22.6. Концентрация токсичных соединений при продвижении по пищевым цепям

Некоторые вещества по мере продвижения по цепи не рассеиваются, а, наоборот, накапливаются. Это так называемое концентрирование в пищевой цепи (в популярной литературе его называют биологическим накоплением) нагляднее всего демонстрируют некоторые устойчивые радионуклиды и пестициды.

Тенденция некоторых радионуклидов, побочных продуктов деления ядра атома и активации, увеличивать свою концентрацию с каждым этапом пищевой цепи впервые была обнаружена на Хэнфордском заводе Комиссии по атомной энергии в восточной части шт. Вашингтон в 1950-х годах. Крайне малые (следовые) количества радиоактивного иода, фосфора, цезия и стронция, выпускавшиеся заводом в реку Колумбия, как оказалось, концентрировались в тканях рыб и птиц. Было обнаружено, что коэффициент накопления (соотношение количества вещества в тканях и в окружающей среде) радиоактивного фосфора в яйцах гусей, гнездящихся на речных островах, равен 2 млн. Таким образом, «безопасные» выбросы в реку могут стать крайне опасными для высших звеньев пищевой цепи.

Табл. Накопление устойчивого пестицида ДДТ в пищевой цепи

	Остатки ДДТ, млн-1
Вода	0,00005
Планктон	0,04
Хибогнатус	0.23
Ципринодон	0.94
Щука	1.33
Цапля	3.57
Крачка	3.91
Скопа	13.8
Крохаль (питается мелкой рыбой)	22.8
Баклан (питается более крупной рыбой)	26.4

Пример подобного накопления ДДТ приведен в табл. Чтобы сократить численность комаров на Лонг-Айленде, болота много лет опыляли ДДТ. Специалисты по борьбе с насекомыми благоразумно не применяли таких концентраций, которые были бы непосредственно детальны для рыбы и других животных, но они не учли экологических процессов и длительного сохранения токсичных остатков ДДТ. Вместо того чтобы, как предсказывали некоторые, смываться в море, ядовитые остатки, адсорбированные на детрите, концентрировались в тканях детритофагов и мелких рыб и далее — в хищниках высшего порядка — таких, как рыбоядные птицы. Коэффициент концентрации (отношение содержания ДДТ в организме к содержанию в воде, выраженное в частях на миллион) составляет для рыбоядных животных, по приведенным в табл. 3.13 данным, около 500000. Изучая модель детритной пищевой цепи, теперь можно понять, что благодаря многократному поглощению с начала детритной пищевой цепи в ней должно накапливаться любое вещество, быстро сорбирующееся на частицах детрита и почвы и растворяющееся в кишечнике. Такое накопление ДДТ на детрите подтверждено У. Одумом, Вудвеллом и Верстером (W. Odum, Woodwell, Wurster, 1969). У рыб и птиц накоплению способствуют значительные жировые отложения, в которых концентрируется ДДТ. Широкое применение ДДТ приводит к уничтожению целых популяций хищных птиц, таких, как скопы, сапсаны, пеликаны, и детритофагов, таких, как манящие крабы. Показано, что птицы особенно чувствительны к отравлению ДДТ, так как этот яд (и другие инсектициды, представляющие собой хлорированные углеводороды) посредством снижения в крови концентрации стероидных гормонов нарушает образование яичной скорлупы (Peakall, 1967; Hickey, Anderson, 1968); тонкая скорлупа лопается еще до того, как разовьется птенец. Таким образом, очень малые дозы, неопасные для особи, оказываются летальными для популяции. Все эти научные доказательства пугающей опасности накопления ДДТ (пугающей потому, что человек тоже относится к хищникам высшего порядка) и его непредвиденных физиологических эффектов в конце концов склонили общественное мнение к тому, чтобы прекратить применение ДДТ и подобных пестицидов. В результате сокращения использования хлорированных углеводородов начали восстанавливаться некоторые популяции птиц (соколов, пеликанов), сильно пострадавшие от этих ядов.

Принцип биологического накопления надо учитывать при любых решениях, связанных с поступлением загрязнений в среду. Многие небиологические факторы, однако, могут уменьшать или увеличивать коэффициент концентрации. Так, человек получает меньше ДДТ,