A bioakkumuláció bizonyos szervezetek (növények, állatok, gombák, mikrobák) képességére utal, hogy testük egészében vagy egészében felszívódnak és koncentrálódnak (élő vagy inert részek, például a fa kérge vagy fája, a penész héja , a kürt , stb) egyes vegyi anyagok , adott esetben ritka a környezetben ( nyomelemek hasznos vagy esszenciális vagy toxikus mellékhatások).
Ugyanabban a szervezetben ez a képesség nagymértékben változhat életkor és egészségi állapot, vagy külső tényezők (évszak, tápanyagtartalom , pH vagy különböző kofaktorok (szinergiák vagy szimbiózis például más fajokkal)) függvényében . faj, az egyének genetikai okok miatt többé-kevésbé akkumulátorok, de általában bizonyos nemzetségek vagy csoportok ismert, hogy nagyon jó bioaccumulators. a gombák (melyek gyakran jó bioaccumulators), ez az eset áll fenn például galóca a higany , ólom , kadmium és szelén A szelént az Albatrellus vagy Amanita Amanita muscaria nemzetség gombái is nagy mértékben felhalmozzák .
Az étrendjükben látszólag hasonló szervezetek (pl. Kagylók és osztrigák ), ugyanabban a környezetben és összehasonlítható körülmények között, nagyon eltérő módon halmoznak fel fémeket. Például, az IFREMER becsült 2002-ben, hogy a közös faj, az arány a biológiai felhalmozódás közötti osztriga és kagyló körülbelül 25 per ezüst (ami azt jelenti, hogy az osztriga halmozódik 25-szor több, átlagosan.), 0,5 a nikkel és a kobalt , és 1 vanádium .
Szennyezett vagy bizonyos bioakkumulatív toxikus anyagokban természetesen gazdag környezetben a mérgező termékek biológiai felhalmozódása hatással lehet az egyénre és a fajra, de nem feltétlenül (például a zuzmók és gombák nagy mennyiségű radionuklidot és mérgező fémet halmozhatnak fel az állatok számára anélkül, hogy látszólag jelentősen szenvednének önmagukban; a valóságban a fémek ezután befolyásolhatják a spórák jó csírázását vagy a növényekkel kialakult szimbiózisok minőségét). Ez a képesség bizonyos körülmények között megerősíthető ( savas talajok , szennyezett talaj, savas eső , amelyek többé-kevésbé növelik a radionuklidok, fémes nyomelemek és mérgező metalloidok , például arzén mobilitását és biohasznosulását ). A vízi környezetben (édesvíz, sósvíz, torkolat vagy tenger) éppen az üledék játszik szerepet a talajban azáltal, hogy többé-kevésbé csapdába ejt, vagy átalakítja a kapott vagy természetesen tartalmazott méreganyagokat.
A termék kémiai formája is számít. Például a higany másképpen szívódik fel, attól függően, hogy fémhigany vagy metilezett higany formájában van-e, és ebben az esetben a talaj jellege is számít (pH, ioncserélő képesség, szerves-humán komplexek stb.) amint azt a higanybányák környezetében megmutatták.
Azok a fajok, amelyek a legjobban a trofikus szintjükön halmozódnak fel, gyakran szűrővel tápláló organizmusok vagy gombák, amelyek földalatti szövetük révén nagy mennyiségű talajt kutatnak. El is tudják fogni az esőzésekben jelenlévő vegyi anyagok vagy elemek egy részét , ami az atmoszféra általi kimosódásból származik ( például a csernobili csapadékból származó radiocézium ). Ezután egy másik jelenség fordul elő a trofikus hálózatban , ez a biokoncentráció .
A környezeti egészség problémái akkor jelennek meg, ha a vadak által elfogyasztott fajok , a halászati erőforrások , az állatállomány vagy az emberek vannak.
Tehát a tartalom a vas , kalcium vagy műanyag maradékok ( ftalátok ) a szövetekben a halak Szajna , például mérhetetlenül nagyobb (10, 100 vagy 1000-szer több), mint az a vas, kalcium vagy ftalátok. Mért a Szajna vize. A vas vagy a kalcium esetében a bioakkumuláció lehet az egyik élettani mechanizmus, amely megőrzi a halak egészségét; ez különösen akkor áll fenn, ha a halaknak sikerül szabályozniuk ezeknek az anyagoknak a tartalmát azáltal, hogy eltávolítják őket, ha túlságosan vannak jelen ( homeosztázis ). A ftalátok biológiai felhalmozódása viszont a környezeti toxicitásra vonatkozik : az élő organizmusokra nem használnak, legjobb esetben zavarják őket (meg kell szüntetni őket), a legrosszabb esetben mámorítják, vagy befolyásolják szaporodóképességét vagy a leszármazottai ( endokrin rendellenességek ).
Bizonyos nem lebontható vagy rosszul lebontható anyagok perzisztensek az élő organizmusokban ( biopersztencia ), mert nem metabolizálódnak. A felhalmozódás lehetősége annál is fontosabb, mivel az organizmusoknak nincs más alternatívájuk, mint megszüntetni őket (hosszú folyamat) vagy tárolni őket.
Az anyag toxicitása néha attól függ, hogy képes-e felhalmozódni a szervezetben. Egyes növények, állatok és emberek által bioakkumulált anyagok mérgezőek, rákkeltőek , teratogének vagy halált, meddőséget, fejlődési rendellenességeket stb. Ez a helyzet a benzo [a] pirénnel (a policiklusos aromás szénhidrogének osztályából ), a poliklórozott bifenilekkel , az endokrin rendszert károsító anyagokkal , az ólommal és a környezetszennyezés következtében jelenlévő egyéb fémekkel.
Bioakkumuláció keresztül történik az élelmiszer- organizmusok, és az egész élelmiszer-web . Természetesen minél hosszabb a trofikus lánc, annál nagyobb a felhalmozódás és annál nagyobb a káros hatások kockázata. Az élelmiszerlánc végső részein elhelyezkedő ragadozók ezért különösen érzékenyek az ilyen típusú szennyezésre , és jelenlétük annak a környezetnek a kielégítő minőségét jelzi, amelyben növekedésük legnagyobb részét elvégezték. Nem ritka a 100 000 nagyságrendű biológiai felhalmozódási tényező megfigyelése. A kagylók és az osztrigák 700 000-től 1 milliószor töményebbé tehetik azokat az anyagokat, amelyek gyakorlatilag nem észlelhetők a tengerben, nyomelemek a tenger gyümölcsei esetében. Jód vagy mérgezőek abban az esetben például ólom , higany vagy kadmium .
Annak a kockázata, hogy egy biológiailag szennyezhető szennyező anyag biokoncentrálódik egy faj általánosságban, nem függ össze a szennyező anyag környezetben való jelenlétének mennyiségi jelentőségével. Leggyakrabban fordított összefüggés van a biokoncentrációs tényezők ( BCF-ek ) és az állat vagy növény egy elemnek (szennyező vagy nyomelem) való kitettsége között.
Miközben egy vegyület felhalmozódik, néhány organizmus átalakíthatja azt is. Például a makrofungák felhalmozhatják a higany szerves formáit (metilhigany), de az üledékekben lévő baktériumokhoz hasonlóan a szervetlen higanyot sokkal mérgezőbb és biológiailag felszívódó szerves higannyá alakítják.
Számos szűrővel etető állat (kéthéjú kagyló, beleértve az osztrigát és kagylót) vagy biokoncentrátor, például gomba keresett étel; amikor természetes környezetben, fémekben gazdag környezetben szüretelik, vagy az emberek szennyezik, akkor az emberi táplálékban nemkívánatos vagy mérgező elemek forrása. A gombák szinte minden fémet és metalloidot képesek koncentrálni, a fajtól és a kontextustól függően változó koncentrációs képességekkel.
A mérgező ETM-ek tekintetében a kockázat különösen magas az ipari régiókban, az öntödék környékén, valamint a kohászatból és a bányászatból örökölt barnamezős területeken . Ezt például az ólom, a kadmium, a higany és a réz kiaknázására mutatták ki
A mérgező vegyületek biológiai felhalmozódása katasztrófához vezethet, mint például a Guam-szindróma (bioakkumuláció és fotoszintetikus baktériumok által termelt toxin természetes biokoncentrációja) és a Minamata-kór (metilált ipari higany bioakkumulációja és biokoncentrációja) esetében. ami emberek ezreit érintette; elhalt vagy súlyosan megmérgezte a higany. Ez utóbbit baktériumok metilezték , majd erősen koncentrálódtak a Minamata növény által szennyezett szennyvíz lefelé fejlődő halak táplálékláncában .
A bioakkumuláció nagymértékben súlyosbíthatja a bioturbáció (pozitív vagy negatív) hatásait . Ez a két kombinált folyamat alapvető szerepet játszik a bioszféra és a biogeokémiai ciklusokban .
A POP-k ( perzisztens szerves szennyező anyagok ) a bioakkumulatív anyagok kategóriájába tartoznak, amelyek nagyon mérgezőek az élő szervezetekre és különösen az emberekre.
Bizonyos organizmusokat, amelyekről ismert, hogy szennyező anyagokat felhalmoznak , bioindikátorokként vagy a környezeti biológiai értékeléshez ( biomonitoring ) lehet vagy lehet használni . Például :