11.10 ХІМІЧНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ.
МІГРАЦІЯ ХІМІЧНИХ ЗАБРУДНЮВАЧІВ
Особливою небезпекою хімічного забруднення є явище міграції хімічних сполук в екосистемі. На відміну від інших видів забруднення, хімічні агенти піддаються перетворенням у довкіллі, внаслідок чого можуть утворюватися більш токсичні агенти.
Для хімічних забруднювачів є характерними три основні шляхи міграції у довкіллі:
– атмосферний
– водний
– біогенний
В залежності від фізичних та хімічних властивостей, у міграції того чи іншого забруднювача певний шлях може переважати.
Всі хімічні елементи та їх сполуки можна поділити на:
1) водних мігрантів (найчастіше це добре розчинні сполуки)
2) атмосферних мігрантів (леткі та газоподібні сполуки)
3) біогенних мігрантів (доступні та засвоювані для живих організмів).
Проте, у більшості випадків можливий перехід забруднювача з водної фази, до атмосфери, або до тканин та органів живих організмів.
Найскладніший та найважливіший для екосистем тип міграції забруднювачів – біогенний. Живі організми здатні накопичувати стійкі хімічні сполуки, які потім передаються при споживанні організмами вищих трофічних рівнів. Відповідно до закону про збереження речовини, всі хімічні елементи, з яких складаються тканини організму, повинні зберегтися. Якщо його буде з’їдено іншим живим організмом, то ці елементи увійдуть до складу його тканин. Таке явище отримало назву біомагніфікації або біологічного підсилення – накопичення хімічних елементів та їх сполук у трофічному ланцюгу, що призводить до багатократного збільшення їх концентрації у тканинах живих організмів.
Типова схема, що ілюструє явище біомагніфікації хімічних забруднювачів
В даний час існує невиправдане піднесення цього явища до рангу екологічного закону. Проте, аналіз наукової літератури вказує, що це правило виконується лише в умовах наземних екосистем для деяких забруднювачів (наприклад, для ртуті). У більшості випадків очікуваного підвищення концентрації не спостерігається. Причин цьому є кілька:
1) безпосередня і повна передача хімічної речовини можлива лише за умов існування простих трофічних ланцюгів, що складаються з монофагів. Насправді більшість консументів споживають кілька харчових об’єктів, які можуть належати до різних трофічних ланцюгів (наприклад, понад 20% раціону типового хижака – лисиці, складають рослинні корми).
Схематичне зображення трофічної мережі, що ілюструє складність трофічних зв'язків у екосистемі
2) у випадку водних екосистем основним джерелом надходження хімічних речовин є водне середовище. В результаті більш важливим фактором є не хімічний склад їжі, а відносна площа поверхні тіла або асимілюючих органів. Тому, максимальний вміст забруднювачів реєструють у фітопланктоні та дрібній рибі (див. наприклад).
3) накопичення ряді хімічних речовин відбувається у певних органах або тканинах, розмір яких буде визначати загальну кількість накопиченого забруднювача. Наприклад, більший вміст органічних сполук ртуті та пестицидів реєструється у тварин, які містять більші запаси жиру.
Шляхи накопичення важких металів у водних організмах
Проте, наслідки біогенної міграції можуть бути суттєвими для споживачів біологічної продукції. У 1959 р. у м. Мінамата (Японія) було зареєстровано випадки нової хвороби неврологічної природи. Пізніше було виявлено, що основною причиною стала висока концентрація ртуті в морепродуктах, які традиційно японці вживають у великій кількості. Загальна кількість загиблих людей за 50 років досягає кількох сотень. Проблема забруднення бухти Мінамата та компенсації збитки здоров’ю людей та довкіллю не вирішені і понині.
Хвороба Мінамата в Японії