Biyolojik Birikim

Konu Anlatımı

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste Biyolojik Birikim konusunu işleyeceğiz. Önce yapıyı tanıtıp sonra görevini anlatacağız; yapı ile görev arasındaki bağı kuramayan konuyu gerçekten öğrenmiş sayılmaz.

Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:

• Kazanım 1: Biyoakümülasyon ve biyomagnifikasyonu tanımlar.
• Kazanım 2: Toksinlerin besin zincirinde yoğunlaşmasını açıklar.
• Kazanım 3: DDT ve ağır metalleri örnek verir.
• Kazanım 4: Biyolojik birikimin insan sağlığına etkisini yorumlar.
• Kazanım 5: Zararlı maddelerin kontrolüne yönelik önlemleri sıralar.

Ön bilgi: bundan önce gördüğümüz

Bu konuya geçmeden önce İnsan-Etkileşimi ve Çevre Sorunları konusunu bilmemiz gerekiyor. İnsan-Etkileşimi ve Çevre Sorunları içindeki kavramlar bu derste doğrudan kullanılacak; aradaki bağı kurmadan sayısal işleme geçmek en sık yapılan hatadır.

• İnsan-Etkileşimi ve Çevre Sorunları — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
• Ekolojik Büyüklükler (Biyomlar) — bağlantı: bu derste yeniden karşımıza çıkacak konu.

Biyolojik Birikim

Biyolojik birikim, çok küçük derişimlerin bile zamanla tehlikeli düzeye ulaşmasına neden olur. Suda milyarda bir oranında bulunan bir madde, en üst trofik düzeyde milyonda birin üzerine çıkabilir. İnsan, besin zincirinin herhangi bir halkasını tükettiğinde bu maddelere maruz kalır; bu nedenle özellikle deniz ürünleri tüketiminde ölçülü davranmak ve kirlilik denetimini güçlendirmek gerekir. Zararlı maddelerin üretiminin kısıtlanması, arıtma tesislerinin yaygınlaştırılması ve organik tarımın teşvik edilmesi en etkili korunma yollarıdır.

Günlük hayattan bir uygulama

Şimdi konuyu kendi hayatımızdaki bir duruma uygulayacağız. Biyolojik Birikim bilgisi olmadan da bu iş yapılabilir, ama nasıl yapıldığını açıklamak zorlaşır; soru tam da bu açıklamayı istiyor.

Uygulama sorusu: DDT örneğini kullanarak biyolojik birikimin izini sürü: ilacın tarlada uygulanmasından insanın maruz kalmasına kadar süreci basamak basamak anlat. Her basamaktaki konsantrasyon değişimini örnek değerlerle göster.

Bu görev için 15 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.

Sınıfta işe yarayan pratik notlar

• Piramit sorularında toksin derişimini "yukarı çıktıkça artar" kuralıyla çöz.
• Toksinlerin yağda çözünür olduğunu unutma; bu yüzden suda çözünen atıklardan daha tehlikelidir.
• DDT'nin kuşlarda yumurta kabuğunu inceltmesi klasik sınav örneğidir.
• 'En üst trofikte en yüksek değer' ifadesi geçiyorsa cevap biyomagnifikasyondur.
• Soruda madde idrar veya dışkıyla atılabiliyorsa birikim gerçekleşmez; kalıcılık şarttır.

İki örnek üzerinde çözüm

İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.

Örnek 1: Derişim Sıralaması

Soru: Bir gölde DDT suda 0,000003 ppm iken fitoplanktonlarda 0,04 ppm, küçük balıklarda 0,5 ppm, büyük balıklarda 2 ppm, balıkçıl kuşlarda 25 ppm ölçülmüştür. Bu durumu açıklayınız.

1. Toksik madde, canlıdan canlıya geçerken atılamaz ve parçalanmaz.
2. Her trofik düzeyde biyokütle tüketildiği için madde o canlının dokusunda yoğunlaşır.
3. Verilen derişimler basamak basamak artar: 0,000003 ppm, 0,04 ppm, 0,5 ppm, 2 ppm ve 25 ppm sırasıyla büyüyür. Bu, biyomagnifikasyonun tipik bir örneğidir.

Cevap: Cevap: Bu, biyomagnifikasyonun tipik bir örneğidir; derişim zincir boyunca artar.

Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.

Örnek 2: İnsan Sağlığı

Soru: Bir kişinin beslenmesinde sürekli olarak kirli deniz ürünlerine yer vermesi neden risk taşır?

1. Deniz ürünleri, besin zincirinin üst düzeylerinde yer alabilir ve toksin derişimi yüksek olabilir.
2. Toksinler vücutta birikerek karaciğer, böbrek ve sinir sistemi hasarına yol açabilir.
3. Bu nedenle tüketim çeşitlendirilmeli ve deniz kirliliği kaynağında denetlenmelidir.

Cevap: Cevap: Biyomagnifikasyon nedeniyle risk artar; tüketim çeşitlendirilmeli ve kirlilik denetlenmelidir.

Terimler ve aralarındaki fark

Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.

Kurallar, formüller ve ölçüler

Bu konunun dayandığı kurallar aşağıdadır. Tabloyu ezberlemek değil, kuralın hangi soruda işe yaradığını görmek esastır.

Hangi hatalara dikkat edelim?

Hata yapmamak için önce hatanın nereden geldiğini bilmek gerekir. Aşağıdaki listede her hata için yanlış giden yol ve doğru yol birlikte verilmiştir.

• Biyoakümülasyon ve biyomagnifikasyonu eşitlemek: İlki bireyde, ikincisi zincirde birikimdir.
• Toksinin "küçük balıkta en fazla" olduğunu sanmak: Derişim üst düzeylerde daha yüksektir.
• Bitkilerin de toksin biriktirmediğini düşünmek: Fitoplankton gibi üreticiler de biriktirir.
• Sorundan yalnızca "fabrikaları kapatmakla" kurtulunacağını sanmak: Tarımsal kimyasallar da önemli kaynaktır.

Kısaca özet

Kısaca: Biyolojik birikim, parçalanamayan toksik maddelerin canlı dokusunda ve besin zinciri boyunca yoğunlaşmasıdır. DDT ve metil cıva gibi maddeler en yüksek derişime üst trofik düzeylerde ulaşır ve insan sağlığını tehdit eder. Kirlilik denetimi ve organik tarım koruyucu önlemlerdir.

Sınav öncesi şu maddeleri tekrar etmek yeterli olacaktır:

• Fitoplankton < zooplankton < küçük balık < büyük balık < balıkçıl kuş
• Trofik düzey arttıkça toksik madde derişimi artar.
• Doku derişimi = Alınan − Atılan − Parçalanan (birikim pozitifse dokuda artar)
• DDT'nin kartallarda yumurta kabuğu incelmesine yol açtığı, Rachel Carson'un 1962 tarihli Sessiz Bahar kitabıyla gündeme gelmiştir.
• Biriken maddeler vücuttan atılamaz ve yağ dokusunda depolanır.

Kendin dene: üç soru

Bu üç soru konunun özetidir. Çözmeden önce her biri için hangi kuralı kullanıyorum diye düşün; cevap anahtarı sonda verilmiştir.

1. Tabanı 0,001 ppm olan ve her basamakta 10 kat artan maddenin üç basamak yükseldiği yırtıcıda miktar kaç ppm olur? (Şıklar: 0,01 ppm · 0,1 ppm · 10 ppm · 1 ppm)
2. Biyolojik birikimin en yoğun görüldüğü canlılar hangileridir? (Şıklar: İlk tüketiciler · Ayrıştırıcılar · Besin zincirinin en üstündekiler · Üreticiler)
3. Zararlı maddelerin besin zinciri boyunca canlılarda giderek artmasına ne denir? (Şıklar: Madde döngüsü · Biyolojik birikim · Biyoçeşitlilik · Ekolojik denge)

Cevap anahtarı: 1) 1 ppm — Üç geçişte 10 × 10 × 10 = 1000 kat artar; 0,001 × 1000 = 1 ppm bulunur.

2) Besin zincirinin en üstündekiler — Toksik madde her trofik düzeyde biriktiğinden en üst düzeyde en yüksek konsantrasyona ulaşır.

3) Biyolojik birikim — Toksik maddelerin dokularda birikerek üst trofik düzeylerde artması biyolojik birikimdir.

Komşu konular

Bu konuyu öğrenmek şu başlıkları da kolaylaştırır. Aynı üniteden ve sonraki üniteden ikişer konu seçtik:

• Tür İçi ve Türler Arası Etkileşimler — aynı ünitede, bir sonraki adım.
• Süksesyon — aynı ünitede, bir sonraki adım.
• Popülasyon Dinamikleri — aynı ünitede, bir sonraki adım.
• Ekosistemler ve Ekosistemin Bileşenleri (Cansız ve Canlı Bileşenler, Popülasyon, Komünite, Ekosistem) — aynı ünitede, bir sonraki adım.

Bu anlatım hakkında

Biyolojik Birikim başlığındaki her sayısal iddia elle doğrulanabilir biçimde yazıldı: soruda verilen değer, uygulanan kural ve bulunan sonuç yan yana durur. Metin özgün yazılmıştır, başka bir kaynaktan alıntı yapılmamıştır.

Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:

• DDT örneğini kullanarak biyolojik birikimin izini sürü: ilacın tarlada uygulanmasından insanın maruz kalmasına kadar süreci basamak basamak anlat. Her basamaktaki konsantrasyon değişimini örnek değer… (15 puan)
• Ağır metallerin ekosistemden uzaklaştırılması için uygulanabilecek yöntemleri (arıtma, filtre, biyoremediasyon) sırala ve avantaj-dezavantajlarını değerlendir. (10 puan)
• Biyoakümülasyon ile biyomagnifikasyonu karşılaştırıp her ikisini birer örnekle açıklayınız; birikimin insanlara etkisini önleyecek üç önlem yazınız. (10 puan)

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Göldeki bir atığın taban konsantrasyonu 0,002 ppm'dir ve her basamakta 5 kat artmaktadır. Dört basamak yükselen en büyük yırtıcıda konsantrasyon kaç ppm olur?

1. Adım 1: Dört geçiş için 5⁴ = 625 kat artış vardır.
2. Adım 2: 0,002 × 625 işlemi yapılır.
3. Adım 3: Sonuç 1,25 ppm bulunur.

Sonuç/cevap: En büyük yırtıcıda konsantrasyon 1,25 ppm olur.

Adım Adım Çözülmüş Örnek

Örnek 1: Derişim Sıralaması konusunun adımları:

1. Toksik madde, canlıdan canlıya geçerken atılamaz ve parçalanmaz.
2. Her trofik düzeyde biyokütle tüketildiği için madde o canlının dokusunda yoğunlaşır.
3. Verilen derişimler basamak basamak artar: 0,000003 ppm, 0,04 ppm, 0,5 ppm, 2 ppm ve 25 ppm sırasıyla büyüyür. Bu, biyomagnifikasyonun tipik bir örneğidir.

Karşılaştırma Tablosu