إحدى عمليات التلوث التي تمثل مشكلة كبيرة بسبب الطريقة التي يتصرفون بها هي التراكم البيولوجي. يُعرّف التراكم الحيوي بأنه عملية الترسيب التدريجي للمواد الكيميائية في جسم الكائن الحي خلال فترة زمنية معينة. يمكن امتصاص هذه المواد بشكل أسرع من قدرة الجسم على استقلابها، أو ببساطة لا يمكن التخلص منها. يمكن أن تكون هذه العملية ضارة بصحة الإنسان والحيوان والنبات، وتولد مشاكل خطيرة في كل من البيئات المائية والبرية. وإذا كان المركب المتراكم بيولوجيا ضارا، كما هو الحال في بعض المعادن الثقيلة أو المبيدات الحشرية، فإن آثاره يمكن أن تكون مدمرة للنظم البيئية وصحة الإنسان.
في هذه المقالة، نخبرك بأقصى قدر من التفصيل كل ما تحتاج لمعرفته حول التراكم الحيوي وخصائصه وعواقبه، بالإضافة إلى تأثيره على النظم البيئية والصحة.
الملامح الرئيسية
ومن المهم توضيح أن التراكم الحيوي انها ليست دائما سلبية. إذا كانت المركبات التي تتراكم داخل الجسم ليست سامة، فإن الآثار الصحية قد تكون لاغية. ومع ذلك، في معظم الأحيان، تكون المركبات المذكورة في سياق التراكم الحيوي ضارة. والمثال الكلاسيكي هو الزئبق، الذي يمكن أن يتراكم في أنسجة الكائنات الحية، ولأنه عنصر شديد السمية، فإنه يولد مخاطر صحية خطيرة.
عادةً ما يكون للمواد الكيميائية المتراكمة بيولوجيًا مصادر عديدة. يمكن أن تنتهي المبيدات الحشرية المستخدمة في الزراعة، والانبعاثات الصادرة عن المصانع والمركبات، والمواد الكيميائية الأخرى المنبعثة في البيئة، في الكائنات الحية، وخاصة تلك التي تشكل جزءًا من السلسلة الغذائية. على سبيل المثال، يمكن أن تجرف الأمطار المبيدات الحشرية المستخدمة على المحاصيل إلى الأنهار والبحار، حيث تبدأ في التراكم في الكائنات المائية من خلال الغذاء.
والمثال الكلاسيكي هو استخدام المبيدات الحشرية في الزراعة، والتي تحملها الجريان السطحي إلى الأنهار والبحار. تتلامس هذه المواد الكيميائية مع النباتات والحيوانات، وتتراكم في أنسجة الكائنات الحية وتؤثر على السلسلة الغذائية. وبهذه الطريقة، يمكن أن تسبب الملوثات اختلالات في النظم البيئية وتؤثر على صحة الأنواع الموجودة في أعلى السلسلة الغذائية، مثل البشر.
هناك عامل مهم آخر في التراكم الحيوي وهو علاقته بمصادر التلوث الصناعي. كما أن مداخن المصانع والانبعاثات الصادرة عن المركبات التي تعمل بالوقود الأحفوري تطلق أيضًا مواد سامة في البيئة. وتتراكم هذه المواد الملوثة في الغلاف الجوي وتعود في النهاية إلى الأرض من خلال هطول الأمطار، مما يزيد من تراكم الملوثات في النظم البيئية.
التراكم البيولوجي والتضخم الأحيائي
بمجرد العثور على الملوثات في البيئات الطبيعية مثل الماء أو التربة، فإنها يمكن أن تدخل بسهولة إلى السلسلة الغذائية من خلال كائنات أصغر مثل العوالق النباتية. العوالق النباتية، التي تحتل أدنى مستويات السلسلة الغذائية المائية، تمتص هذه المواد السامة وتنقلها عبر العوالق الحيوانية والكائنات الحية الأخرى إلى الحيوانات المفترسة الأعلى.
هذه الظاهرة المعروفة ب التضخم الحيوييشير إلى التركيز المتزايد للمواد السامة في الكائنات الحية أثناء صعودنا إلى السلسلة الغذائية. ورغم أن التركيزات الأولية قد تكون صغيرة جدًا، إلا أن مرور هذه المواد من كائن حي إلى آخر يؤدي إلى تراكمها، حتى تؤدي إلى تراكيز خطيرة في أعلى مستويات السلسلة الغذائية، مثل الحيوانات المفترسة أو الإنسان.
ومن الأمثلة الشائعة إلقاء الزئبق في المحيطات والأنهار. ومن خلال امتصاص العوالق النباتية لهذه الملوثات، فإنها تنقلها إلى الكائنات الحية الصغيرة التي تستهلكها، مثل الأسماك. يتم بعد ذلك استهلاك هذه الأسماك من قبل الحيوانات المفترسة الأكبر حجمًا، مثل أسماك القرش، والتي بدورها يستهلكها البشر في النهاية. فالزئبق، الذي لا يتم استقلابه أو إخراجه بسهولة، يتراكم في الجسم ويمكن أن يسبب مشاكل صحية خطيرة، بما في ذلك تلف الجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية.
التراكم الأحيائي والـ دي.دي.تي.
أحد أفضل الأمثلة المعروفة في تاريخ التراكم الحيوي هو استخدام DDT (ثنائي كلورو ثنائي فينيل ثلاثي كلورو الإيثان)، وهو مبيد حشري يستخدم على نطاق واسع لمكافحة الآفات في الزراعة ولمكافحة الملاريا. في السنوات الأولى من استخدامه، كان الـ دي.دي.تي يعتبر فعالاً للغاية. ومع ذلك، وجد أن هذا المبيد الحشري له تأثير تراكمي خطير على البيئة.
وجرفت الأمطار الـ دي.دي.تي إلى الأنهار والبحار، حيث تراكمت في الكائنات المائية. ومع زيادة تركيز المبيد الحشري في السلسلة الغذائية، بدأت الطيور الجارحة والطيور البحرية التي تتغذى على الأسماك المصابة تظهر عليها مشاكل صحية خطيرة. ومن بين التأثيرات الأكثر دراماتيكية كان ضعف قشر البيض، مما تسبب في كسر الآباء لها عن طريق الخطأ أثناء محاولتهم فقسها. وقد تسبب هذا في انخفاض خطير في أعداد الأنواع مثل النسر الأصلع، والصقر الشاهين، والبجع البني.
ولحسن الحظ، تم حظر الـ دي.دي.تي في معظم أنحاء العالم في السبعينيات، ومنذ ذلك الحين حدث انتعاش ملحوظ في أعداد هذه الطيور. لكن هذه الحالة لا تزال بمثابة تذكير صارخ بمخاطر التراكم الحيوي والتضخم الحيوي.
هل هو خطير على الناس؟
يتساءل الكثيرون عما إذا كان التراكم الحيوي يمثل خطراً حقيقياً على الإنسان. الجواب هو نعموخاصة عندما يتعلق الأمر بالمركبات السامة التي يمكن أن تتراكم في جميع أنحاء السلسلة الغذائية. فالبشر الذين يستهلكون كميات كبيرة من الأسماك التي تراكم عليها الزئبق، على سبيل المثال، معرضون لخطر الآثار السلبية لهذا المعدن الثقيل على جهازهم العصبي المركزي والصحة العامة. بالإضافة إلى الزئبق، هناك ملوثات خطيرة أخرى مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) التي يمكن أن تتراكم أيضًا في الأسماك الزيتية، مما يؤثر على الحيوانات والبشر.
يمكن أن تختلف تركيزات هذه المركبات المتراكمة بيولوجيًا اعتمادًا على الأنواع والبيئة. من المعروف أن الأسماك مثل سمك أبو سيف وسمك القرش والتونة تحتوي على كميات عالية من الزئبق في أنسجتها بسبب موقعها في أعلى السلسلة الغذائية، ولهذا السبب هناك توصيات للحد من استهلاكها، خاصة عند النساء الحوامل أطفال.
حتى التركيزات الصغيرة من المركبات السامة يمكن أن تكون ضارة إذا كان التعرض مستمرًا. ولذلك، تم تطبيق العديد من الأنظمة حول العالم للتحكم في وجود المواد الخطرة في الماء والغذاء، وتحذير المستهلكين من المخاطر المحتملة. ومع ذلك، فمن المهم على المستوى الفردي أن تكون على علم بمخاطر استهلاك الكائنات الحية المتراكمة الحيوية وكيف يمكن أن يؤثر ذلك على صحتنا.
بالإضافة إلى ذلك، تبحث بعض الدراسات عن حلول لعكس عملية التراكم الحيوي، مثل استخدام الكائنات الحية الدقيقة المعدلة وراثيا لتحليل المركبات السامة قبل أن تتراكم في السلسلة الغذائية.
مع كل ما سبق، لا يزال التراكم الحيوي يمثل قضية ذات أولوية في جداول أعمال الصحة العامة والحفاظ على البيئة، حيث أن فهم آلياته وآثاره هو المفتاح لحماية الأجيال القادمة من آثاره الأكثر خطورة.
طوال هذه المقالة، رأينا أن التراكم الحيوي والتضخم الحيوي لا يؤثران فقط على الحيوانات التي تعيش في السلسلة الغذائية في البيئات المائية والبرية، ولكن يمكن أن تؤثر آثارهما على البشر. ومن الضروري معرفة هذه المفاهيم والمخاطر التي تنطوي عليها، لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن عاداتنا الغذائية وبالتالي المساهمة في الحد من تأثير هذه الظواهر البيئية.