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“生物积累”等三个术语概念的探讨

刘志荣   

  1. 中国环境科学出版社,100036
  • 发布日期:2007-06-15

On the Terminological Concepts of Biomagnification, Bioaccumulation, and Bioconcentration

LIU Zhirong   

  • Published:2007-06-15

摘要: 20世纪60年代到70年代初期,环境生物学为了阐述农药、重金属等化学污染物在生物机体内的浓度高于周围环境中的浓度的现象,开始使用“生物放大”(biomagnification)、“生物积累”(bioaccumulation)、“生物浓缩”(又称“生物富集”)(bioconcentration)三个相关术语。此后,又设计了多种模式生态系统等实验系统,对化学污染物在生态系统中的迁移转化机制和规律开展研究,三个相关术语也随之得到日益广泛的应用。但是,人们对于这三个术语的概念和应用范围却始终存在不同的认识。
20世纪70年代末,南京大学丁树荣教授等人对这三个术语概念进行了原则的区分和界定,并在1983年出版的《中国大百科全书·环境科学》卷中分别进行了阐述:
生物放大:在生态系统的同一食物链上,由于高营养级生物以低营养级生物为食物,某些元素或难分解化合物在其机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象;
生物积累:生物在其整个代谢活跃期内都在通过吸收、吸附、吞食等各种过程,从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物,以致随着生物生长发育,浓缩系数不断增大的现象;
生物浓缩(或生物富集):生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群,从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物,使生物机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
20世纪90年代初出版的《环境科学大辞典》(中国环境科学出版社)将这三个术语简明定义为:
生物放大:生物有机体内污染物质的浓度随食物链延长和营养等级的增加而增加的现象;
生物积累:生物有机体在生长发育过程中直接从环境介质或从所消耗的食物中摄取并蓄积化学物质的现象;
生物浓缩(该辞典以生物富集为词目):生物从周围环境中吸收某种元素或稳定不易分解的化合物,在体内积累,使生物体内该元素(或化合物)的浓度超过环境中浓度的作用。
显而易见,这三个术语都用于阐明和评价化学污染物进入生态系统的迁移、转化、富集和归宿状况,但其含义却有明显的区别。生物放大是同一食物链上不同营养级生物体内某种污染物的浓度相比;生物积累是同一生物个体在不同代谢活跃阶段内某种污染物的浓度相比;生物浓缩或生物富集是生物机体内某种污染物浓度与周围环境中的浓度相比。三个术语可以说是从不同层次、不同角度上分别阐明了生物体内化学污染物的浓度同其生存环境中该化学污染物浓度的比值关系,有特定的语义范围,在整个概念体系中也各具特定的含义,具有单义性。
近些年来,一些学者从生物机体内的化学污染物均来源于环境的角度出发,对三个术语概念给出了不同的解释。这其中有2002年修订出版的《中国大百科全书·环境科学》卷,将三个术语分别修订为:
生物放大:高营养级生物吞食营养级生物的食物链中,吞食的结果使高营养级生物体内化学品的浓度超过了生物体与周围环境平衡时所应有的浓度的现象;
生物积累:生物通过接触、呼吸和吞咽等所有可能的途径,从周围环境吸收并逐渐积蓄了某种元素或难降解的化学品,导致该化学品在机体内浓度升高并超过周围环境的浓度的现象。
该书没有选收“生物浓缩”或“生物富集”为条目,而在“土壤有机污染的生物效应”条目中将“生物浓缩”或“生物富集”解释为:“一些自然界不易(或不能)降解的污染物,最初在环境中的浓度并不高,但经过食物链的逐级积累、浓缩和传递,待至最高营养层次的生物体内,其浓度就能提高到数百乃至数万倍以上,甚至对生物机体构成毒害,这种现象称之为生物富集作用。”
纵观这一修订所构成的概念系统,不难发现其论述均立足于将生物体内化学品浓度与其周围环境的浓度相比,其基本含义可谓大同小异。显然,这一修订把三个术语做为近义或同义性术语加以阐述。否则,其修订就存在着概念上混淆和论证上模糊的问题。
也有一些观点从这三个术语概念相应的数量关系都采用浓缩系数表示的事实出发提出:生物放大是食物链中高营养级生物机体内化学污染物增高的现象,是一个相对低营养级生物而言的数据,依比较对象不同而不同;生物积累是生物对环境污染物的净吸收,是来自环境样品的实际数据;生物浓缩或生物富集是生物体内化学污染物的浓度对该化学污染物在水中溶解浓度的平衡比值,是来自实验室和环境样品的数据。
因此,笔者建议按三个术语相应的浓缩系数求法及比值含义的不同,对三个术语概念作进一步的阐述和区分。这无疑有益于三个术语概念的深化和界定,是值得探讨的。
随着环境科学的兴起和发展,许多新术语应运而生,成为环境科学组成的重要内容。研究这些新术语,并给予严格的定义,这不仅是科学术语规范和统一的工作,也是环境科学基础理论研究和建设的工作。文中所探讨的三个术语概念是学习过程中感到疑惑的问题,故提出来,供专家们研究参考。