J. of Taroten

底泥中の重金属濃度と底生生物群集の関係 (C2面:環境衛生工学,2009.2.2)

本記事に対してコメントを頂戴しましたので,末尾に掲載しました(2009.2.18)。

大阪の方で使われてますよ

 当方と港湾空港技術研究所とで過去の国土交通省の底質調査のデータ(重金属濃度と底生生物群集の関係)を解析した結果が大阪の方の「グリーンエコプラザ底質汚染研究分科会」というところで使われてますよ,という話は,昔から聞いていた。さらにWikipediaにも,こんな記述を発見した(下記のやや小さい字になっているところ)。当大学のA先生が学生に「Wikipediaを使って,レポートを書いた人。とっても,恥ずかしいことだと思ってください。あれは,科学者が参考にするべきものではないです」と熱弁をふるっていたのを思い出すが,そうは言っても,調べものをWikipediaでやってしまう人は多いでしょう。

 
Wikipedia「底質の環境基準」
 平成14年に港湾底泥調査が国の機関により実施され,重金属濃度と底生生物の種類数との相関関係が公開されている。底生生物の種類が比較的豊富である限界の濃度であるERLの含有量値を下記に示す。
 水銀:0.1mg/kg乾泥
 カドミウム:1mg/kg乾泥
 銅:34mg/kg乾泥
 鉛:46.7mg/kg乾泥
 ニッケル:20mg/kg乾泥
 クロム:80mg/kg乾泥
 亜鉛:150mg/kg乾泥
特に、カドミウム・鉛・水銀についてはERLを超過した底質には底生生物が激減することが公開されている。

 「相関関係が公開されている」とまで断定されると,どこに「公開されている」のか心配になるが,その言及はない。出展は書かれていないが,明らかに,我々の発表論文,あるいは,港研資料を引用している。さらに,このWikipedia記事の「優れた」ところは,その発表データに若干の加工がされ,水銀,カドミウムについて,米国のERLよりも厳しい数値が採用されていたり(単に四捨五入した??),「特に、カドミウム・鉛・水銀については」と解釈が加えられているところである。いったい,誰が書いたのだろう。

種類数を縦軸に,重金属濃度を横軸にとって米国のものさしをあてはめたもの

 我々の調査の概要を以下に要約する。全国調査の結果を,たとえば,種類数と亜鉛,あるいは,種類数とカドミウムについてプロットすると以下のようになる。(種類数というよりは,種数の方が適切な用語だが,実際には,種まで同定していない属同定種も含まれているので,あいまい表現にしておきます)


 何らかの亜鉛以外の要因で底生生物が生息しない場合もあるから,この図は,平均のプロット位置を見るというよりは,最大値を見て,プロットを下方に包絡するようなカーブを金属の影響として考えてはどうか,というのが主張のその1。そうすると,米国での底質ガイドライン値ERLあたりの濃度から底生生物の生息種数に影響が出始め,ERM程度の濃度でかなり確かな影響があるようにも見える。しかし,カドミウムについては,ERM付近のデータがないのと,亜鉛では,ERM以上の地点でも,それなりの種類の底生生物が存在していることから,軽微な影響ラインとしてのERLは有効でも,かなりの影響があるラインとしてのERMはあまり有効ではないように見える。さらに,Wikipedia氏の言うようにカドミウム・鉛・水銀については,ERL以下でも底生生物に影響があるようなデータに見えるが,ERLが毒性情報(いろいろなレベルの毒性情報が混ざっているように見えるが)を大きく含んだガイドライン値であることから,それ以下のレベルで影響があるとすると,わが国の底生生物種は,米国のものよりもひときわ金属に感受性が強いのか,あるいは,この金属による影響は見掛けのものであって,当該重金属以外の影響を強く受けているのかが,問題となる。

 底生生物種を最も限定する要因となる溶存酸素について考えると,今回の調査対象の港湾域は貧酸素を生じやすく,貧酸素を生じる海域の底泥は,有機物量が多く,流れが穏やかであって,その結果底泥粒子が細かいことが想定される。以下に亜鉛と有機物量,亜鉛とシルトクレイ比の関係を示すが,やはり,細かく有機物の多い底泥に亜鉛含有量は多い。亜鉛以外に,鉛や銅も貧酸素水域との空間的一致がある。こうした交絡因子をどのように処理するかは難しい問題となる。


 一般に底泥に含まれる重金属が生息する底生生物種に何らかの影響を与えることは間違いないと考えられるが,フィールド調査からその関係を推定するのは,容易ではなく,また,生態学の常として,ある種の生物が金属の影響を受けてダメになれば,そのニッチを別の種の生物が埋めようとするから,酸素のようにすべての生物に必須な資源に対しての影響であれば種類数に大きな影響を与えるとしても,重金属汚染に対しては,種類数は,そもそも汚染を敏感に反映するパラメータになり得ない可能性もある。「個体への毒性」→「個体群の消長」→「生物群集の多様性(種類数)」の順で右に行くほど,評価があいまいに(おそらく影響が出にくく)なると考えられる。

 既発表の内容をさらに若干補足しておくと,米国のERM, ERLを目安に考えてよいとはいっても,調査データからだけでは,ニッケル,クロム,銅,ヒ素については,明確な関係を導くのが難しい。別な言い方をすれば,わが国の浚渫を予定しているような港湾地点のこれらの金属の濃度は,生物影響を明確に議論できるほど高くないということができる。一方,水銀,亜鉛,カドミウム,鉛については,金属濃度と生物種類数の間に何らかの重金属の影響があることをうかがわせるようなデータではあるが,交絡因子の問題を処理しきれない。

 このような限界を理解した上で,この全国調査結果の解析の図を利用してもらえればと考えます。科学的な因果関係を別にして,政策決定の説明道具としては,優れたデータセットを提供していると思います。

XXXXさんからメールをいただきました。以下,その要点

 J. of Taroten,いつも楽しみに読ませて頂いております。以下の記述,
 「生態学の常として,ある種の生物が金属の影響を受けてダメになれば,そのニッチを別の種の生物が埋めようとするから,(中略),重金属汚染に対しては,種類数は,そもそも汚染を敏感に反映するパラメータになり得ない可能性もある。」
について,意見があります。
 ある種が重金属の影響を受けて,生息できなくなった場合,
【1】(そこにすでに生息していた)別の種が,個体数を増やす場合
【2】(今までそこに生息していなかった)別の種が,生息可能になる場合
【3】上記いずれでもない場合,つまり補完が起こらない場合
があると思います。河川底生動物と重金属の間でも,【2】の現象が起こることが報告されていますが,それが,「常」に起こるかと言うと,そうではないと,私は考えています。【1】及び【3】の場合であれば,種数は理想的には,減少していくと思われます。
 以上のような理由から,「ある種の生物が金属の影響を受けてダメになれば,そのニッチを別の種の生物が埋めようとする場合も考えられるため,・・・」と書くほうが正確だと思いますが,いかがでしょうか。