các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiện tượng này xảy ra hạn chế hơn nhiều so với dự kiến, nhưng hiện tượng phóng đại sinh học của các chất như DDT, PCB (polychlorinated biphenyls) và thủy ngân hữu cơ trong tự nhiên vẫn đang được nghiên cứu. Bằng chứng vẫn còn tồn tại. Điều này buộc chúng ta phải xem xét lại tác động của những chất này đến môi trường.
Nhiều nghiên cứu đã xác nhận rằng hiện tượng phóng đại sinh học có thể dẫn đến tăng nồng độ độc tố trong hệ sinh thái, gây ra mối đe dọa đến đa dạng sinh học và sức khỏe con người.
Các hoạt động của con người, đặc biệt là quá trình công nghiệp hóa, chắc chắn đã làm trầm trọng thêm tác hại của hiện tượng này. Tình trạng ô nhiễm liên tục đã khiến nhiều kim loại nặng và chất ô nhiễm hữu cơ xâm nhập vào môi trường nước và dần dần tích tụ trong chuỗi thức ăn theo thời gian. Câu hỏi chúng ta phải đối mặt là: Làm thế nào chúng ta có thể giảm thiểu việc sử dụng các chất có hại này để bảo vệ hệ sinh thái và tương lai của nhân loại?
Trước những thách thức này, cả hành động của cá nhân và thay đổi chính sách đều rất quan trọng. Từ việc tăng cường các quy định bảo vệ môi trường đến thúc đẩy các hoạt động nông nghiệp bền vững, mỗi bước đi có thể làm giảm những tác động tiêu cực của hiện tượng phóng đại sinh học trong tương lai.
Khi nhận thức về môi trường ngày càng tăng, nhiều quốc gia đã cấm hoặc hạn chế sử dụng DDT và các hóa chất độc hại khác, và những hành động này đã đạt được một số kết quả nhất định, chẳng hạn như sự phục hồi của đại bàng đầu trắng và chim ưng.
Tuy nhiên, xét đến hiện tượng phức tạp của sự phóng đại sinh học, liệu chúng ta có thể thực sự hiểu và giải quyết hiệu quả thách thức này không?