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牡蠣 を用 いた有明海沿岸 の化学汚染浄化技術 の開発

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Academic year: 2022

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(1)海岸 工 学 論 文集,第55巻(2008) 土木 学 会,1286‑1290. 牡蠣 を用 いた有明海沿岸 の化学汚染浄化技術 の開発 Bioremediation. Potentials. of Oysters. in Aquatic Environment. Contaminated. by Persistent. Toxic Compounds. 中 田 晴 彦1・ 豊 崎 康 暢2・ 涌 田 智 美2・ 滝 川 清3 Haruhiko. NAKATA,. Yasuaki. TOYOSAKI,. Tomomi. WAKUDA. and Kiyoshi. TAKIKAWA. Uptake and depuration of polychlorinated biphenyls (PCBs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were examined in oysters to evaluate their bioremediation potential of water and sediment contaminated by persistent organic pollutants. The concentrations of PCBs and PAHs in oysters increased during a six-week field exposure, and the levels declined significantly during a six-week cultivation in the unpolluted seawater. Based on the difference of the concentrations, it is estimated that oysters have the ability to remove contaminants in water and sediment at a rate of 1.4-1.5 mg for PCBs, 22 mg for PAHs. These results imply that oysters may be suitable bioremediators of persistent pollutants in the aquatic environment.. 1.. 以 上 の ダ イ オ キ シ ン類 の 場 合,微 生 物 に よ る分 解 例 は ほ. は じめ に. 近 年,有. とん ど な く,PAHに 明 海 で は 漁 獲 量 の減 少 や 赤 潮 発 生 な ど 様 々 な. 環 境 異 変 が 顕 在 化 して お り,そ の要 因 と して海 岸 線 の 人 工 化,海. 底 の 泥 化 や干 潟 の 面 積 縮 小 に 伴 う栄 養 塩 浄 化 機. つ いて も四以上 の芳 香環 を有 す る. 物 質 を除 去 可 能 な 動 植 物 の 報 告 は少 な い の が 現 状 で,従 来 と は異 な る視 点 で の調 査 研 究 が 求 め られ て い る. 貝 類 は,汚 染 水 域 に お い て 有 害 な化 学 物 質 を蓄 積 ・濃. 能 の低 下 な どの 物 理 的変 化 に加 え,農 薬 や 有 害 化 学 物 質. 縮 す る一 方,非. に よ る海 洋 汚 染 の影 響 が 指 摘 さ れ て い る.著 者 らは 有 明. 知 られ て い る.貝 類 を用 い た 水 環 境 中 の 汚 染 浄 化 の例 は,. 汚 染 域 で は そ れ を 体 外 に 排 出 す る こ とが. 海 沿 岸 の22地 点 で 汚 染 調 査 を 行 った と こ ろ,大 牟 田 川 河. これ まで に栄 養塩 や 重 金 属 を 対 象 に した もの が 報 告 さ れ. 口の 貝 類 か ら高 濃 度 の ポ リ塩 化 ビ フ ェ ニ ル(PCB)と. て い る.オ ー ス トラ リア東 岸 の 真 珠 貝 の場 合,真 珠 を採. 環 芳 香 族 炭 化 水 素(PAH)が の 存 在 を 確 認 し た(中. 多. 検 出 さ れ,重 度 の化 学 汚 染. 田 ら,2004). .現 在 も本 河 川 を 経. 集 す る こ と で結 果 的 に重 金 属 と窒 素 態 を そ れ ぞ れ703g, 7,425g(真. 珠 貝 一 トン あ た り)除 去 して い る(Giffordら,. 由 して 相 当量 の 化 学 物 質 が 有 明 海 に流 入 して い る と考 え. 2006).と. こ ろ が,環 境 中 で 分 解 さ れ 難 く,生 物 に 対 し. られ,大 牟 田川 の 水 質 お よ び 底 質 の汚 染 浄 化 は早 急 に取. 強 い毒 性 を 示 す有 機 化 学 物 質 を対 象 に こ の種 の 研 究 が 行. り組 む べ き課 題 と いえ る.. わ れ た 例 は な く,貝 類 の 汚 染 浄 化 力 と そ の可 能 性 は よ く. 水 環 境 中 の汚 染 浄 化 ・修 復 に は,物 理 化 学 的 手 法 と生. 分 か って い な い.. 物 学 的 手 法 の二 種 類 が あ る.前 者 は大 型 の 重 機 で 凌 渫 し 汚染水域で化学物質を蓄積させる. た汚 染 底 質 を プ ラ ン トへ 搬 送 し,熱 化 学 的 に 分 解 す る方 法 で,有. 害 物 質 は ほ ぼ100%分. 解 ・除 去 さ れ る.と. ころ. が,処 理 費 用 が莫 大 で エ ネ ル ギ ー 消 費 が 大 きい こ と,さ らに生 態 系 を破 壊 す るな ど多 くの 問 題 が 発 生 す る.一 方, 後 者 は動 物 や 植 物 を利 用 す る た め,処 理 時 間 が 長 くそ の 能 力 に一 定 の限 界 が あ る も の の,安 価 で 環 境 負 荷 の 少 な い汚 染 浄 化 技 術 と して,実 用 化 に 向 けた 調 査 研 究 が 世 界 中 で 行 わ れ て い る.と. く に,微 生 物 に よ る汚 染 土壌 中 の. ダ イ オ キ シ ン やPAHの. 好 気 的 分 解 や脱 塩 素 化 に関 す る. 研 究 が 進 行 して い る.と. 1非 会 員. 博(農)熊. 2非 会 員 3フ ェロー. こ ろが,脂. 溶 性 が 高 く四塩 素 化. 本大学准教授 大学院 自然科学研究科 清浄な海水中で化学物質を排 出させる. 熊本大学大学院 自然科学研究科 工博. 熊本大学教授 沿岸域環境科学教育研究 センター. 図‑3. 牡蠣 に よ る化学 物質 浄化 メカニ ズ ム.

(2) 牡蠣 を用 い た有 明海 沿岸 の化 学汚 染浄 化技術 の 開発 そ こで 本 研 究 は,貝 類(牡 蠣)の 積‑排. 出 機 構 を利 用 して,水. を 回 収,除. 特 異 な化 学 物 質 の蓄. 環境 中 の難 分 解 性 化 学 物 質. 去 す る技 術 の 開 発 を 目 的 と した(図‑1).調. 1287. 物 質 の定 性 ・定 量 を行 った.分 析 精 度 を確 認 す る た め, 試 料 抽 出液 にPCB,PAHの. 安 定 同位 体 を そ れ ぞ れ 加 え. て 実 験 を行 い 回 収 率 を調 べ た と こ ろ,い ず れ の物 質 も80. 査 対 象 の 化 学 物 質 に は,難 分 解 で 生 物 蓄 積 性 お よ び毒 性. %以 上 の値 を 示 し,本 分析 法 の測 定 値 の 信 頼 性 が確 認 さ. の 高 い 有 機 塩 素 化 合 物 の ポ リ塩 化 ビ フ ェ ニ ル(PCB)と,. れ た.. 発 ガ ン性 が 指 摘 さ れ る多 環 芳 香 族 炭 化 水 素(PAH)を. 選. 牡蠣試料の採取(熊 本 県天草市). 択 し,有 明 海 沿 岸 の 大 牟 田川 を 中 心 に実 証 試 験 を 行 った. 2.. 試 料 と方 法. 実 験 の ス キ ー ム :2006年10月. 〜12月(冬. 熊 本 県 内 の非 汚 染 水 域(天 草 下 島)よ. 季)に. プ ラ ス チ ック製 の カ ゴ に入 れ,実 験 区(福 河 口)と 対 照 区(熊. 本 県 唐 人 川 河 口)で. 飼 育 した(図‑2,3).そ. の 後,大. か け て,. り採 集 し た牡 蠣 を 岡 県 大 牟 田川. 牡 蠣 籠 の 設 置(大. 牟 田川). そ れ ぞ れ4週 間. 牟 田川 の 飼 育 カ キ を2. グル ー プ に分 け,清 浄 な天 然 海 水 ま た は人 工 海 水 を満 た した 水 槽 で4週 間 飼 養 して体 内 の 化 学 物 質 を 排 出 させ た. 実 験 期 間 中,1週 PAHの. 間 毎 に 数 個 の 牡 蠣 を 採 集 してPCBと. 分 析 を 行 い,こ. れ らの 蓄 積 と排 出パ タ ー ン を 経. 時 的 ・定 量 的 に 把 握 した.得. 天 然 海 水 で飼 育 中(熊 本大 学 マ リンステ― ション). られ た結 果 か ら,牡 蠣 の 汚. 染 物 質 除 去 能 力 を 推 定 し,水 環 境 浄 化 の指 標 種 と して の 適 性 を検 討 した.ま. た,2007年5月. 〜8月(夏. 季)に,牡. 蠣 の 飼 育 期 間 を 蓄 積 ・排 出 と も に6週 間 に 延 長 して 冬 季 と同 様 の実 験 を 行 い,濃 度 値 の 季 節 変 動 を 解 析 した.. 図‑3. 3.. 実験 の様 子. 結 果 と考 察. (1) PCB. 濃 度変 化 :分 析 の結 果,全 て の 牡 蠣 試 料 か らPCBが 出 さ れ た.冬 ng/g(湿. 季 に 行 っ た 実 験 で は,実. 重 あ た り)で. 験 開 始 時 に4.3. あ っ た 牡 蠣 のPCB濃. 田 川 で4週 間 飼 育 後 に16ng/gま 方,対. 度 は,大 牟. で 上 昇 した(図‑4).一. 照 区 の 唐 人 川 で 飼 育 した カ キ のPCB濃. ng/gと 低 値 を 示 し,大 牟 田 川 で の顕 著 なPCB汚 存 在 が 示 唆 さ れ た.ま. 度 は2.O 染源 の. た,大 牟 田 川 の飼 育 牡 蠣 を天 然 海. 水 お よ び 人 工 海 水 で4週 間 飼 育 した と ころ,PCB濃 そ れ ぞ れ1.1ng/g,3.2ng/gに. 度は. 低 下 した.以 上 の 結 果 は,. 牡 蠣 が 大 牟 田 川 の水 環 境 中 のPCBを 図‑2. 検. 吸 収‑排 出 す る ポ ン. プ の 役 割 を果 た した こ とを 示 して い る.ま た,牡 蠣 は 人. 実験 の概 要. 工 海 水 で1ヶ 月 程 度 飼 育 可 能 で あ る こ と,化 学 物 質 の 排. 化 学分 析 :PCBとPAHの (Nakataら,2003).牡. 分 析 は既 法 に従 っ て 行 っ た 蠣 の 柔 組 織 を採 集 し,約5グ. を無 水 硫 酸 ナ トリ ウ ムで 脱 水 後,有 タ ン:ヘ キ サ ン混 合 溶 液)で. 機 溶 媒(ジ. ソ ッ ク ス レー ま た は高 速 溶. 媒 抽 出 を 行 っ た.抽 出 液 を濃 縮 後,爽 め ゲ ル 濾 過(Biobeads. ラム. クロロメ. SX‑3;バ. 雑物 を除去す るた. イ オ ラ ッ ト社 製)と. リカ ゲ ル カ ラ ム の 順 で ク リー ン ア ップ して,ガ トグ ラ フ質 量 分 析 装 置(GC‑MS;Agilent社. 出 量 に海 水 間 の 違 い は少 な い こ とが 確 認 され た.実 験 期 間 中 の牡 蠣 の 生 存 率 は90%以. 上 で あ り,本 種 が 大 牟 田 川. にお け る水 環 境 浄 化 の 指標 生 物 に な り得 る可 能 性 が窺 え た. 大 牟 田 川 で4週 間 飼 育 した牡 蠣 のPCB濃. 度 は,実 験 期. シ. 間 中 で最 高 値 を 示 した が,飼 育 期 間 の 延 長 に伴 い さ ら に. スクロマ. 濃 度 が上 昇 す る可 能 性 が あ る.ま た,貝 類 は産 卵 に よ り. 製)で. 目的. PCBを. 体 外 に 排 出 す る こ と が 知 られ て い る が,産. 卵期.

(3) 1288. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 後,清. 浄 海 水 で1週 間 飼 育 す る こ と を 通 年 行 う こ とで 効. 率 の良 い 汚 染 除 去 が行 え る こ とが わ か っ た.. 組成 変化 :PCBは. ビ フ ェ ニ ル 骨 格 に 塩 素 の 置 換 す る数. と位 置 の違 い に よ り,209種. 類 の 異 性 体 ・同 族 体 が 存 在. す る.夏 季 の 実 験 に お け る牡 蠣 の 飼 育 期 間 とPCB異. 性. 体 ・同族 体 組 成 の変 化 を 図‑6に 示 す.. 図‑4. 牡 蠣 にお け るPCBの. 蓄積 ・排 出特性(冬 季). 図‑6. 牡蠣 にお けるPCB異. 性体 ・同族体 の組 成変 化. 大 牟 田 川 移 植 前 の 牡 蠣 のPCB組. 成 は,五. ・六 塩 素 主. 体 で あ り,同 様 の傾 向 は 有 明 海 の他 地 点 か ら採 集 され た 牡 蠣(中. 田 ら2004)で. も観 察 さ れ て い る.と. ころ が,大. 牟 田川 で6週 間 飼 育 後 の牡 蠣 は三 ・四塩 素 異 性 体 が 卓 越 図‑5. 牡 蠣 に お け るPCBの. の5月 〜8月(夏 蓄 積‑排. 季)に. 蓄 積 ・排 出 特 性(夏. 季). して お り,そ の 割 合 は全 体 の 半 分 以 上 を 占 め た.こ の こ. 同 様 の実 験 を 行 う と,汚 染 物 質 の. 出 量 が冬 季 の それ と異 な る こ とが 考 え られ る.. 牡 蠣 を 用 い た環 境 浄 化 技 術 は通 年 で 実 施 す る こ とを 考 え. と は,大 牟 田 川 に お い て 低 塩 素 異 性 体 に よ る特 異 的 な 汚 染 源 が 存 在 す る こ と を示 して い る.過 去 の 調 査 で,大 牟 田 川 の 底 質 と か っ て 日 本 で 製 造 さ れ たPCB製. て お り,そ れ に は化 学 物 質 濃 度 の季 節 的 な変 動 を 把 握 す. (Kanechlor‑400)の. る こ とが 重 要 で あ る.こ. 本 研 究 か ら大 牟 田 川 に は依 然 と してKC‑400に. の た め,2007年5月. 〜8月 に化 学. 物 質 の 蓄 積 お よ び 排 出期 間 を そ れ ぞ れ6週 間 に延 長 して 同 様 の実 験 を 行 った(図‑5). 度 は7.5ng/gで,大. 育1週 間 後 に は16ng/gま. で 上 昇 した.そ. で 緩 や か な 濃 度 上 昇(21ng/g)が 間 の 飼 育 期 間 で 牡 蠣 のPCB濃 とが わ か った.一 方,大. の 後,6週. 見 られ た が,概. 目ま ね4週. 度 は ほぼ平衡 に達す るこ. よ び人 工 海 水 に移 植 した と こ ろ,1週. 育 後 のPCB濃. 牟 田川 に飼. 牟 田川 の飼 育 牡 蠣 を天 然 海 水 お. そ れ ぞ れ3.5ng/g,4.5ng/gに. 異 性 体 組 成 は極 め て 類 似 して い た が,. 間後 にPCB濃. 減 少 した.さ. 度 は3.0,3.9ng/gで. よ る汚 染. の 存 在 が窺 え た. 人 工 海 水 で6週 間 飼 育 した牡 蠣 のPCB組. 実 験 開 始 時 のPCB濃. 剤. 成 は,実 験 前. と同 じ五 ・六 塩 素 成 分 の割 合 が 高 か った.こ 大 牟 田 川 に お け る 牡 蠣 のPCB汚. の こ とは,. 染 浄 化 は,主. に四塩 素. 異 性 体 が 対 象 で あ る こ と を 示 して い る.従 来 の微 生 物 等 に よ る ダ イ オ キ シ ンやPCBの. 汚 染 浄 化 技 術 は,三 〜 四. 塩 素 以 上 の高 分 子 で 脂 溶 性 の 高 い も の へ の 適 用 が 困 難 で. 度は. あ る場 合 が 多 い が,牡 蠣 は この 種 の難 分 解 性 物 質 を水 環. らに6週 間 飼. 境 中 か ら取 り出 す こ とが 可 能 で あ り,こ の点 は本 技 術 の. あ り,排 出1週 間 後 と. ほぼ 同 じ水 準 を示 した.冬 季 の実 験 に お いて も,汚 染 物 質 の排 出 は移 植 後1週 目 に 大 幅 な 濃 度 減 少 が 観 察 さ れ,. 利 点 と して理 解 され よ う. (2) PAH. 濃 度変化 :実 験 に供 し た全 て の試 料 か らPAHが. 検 出さ. そ の 後 の下 げ 幅 は小 規 模 に な っ て い る.以 上 の結 果 か ら,. れ た.冬 季 の実 験 結 果 を図‑7に 示 した.実 験 開 始 時 に19. 牡 蠣 のPCB蓄. ng/gで あ っ た牡 蠣 のPAH濃. 積 は冬 季 が 夏 季 に 比 べ や や遅 い も の の,4. 週 間 の飼 育 期 間 を確 保 す れ ば 同 様 の効 率 が 得 られ る こ と. 育 後 に310ng/gに. が わ か っ た.PCBの. 値 を 示 した.一. 排 出 に つ い て は,季 節 に 関 係 な く. 度 は,大. 牟 田 川 で1週 間 飼. 上 昇 し,そ の後4週 目 ま で ほ ぼ一 定 の 方,唐. 人 川 で 飼 育 し た牡 蠣 にPAH濃. 度. 移 植 後1週 間 で ほ ぼ低 い濃 度 水 準 で 推 移 す る こ とが 明 ら. の変 動 は 見 られ ず,大. 牟 田 川 に お け る顕 著 なPAH汚. 染. か に な っ た.す. の存 在 が 確 認 さ れ た.ま. な わ ち,本. 技 術 は 大 牟 田 川 で4週 間 飼 育. た,大 牟 田 川 の飼 育 牡 蠣 を 天 然.

(4) 1289. 牡蠣を用いた有明海沿岸の化学汚染浄化技術の開発離. 図‑7. 牡 蠣 にお け るPAHの. 蓄 積 ・排 出傾向(冬 季). 図‑9 1‑MN:1‑メ. 牡 蠣 に お け るPAHの. チ ル ナ フ タ レ ン,ANTHY:ア. 排 出 傾 向 セ ナ フ チ レ ン,ANTN:. ア セ ナ フ テ ン,FLU:フ. ル オ レ ン,PHE:フ. ア ン ト ラ セ ン,FLR:フ. ル オ ラ ン セ ン,PY:ピ. リ セ ン,B[a]A:ベ. ン ゾ[a]ア. オ ラ ン セ ン,B[k]F:ベ ピ レ ン,B[a]P:ベ デ ノ[123cd]ピ ベ ン ゾ[ah]ア. ェ ナ ン ト レ ン,AN: レ ン,CHRY:ク. ン ト ラ セ ン,B[b]F:ベ. ン ゾ[k]フ. ン ゾ[a]ピ. ン ゾ[b]フ. ル オ ラ ン セ ン,B[e]P:ベ. レ ン,PERY:ペ. レ ン,B[ghi]P:ベ. ン ゾ[ghi]ペ. ル. ン ゾ[e]. リ レ ン,I[cd]P:イ. ン. リ レ ン,D[ah]A:ジ. ン トラ セ ン. の ベ ン ゾ[e]ピ レ ン,イ. ン デ ノ[cd]ピ レ ン,ジ. ベ ン ゾ[ah]. ア ン トラ セ ン も一 様 に低 値 を 示 した.一 方,同. じ高 分 子. 成 分 の ペ リ レ ン と ベ ン ゾ[ghi]ペ リ レ ンの 濃 度 比 は0.2以 上 と高 い こ とか ら,ベ 図‑8. 牡蠣 に おけ るPAHの. ン ゾ[e]ピ レ ン,イ. 蓄積 ・排 出傾 向(夏 季). て い る 可 能 性 が 窺 え た.こ ま た は人 工 海 水 で 飼 養 した と こ ろ,1週 36ng/g,56ng/gま. 間後 に それぞれ. で 濃 度 が 減 少 し,そ の 後 も小 規 模 の. の 種 の 高 分 子PAH成. 分 は植. 物 や 微 生 物 で は分 解 が 難 し く,例 え ば ポ プ ラ を用 い た 実 験 で は ナ フ タ レ ンや ア セ ナ フ テ ンな ど,ベ. ン ゼ ン環 が 二. つ 結 合 した低 分 子 成 分 の 除 去 で き る程 度 の 効 果 しか な い.. 低 下 が 続 い た. 次 に 、夏 季 に行 ったPAHの 牡 蠣 のPAH濃. ンデ ノ[cd]ピ レ. ン,ジ ベ ンゾ[ah]ア ン トラ セ ンは 牡 蠣 の 体 内 で 代 謝 さ れ. 濃 度 変 化 を 図‑8に 示 し た.. 度 は大 牟 田 川 で1〜2週 間 飼 育 後 に高 値 を. 示 し,そ の 後6週 目 ま で ほ ぼ 同 レベ ル で 推 移 し た.排. 出. 牡 蠣 に お け る 高 分 子PAH成 指 摘 さ れ て お り,こ. 分 の排 出 は,他. の研究 で も. う した 特 異 的 な分 解 能 力 は本 技 術 を. 実 用 化 す る 際 の 利 点 に な りえ よ う.. 時 は,天 然 ・人 工 海水 と も に飼 育 後1〜2週 間 で 急 激 な濃. 浄化対象 の環境媒体 :牡 蠣 は水 中に浮遊 す る懸濁物 質を. 度 低 下 が 観 察 さ れ,冬 季 の結 果 と同 じ傾 向 を示 し た.こ. 体 内 で濾 過 して 食 物 を摂 取 して い る.こ の た め,牡 蠣 に. の こ とか ら,牡 蠣 に お け るPAHの. 蓄 積 す るPAHは,主. 程 度 で あ り,PCBに. 蓄 積 と排 出 は各1週 間. 比べ て短 時間 で効率 的 な除去 が可. 能 で あ る こ と が わ か った.ま. た,牡. 蠣 のPAH蓄. 積 と排. に底 質 か ら巻 き上 が っ た 微 細 な 有. 機 物 に 由来 す る と考 え られ,牡 蠣 が浄 化 す る環 境 媒 体 は 水 質 よ り も底 質 で あ る可 能 性 が 高 い.こ の 点 を調 べ るた. 出 パ タ ー ンに季 節 変 動 は少 な く,本 技 術 は通 年 で 利 用 で. め,大 牟 田 川 の底 質 中PAHを. き る こ とが 示 さ れ た.. 各 物 質 の 存 在 割 合(異. 組 成 変 化:牡 蠣 に お け る各PAH成. 分 の除 去 能 力 を 調 べ. るた め,大 牟 田 川 で6週 間飼 育 後 のPAH濃 天 然 海 水 で6週 間 飼 育 した 後 のPAH濃 (図‑9).こ. 度 と,そ の後 度 の 比 を 示 した. の値 が 小 さ い物 質 ほ ど,牡 蠣 に よ る分 解 ・除. 解 析 の 結 果,全. て の 物 質 の 濃 度 比 は0.5以 下 で あ り,. 牡 蠣 に 蓄 積 す る半 分 以 上 のPAH成. 分 は体 外 へ 排 出 さ れ. 牡蠣 のそれを解. 析 した と こ ろ,両 者 の 間 に高 い相 間 が 観 察 さ れ た.今 後 水 質 を 分 析 して 比 較 検 討 す る必 要 が あ るが,本 結 果 は牡 蠣 が 底 質 か ら相 当 量 のPAHを. 摂 取 す る こ と を 示 して い. る.ま た,大 牟 田 川 の底 質 中PAH濃 3;乾. 去 を 受 け や す い こ とが 予 想 され る.. 分 析 し,総 濃 度 に 占 め る. 性 体 組 成;%)と. 重 量 当 た り)で,他. 度 は9,800ng/g(n=. の河 口域 の 底 質 の値 に 比 べ1桁. 以 上 高 い こ と が分 か っ た. (3) 牡 蠣 の 汚 染 除 去 能 力 の 推 定. る こ と が わ か った.物 質 問 で 比 較 す る と,フ ェ ナ ン ト レ. これ まで の研 究 結 果 か ら,牡 蠣 は難 分 解 性 化 学 物 質 に. ン ・ア ン トラセ ン・フ ル オ ラ ン セ ン ・ピ レ ンの 低 分 子 成 分. 汚 染 され た水 環 境 を 浄 化 す る生 物 指 標 と して有 用 で あ る. の 濃 度 比 が 低 く,ベ. 可 能 性 が 示 さ れ た.そ. ンゼ ン環 が5つ 以 上 結 合 した 高 分 子. こで,実 験 規 模 を拡 大 して 大 牟 田.

(5) 1290. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008) 生 物 を 利 用 した汚 染 浄 化 技 術 の 開 発 は,微 生 物 や 植 物. を対 象 に 調 査 研 究 が 行 な わ れ て い る.こ れ ま で に,PCB や ダ イ オ キ シ ン,PAHな. ど難 分 解 で 強 い 毒 性 を 示 す 物. 質 の分 解 例 が 報 告 さ れ て い るが,そ. れ ら の大 部 分 は 塩 素. や 芳 香 環 の 数 が 少 な く,生 物 へ の影 響 が 小 規 模 な低 分 子 成 分 で あ り,環 境 負 荷 を軽 減 す る技 術 と して 実 用 化 に ま で 発 展 した もの は極 め て少 な い.本 研 究 は,牡 蠣 とい う 大 型 生 物 を利 用 す る こ と で微 生 物 や 植 物 に は困 難 で あ る 高 分 子 の汚 染 物 質 を 水 環 境 中 か ら回 収 し,除 去 す る こ と に成 功 した初 め て の 例 と い え よ う.牡 蠣 に お け る汚 染 排 図‑10. 大 牟 田川水環 境 か ら牡 蠣 が回収 ・除 去可 能 なPCB量. 出 の 時 間 短 縮 や,除 去 量 の増 加 な ど,効 率 化 の た め の検 討 課 題 が 残 さ れ て い る も の の,本 技 術 は有 明 海 の 化 学 汚. 川 で 実 証 試 験 を 行 っ た場 合 の 牡 蠣 の化 学 物 質 除 去 能 力 と,. 染 低 減 に寄 与 す る新 規 か っ 斬 新 な もの に発 展 す る可 能 性. 底 質 の 浄 化 作 用 につ い て定 量 的 な 試 算 を試 み た.こ. が 高 い.. は,牡 蠣 の殻 内 湿 重 量 を20g,大. 牟 田川 に 設 置 す る牡 蠣. 飼 育 用 プ ラ ス チ ッ ク籠 の数 を20個,各 を200個 と仮 定 して 計 算 し た.そ. 籠 に入 れ る検 体 数. の結 果,牡. 排 出期 間 が 各4週 間 の と き のPCBの と見 積 も られ た(図‑10).PAHに 行 っ た と こ ろ,22.4〜22.6mgの. こで. 蠣 の蓄積 ・. 除 去 量 は1.4〜1.5mg つ い て も同 様 の試 算 を. 値 が得 られ た.. 4. 結. 論. (1)牡 蠣 を 指 標 生 物 と して,難 PAH)で た. (2)牡 蠣 のPCBお. 生 物 利 用 型 の汚 染浄 化 技 術 は,物 理 化 学 的 手 法 と異 な り, 環境 媒 体 か ら化 学物 質 を完 全 に取 り除 くこ と は不 可 能 で あ る.こ の た め,本 技 術 の適 用 目標 を あ らか じめ設 定 す る こ. 分 解 性 化 学 物 質(PCB,. 汚 染 さ れ た水 環 境 を浄 化 す る技 術 を 開 発 し. よ びPAHの. 蓄 積 ・排 出 期 間 を 検 討 し. た と こ ろ,そ れ ぞ れ4週 間,1週 (3)4,000個. 間 で あ っ た.. の 牡 蠣 を 用 い て 浄 化 実 験 を行 っ た 場 合,大. とが 重 要 で あ る.本 研 究 で は,大 牟 田川 の底 質 中PCB濃. 牟 田川 の 底 質 か らPCBを1.4〜1.5mg,PAHを22.4 〜22 .6mg除 去 可 能 で あ る と推 定 さ れ た.こ. 度(27ng/g;湿. 約70kgの. 重 量 あ た り,底 質水 分 含 量 を70%)が,有. 明海 の他 河 川,具 体 的 に は唐 人 川 の値(5.4ng/g)に. まで. PCBの. 底 質(畳3畳. 分 の表 層 底 質)に. れ は,. 含 まれ る. 浄 化 量 に 相 当 す る と試 算 され た. 低 下 す る こと を 目標 と して 計算 を行 った(図‑11). 謝 辞:本. 研 究 に ご協 力 い た だ い た熊 本 大 学 沿 岸 域 環 境 科. 学 教 育 研 究 セ ンタ ー の ス タ ッ フ ・学 生 の 方 々 に深 く感 謝 申 し上 げ ま す.本 研 究 は,文 部 科 学 省 科 学 技 術 振 興 調 整 費重要 課題 解決型 研究 再 生 と 実 証 試 験(平 り,記. 「有 明 海 生 物 生 息 環 境 の 傭 轍 型. 成17〜21年. 度)」 の 成 果 の 一 部 で あ. して 謝 意 を 表 す る.. 参. 考. 文. 献. 中田晴彦 ・小林 悟 ・平 山結加 里 ・境泰史 (2004): 有 明海沿岸 の 貝 類を用 いた有機 塩素化合 物,多 環芳香族 炭化水 素お よび 図‑11. 牡蠣利用型汚染浄化技術 により修復可能な底質量 の推定. 解 析 の 結 果,4,000個 合,約70kgの. の牡蠣 を用 いて実 験 を行 った場. 大 牟 田川 底 質 が 唐 人 川 のPCB濃. 減 少 す る と試 算 さ れ た.牡 蠣 の場 合,浄 層 底 質(表. 層 か ら約1cm以. 質 の 密 度(1.3‑1.4g/cm3)を 計 算 した と ころ,お され た.. 内)で. 度 に まで. 化対象 はほぼ表. あ る た め,有. 明海 底. 基 に浄 化 可 能 な底 質 面 積 を. よ そ畳3畳 分 の 範 囲 で あ る こ とが 示. 有機 ス ズ化 合物 の汚染 モニ タ リング と トリブチルス ズによ る巻貝 生殖器官へ の影響 日本水産学会誌, 70,pp.555‑566 .. Gifford, S., Dunstan, R.D., O' Connor, W., Koller, C.E., MacFarlane, G.R. (2006): Aquatic zooremediation:developing animals to remediate contaminatedaquatic environments Trends in Biotechnology,25, pp.60-65. Nakata, H., Sakai, Y., Miyawaki, T., Takemura, A. (2003): Bioaccumulation and toxic potencies of polychlorinated biphenyls and polycyclic aromatic hydrocarbons in tidal flat and coastal ecosystemsof the Ariake Sea, Japan. Environ. Sci. Technol., 37, pp.3517-3521..

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参照

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