Bioacumularea este acumularea treptată, în timp, a unei substanțe chimice într-un organism viu. Acest lucru se întâmplă fie pentru că substanța chimică este absorbită mai repede decât poate fi utilizată, fie pentru că substanța chimică nu poate fi descompusă pentru a fi utilizată de către organism (adică substanța chimică nu poate fi metabolizată).
Bioacumularea nu trebuie să reprezinte o preocupare dacă compusul acumulat nu este dăunător. Cu toate acestea, compușii care sunt dăunători pentru sănătate, cum ar fi mercurul, se pot acumula în țesuturile vii.
Poluanții chimici care sunt bioacumulați provin din mai multe surse. Pesticidele sunt un exemplu de contaminant care se bioacumulează în organisme. Ploaia poate spăla pesticidele proaspăt pulverizate în pârâuri, unde acestea vor ajunge în cele din urmă în râuri, estuare și în ocean. O altă sursă majoră de contaminanți toxici este prezența compușilor proveniți de la coșurile de fum industriale și de la emisiile automobilelor, care se întorc în sol prin precipitații. Deversarea deliberată de compuși în apă este o altă sursă de poluanți chimici.
După ce un poluant toxic se află în apă sau în sol, acesta poate intra cu ușurință în lanțul alimentar. De exemplu, în apă, poluanții se adsorb sau se lipesc de particule mici, inclusiv de un mic organism viu numit fitoplancton. Deoarece există atât de puțin poluant lipit de fiecare fitoplancton, poluantul nu provoacă multe daune la acest nivel al rețelei trofice. Cu toate acestea, un animal mic, cum ar fi un zooplancton, ar putea consuma particula. Un zooplancton care a mâncat zece fitoplanctonuri ar avea un nivel de poluant de zece ori mai mare decât cel al fitoplanctonului. Deoarece zooplanctonul poate fi lent în metabolizarea sau excreția poluantului, poluantul se poate acumula sau bioacumula în organism. Un pește mic ar putea apoi să mănânce zece zooplancton. Peștele ar avea un nivel de 100 de ori mai mare de poluant toxic decât fitoplanctonul. Această multiplicare ar continua de-a lungul rețelei trofice până când nivelurile ridicate de contaminanți s-au biomagnificat la prădătorul superior. În timp ce cantitatea de poluant ar fi putut fi suficient de mică pentru a nu provoca daune la nivelurile cele mai joase ale rețelei trofice, cantitatea bioamplificată ar putea provoca daune grave organismelor situate mai sus în rețeaua trofică. Acest fenomen este cunoscut sub numele de biomagnificare.
Contaminarea cu mercur este un bun exemplu al procesului de bioacumulare. În mod obișnuit, mercurul (sau o versiune chimică numită metilmercur) este preluat de bacterii și fitoplancton. Peștii mici mănâncă bacteriile și fitoplanctonul și acumulează mercurul. Peștii mici sunt, la rândul lor, mâncați de pești mai mari, care pot deveni hrană pentru oameni și animale. Rezultatul poate fi acumularea (biomagnificarea) unor concentrații mari de mercur în țesuturile umane și animale.
Unul dintre exemplele clasice de bioacumulare care a dus la biomagnificare a avut loc cu un insecticid numit diclorodifeniltricloroetan (DDT). DDT este un insecticid care a fost pulverizat în Statele Unite înainte de 1972 pentru a ajuta la controlul țânțarilor și al altor insecte. Ploaia a spălat DDT-ul în pârâuri, de unde a ajuns în cele din urmă în lacuri și în ocean. Poluantul toxic s-a bioacumulat în fiecare organism și apoi s-a biomagnificat prin rețeaua trofică până la niveluri foarte ridicate la păsările prădătoare, cum ar fi vulturii pleșuvi, vulturul pescăresc, șoimii pelerini și pelicanii bruni care au mâncat pește. Nivelurile de DDT au fost suficient de ridicate încât coaja ouălor păsărilor a devenit anormal de subțire. Ca urmare, păsările adulte au spart cochiliile puilor lor necoapte, iar puii au murit. Populația acestor păsări s-a prăbușit. DDT a fost în cele din urmă interzis în Statele Unite în 1972 și, de atunci, s-au înregistrat creșteri dramatice ale populațiilor multor păsări prădătoare.
Bioacumularea și biomagnificarea contaminanților toxici pot, de asemenea, pune în pericol sănătatea umană. Atunci când oamenii mănâncă organisme care se află relativ sus în rețeaua alimentară, putem primi doze mari de unele substanțe chimice dăunătoare. De exemplu, peștii marini, cum ar fi peștele spadă, rechinul și tonul, au adesea niveluri bioacumulate de mercur, iar peștele albastru și bibanul dungat au uneori concentrații ridicate de bifenili policlorurați (PCB). Guvernul federal și unele state au emis avertismente împotriva consumului excesiv de anumite tipuri de pește din cauza nivelurilor bioacumulate și biomagnificate de poluanți toxici.
Se fac progrese în eforturile de diminuare a bioacumulării de compuși toxici. Legislația care interzice eliminarea anumitor compuși în apă ajută la reducerea nivelului de compuși toxici din mediul înconjurător care sunt capabili să se acumuleze în lanțul alimentar. De asemenea, microorganismele sunt modificate genetic pentru a fi capabile să utilizeze un material toxic, cum ar fi mercurul, ca sursă de hrană. Astfel de bacterii pot elimina direct compusul din mediu.
.