Trong khoa học môi trường ngày nay, "phóng đại sinh học" và "tích lũy sinh học" là những thuật ngữ nhận được sự quan tâm rộng rãi vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của hệ sinh thái và sự an toàn của con người. Hiểu được sự khác biệt giữa hai quá trình này là vô cùng quan trọng để bảo vệ môi trường và sức khỏe của chúng ta.
Quá trình phóng đại sinh học"Sự khuếch đại sinh học là quá trình mà nồng độ của một số chất nhất định trong một sinh vật tăng lên khi bậc dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn tăng lên, trong khi tích lũy sinh học là sự gia tăng nồng độ của các chất này trong một sinh vật duy nhất."
Sự phóng đại sinh học thường liên quan đến một số nguyên tắc sinh thái quan trọng. Đầu tiên là tính bền vững, có nghĩa là một số chất không dễ bị phân hủy trong môi trường. Những chất này có thể là một số loại thuốc trừ sâu hoặc kim loại nặng. Khi những chất này xâm nhập vào hồ, sông hoặc đại dương, chúng sẽ di chuyển lên cao hơn trong chuỗi thức ăn, đạt đến nồng độ ngày càng cao ở các sinh vật cấp cao hơn. Ví dụ, các sinh vật nhỏ trong nước, chẳng hạn như sinh vật phù du, hấp thụ các chất ô nhiễm, sau đó bị các loài cá lớn hơn ăn và cuối cùng có thể bị con người ăn. Điều này khiến các chất có hại này tăng nhanh trong cơ thể.
"Quá trình này giải thích tại sao các loài cá săn mồi như cá kiếm và cá mập, hoặc các loài chim như chim ưng và đại bàng đầu trắng, có nồng độ kim loại nặng trong cơ thể cao hơn dự kiến."
Ngược lại, tích lũy sinh học là sự gia tăng nồng độ các chất trong một cơ thể duy nhất do hấp thụ các chất đó từ thực phẩm và môi trường. Chìa khóa nằm ở khả năng chuyển hóa hoặc bài tiết chất ô nhiễm của sinh vật. Ví dụ, ngay cả khi chỉ có một lượng nhỏ thủy ngân trong nước, tảo vẫn sẽ hấp thụ một lượng lớn, dẫn đến tích tụ trong cơ thể. Và sự tích tụ này sẽ còn tiếp tục tăng khi số lượng kẻ săn mồi tăng lên. Nguyên nhân chính gây ra tác dụng này là một số hóa chất tích tụ trong mô mỡ của cơ thể, khiến các chất ô nhiễm này khó được bài tiết ra ngoài.
"Ví dụ, thuốc trừ sâu DTDT được biết đến với tính bền bỉ. Khi đã xâm nhập vào hệ sinh thái, nó sẽ dần tích tụ trong mô mỡ và trở thành chất gây ô nhiễm bền bỉ trong hệ sinh thái."
Sự khác biệt cơ bản nhất giữa hai điều này là phạm vi tác động của chúng. Trong quá trình tích lũy sinh học, nồng độ của một cá thể tăng lên thông qua lượng thức ăn tiêu thụ trực tiếp và tiếp xúc với môi trường, trong khi sự khuếch đại sinh học liên quan đến toàn bộ chuỗi thức ăn, với sự gia tăng nồng độ tăng dần khi sinh vật thích ăn vào hoặc trong mối quan hệ động vật ăn thịt-con mồi. Đặc điểm tích tụ từng bước này khiến những loài săn mồi hàng đầu có nguy cơ cao hơn vì nồng độ chất ô nhiễm trong cơ thể chúng cao hơn nhiều so với các sinh vật cơ bản.
"Việc hiểu các khái niệm này có ý nghĩa to lớn đối với việc xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường, an toàn thực phẩm và bảo vệ sinh thái."
Cùng với tốc độ công nghiệp hóa, việc sử dụng kim loại nặng, thuốc trừ sâu và các hóa chất độc hại khác ngày càng tăng, khiến các vấn đề về phóng đại sinh học và tích tụ sinh học trở nên nổi bật hơn. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng những chất ô nhiễm này có thể gây ra thiệt hại không thể khắc phục cho hệ sinh thái. Lấy DDT làm ví dụ. Loại thuốc trừ sâu này đã gây ra sự suy giảm mạnh về số lượng nhiều loài chim săn mồi ở Bắc Mỹ do đặc tính khuếch đại sinh học của nó và đã bị cấm ở nhiều quốc gia. Tương tự như vậy, các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP) khác cũng đã trở thành vấn đề môi trường toàn cầu.
"Các nghiên cứu có liên quan đã chỉ ra rằng sự tích tụ của các kim loại nặng như chì, cadmium và thủy ngân trong hệ sinh thái có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe ở động vật và con người."
Mặc dù nghiên cứu về sự phóng đại sinh học và tích tụ sinh học đang ngày càng đi sâu hơn, nhưng hành vi và tác động của nhiều chất hữu cơ mới nổi sau khi xâm nhập vào môi trường vẫn chưa được biết rõ. Khi công nghệ ngày càng tiến bộ, chúng ta cần liên tục cập nhật các chiến lược quản lý và giám sát môi trường để đảm bảo hệ sinh thái không còn bị ô nhiễm bởi những chất như vậy trong tương lai.
Khi chúng ta khám phá những câu hỏi khoa học này, liệu sự hiện diện liên tục của các chất ô nhiễm này có đáng để chúng ta tiếp tục quan ngại không?