进入与离开之间的收支
生物积累的英文为 bioaccumulation,也常译生物蓄积。以水生动物为例,物质既可经鳃或体表从水中摄入,也可随食物进入。摄取后有多少被吸收、在哪里保留、是否转化及多快排出,共同决定体内含量随时间怎样变化。它不是物质一经进入便永远留在体内。
在外界暴露及其他条件稳定时,摄取与损失可能逐渐达到动态平衡,组织浓度因而趋于稳定。这不代表摄取停止。反之,水中浓度快速下降后,体内残留未必同步下降;用某一次水样和某一次组织样本相除,可能无法代表长期积累能力。
参考:[1]
三个概念不能互换
生物浓缩(bioconcentration)专指由周围水体直接摄取造成的积累,不包含食物途径;生物积累则合并各条途径。常用的生物浓缩因子BCF和生物积累因子BAF都可表示为组织与水中浓度之比,但实验条件及分母所代表的暴露范围不同,不能只看名称近似就混用。
生物放大(biomagnification)讨论捕食者相对食物,或更高营养级相对低营养级的浓度增加。因此,在一个动物体内检出物质,既不等于证明长期净积累,更不足以证明食物网逐级放大。比较还需统一全体或特定组织、湿重或脂质归一化等计量基础。
化学形态与生物过程
脂质含量可显著影响许多疏水性有机物的体内浓度,但不能据此把积累简化为“所有物质都储存在脂肪里”。代谢转化也会改变母体化合物的残留;生长则可能让同样的物质量分布到更大的身体中,使单位质量浓度降低,这称为生长稀释,需与实际排出区分。
汞的研究说明化学形态和摄取位置同样重要。ATSDR汇集的水生研究中,无机汞较多结合在浮游植物细胞膜上,甲基汞较多进入细胞质,两者被浮游动物摄食后同化的程度不同。鱼既能从水和食物获得甲基汞,但相关实验发现食物可以占主导;只测水体便可能遗漏重要途径。
如何取得可解释的证据
OECD于2012年通过的第305号试验指南同时规定水相与膳食暴露方法。研究先记录摄取阶段,再将鱼转入清洁介质或改喂未添加试验物质的饲料,观察消除阶段。这样的时间序列能够帮助估计摄取与损失速率,而不是把一个终点数值直接当作物质的固定属性。
指南还要求考虑鱼体生长和脂质含量,并根据物质性质选择适合的暴露方式。例如极低水溶性物质难以维持可靠的水相浓度,膳食试验可能更合适。实验所得因子有明确适用条件;将其用于野外解释时,仍须核对物种、食物网、环境变化和测量方法。
参考:[2]