日本財団 図書館


〔国土交通省港湾局資料〕
 
TABLE OF CONTENTS
EXECUTIVE SUMMARY
1 PREFACE
2 SCOPE AND PURPOSE
3 THE MANAGEMENT FRAMEWORK
4 THE SCIENTIFIC CONTEXT
 1. INTRODUCTION
 2. PHYSICAL ASSESSMENT
 3. CHEMICAL ASSESSMENT
 4. BIOLOGICAL ASSESSMENT
ANNEXES
 
目次
要約
1 序文
2 対象範囲及び目的
3 管理の枠組み
4 科学的背景
 1.はじめに
 2.物理的評価
 3.化学的評価
 4.生物学的評価
付録
 
Foreword
A workshop was held at IMO Headquarters, from 11 to 15 October 1999 to consider the development of guidance on sediment quality guidelines. This workshop was held under the auspices of the Programme of Global Investigation of Pollution in the Marine Environment (GIPME), which is co-sponsored by the Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC), the United Nations Environment Programme (UNEP) and the International Maritime Organization (IMO).
The workshop had been requested to prepare guidance on the assessment of sediment quality that would assist in both harmonizing national and international mechanisms for environmental protection, and discriminating between sediments that warrant special management attention and those that do not
A list of experts involved in the preparation of this report is shown in annex 4.
 
まえがき…本指針ができるまでの経過(大意)
 ・1999年10月11〜15日ロンドンIMO本部にて、底質の指針を作成するためのワークショップを開催。
 ・援助機関:GIPME(世界海洋環境汚染調査)、IOC(ユネスコ政府間海洋学委員会)、UNEP(国連環境計画)、IMO(国際海事機関)
 ・このワークショップは、依頼に従い、国内外の環境保全のメカニズムを調和し、かつ特別な管理方法を必要とする堆積物とそうでないものを区分するための評価に役立つように、底質の評価に係る手引を作成することを目的として開催された。
 ・関係専門家名簿は付録4に示すとおりである。
 
1 Preface
Marine environmental managers need pragmatic and scientifically based guidance for evaluating the condition of marine sediments in relation to ecological requirements. A number of agencies and international forums have attempted to develop methods for evaluating the degree to which contaminants in marine sediments adversely affect marine life. Marine sediment quality guidelines are numerical limits or narrative statements designed to support and maintain designated uses of the marine environment. Although there is a wide variety of methods and guidelines for determining sediment quality for general application, most of these methods have been criticized by managers as being insufficiently simple and more commonly by scientists questioning their scientific validity. There are still doubts about the practicality of standardized approaches and their ability to provide the sumplicity and uniformity that managers are seeking.
 
1 序文
 海洋環境の管理者達は、生態学的な要求事項と関連した海洋堆積物の状況を評価するための実際的で科学的な手引を必要としている。過去、各国の官公庁や国際フォーラムにおいて、海洋堆積物が環境に悪影響を及ぼすレベルを評価するための手法の開発が試みられてきた。海洋における底質の指針とは、海洋環境を指定された用途どおりに維持するため、数値的限度値か説明文が示されているものである。一般的用途に使用するための底質の判定方法や指針が各種知られているが、これらの多くは、管理者により「まだ十分に簡素化されていない」と批判され、また、より多くの機会に、科学者達からその科学的有効性が問われている。標準的に用いられているアプローチの実用性、及びそれらの方法の簡易性や均一性―管理者達が追究している―に関しては、未だ疑問の余地があるところである。
 
The agencies sponsoring this report collaborated in bringing together a small, multidisciplinary group of scientists, familiar with the problems of assessing and managing contaminated marine sediments. The group was asked to explore the possibilities of developing simpler and clearer guidance that would enable discrimination between sediments that give rise to adverse effects and those that do not. Such guidance, if broadly applicable and offering the benefit of reduced dependence on complex technical procedures, might both encourage and facilitate the rational management of contaminated sediments in countries where approaches for dealing with such problems have so far been lacking.
 
 本報告書をまとめるにあたり、援助団体の組織は、協同して、小規模だが多くの専門分野からの科学者が参加する会合を開催した。これらの科学者達は、海洋における汚染堆積物の評価と管理の問題に詳しい者であった。この会合に対しては、汚染堆積物とそうでない堆積物とを区別するための、より簡単で明確な手引の開発が可能か検討を行うようにとの依頼がなされた。そのような手引―広範囲の地域に適用可能であり、複雑な技術的手続きに依存する頻度が減るといった利点がある手引―があれば、現在までに堆積物評価の問題を取り扱うアプローチを欠いていた国においても、(その手引の適用により)合理的な汚染堆積物の管理を奨励及び促進するものと期待される。
 
This guidance is intended for managers who develop rules, regulations, standards or criteria for use in the assessment and management of the marine environment. It may also be helpful to personnel responsible for licensing waste discharges and dredging operations, implementing environmental regulations, and interpreting the results of marine monitoring programmes.
 
 本報告書は、法制度や判定基準を作成する立場にある管理者を対象として、海洋環境の評価や管理を行う際に使用できるよう作成された。また、本報告書は、排水やしゅんせつの許可を与える担当者や、環境関連の法制度の策定者、モニタリングプログラムの結果を説明する担当者等にも有用と考えられる。
 
2 Purpose and scope
The main purpose of this report is to address the following questions.
 ・Can the concept of sediment quality guidelines be used to develop simple and uniform procedures for marine environmental protection?
 ・Can such procedures be applied in a manner that provides the benefits expected by managers while still being based on sound scientific principles and methods?
 ・Can sediment toxicity be predicted solely on the basis of chemical measurements?
 
2 目的及び対象範囲
 本報告書の目的は、以下の質問に答えることである。
 ・底質の指針における概念は、簡素で均一的な海洋保全の方法を導き出すのに役立てることができるか?
 ・そのような手順は、健全な科学の法則や手法に基づきつつも、管理者が期待するような利益を提供する形で用いることができるか?
 ・海洋生物に対する有毒性の予測手法として化学的測定方法だけによることができるか?
 
This report responds to these questions and examines approaches that might fulfil the requirements of environmental managers. It also examines the scientific concepts relevant to assessing the condition of marine sediments in relation to contamination and associated risks to marine life and human health. Finally, it specifies empirical procedures that may be used to distinguish among natural sedimentary conditions, anthropogenically disturbed (e.g., contaminated) sediments and sediment conditions causing adverse effects (i.e., pollution)
 
 本報告書では、これらの質問に答え、海洋環境の管理者の要請を満たす取組みの検討を行った。また、海洋における堆積物の評価に係る科学的概念の検討も、堆積物中の汚染とそれに関連した海洋生物や人の健康に対するリスクを含めた形で行った。そして、最終的に、自然状態の堆積物と人為的に撹乱された(例えば汚染された)堆積物、また海洋に悪影響を及ぼす(すなわち汚染源となる)堆積物とを区別するような経験的手法を特定した。
 
The guidance does not provide a rigid framework for the assessment of sediment quality. In essence, it defines approaches that meet the criteria of scientific validity and regulatory utility. Further development of these approaches could provide a basis for management.
 
 本報告書は、底質の評価のための厳し枠組みを提供するのではない。本報告書では、科学及び法制度両方の有効性を満たしうる手法を定義している。このような取組みをさらに発展させることにより、管理手法の根拠を作成することができる。
 
It should be noted that the scope of the guidance is confined to the effects of chemicals on biota. Thus, it deals with the risks posed by chemicals (both natural and anthropogenic) in marine sediments, the biological properties of marine sediments, and associated interactions and effects. Physical impacts, such as those associated with the dredging and disposal of sediments, shipping and fishing are not addressed.
 
 はじめに注意点として触れておくべきことは、本手引の対象範囲は、生物相に与える化学物質の影響に限定されることである。すなわち、ここでは、海洋堆積物中に存在する化学物質(自然起源のものと人為起源のもの両方)により生じるリスクや、堆積物の生物学的特質、及びそれらに関連した相互作用や影響を取り扱っている。堆積物のしゅんせつ・処分、船舶の航行、漁業に関連したような物理的影響については、適用外とした。
 
3 The management framework
Any approach to the assessment of sediment quality should be consistent with prevailing policies for marine environmental protection. For example, a number of countries are committed to reducing contamination of marine media, including sediments, even where there is no discernible damage from existing levels of contaminants. In such circumstances, contamination alone may be a suitable criterion of sediment condition meriting management attention. Other users of sediment quality criteria require procedures that indicate the extent of damage or threat to the marine environment, its resources and amenities, rather than merely a measure of contamination.
 
3 管理の枠組み
 底質の評価を行うためのいかなる取組みも、現在一般的に浸透している海洋環境保全の方針を満足するものであるべきである。例えば、いくつかの国では、堆積物を含む海洋の媒体中の汚染の低減に専念しているが、既存の汚染レベルで認識できる損傷が発生していなくとも何らかの対策を実施している場合がある。このような状況下では、汚染が認識されること自体を堆積物の判定基準とする方が、管理上注目に値しうる。堆積物の質的判定基準を使用するその他の関係者は、海洋環境自体や、海洋資源及び快適性に対して、損害あるいは脅威が及ぶ範囲を示す手法を必要とする。この場合は、前者の例とは違い、堆積物の判定基準が単なる汚染の物差し以上の意味を持つことが期待される。
 
Policy aside, other factors that will influence the selection of approaches to sediment quality assessment are the availability of relevant technical expertise and the capacity for surveying, sampling and testing of sediments. In this context, it is recognized that many Administrations do not have immediate access to the personnel and facilities needed for the employment of some of the more complex techniques that exist for the investigation of sediment properties. As a result, there is a need for pragmatic, interim approaches that should, in a majority of cases and when properly applied, facilitate rational judgements about the need for management intervention - even with limited data.
 
 方針はさておき、底質評価手法の選択を左右する他の要素として、関連分野の専門的知識・技術の入手しやすさや、調査、サンプリング及び試験の能力といったものがある。この意味では、多くの行政において、堆積物の特性分析のためのより複雑な技術の習得にあたり必要とされる人員配置や施設整備が、急速には進められないことは周知の事実である。結果として、多くの場合において、また適切に用いられることにより、管理の介入の必要性に関する合理的判断を促進する、実用的で暫定的な取組みが必要とされる―たとえデータが限定されていても、である。
 
Management inputs
Any approach to the assessment of sediment quality will require supporting information that should generally be available from those agencies responsible for environmental protection and management. Most essential is knowledge of land-based sources of contaminants, including direct discharges (sewage and industrial effluents) and diffuse inputs arising from agricultural and industrial activities entering the sea through runoff and atmospheric transport and deposition. Additional information concerning anthropogenic activities in the subject area, including estimates of the quantities of contaminants released, will help in locating coastal areas most vulnerable to sediment contamination.
 
管理手法選択のために必要なインプット
 底質の評価を行うためのいかなる取組みも、環境保全及び管理を担当する部署から通常得られる筈のサポート情報を必要とする。最も本質的な情報は、陸上の汚染物質発生源に関する知識であり、これには直接排水(下水道及び産業排水)及び農業的・産業的活動等の面源からの海への流入、それに大気中の物質の輸送や降下も含まれる。汚染物質の排出量の推算を含む、対象地域における人為活動に関する付随的な情報も、沿岸域のどこが堆積物の汚染に対して最も脆弱か、その位置を探し出すのに役立つ。
 
The choice of appropriate measures for assessing sedimentary conditions will be influenced, in part, by ecological considerations, human uses of the area and associated management objectives. For example, the reasons for conducting an assessment of contamination might include one or more of the following:
・to map spatial patterns;
・to measure temporal trends;
・to determine the condition of marine organisms, populations and communities;
・to estimate risks to human health, and/or to biological production and diversity;
・to evaluate the suitability of a proposed use or development; and
・to assess the impacts of sediment dredging and/or disposal.
 
 堆積物の評価を行うための適切な測定方法の選択は、ある部分では、生態学的配慮や、対象地域の人為的な用途及び関連する管理目的により左右される。例えば、汚染の評価を実施する理由として、次に示すもののうち1つかそれ以上が挙げられうる。
 ・汚染の分布地図を作成するため
 ・現状を把握するため
 ・海洋生物の生息状況(個体群現存量、群集構成など)を把握するため
 ・人の健康、及び(または)生物の生産性・多様性に係るリスクを推測するため
 ・対象堆積物の提案されている用途、または開発(整備)方法に適当か評価するため ・堆積物のしゅんせつ及び(または)処分による評価を行うため
 
In each case, the assessment will guide the selection of management options such as taking no action, imposing strict source controls, or mitigation of impacts. Rigorous definition of the issue of concern will help in developing assessment procedures that yield the most relevant and beneficial information.
 
 どの場合においても、評価は、「何もしない」、「汚染源規制を強化する」、あるいは「影響を緩和(ミティゲーション)する」といった管理・処理方法の選択に導いていくものである。問題とする事項を厳密に特定していくことにより、その事項にとって最も有意義で有益な情報を得られる評価手順が確立される。
 
Managing risks associated with contaminated sediment
As with many forms of environmental investigation, assessing contaminants in sediments involves the assessment of risk, i.e., the probability that a particular adverse effect will, or will not, occur. These risks can involve harm to human health, marine life and ecosystem function as well as the risk of reducing the value of economically important resources and amenities in most cases, managers will not have all the information needed to assess risk in statistical terms. They will therefore often be required to make judgements of risk by comparing the most likely consequences arising from observed conditions and various future scenarios. Sediment quality assessments will provide information on exposure to contaminants, one of the two principal components of risk assessment. The other component, hazard, is an intrinsic function of a substance's physical and chemical properties.
 
汚染堆積物に係るリスク管理
 各種の環境調査と同様、堆積物中の汚染物質の評価はリスク評価をも含む。すなわち、特定影響が及ぼされるか否かを検討する。リスクの及ぶ範囲には、人の健康や海洋生物や生態系機能への危害のほか、経済的に重要な資源や快適性といった価値を減退させることも含まれる。大抵の場合、管理者は、リスク評価を行うために必要な統計上の情報を全て持っているわけではない。そのため、管理者は、調査した状況から判断して最も起こり得る結果を、各種の将来シナリオ(予測)と並べて比較することにより、リスク判定を行うことを、しばしば要求される。底質評価は、汚染に対する「暴露」の情報を提供する。これは、リスク評価に含まれる2つの基本的な要素のうちの1つである。もう1つの要素、「有害性」は、ある物質の物理的及び化学的特質に本来備わっている機能である。
 
The sediment screening procedures outlined in chapter 6 of this report take into account the hazards and exposures associated with varying degrees of contamination of marine sediments by both organic and inorganic substances.
 
 本報告書の第6章では、堆積物のスクリーニング手法を示している。この中では、有機物及び無機物によって汚染されている海洋堆積物について、その汚染の程度に応じた暴露と有害性のリスクを考慮している。
 
4 The scientific context
4.1 Introduction
There are no chemical measurements that reliably predict sediment toxicity. There are sets of chemical concentrations in sediments that correspond to an absence of acute toxicity. A more useful set, one corresponding to toxicity, does not exist. The likelihood of sediment toxicity increases as chemical concentrations increase, but there are so many mitigating processes (O'Connor and Paul, 2000) that none of the proposed chemically-based methods consistently and reliably predict toxicity. This is why a scientific basis for any broadly applicable guidance on the assessment of sediment quality must inevitably incorporate biologrcal, chemical and physical considerations.
 
4 科学的背景
4.1 はじめに
 確実に堆積物の毒性予測ができるという化学的測定方法はない。堆積物中の化学物質濃度のセット(いくつかの化学物質に係る値の組合せ)で、急性毒性を起こさない程度のものは知られているが、より有効なセットで毒性に直接反応するものはない。化学物質濃度が上昇すれば堆積物が有害である可能性も増加するが、種々の緩和プロセスもある(O'Connor and Paul, 2000)ため、提案されているいかなる化学的手法も、一貫性をもって確実に毒性を予測するまでに至っていない。このため、広範囲に適用可能ないかなる底質の評価に係る手引の科学的根拠であっても、必ず生物学的、化学的及び物理的な検討を組み入れたものでなければならない。
 
In addition to its use in assessing sediment quality for practical purposes such as dredging, generic guidance might also be applicable to monitoring programmes used both for confirming predicted impacts of regulated activities and for assessing the effectiveness of pollution prevention measures. There is considerable value in adopting a broad approach that takes into account implications for human health and the environment.
 
 総合的な手引は、しゅんせつのような実用的な目的のために実施する底質評価に利用できるほか、モニタリングプログラム(ある規制下に置かれた活動の予測範囲内の影響の検証、及び公害防止措置の有効性の検証の両目的から実施されるもの)にも利用されうる。人の健康と環境への示唆を考慮に入れた幅広いアプローチを採用することには、かなりの価値がある。
 
Numerical sediment quality criteria are not achievable for global or large - scale application. In developed countries, where substantial resources have been committed to research and development, no single, satisfactory, numerical regime has been established for management applications. The applicability of single numerical values as surrogates for sediment quality is limited. This is partly due to their inability to take account of contaminant interactions but, more importantly, to an inadequate understanding of biological responses to chemical conditions. In addition, fixed standards are often disincentives to the development of innovative approaches based on new scientific findings that might lead to progressive improvements in such assessments.
 
 地球規模的、またはそうでなくとも広範囲への適用が可能な数値的に一律の堆積物の判定基準は、確立することができない。具体的な資源が研究開発に十分提供されている先進国でさえ、管理に適用できる十分な数値的体制がひとつとして確立されていない。堆積物の質を示す代用となるような(化学物質濃度を示す)数値は、適用できるものが限定されている。原因のひとつとして、個々の汚染物質の相互作用を考慮できないことが挙げられるが、より重要な原因としては、化学的状況(化学物質)に対する生物学的反応がまだ十分に理解できていないことが挙げられる。さらに、固定の数値基準は、しばしば、このような評価の分野において著しい改良を導きうる、科学上の新発見に基づく革新的なアプローチの展開を妨げている。
 
In summary, a certain number of conclusions can be drawn on the basis of scientific tenets that should underlie the approach to assessing sediment quality. In the context of prevailing management practice, these tenets can be expressed as follows.
・The environmental and human health implications of contaminants in sediments depend on the specific substances and levels present, the natural properties of the sediments, the indigenous flora and fauna and the extent to which local species are used for human consumption. It is clear that, for any area of the marine environment, this combination of conditions is unique. It is therefore essential that assessments of sediment quality take account of the prevailing physrcal, chemical and biological conditions.
・Comprehensive assessments of sediment quality entail the identification of hazards, the evaluation of exposures and the estimation of effects and risks with due attention to the associated uncertainties.
・Sediment quality assessments must recognize that in any region there will be natural occurrences of substances such as metals and hydrocarbons. Their levels and distribution within the region must be characterized as a basis for identifying additions from anthropogenic sources and activities. Furthermore, a proportion of anthropogenic additions will consist of widespread ambient contamination due to large-scale atmospheric and hydrographic transport. This component of contamination must be characterized before the nature and extent of contamination from local anthropogenic sources can be determined.
・The assessment of sediment quality begins with consideration of existing scientific knowledge. The assessment process should be revised continuously, through an iterative process, expanding the base of scientific knowledge and adjusting the information base as new knowledge and understanding is acquired.
Attempts to express all appropriate considerations in numerical terms require numerous assumptions and simplifications. Accordingly, numerical levels should not be used as inflexible standards.
 
 まとめとして、底質の評価への取組みに際しては、その根底にある科学的な教義に基づき、いくつかの結論を導き出すことができる。現在広く行われている管理の状況下では、これらの教義は次のように述べることができる。
 ・環境及び人の健康に対して懸念となりそうな堆積物中の汚染物質の度合は、特定の物質及びその現存レベルや、堆積物の本質的な性質、固有動植物の種類、及び地域種が人の消費にどの程度供されているか、といったことに左右される。どこの海洋環境をとっても、これらの状況のコンビネーションは、その地独自のものであるということは明白である。このため、底質評価においては、その場にとって普通の物理的、化学的及び生物学的条件への配慮が必要となる。
 ・総合的な底質評価においては、関連事項の不確実性を適切に考慮した上で、有害性の特定、暴露に対する評価、及び影響とリスクの推測が行われる。
 ・底質評価においては、前提として、いかなる地域においても、金属や炭化水素が自然状態でも堆積物中に存在することを認識すべきである。対象地域に自然状態で存在する金属や炭化水素については、そのレベルと分布状況を把握し、人為的発生源・活動から追加されたものが特定できるように、根拠として整理しておかねばならない。さらに付け加えるならば、人為活動による負荷分の一部は、広範囲にわたる大気及び水の輸送により、周辺環境からもたらされる汚染も含んでいる。この汚染の過程についても、地域の人為活動に起源する負荷分の性質や範囲を特定する前に、特徴付けしておくべきである。
 ・底質の評価は、既存の科学的知見の検討から始まる。評価のプロセスは、一方では根底にある科学的知見量を増やしつつまた他方では新しい知識や解釈が得られるごとに情報基盤の調整を行いつつ、定期的に反復して見直されるべきである。
 数値上の適切な考慮を全て説明しようと試みる場合、多数の仮定や簡素化作業を必要とする。したがって、数値レベルは固定して変更の許されない基準として用いるべきではない。
 
4.2 Physical assessment
To reach any conclusion regarding sediment quality it is necessary to know the physical characteristics of the local environment and the physical composition of the sediment. It must first be established whether or not the subject area is dispersive or depositional in nature.
A dispersive site, generally one in a highenergy hydrodynamic environment, is unlikely to contain fine-grained sediments and is therefore unlikely to be contaminated with, or retain, particle-reactive contaminants. A depositional site, which generally reflects a low energy hydrodynamic environment, is likely to contain fine-grained sediments and is therefore more prone to contamination and the retention of chemicals from anthropogenic sources. In each case, the indigenous biological assemblages will reflect the structure and texture of the sediment and associated hydrodynamic conditions. There are also locations that change from depositional to dispersive as a result of hydrodynamic variability. Sediments at such locations can contain a range of particle sizes. This emphasizes the need to consider the role of non-equilibrium conditions when assessing the mobility and biological availability of sediment associated contaminants. The physical composition of the sediment must be assessed in relation to particle-size distributions. Naturally derived sediments comprising only particles of dimensions greater than 2 mm do not retain any significant quantities of contaminants and should be of little concern to environmental managers. Sands (comprising particles > 63μm diameter) are also unlikely to retain contaminants due to the minimal specific surface area for sorbing chemicals. If the subject sediments have particle sizes exceeding 63μm and are devoid of large particles of anthropogenic origin (e.g., paint particles), they too should not be of concern to managers. In contrast, sediments comprising silts and clays (<63μm in particle size) are prone to sequestering chemicals including those of anthropogenic origin. As sediment particle size decreases from 63μm (silts) to 2μm (clays) the ratio of particle surface area to mass increases exponentially. The increase in specific surface area and susceptibility to increased surface exchanges enhances, the sediment's ability to accumulate ionic and hydrophobic substances. It is sediments containing finer grain-size fractions that warrant more detailed evaluation.
 
4.2 物理的評価
 堆積物に関するいずれの結論に達するにも、対象地域の環境における物理的特性及び堆積物の物理的構成を把握する必要がある。最初に確認すべき事項は、対象とする場所が自然条件下において拡散場か沈降場かということである。拡散場は、通常高エネルギーの水力学的環境下にあり、ここには微細粒子の堆積物がほとんどなく、このため、粒子と相互作用を生じる物質による汚染の可能性や、そのような汚染物質自体を多く含んでいる可能性はいずれも低い。沈降場は、通常低エネルギーの水力学的環境下にあり、微細粒子の堆積物がたまりやすいため、汚染も発生しやすく、人為活動起源の化学物質も多い。どちらの場合においても、その場所に固有の生物的集合体が、堆積物の構造と全体の構成、及び関連する水力学的条件を反映する。場所によっては、水力学的変動のため、堆積場所から拡散場へと変化するようなところもある。このような場所の堆積物は、粒度分布の範囲が広いことが考えられる。このことは、すなわち、堆積物に関連した汚染物質の移動性や生物に取りこまれた(有効な)有毒分の評価を行う際に、非平衡状態の役割も考慮すべきである、ということを強調している。堆積物の物理的構成は、粒度分布と関係付けて評価されるべきである。自然の堆積物から採取した堆積物で2mm以上の大きさの粒子しか含んでいないものは、著しい量の汚染物質を含まないため、海洋環境の管理者にとってはほとんど懸念する必要がない筈である。砂(直径63μmを超える大きさの粒子で構成)も、化学物質を吸着できる比表面積を最小限しかもたないため、汚染物質を保有しにくい。対象とする堆積物の粒子が63μmを超え、人為起源の大きな粒子(例えば塗料の粒子)を全く含まない場合、これも管理者にとって懸念とすべきではない。対照的に、シルトと粘土分を含む堆積物(63μm未満の粒子)は、人為活動起源のものを含めて、化学物質を封鎖しやすい。堆積物の粒子が63μm(シルト)から2μm(粘土)まで低下するに従い、粒子の表面積割合は指数関数的に増加する。表面積割合の増加、及び表面の物質交換に対する感度の増大に伴い、堆積物中のイオン性物質や疎水性物質の堆積能力が増大する。微細粒子を多く含む堆積物が、より詳細な評価を必要とするに十分な理由があるのである。
 
Background metals
Chemical investigations can be used to determine if a particular sediment contains elevated levels of contaminants relative to natural or ambient conditions. Entirely natural sediments would not contain synthetic organo-metallic compounds, but would contain metals and other elements consistent with natural mineralogical components of sediments. The abundance of these constituents and any differences from natural conditions can be evaluated using several geochemical normalization procedures.
 
バックグラウンド中に存在する金属
 化学的分析は、特定の堆積物に自然状態または周辺環境と比較して高いレベルで汚染物質が含まれているかどうか判定するのに用いることができる。完全に自然状態の堆積物は、合成の有機金属化合物を含まないが、自然状態での堆積物の鉱物学的組成に合致した割合で金属やその他の元素を含んでいる。このような物質の存在量や,自然状態での何らかの差があった場合、いくつかの地球化学的な標準化プロセスを用いて堆積物の評価を行うことができる。
 
Elemental, including metal, concentrations can be compared with reported natural abundances of the metals in soils and/or crustal rocks, by normalizing against geochemical markers (e.g., Al, Li) of the predominant natural mineralogical phases (Loring, 1990, 1991; Daskalakis and O'Connor, 1995). These markers can also compensate for constituent variability in sediments resulting from granulometric variations. If the element: normalizer ratios in sediments are similar to natural abundance ratios, there is no reason to believe the sediment is significantly contaminated with elemental constituents.
 
 金属を含む元素の濃度は、地球化学的マーカー(Al、Liなど)に対して標準化を行うことにより、土壌中及び(または)地殻の岩石中に含まれている自然状態での存在量の報告例と比較することができる(Loring,1990,1991:Daskalakis and O'Connor,1995)。このマーカーは、粒度分布の変動に応じた堆積物中の組成を補正するのにも用いることができる。堆積物の元素:標準化元素比が自然状態の存在比と似たようなものであれば、堆積物が元素の構成分によって著しく汚染されていると信じる理由はない。
 
This concept can be expressed in the following form:
If
EF = (M/N)Obs / (M/N)Nat ≦ 2
 
where: EF is the metal enrichment factor for the sediment,
(M/N)Obs is the metal : normalizer ratio observed for the sediment, and
(M/N)Nat is the natural metal: normalizer ratio.
 
 上記の概念は、次のような式で表される。
 
EF=(M/N)Obs/(M/N)Nat≦2
 
ここでEF…堆積物における金属の濃縮係数
(M/N)Obs…堆積物の(金属:標準化元素)比
(M/N)Nat…自然の(金属:標準化元素)比
 
In hemipelagic marine sediments, elemental constituents should be of no management concern.
 
 半外洋中の堆積物であれば、元素の構成分は、管理上特に問題とはならない筈である。
 
Given the natural variability of metals in soils and sediments, an enrichment factor of less than 2 would reflect insignificant contamination. If regional sediment data are available from uncontaminated areas, the same approach can be taken by substituting the regional metal: normalizer ratios for such sediments as the denominator of the above equation. Estimates of ambient contaminant levels are often an essential prerequisite to detecting and quantifying recent contamination from local sources. These ambient levels may be inferred by the levels of metals in nearby sediments not prone to contamination from local sources. Where sediments have been uniformly contaminated over large areas by emissions from dispersive sources and associated large-scale transport mechanisms, ambient conditions can be established on the basis of the analysis of sediment layers from cores reflecting past conditions (i.e., in strata representing deposition prior to contaminant introduction or the inception of the activity of concern). This latter approach must, however, include consideration of the effects of post-depositional geochemical processes on the chemical composition of sediments.
 
 土壌及び堆積物中の自然状態での変動性を考慮した上で、濃縮係数が2を超えなければ、汚染はきわめて小さいものと考えられる。汚染されていない近隣の場所からの堆積物データが入手できれば、同様の手法でその地域の金属:標準化元素比を算出し、上記の式の分母((M/N)Nat)として用いることができる。周辺環境の(バックグラウンドとしての)汚染レベルの推算は、しばしば、より最近に発生した地域汚染源の場所の確定や定量化作業に必要な前提条件として用いられている。周辺環境のレベルは、調査対象場所の近隣にある、地域(汚染)発生源から汚染されていない場所の金属レベルを用いて推測することが可能である。面発生源から排出された汚染物質が、大気や水の広域の輸送システムを通じ、均一に降下・沈降して堆積物が汚染されている場合、周辺環境のレベルは堆積物の層からコアサンプルを採取し、分析する方法により推算できる(すなわち、汚染物質が混入してくる、または汚染物質を発生する活動が始まる以前の堆積層がある)。ただし、この方法を用いて推算する場合は、堆積後の物質の化学組成に生じた地球化学的プロセスについても考慮しなければならない。
 
Background and baseline organic constituents
The presence of organic compounds at trace levels can be addressed in a somewhat similar manner. Both natural and artificial organic compounds will be present in marine sediments as a result of marine biological processes and geochemical transport from diverse sources or activities such as forest fires, mineral weathering, agriculture, soil erosion, fossil fuel combustion, mining and smelting, etc. Background levels created in this way are beyond national control as they are the legacy of natural processes and previous anthropogenic activities. Clearly, there will be cases and areas in which the levels of organic compounds will be further augmented by nearby anthropogenic activities and these increases may be of concern. Consequently, a method is needed for defining baseline levels that largely represent natural conditions or a legacy of previous human activities and are therefore beyond local control. This, of course, does not rule out the adoption of action at international levels to reduce the dissemination of substances globally such as the development of an international convention on persistent organic pollutants (POPs).
 
バックグラウンド及び基底となる有機成分
 有機化合物が微量であり、トレースレベルで検出される場合、上記の方法と似たような方法を用いることができる。海洋堆積物中には、海洋の生物学的プロセスの結果として、また多様な発生源や活動(野火、鉱物の風化、農業、土壌浸食、化石燃料の燃焼、採鉱及び精錬など)からの地球化学的な輸送の結果として、自然起源と人為起源の両方の有機化合物が存在する。このような経過によりもたらされたバックグラウンドレベルは、自然のプロセスや既に行われてきた人為活動の遺物であり、国の管理が及ぶ範囲ではない。はっきりしているのは、有機化合物のレベルが近年の人間活動のためにさらに増大し、それが問題となる場合や場所が出てくるということである。したがって、主に自然状態を表すものとして、あるいは以前の人間活動の遺物があった場合はその影響のため地域レベルよりも高めのバックグラウンドレベルとして、基底のレベルを決定する方法が必要となる。(このようなバックグラウンドレベルを決めるのは地域レベルの話ではあるが、)これは国際レベルの活動―地球規模で拡散している物質を低減させようというもの、例えば残留性有機汚染物質(POP)関連の条約の作成など―を除外するものではない。
 
There are two options for approaching the definition of baseline levels of organic compounds in marine sediments. The first is based on an examination of offshore/shelf sediments in regional areas; the second is based on an examination of inshore sediments in areas not prone to contamination from local human and industrial activities. Each of these approaches has advantages and disadvantages. While offshore sediments offer the advantage of being used to define baselines for large coastal areas and are more likely to reflect the regional level of baseline contamination, they do pose some analytical difficulties because of their normally low organic carbon content. These analytical difficulties can be overcome by the use of increased sample sizes to ensure the analysis of a larger quantity of organic matter. Coastal inshore sediments are more prone to local contamination over and above background but may provide a more appropriate reflection of local background conditions in specific inshore areas. Carefully selected coastal sites (i.e., in the context of remoteness from local anthropogenic activities) pose fewer sampling and analytical difficulties but are unlikely to be a true reflection of conditions on regional scales. In either approach, there will be a need for normalization to take account of variations in grain-size distribution and organic matter content.
 
 堆積物中の有機化合物の基底レベルを決定する取組みには、2つの選択肢がある。第1の方法は地域の沖合または大陸棚における堆積物を調査する方法であり、第2の方法は海岸に近い場所の堆積物、ただし地域の人間活動や産業活動による汚染がない場所のものを調査する方法である。どちらの方法にも長所と短所がある。沖合の堆積物は、広範囲にわたる沿岸域の基底レベルを決定するのに用いられるという利点があり、さらに地域レベルで基底となっている(実際の)汚染状況を反映しやすい。その一方で、通常、有機炭素の含有量が少ないため、分析には苦労する。この点については、サンプル自体のサイズ(量)を増加させることで、有機物の検出をより確実にすることができる。沿岸域や海岸付近の堆積物は、地域から排出される汚染と結びつきやすく、バックグラウンド値を超えていることもしばしばあるが、特定の沿岸地域において、より現実的なバックグラウンド状況を反映していると考えられる。注意深く選定された沿岸域のサンプル地点(地域の人為活動から離れた地点)では、サンプリング上及び分析上の困難はさほど伴わないが、地域スケールで見た場合、必ずしもその地域の状況を正確に反映しているとは言えない。どちらの方法を取っても、粒度分布と有機物質含有量の変動を考慮して、標準化を行う必要がある。
 
The procedure consists of obtaining a few representative samples of the closest reference sediments in which a range of commonly-occurring synthetic organic compounds and total organic carbon are determined. The selection of the specific synthetic compounds should be made primarily on the basis of local and regional sources of such materials. Ideally, it should include some petroleum hydrocarbons, some polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and a number of synthetic compounds or congeners of compound groups such as polychlorobiphenyls (PCBs). The baseline would then be represented by the relationship between each of the selected organic compounds and total organic carbon.
 
 この手順は、最も近い場所にある、参照堆積物から採取した代表的なサンプルを数検体用いることにより行う。参照堆積物中には、合成の有機化合物及び全有機炭素(TOC)が通常生じる範囲で測定されるものである。特定の化合物の選択は、まず第一に、物質を放出する地域発生源に基づいて行うべきである。理想的には、これには数種の石油系炭化水素、数種の多環式芳香族炭化水素(PAH)及びPCBなどコンジェナ―等の合成化合物を数種含むべきである。基底は、これらの選択された各有機化合物とTOCの関係により反映されることになる。
 
A comparison of the ratios of organic compounds to total organic carbon in the subject and reference sediments then provides a basis for assessing the degree of local contamination above the baseline. If the ratios are similar, say within a factor of 2, the subject sediments would be of little concern in terms of damage or risks resulting from the organic chemicals present.
 
 対象の堆積物及び参照堆積物の各サンプル中の有機化合物のTOCに対する割合は、地域の基底を超えた(対象とする堆積物中の)汚染レベルの評価を行う根拠となる。割合が似たものであれば―例えば係数2未満であれば、対象の堆積物における汚染のレベルは微小なものであり、含有有機化合物由来の損傷あるいはリスクはほぼないといえる。
 
Above-background chemical concentrations consistent with non-toxicity
Most sediments warranting management action contain higher-than-background levels of chemicals. This does not mean that they are toxic. There is merit in compilations such as those of Long et al(1995), who empirically defined no-effect concentrations after extensive literature reviews that identified concentrations rarely associated with toxic sediments. It cannot be concluded that sediments with concentrations above these no-effect levels are toxic. However, those with chemical concentrations at or below these no-effect levels may be assumed to be non-toxic without further testing. A cautionary note is, however, needed here: no-effect levels have not been defined for all chemicals; thus it is possible, depending on the species and chemicals involved, that some organisms could still be affected. Evidence of abnormalities such as tumours or reproductive impairment should prompt managers to initiate further investigations.
 
特定物質の化学的濃度がバックグラウンドレベルを超えていても無毒とされる場合
 管理行動を必要とする堆積物の多くは、バックグラウンドレベルよりも高濃度の化学物質を含んでいる。とはいっても、これらの堆積物が即有害というわけではない。Long et al.(1995)などの科学者は、数々の文献の見直しを行い、その功績として、経験的にみて、有毒堆積物とほぼ無関係な濃度である無影響濃度(no−effect level)を決定した。無影響濃度を超えた化学物質を含む堆積物が有害とは一概には結論付けられない。しかし、化学物質濃度がこの値と同じかそれ未満の場合は、対象とする堆積物はさらなる試験をせずともほぼ無毒であると仮定できる。ただし、その場合は、次のことに気をつけねばならない。無影響濃度は全化学物質に関して決定されているわけではない。したがって、種あるいは化学物質によっては、無影響とされた濃度でも影響を受けるかもしれない。腫瘍や生殖機能の損傷などの異常が認められた場合、管理者は、より詳細な調査を進めるべきである。
 
Regulatory authorities must determine the limits of acceptable biological responses to chemical contamination. This will vary according to the location and spatial scale of contamination, and on local management objectives and socio-economic judgements. If the objective is to avoid alterations to biochemical processes in individual organisms, less contamination can be accepted than in the case of an objective that aims to sustain populations of commercial species. Once the range of acceptable response is determined, there are suites of field and laboratory tests that can be incorporated into biological assessments.
 
 管理組織は、化学物質による汚染に対する生物学的反応の許容限度を決定しなければならない。これは、汚染源の場所や空間的な広がり具合、また地域の管理目的や社会経済的な判断に左右される。管理目的が個体内の生化学的プロセスの変化を防ぐというものであれば、汚染に対する生物学的反応の許容限度は、商業的用途に供する種の個体群を維持することを目指している場合よりも厳しくなりえる。一端反応の許容限度が決定されると、現場調査及び化学分析の一連の作業と生物学的評価とを合わせることができる。
 
Many ecotoxicological methods are described in the scientific literature that may be used for determining if an observed impact on benthic organisms is due to chemical contamination. These range from acute and chronic sediment toxicity tests, including sublethal effects measurements performed in the field or in the laboratory, to biochemical assays at a subcellular level (e.g., biochemical biomarkers). Together, these techniques provide a variety of end-points and exposure pathways at different levels of biological organization. The extrapolation of the results to higher levels of biological organization (e.g., population, community) remains very difficult. Simple biological effects tools are being developed (e.g., lysosomal neutral red assay, cardiac monitoring in crustaceans, cholinesterase inhibition assays, etc.,) that offer the potential of detecting contaminant gradients and impaired organismal health. These are valuable for environmental assessment. There are standard protocols for some biomarkers and inter-laboratory ring tests for enhancing biomarker utility. Unfortunately, many of these techniques still lack ecological relevance and some suffer from the absence of appropriate interpretative guidance or adequate standardization.
 
 科学文献において、観測された底生生物への影響が化学汚染によるものかどうかを判定するための数々の生態毒性試験方法が記載されている。これらの試験方法の範囲は、堆積物を用いた急性・慢性の両毒性試験(現場あるいは分析室内での亜致死的影響試験も含む)から細胞レベル以下の生化学的検定(例えば生化学的バイオマーカーを用いて行うもの)までと、多岐にわたる。これらの技術をあわせて用いることにより、生物学的組織体の異なるレベルにおける様々なエンドポイントや暴露の経路が判明する。より高次レベルの生物学的組織体(例えば個体群や群集)における最終的な反応を推測することはまだ困難である。汚染物質の濃度や、生体機能の損傷の原因を検出するための簡単な生物学的影響試験方法は開発されつつある(例えばリソゾームのニュートラルレッドアッセイ、甲殻類の心臓モニタリング、コリンエステラーゼ阻害アッセイ等)。これらの方法は、環境評価にとって大変重要である。バイオマーカーに関しては、その利用を促進するため、一部のバイオマーカーや分析所間のリングテストに係る標準的な規約がある。残念ながら、これらの技術のうち多くは未だ生態学的な適切性を欠いている。一部のものは、適切な解釈の手引、あるいは適切な標準化の確立がまだ対処すべき事項として残されている。
 
More ecologically relevant studies involve measurements of population variables and analysis of communities. The drawback of these approaches is that it is often difficult to distinguish contaminant-induced changes from natural variability, or to identify cause and effect mechanisms (i.e., which environmental contaminants and in what amounts gave rise to changes in population dynamics or community structure).
 
 より生態学的に関連した研究は、個体群変動の観測と群集構造の解析を必要とする。これらの手法の欠点は、多くの場合において、汚染物質による変化を自然の変動から区別するのが難しかったり、因果の機構(すなわち、環境への汚染物質とその量が影響を与える個体群の変動あるいは群集構造の変化)を特定するのが難しかったりする点である。
 
The selection of an appropriate suite of biological test methods depends on the particular questions being addressed by managers, the level of contamination at the site and the degree to which the available methods have been standardized and validated. For instance, for ranking and classifying the acute toxicity of harbour sediments prior to maintenance dredging, short-term bioassays may often suffice.
 
 どのような生物学的試験方法の組合わせを選択するかは、管理者が問題とする事項、対象場所における汚染レベル、実施可能な試験方法の標準化確立の程度や有効性の確認の程度といったことにより左右される。例えば、維持しゅんせつを実施する前に港湾堆積物の急性毒性の程度をランク付け及びクラス分けしたい場合、短期間のバイオアッセイで満足することが多い。
 
Until recently, efforts to determine the toxicity of contaminants in sediments have focused on measurements of acute toxicity. Often, laboratory tests have been unrealistic, with exposure not to sediment per se, but to some kind of aqueous phase extraction that does not simulate natural processes.
 
 つい最近まで、堆積物中の汚染物質の毒性判定においては、急性毒性試験に焦点が当てられていた。多くの場合において、室内試験は現実的ではない。というのは、堆積物そのものに対する暴露試験を行うのではなく、堆積物の一部を水に溶かした段階で抽出してくる何らかの物質に対して行っているため、それが自然のプロセスを模しているとはいえないからである。
 
Biomarkers (e.g., the induction of metal binding proteins in marine organisms that signal metal exposures, cholinesterase inhibition that signals exposure to organophosphorous and carbamate pesticides) may be used to provide early warning of subtle effects at low and sustained levels of contamination and may also provide insight into the nature of the contaminants present. Long-term effects in specific species (e.g., flatfish) can be evaluated using histopathological endpoints. However, interpreting the results of such studies may be difficult and depend on underlying factors including the requirement that appropriate species were employed.
 
 バイオマーカー(例えば、金属への暴露の目印となる海洋生物の体内中の金属結合性タンパク質の誘導、あるいは、有機リン系及びカーバメート系農薬への暴露の目印となるコリンエステラーゼ阻害など)の利用は、低レベルでまだ生物に影響を及ぼさない程度の汚染物質による微妙な影響を早期に発見し、警告を発するための手段として用いることができる。また、堆積物中の汚染物質の特質について何らかの示唆を与えることもありえる。特定の種(ヒラメ・カレイなど)における長期的な影響は、組織病理学的なエンドポイントを使用することにより評価できる。このような研究の解釈は難しいかもしれず、適切な種を試験に供する必要性を含めて、根本的な要素に左右される場合が多い。
 
Decisions about when to apply ecotoxicological techniques and the choice of methods appropriate to the situation are never easy. Wrong decisions may be costly both in time and resources. For this reason, it is always advisable to learn as much as possible from field evidence before laboratory testing is considered.
 
 生態毒性的技術をいつ、どの方法により行うか決定するのは、いかなる場合においても決して簡単なことではない。一つ決定を誤れば、時間的にも資源的にも高くつくことになる。このため、室内試験を行う前に、現場の状況からできる限り多くの情報を得ることが適切である。
 
Contrary to popular belief, in situ biological measurements may be carried out quite readily and at low cost. Important clues to the condition of marine sediments can often be found by simple observation of existing biological communities. For example, for each particular climatic regime (e.g., latitude, temperature) water depth and sediment texture will largely determine the natural assemblages of organisms living on or in sediments of continental shelves. As a result, knowledge of assemblages that typically occur at adjacent unperturbed sites may be used to extrapolate the "normal" or "baseline" assemblages at sites that may have been altered through contamination or other human influences.
 
 一般に信じられていることに反して、現場での生物学的試験は、たやすく安価で行いうる。海洋堆積物の状況に関する貴重な手がかりは、しばしば、既存の生物群集の簡単な観察から得られる。例えば、特定の気候の区分体制(緯度や温度などによる区分)ごとでは、大陸棚に生息(棲息)する海洋生物の自然環境下での組合わせは、水深と堆積物の全体の構成別に大体決まってくる。これを用いると、例えば近隣の撹乱されていない場所に通常出現する生物種の組合わせがわかれば、汚染又はその他の人為的影響により変化したかもしれない場所の、「通常の」あるいは「基底となる」組合わせを推測するのに、そのデータを用いることができる。
 
The simplest observations of sediment assemblages will involve grab sampling, diver surveys or underwater photography to estimate the relative occurrences of different kinds of organisms. Even simple techniques will indicate major differences that exist between comparable sites. Wherever possible, such observations should be supplemented by more frequent and detailed investigations to determine seasonal patterns in the age and/or size structure of populations of the more common local species. Evidence of sustained reproduction and recruitment of a number of different organism types will provide reassurance that critical physiological functions are not significantly impaired. It is particularly important to establish the reproductive success of those species that, by virtue of their feeding and behaviour, strongly influence the local ecology (i.e., "key" species). Examinations can also be undertaken for the presence of lesions, tumours and developmental abnormalities (including imposex in gastropods) indicative of contaminant influences.
 
 堆積物における最も簡単な生物観測方法は、一部を採取する方法やダイバーによる目視観測、水中写真の撮影により、異なる生物種の相対的な出現割合を推測するというものである。簡単な技術によっても、比較する地点間の主要な違いは示されるものである。可能であれば、このような観測は、より高頻度で詳細な調査により補完されるべきである。補完されることにより、その地域により普通に出現する個体群の年齢・世代及び(又は)個体群のサイズ構造の季節パターンが把握できる。多様なタイプの生物の再生産活動や外部からの加入が持続されているという証拠は、重大な生理学的機能が損なわれていないということの保証になる。対象地域において影響力が大きい種(鍵となる重要な種)―その食餌性や行動により―の再生産遷移が確立されていることが、特に重要なことである。汚染物質による影響を示すと考えられる、障害、腫瘍及び異常が進行しているような状況(腹足類のインポセックスを含む)が認められる場合、詳細な調査に着手することもできる。
 
It should be appreciated that, where an effect is observed or suspected, field observations seldom give insight into which particular contaminants are involved and whether their effects have been enhanced through interaction with natural stressors. Some studies have revealed marked seasonal differences in the susceptibility of benthic invertebrates to a given degree of sediment contamination. Moreover, benthic communities in nature are subject to many perturbations, the majority of which are of natural origin. Establishing cause and effect relationships based on such highly variable descriptive information ranges from very difficult to impossible. Conditions in one location may differ markedly from another because of a single past event (e.g., a storm) that cannot be inferred from observations of present conditions.
 
 何らかの影響が観測されたか懸念された場所において、ほとんどの場合、現場の観測が、影響を与えている汚染物質を特定したり、自然のストレッサー(影響を与える環境要因)との相互作用を通じて拡張されたかどうかといったことに洞察を与えていない、ということは、正しく認識されるべきである。いくつかの研究により、堆積物の汚染の度合に対して、底生の無脊椎動物(ベントス)の感受性が季節により著しく異なることが示された。さらには、自然界における底生生物群集は、多くは自然起源の撹乱を受けやすい。このような変動の大きい記述的な情報に基づいて、汚染の因果関係を筋道立てることは、大変難しいか、不可能である。ある場所における状況は、現在の状況の観測からは推測できない単独の過去の一イベント(嵐など)により、著しく異なる場合もある。
 
Where assemblages are clearly unrepresentative of those that might reasonably be expected to occur, the next question is whether the differences can be explained by contamination or by other human activities such as fishing (e.g., bottom trawling) or by natural events (e.g., storms, freshwater influxes, etc.). If a satisfactory explanation can be found, the principal management consideration will be whether or not the observed biological changes are sufficiently severe to justify the imposition of restrictions on human activities. This will depend, in part, on the spatial extent of the affected area in relation to the overall distribution of similar habitats in the region. If there is no immediately obvious explanation, further examination of the sediments will probably be necessary, including laboratory-based measurements of sediment properties and associated biological responses.
 
 実際に出現している生物種が、合理的に考えて出現が予測されている代表的な種とは明らかに異なる場所では、次に発するべき質問は、種組成の違いが汚染やその他の人間活動、例えば漁業(底引き網漁業)等によって生じたものか、あるいは自然の事象(嵐や淡水の流入等)によって生じたものか、というものである。十分な説明がなされうるなら、果たしてその観測された生物学的変化の深刻さは、人間活動への規制強化を行うことが正当だと判断するのに十分なくらいであるか否かが、管理上の主要な検討事項となる。これは、一部には、その地域における類似生息地の全体的な分布状況と関係して、影響場所の空間的広がりの範囲に左右される。即座に明確な説明がなされない場合は、おそらく、さらなる堆積物の詳細調査―室内ベースの堆積物の特性分析やその他の関連した生物反応を含む―が必要となる。
 
Laboratory tests to measure the survival of test organisms often fail to take into account the complexity of the sedimentary environment. For example the diversity and sustainability of benthic communities are largely dependent on the success of recruitment processes. Early life stages of organisms are not only vulnerable to direct chemical toxicity but also to chemical interferences with sensory mechanisms needed for the detection of food and for larval settlement. This may occur at chemical contaminant concentrations well below thresholds of lethality and is a phenomenon not considered in contemporary sediment bioassays. The stimulation of growth by exposure to low-level chemical contamination (i.e., hormesis) is another phenomenon shown to give rise to subtle ecological disturbances that can have important consequences for benthic populations and communities. While these effects of low-level exposure to chemicals are of scientific interest, it would be premature to infer that they warrant regulatory concern.
 
 分析室における生物の生存試験は、しばしば、堆積物環境の複雑さに対する配慮に欠ける。例えば、底生生物群集における多様性及び持続性は、外部からの加入のプロセスの継承如何に左右されるところが大きい。発育の初期段階では、生物は、直接的な化学物質による毒性に対してだけでなく、食餌の探索及び幼生の定着に必要な感覚機構に対する化学的阻害に対しても脆弱である。このような影響は、致死の脅威に曝されるレベルよりはかなり低い汚染濃度で起こりうるものであり、現在の堆積物のバイオアッセイにおいては配慮されていない現象である。このほか、低レベルの化学物質による汚染に暴露されることにより、生物の成長が刺激される現象(ホルメシス)も、底生生物の個体群現存量や群集に重要な帰結をもたらしうる、微妙な環境の撹乱を生じさせる現象として挙げられる。低レベルの化学物質に対する暴露の影響は科学者の関心事ではあるが、法規制を要するような懸念事項とするにはまだ時期尚早である。
 
When sediment-associated contaminants affect benthic biota it is usually at a sublethal level rather than causing acute mortality. Thus, there may be differential effects on growth rates, reproductive output and viability of offspring in benthic communities that ultimately give rise to alterations in community structure. It may be difficult to identify the most important chemicals involved because these are not always those discharged into the environment but are instead the intermediates or end products of the metabolism of synthetic organic substances. Contaminants sometimes exert an intense selective pressure resulting in "resistant" populations. This may further confound interpretation and limit the relevance of investigations designed to evaluate sediment toxicity.
 
 堆積物関連の汚染物質が底生生物の生物相に影響を及ぼす場合は、大抵、どちらかといえば急性の致死を招くレベルのものではなく、亜致死的レベルのものである。したがって、汚染物質が底生生物群集における成長率、再生産のアウトプット及び子孫の生存能力へ特異的に影響を及ぼし、それらが最終的に底生生物の群集構造に変化をもたらす場合も考えられる。このような場合、最も深く影響を及ぼした化学物質を特定することは難しい。というのは、化学物質はいつも環境中に排出されているわけではなく、有機物合成の代謝により生成された中間物や末端生成物の構成分となっている場合もあるからである。汚染物質は、時には強度の淘汰圧力をかけ、その汚染物質に対して耐性のある個体群を残すことがある。これにより、さらに解釈の混乱が生じ、堆積物の毒性評価のためにデザインされた調査方法の適性に限界をもたらすことになる。
 
It may often be difficult to select appropriate test organisms and routes of exposure for laboratory-based test systems. Animals that feed by ingesting sediment are perhaps more suitable subjects than benthic filter-feeders. Some test systems rely on the use of pore water as an exposure medium. However, there is growing evidence that many organic contaminants (e.g., PAHs) and metals are taken up predominantly from ingested particles rather than from pore water. In most benthic habitats, the in-fauna influence the chemical conditions in sediments through reworking. They make a marked change to surficial sediment redox (oxidation-reduction potential) distributions. The amount of sediment that is reworked and the degradation of synthetic organic substances are influenced by the number of organisms present, and by organismal growth rates and reproductive output (and recruitment). These population characteristics are themselves influenced by the degree of toxicity of the sediment making it therefore apparent that there is a complex balance between the extent of chemical contamination in sediments and the dynamics of biotic communities.
 
室内ベースの試験システムでは、試供生物や暴露の経路を選択することは多くの場合において難しい。おそらく、堆積物を食べる動物の方が、底生の濾過摂食者よりは試験に適した生物といえる。一部の試験システムでは、もっぱら間隙水を暴露媒体として利用している。しかし、多くの有機汚染物質(PAHなど)や金属は、間隙水よりはむしろ摂食した小片により優勢的に体内に取りこまれている、という証拠が増えてきている。大抵の底生生物の生息地では、埋在生物がその再加工過程を通じて堆積物中の化学物質の状況に影響を及ぼしている。埋在生物は、堆積物表面のレドックス(酸化還元電位)の分布を著しく変化させる。再加工された堆積物の量と合成有機物の減少は、現存する生物の数、生物の成長率及び再生産のアウトプットの量(及び外部からの加入)にも影響を受ける。これらの個体群の特徴自体、堆積物の汚染の程度に影響を受けており、堆積物中の化学物質による汚染の範囲と生物群集の流動との間には複雑な均衡があるということがわかる。
 
As sediments can act as sinks for persistent contaminants, the transfer of sediment-associated compounds through the food chain is also a matter of concern. This may have implications for human health through the consumption of seafood (e.g., fish, crustaceans, molluscs). Information on tissue residues can be compared with food standards for particular substances recommended by agencies such as the World Health Organization (WHO), or with chemical residue criteria designed to protect top predators such as fish-eating birds. In order to estimate the likely levels of exposure of humans, measures of bioaccumulation can be combined with data on the consumption of known components of diet. However, care must be taken to ensure that the matrix analyzed is a real and substantive component of the relevant food chain, otherwise the prediction can be misleading and of little value because other routes of uptake are of greater importance.
 
 堆積物は残留性汚染物質の溜まり場という機能も持つため、堆積物に関連した化合物の食物連鎖中の移送もまた一つの懸念事項となっている。この経路を通じて、海産物(魚介類)の消費により人の健康への影響が懸念されうる。人の組織内の汚染物質残留量に関する情報は、食物中の特定物質に関する基準がWHOのような公共の組織から発表されているので、それと比較できる。または、魚を餌とする鳥など、高次の捕食者の保護のために化学物質残留基準(chemical residue criteria)が定められているので、これとも比較できる。人が汚染物質に暴露されている程度を推測するには、生物蓄積の測定結果を、食物として用いられている既知の成分の消費データと組合せて考えることができる。しかし、ここで注意せねばならないのは、分析に用いたマトリックスが食物連鎖中に実際に用いられている具体的な構成要素であると保証されている、ということである。でなければ、導き出された推測はマトリックスの使用者を誤った方向に導くことになり、価値がないに等しい。というのは、その場合、マトリックスに示されていない別の取込み経路の方がより重要であるからである。
 
This account shows there is a wide range of biological test methods for detecting sediment toxicity in individuals, populations and communities of benthic marine organisms. The methods that should be employed in particular assessments will depend on the nature of the managerial concerns. Chapter 5 identifies key questions for managers to consider. Finally, experience gained from the application of one particular test method is provided in annex 2 to this report.
 
 本報告では、海洋における底生生物の個体、個体群及び生物群集に対する堆積物毒性を調査するための生物学的試験の手法は、きわめて多岐にわたる、ということを示している。特定の評価に使用する手法は、管理上問題となる事項の性質により異なる。第5章においては、管理者が検討すべき主要な質問を示している。また、ある特定試験方法の適用から得られた経験事例を、後記として本報告書の付録2に示している。
 








日本財団図書館は、日本財団が運営しています。

  • 日本財団 THE NIPPON FOUNDATION