Bioacumulação é a acumulação gradual ao longo do tempo de um químico em um organismo vivo. Isto ocorre ou porque o químico é absorvido mais rapidamente do que pode ser usado, ou porque o químico não pode ser decomposto para uso pelo organismo (ou seja, o químico não pode ser metabolizado).
Bioacumulação não precisa ser uma preocupação se o composto acumulado não for prejudicial. Compostos que são prejudiciais à saúde, como o mercúrio, porém, podem se acumular nos tecidos vivos.
Poluentes químicos que são bioacumulados provêm de muitas fontes. Os pesticidas são um exemplo de um contaminante que se acumula bioacumula nos organismos. A chuva pode lavar pesticidas recém pulverizados em riachos, onde eles eventualmente chegarão aos rios, estuários e ao oceano. Outra grande fonte de contaminantes tóxicos é a presença de compostos de chaminés industriais e emissões de automóveis que retornam ao solo durante a chuva. A descarga deliberada de compostos na água é outra fonte de poluentes químicos.
Após um poluente tóxico estar na água ou no solo, ele pode facilmente entrar na cadeia alimentar. Por exemplo, na água, os poluentes adsorvem ou aderem a pequenas partículas, incluindo um pequeno organismo vivo chamado fitoplâncton. Como há tão pouco poluente preso a cada fitoplâncton, o poluente não causa muitos danos a este nível da teia alimentar. No entanto, um pequeno animal como o zooplâncton pode então consumir a partícula. Um zooplâncton que tenha comido dez fitoplâncton teria dez vezes o nível de poluente como o fitoplâncton. Como o zooplâncton pode ser lento a metabolizar ou excretar o poluente, o poluente pode se acumular ou bioacumular dentro do organismo. Um peixe pequeno pode então comer dez zooplâncton. Os peixes teriam 100 vezes o nível de poluente tóxico como o fitoplâncton. Esta multiplicação continuaria em toda a rede alimentar até que níveis elevados de contaminantes se biomagnificassem no predador de topo. Enquanto a quantidade de poluente pode ter sido pequena o suficiente para não causar qualquer dano nos níveis mais baixos da teia alimentar, a quantidade biomagnificada pode causar sérios danos aos organismos mais elevados na teia alimentar. Este fenómeno é conhecido como biomagnificação.
A contaminação por mercúrio é um bom exemplo do processo de bioacumulação. Tipicamente, o mercúrio (ou uma versão química chamada metilmercúrio) é absorvido por bactérias e fitoplâncton. Os peixes pequenos comem as bactérias e o fitoplâncton e acumulam o mercúrio. Os peixes pequenos, por sua vez, são comidos por peixes maiores, que podem tornar-se alimento para humanos e animais. O resultado pode ser a acumulação (biomagnificação) de grandes concentrações de mercúrio em tecido humano e animal.
Um dos exemplos clássicos de bioacumulação que resultou em bioacumulação ocorreu com um inseticida chamado diclorodifeniltricloroetano (DDT). O DDT é um inseticida que foi pulverizado nos Estados Unidos antes de 1972 para ajudar a controlar mosquitos e outros insetos. A chuva lavou o DDT em riachos, onde eventualmente encontrou o seu caminho para os lagos e o oceano. O poluente tóxico bioacumulava dentro de cada organismo e depois biomagnificava através da teia alimentar até níveis muito altos em aves predadoras como águias carecas, águias-pesqueiras, falcões peregrinos e pelicanos castanhos que comiam os peixes. Os níveis de DDT eram suficientemente elevados para que as cascas dos ovos das aves se tornassem anormalmente finas. Como resultado, as aves adultas partiram as cascas dos seus descendentes e os pássaros bebés morreram. A população destas aves desceu a pique. O DDT foi finalmente proibido nos Estados Unidos em 1972, e desde então tem havido um aumento dramático nas populações de muitas aves predadoras.
A bioacumulação e a bioagnificação de contaminantes tóxicos também pode colocar a saúde humana em risco. Quando os humanos comem organismos relativamente elevados na teia alimentar, podemos obter doses elevadas de algumas substâncias químicas nocivas. Por exemplo, peixes marinhos como o espadarte, tubarão e atum têm frequentemente níveis bioacumulados de mercúrio, e os peixes azuis e robalos listrados têm por vezes concentrações elevadas de bifenilos policlorados (PCBs). O governo federal e alguns estados têm emitido conselhos contra o consumo excessivo de certos tipos de peixes devido aos níveis bioacumulados e biomagnificados de poluentes tóxicos.
Estão sendo feitos avanços nos esforços para diminuir a bioacumulação de compostos tóxicos. A legislação que proíbe a eliminação de certos compostos na água ajuda a reduzir o nível de compostos tóxicos no ambiente que são capazes de ser acumulados na cadeia alimentar. Além disso, os microorganismos estão sendo geneticamente modificados de forma a serem capazes de utilizar um material tóxico como o mercúrio como fonte alimentar. Tais bactérias podem remover diretamente o composto do meio ambiente.