Qu| trình tích lũy sinh học là một quá trình tích tụ các nguyên tố vi lượng, các chất ô nhiễm v{o trong cơ thể sinh vật thông qua quá trình hấp thụ bởi các sinh vật từ môi trường xung quanh m{ chúng đang sống.
Khi nồng độ có trong cơ thể lên đến một ngưỡng nào đó sẽ tác động lên cơ thể sống và gây biến đổi các quá trình sinh lý sinh hóa của cơ thể.
2.2.10.1. Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tích tụ sinh học
- Phụ thuộc vào khả năng tan trong mỡ và nước của độc chất. - Phụ thuộc vào khả năng chuyển hóa của độc chất.
- Phụ thuộc vào ái lực với một số cơ quan.
- Quá trình tích tụ còn phụ thuộc vào giống, loài, tuổi, giới tính, tình trạng sức khỏe. - Phụ thuộc vào thời gian và liều lượng tiếp xúc…
2.2.10.2. Phương trình động học mô tả quá trình tích lũy sinh học
Tốc độ biến đổi nồng độ độc chất trong môi trường sinh vật: dCb/dt = k1Cm – k2Cb (1)
Cb: Nồng độ độc chất trong cơ thể sống
Cm: Nồng độ độc chất môi trường trong môi trường nghiên cứu k1: hằng số tốc độ hấp thụ độc chất vào cơ thể
k2: hằng số tốc độ đào thải độc chất khỏi cơ thể.
Do nồng độ độc chất trong môi trường rất lớn so với nồng độ hấp thụ độc chất và có thể xem như nồng độ này thay đổi không đáng kể trong thời gian t. Lúc đó coi Cm là hằng số, giải phương trình (1) ta được nồng độ độc chất trong cơ thể sống được tính theo công thức (2):
) 1 ( 2 2 1 kt m b C e k k C
* Khi quá trình hấp thụ và đào thải đạt trạng thái cân bằng: k1Cm – k2Cb = 0 (3)
k1/k2=Cb/Cm = BCF (4)
BCF: Hệ số tích tụ sinh học (bio-concentration-factor). Hệ số BCF càng lớn thì khả năng tích tụ sinh học càng lớn
Hệ số BCF phụ thuộc vào hệ số phân ly Kow. Với: lgBCF = n.lgKow + b (5)
n, b: hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào đặc tính của độc chất môi trường và sinh vật hấp thụ.
Kow: hệ số phân ly trong hệ dung môi octanol-nước.
Chỉ tiêu Kow là một trong những chỉ tiêu được dùng để đánh giá độ an toàn của các độc chất môi trường đặc trưng cho khả năng tích tụ sinh học của độc chất.
lgKow < 1: độc chất có khả năng ưa nước, ít gây tích tụ sinh học lgKow > 1: độc chất thuộc dạng ưa mỡ, dễ gây tích tụ sinh học. * Khi chấm dứt tiếp xúc với độc chất có trong môi trường:
Lúc đó ta có:
K1Cm = 0; dCb/dt = -k2Cb (6) Giải phương trình ta được:
t k b b C e C 2 0 (7)
Khi lượng độc chất trong cơ thể giảm đi một nửa. Lúc đó: Cb = 1/2Cb0, t = T1/2
Thay vào phương trình trên ta được thời gian bán phân hủy T1/2 sẽ là:
T1/2 =0,693/k2 (8)