生物濃縮

生物濃縮，是指生物從周圍環境蓄積某種元素或分解的化合物，使其在體內的濃度超過環境中的濃度的現象。對生物濃縮機理的研究，能從宏觀和微觀上揭示污染物的毒性毒理和生態影響，從而深入瞭解污染物在生物體中的分佈、遷移和轉化的規律。 ^[2] 

在特定的生物個體、臟器或細胞中的某種物質比其在周圍環境中具有更高濃度的現象。例如：在植物細胞或細菌中各種鹽類的結晶或金屬作為代謝產物的蓄積；人體甲狀腺對碘的蓄積；真海鞘對釩的蓄積等。生物濃縮的機制多半是由於這些物質一旦進入生物體內就很難排出；此外某些主要與代謝有關的成分可以從體液或細胞液中以固體的形式沉澱析出，這些過程不斷重複就會在體內蓄積起來。生物濃縮的結果，處於上位食物鏈的生物種或種羣就會累積成較高的濃度。因此，有害物質對這些生物就會產生重大的影響，生物濃縮已經成為重要的社會問題（例如猛禽類對有機氯農藥的積累，以及人類由於有機汞中毒而引起的疾病等）。以往對於低濃度的有害物質排放到環境中來並不介意，但是從生物濃縮的角度來考慮，這是非常錯誤的。 ^[3] 

生物機體或處於同一營養級上的許多生物種羣，從周圍環境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內該物質的濃度超過環境中的濃度的現象；又稱生物學濃縮、生物學富集。生物濃縮的程度用濃縮係數表示。

生物濃縮、生物積累和生物放大的程度，都用來自環境的元素或難分解的化合物的濃縮係數表示，但卻是三個不同的概念。

生物濃縮是生物機體內某種物質的濃度和環境中的濃度相比；

生物積累是同一生物個體在不同代謝活躍階段機體內的濃度相比；

生物放大是同一食物鏈上不同營養級的生物機體內某種物質的濃度相比。

污染物通過生物呼吸，食物和皮膚吸收等多種途徑進入生物體內，然後根據血液循環分散至身體的各個部位，被生物的多種組織和器官吸收濃縮。顯然，生物的各器官和組織對某污染物的濃縮程度，取決於該物質在血液中的污染程度，生物組織與血液對該物質親和性的差異以及生物組織對該物質的代謝。 ^[2] 

濃縮係數的大小與物質本身的性質以及生物和環境等因素有關。同一種生物對不同物質的濃縮係數會有很大差別。如在同樣條件下，金槍魚對銅的濃縮係數是100，對鎂的濃縮係數卻是0.3；褐藻對鉬的濃縮係數是11，對鉛的濃縮係數卻高達70000，相差懸殊。同一種物質，結構不同，濃縮係數也會不同。例如乙體六六六在生物體內極難分解，丙體六六六分解較易，小白鼠對前者的濃縮係數就高於後者。同一種生物對同一類而不同分子量的化合物，其濃縮係數也有很大差別，例如蚤狀溞（Daphnia pulex）在同樣試驗條件下，對不同分子量的氮雜芳烴（如異喹啉、吖啶和苯並吖啶），其濃縮係數依分子量的大小而不同。

物質或元素的價態，以及在介質中的溶解度等，對濃縮係數也都有直接影響。

生物種類不同，代謝機能不同，在同樣條件下，對同一種物質的濃縮係數也會不同。中國科學院海洋研究所的研究報告指出，在同樣條件下，黑鯛（Sparus macroce-phalus）骨骼對137銫的濃縮係數為11.02，而石鰈（Plati-chthуs bicoloralus）骨骼對137銫的濃縮係數則為8.95。生物的不同器官對同一種物質的濃縮能力也往往不同。含脂肪較多的器官的濃縮能力一般高於含脂肪較少的器官。

生物體的不同發育階段及其生理特性等對濃縮能力也有直接影響。多數木本植物的幼葉對二氧化硫的濃縮能力低於成熟葉。

水生生物在水體中的數量對濃縮係數的影響很大，例如，純培養的柵藻培養液中細胞數增多時，濃縮係數降低。

各種環境因素，如光照、温度、濕度、pH值、風向、風速、水流方向、水流速度、土壤的組成和結構等對環境中的物質的存在形式、價態、濃度以及在環境中的停留時間等會產生影響，因而在不同的環境條件下，同一種生物對同一種物質的濃縮係數也可能不同。 ^[4] 

已濃縮大量污染物的生物，脱離污染環境時，體內蓄積的污染物會經過代謝作用逐漸排出體外，體內殘留量逐漸減少。殘留量降低至原蓄積量的一半時所需的時間，稱為生物半減期。

生物體吸收環境中的物質的途徑大致有以下幾種：一是各種藻類、菌類和各種原生動物等，主要靠體表直接吸收；二是高等植物，主要靠根系吸收，葉表面和莖表面也有一定的吸收能力；三是大多數動物，主要靠吞食。對於魚類來説，呼吸也是一種主要途徑。前兩種途徑是直接從環境中攝取，後一種途徑必須通過食物鏈完成。各種物質進入生物體內，即參加生物的代謝過程。其中生命必需的物質，部分參與了生物體的構成，多餘的必需物質和非生命所需的物質中，易分解的經代謝作用很快排出體外；不易分解、脂溶性較強、與蛋白質或酶有較高親和力的，就會長期殘留在生物體內。如DDT和狄氏劑等農藥，性質穩定，脂溶性很強，被攝入動物體內後即溶於脂肪，很難分解排泄。隨着攝入量的增加，這些物質在體內的濃度也會逐漸增大。

生物濃縮的研究對於闡明物質或元素在生態系統中的遷移轉化規律，評價和預測污染物進入環境後可能造成的危害，以及利用生物對環境進行監測和淨化等，均有重要意義。這種研究還可為確定污染物的環境容量及制訂環境標準提供科學依據。