FS研究会プレゼンテーション広島大学大学院工学研究院尾崎則篤汚染物質の下流域底質への蓄積を評価する  問題意識：汚染物質の蓄積が生態系の利用可能性を狭める？  蓄積のメカニズムをさぐる  それはどの程度のリスクなのか研究  汚染物質を微生物試験で測定し、その蓄積を定量化する  広島湾の表層底質を対象として海洋性の細菌に対する毒性試験を実施(いわゆる Microtox毒性試験)、そこから毒性量をあらわす  その毒性の由来をさぐるために、大気の粉塵の毒性と比較  特徴を知るために、PAHsをマーカーとする。太田川広島市街広島湾 PAHsの環境動態= こげのもつ変異原性の動態に関する研究 20 (B P)a D ha( A) (B ihg A) nI 1(d )32 (%) 30 (B +b F)k (B P)e 広島市街 D ha( A) (B ihg A) I dn 21( P)3 (B +b F)k (B P)e (B P)a a(B A) rhC 太田川 , Nov. 2003 Dry deposition ryP (B +b F)k (B P)e (B P)a D ha( A) (B ihg A) dnI 21( P)3 a(B A) rhC Fine particle , Nov. 2003 a(B A) rhC 10 0 Wet deposition 10 0 Sea sediment ,St. 4 10 0 B +b( F)k (B P)e (B P)a a(D A)h (B ihg A) I dn 21( P)3 Tyre (B A)a rhC B +b( F)k (B P)e (B P)a a(D A)h (B ihg A) I dn 21( P)3 ryP (B A)a rhC a(D A)h (B ihg A) I dn 21( P)3 ryP B +b( F)k (B P)e B ( P)a (B A)a rhC Gasoline P 広島湾 D ha( A) (B ihg A) dnI 21( P)3 ryP (B +b F)k (B P)e (B P)a a(D A)h (B ihg A) I dn 21( P)3 ryP Diesel ryP 20 (B +b F)k (B P)e (B P)a D ha( A) B ( ihg A) I dn 21( P)3 (%) 30 a(B A) rhC ryP 20 a(B A) rhC (%) 30 ryP B +b( F)k (B P)e (B P)a 20 (B A)a rhC ryP (%) 30 Asphalt 10 0 Coarse particle , Nov. 2003 発生源 (ディーゼル，ガソリン，アスファルト，タイヤ) ↓ 大気中濃度 ↓ 地表面降下 ↓ 流出 ↓ 広島湾底質観測点の概況 Population: Approximately one million. Ota river cathment area Hiroshima city Sea sediment sampling sites (St. W1~W3, E1~4) St. E1 St. W1 W2 E2 W3 E3 E4 Hiroshima bay Atmospheric sampling site 1 0 km 6 PAHsさえ測っていれば PAHsのリスク評価は可能なのか？  PAHsとはお焦げで知られる発癌性物質の代表的な物質に過ぎない  いろいろな混ざり物のひとつとして PAHsは排出されているだからPAHsのリスク評価はその辺もふくめなければならないだろうと (or more toxic substances are generated?) PAHs Other toxicants Other sources not including PAHs Final sedimentation Emission Decomposition 8 なぜ大気と底泥に絞ったのか  両方時空間的に平均化されている  海は明らかにシンクであり、大気も結構シンクっぽい Emission source Dispersion PAHs Deposition Atmosphere River discharge Sea sediment 9 Sedimentation Sampling station and points Ota river cathment area Sed. West Open sea area Hiroshima city Sea sediment Collected in 2004, 2005 sampling sites Atmospheric n=9 (St. W1~W3, E1~4) sampling site St. E1 St. W1 W2 E2 W3 E3 E4 Sed. East Closed 1 0 k m sea area Hiroshima bay Collected in 2004, 2005 n=12 Atmosphere FPM: Fine PM (0.6~7µm) CPM: Coarse PM (>7µm) are collected in: Warmer seasons: Sept. and Oct. 2002 and Aug. 2009; n=10 for FPM and 3 for CPM Colder seasons: Dec. 2002, Jan. 2003 and Dec. 2009; n=10 for FPM and 3 for CPM 10 Sample collection and measuremental methods  Sample collection  Atmospheric PM:  Collected by a high-volume air sampler (500L min-1)  Sediments  Collected by an sediment core sampler  Extraction  Extracted with DCM in a sonication water batch  Measurements and toxicity testing  PAHs are measured with a GC/MS  DCM (toxic to bacteria) solution of extracts is transferred to DMSO (not toxic to bacteria) and exposed to Vibrio fischeri. 11 Measured PAHs 12 Toxicity to marine bacteria Vibrio fischeri (®Microtox testing) Exposure to toxicants (in this study, extracts by DCM) Bacteria Are exposed to toxicants After that, Photo of the bacteria in the dark. They die.. 13 Toxicity to marine bacteria Vibrio fischeri (®Microtox testing) Unit is: L g-1 E. g. 30 L g-1 : “One gram of toxicant can kill the half of bacteria in 30L of water.” EC50 concentration TU (toxicity unit) = 1/EC50 conc. represents amount of toxicity (If the linearity and additivity are satisfied.) 測定結果 15 Atmospheric samplings 16 PAHs concentrations of atmospheric particles Sea sediments: Water depth Water content (m) Sed. West Open sea area 18~32 Sed. East Closed sea 11~22 area CHN contents (%) 16PAHs Grain size distribution C H N Clay (<5µm) (%) (%) (%) (%) Silt (5~75µm) Sand (75µm~2mm) (%) (%) ng g -1 Ota river cathment area 0.31±0.03 24.1±3.7 92.2±0.4 2.8±0.2 1.04±0.02 75.8±3.5 0.1±0.1 227±139 87.7±7.1 70.8±4.7 0.1±0.1 824±255 3.5±0.4 1.19±0.04 0.35±0.04 29.2±4.7 Sed. West Open sea area Sed. East Closed sea area Collected in 2004, 2005 n=9 Collected in 2004, 2005 n=12 1 0 km 18 PAHs concentrations of sea sediments Ota river cathment area Sed. West Open sea area Sed. East Closed sea area Collected in 2004, 2005 n=9 Collected in 2004, 2005 n=12 1 0 km FPM (warm) CPM (warm) FPM (cold) CPM (cold) Sed. West Sed. East Open sea Closed sea 20 Relation of PAHs and toxicity CPM Open sea Sed. East FPM Sed. West Closed sea 21 つまり単純に考えると Toxic but not include PAHs? Emission source Atmosphere TU 16PAHs Sea sediment diluted ~100 times by the inflow of no toxic solid substances (e.g. soils etc.) 22 ではPAHs同士の濃度比は一致するの？ Emission source Is pattern similar each other? Atmosphere Sea sediment 23 Diagnostic ratio analysis Acenaphthylene Acenaphthene Anthracene Fluoranthene Chrysene Benzo(b)fluoranthene Benzo(e)pyrene Fluorene Pyrene Benzo(k)fluoranthene Dibenzo(a,h)anthracene Benzo(ghi)perylene Phenanthrene Benzo(a)anthracene Benzo(a)pyrene Indeno(1,2,3 -cd)pyrene 24 Five isomer ratios Atmosphere Sediments Ota river cathment area Sed. West Open sea area Sed. East Closed sea area 1 0 km 25 どうもそう単純ではなかった… Emission source Atmosphere Sea sediment diluted ~100 times by the inflow of no toxic solid substances (e.g. soils etc.) 26 「隠れた発生源」のもつべき性質は？ Other emission sources Emission source that do not pass through atmosphere, and toxic property is similar to atmospheric emission sources Atmosphere Sea sediment 27 …たとえば野焼きは？ Emission source Other emission sources that do not pass through atmosphere, and toxic property is similar to atmospheric emission sources Biomass burning? Atmosphere (Open burning?) Sea sediment 28 底質/水域のリスクをどう考えるか?  行政も研究者も考えあぐねている。  一般的には：  底生生物等への悪影響を基準  PCB, 水銀、DXN、重金属  「静かな底質の奥深くに、毒物が入った瓶が、そっと置かれている」  確かに良いことではないが、さしあたり害はないし、それに、だからといってどうすればよいのか？それこそ「寝た子を起こす」ことになりかねない。リスクを考える際の基本手順はシナリオの設定である…  考えるべき重要な基本：そうはいっても我々は底質を廃棄物処分場か何かのように考えているわけではないし、それでいいわけでもない  大震災で明らかになったこと：あきらかにリスクは「ある」  現実的な対応としては：これまでたまったものについては浚渫などをするほとではない。ただしこれからも負荷低減のための努力をすべき。→努力目標と現状の差を考えることが重要？ Disasterまで含んだシナリオとは？  Disasterの起こる確率×そのときのHazard  (Disastor確率→0、Hazard深刻度→∞の状況でこういった計算は向かないような気もする…)  「底質も、土壌に匹敵する接触がありうる」という前提で土壌環境基準の考え方を準用する  土壌中PAHs含有量ガイドライン値 ~1000ng g-1 (オランダ、デンマーク)  非汚染土壌中のPAHs含有量：5~100 ng g1 (WHO health environmental criteria, 1992) もうひとつの考え方は  現実的な対応としては：これまでたまったものについては浚渫などをするほとではない。ただしこれからも負荷低減のための努力をすべき。→努力目標と現状の差を考えることが重要？  こういう考え方ならばなにを目標とするのが適当か？  近代以前の水準？  たとえば17~19世紀あたりの宍道湖のPAHs含有量は50~100 ng g-1 現状と目標? ご静聴ありがとうございました 34 Polycyclic aromatic hydrocarbons Acenaphthylene Acenaphthene Anthracene Fluoranthene Chrysene Benzo(b)fluoranthene Benzo(e)pyrene Fluorene Pyrene Benzo(k)fluoranthene Dibenzo(a,h)anthracene Benzo(ghi)perylene Phenanthrene Benzo(a)anthracene Benzo(a)pyrene Indeno(1,2,3 -cd)pyrene