POPs のシジミへの濃縮特性のモデル化に関する研究
京都大学工学研究科都市環境工学専攻 ○丸野 紘史、高部 祐剛、津野 洋、西村 文武
兵庫県環境研究センター 松村 千里、中野 武
Biodynamic Model of POPs in Corbicula, by Hirofumi MARUNO, Yugo TAKABE, Hiroshi TSUNO, Fumitake NISHIMURA (Dept. ofEnviron. Eng. /Kyoto Univ.), Chisato MATSUMURA, Takeshi NAKANO (HYOGO Prefectural Inst. of Environ. Sci.)

シジミ
軟体部(20g)(20g)
軟体部
Clean-up
spike

懸濁態
ろ過

懸濁態
懸濁態
Clean-up
spike

ホモジナイズ
アセトン抽出

ろ液
ろ液

超音波振盪
超音波振盪
アセトン//n-ヘキサン抽出
アセトン

アセトニトリル抽出

n-ヘキサン抽出

n-ヘキサン抽出

Clean-up
spiken-ヘキサン抽出

クリーンアップ(クリーンアップ(夾雑物除去)
夾雑物除去)

濃縮(0.1mL)
濃縮(0.1mL)
Syringe spike
GC/MS分析
GC/MS分析

図 1 前処理方法

Corbicula

Diedrin

Suspended solids

400

Soluble matter
600

300

400

200

200

100

11/1
611/1
3

911/711/1
0

711/4

511/1

10/2
0

310/2
90
110/2
310/2
60Water
水 (pg/L)

Corbicula
シジミ (pg/g-wet) .

800

10/1
7

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

日付
Date
Corbicula2500

trans-Nonachlor
Trans -nonachlor
400

Suspended solids
Soluble matter

2000
1500

200
1000
100

500

11/1
611/1311/711/10711/4511/1310/2610/290110/2309 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33Date日付

図 2 シジミ中および水中濃度の経時変化

Water水 (pg/L)

300

10/1710/20２．調査内容
琵琶湖北部に位置する大浦 (N:35º 28’ 34”, E:136º 07’ 23”)および桂川の下流に位置する大山崎 (N:34º 52’ 42”, E:135º 40’50”)において，水中 POPs 濃度に 10 倍程度の差があることが報告されている 4)。そこで，2008 年 10 月 17 日に，大浦に生息するシジミ (Corbicula sandai)約 1000 匹を採取後，直ちに大山崎に移植し，飼育を開始した。移植後は，約 100 個体ずつを網目の袋 (網目: 8 × 12 mm, 容量: 約 0.2 m3)に入れ，飼育を行った。飼育開始後は，11 月 16 日までの 1 ヶ月間，3 日に 1度の割合で定期的にサンプリングを行い，約 50 個体のシジミおよび 12L の水試料を採取した。水試料はろ過を行い (GF/B,Whatman)，ろ液および懸濁態に分離し，シジミ，ろ液および懸濁態中 POPs 濃度を測定した。
各試料の前処理は，既報の方法で行った (図 1 参照)4)。シジミについては，ホモジナイズ後，アセトン，n-ヘキサンおよびアセトニトリルを用いて抽出を行った。ろ液については，n-ヘキサンを加え，24 時間攪拌した後，n-ヘキサンを回収し，濃縮した。懸濁態については，アセトンおよび n-ヘキサンで抽出を行った。クリーンアップスパイクとして ES-5261-1.2
Persistent Organic Pollutants Clean-up Spike（Cambridge IsotopeLaboratories）を 2000 pg 試料に添加し，また GC/MS で測定する前に MBP-101 (13C12-PCB #101)（Wellington Laboratories）をシリンジスパイクとして 500 pg 添加した。定量分析では，GC/MS（GC: 6890N，Agilent，MS: JMS-800D，日本電子）を使用した。なお，対象物質は，Dieldrin，p,p’-DDE，p,p’-DDD，cis-Chlordane，trans-Chlordane および trans-Nonachlor である。

シジミ水試料(12(12L)

Corbicula
シジミ (pg/g-wet) .

１．はじめに残留性有機汚染物質 (Persistent Organic Pollutants: POPs)は，1950 年代より世界中で広く用いられ，毒性，生物濃縮，残留性，長距離移動性といった特徴をもつ化学物質である 1), 2)。環境中での POPs の挙動を把握する上で，生物モニタリングが有用かつ重要となり，淡水域においては，シジミ (Corbicula)を用いた調査や濃縮機構に関する研究が行われてきた 3), 4)。
しかし，シジミ中 POPs 濃度が，環境中濃度と平衡に達するまでに要する時間に関する知見は少ない。また，シジミについて，濃縮モデル (Biodynamic model)が提示された例も少ない。
そこで，本研究では，POPs 濃度が低濃度の環境に生息するシジミを高濃度の環境に移植・飼育し，定期的にサンプリングを行うことで，シジミ中濃度の経時変化の把握を試みた。また，この経時変化を表現し得る Biodynamic model を構築し，その有用性を検証した。

dCb= FR × k1 × Cw − ke × Cbdt

(1)

なお，
FR: シジミのろ過速度 (L/g-wet/d)，
k1: 吸収速度係数 (-)，
Cw: 水中濃度 (pg/L)，ke: 排出速度係数 (d-1)，Cb: シジミ中濃度 (pg/g-wet)である。既報の研究を参照し，ろ過速度は 4.8L/g-wet/d とした 7)。また，Cw は測定値を直線的に変動するとし，Cb は測定値を用いた。さらに， k1 および ke はエクセルのソルバー機能によるパラメータフィッティングにより算出した。
Dieldrin および trans-Nonachlor について，シジミ中測定濃度，計算濃度および k1，ke を図 3 に示す。図より，シジミ中濃度は約 200 時間で平衡に達することが明らかとなった。また，
本モデルは，濃度が上昇する期間，平衡状態の期間および 11月 10 日付近の濃度が上昇している期間それぞれをよく表現できているものと考えられる。
次に，測定濃度および計算濃度の相関関係を図 4 に示す。近似直線の傾きは 0.94，決定係数は 0.91 であることから，本モデルは，シジミの濃縮による濃度変動をよく表現できていると判断でき，本モデルの有用性が提示された。

Concentration
濃度 (pg/g-wet) .

600400

計算値 concentration
Calculated

k1=0.134 (-)
ke=0.327 (d-1)

200Observed
実測値 concentration

00100200300400500600700800

Time course (h)
(h)
時間経過

trans -Nonachlor
2500
Concentration
濃度 (pg/g-wet) .

３．２．Biodynamic model
二枚貝についての種々のBiodynamic model が提示されており5), 6)，また，シジミは底質中に生息しているものの，シジミ中POPs 濃度は水中濃度を強く反映していることが提示されている 4)。そこで本研究では，シジミについての Biodynamicmodel を式(1)とした。

Dieldrin800

k1=0.389 (-)
ke=0.166 (d-1)

2000
1500
1000

計算値 concentration
Calculated
500Observed
実測値 concentration

00100200300400500600700800

Time course(h)(h)
時間経過

図 3 シジミ中測定濃度および計算濃度の経時変化
Calculatedconcentration
計算値(pg/g-wet)(pg/g-wet) .

３．結果および考察
３．１．濃度の経時変化
各試料中 Dieldrin および trans-Nonachlor 濃度の経時変化を図2 に示す。飼育期間中，水中濃度 (溶存態中濃度+懸濁態中濃度)は 11 月 7 日を除けば，概ね安定していた (変動係数: 0.15,0.24)。11 月 7 日においては，雨が降っており，底質の巻上げにより水中 POPs 濃度が上昇した可能性が考えられる。シジミ中濃度は，飼育開始後濃度が急激に上昇し，10 月 26 日には平衡に達しているように見受けられた。11 月 10 日のシジミ中濃度が他の日に比べて高い原因として，11 月 7 日前後の降雨による水中濃度上昇が考えられる。

Dieldrin
Dieldrinp,p’-DDEp,p'-DDEp,p’-DDD
p,p'-DDD

2500
2000

Cis-chlordane
Cis-chlordane
Trans-chlordane
Trans-chlordane

1500

Trans-nonachlor
Trans-nonachlor

1000
50000500

1000

1500

2000

2500

Observed
concentration
実測値(pg/g-wet)(pg/g-wet)

図 4 シジミ中測定濃度および計算濃度の相関関係
参考文献
1) Monirith, I., Nakata, H., Tanabe, S., Tana, T. S. (1999) Persistent organochlorine
residues in marine and freshwater fish in Cambodia, Mar. Pollut. Bull., 38, 604-612.
2) Zhang, G., Parker, A., House, A., Mai, B., Li, X., Kang, Y., Wang, Z. (2002)
Sedimentary records of DDT and HCH in the Pearl River Delta, South China, Environ.
Sci. Technol., 36, 3671-3677.
3) Colombo, J. C., Bilos, C., Campanaro, M., Rodriguez, Presa, M. J., Catoggio, J. A.,(1995) Bioaccumulation of polychlorinated biphenyls and chlorinated pesticides by theAsiatic clam Corbicula fluminea: its use as sentinel organism in the Rio de La Plata
Estuary, Argentina, Environ. Sci. Technol., 29, 914-927.

４．結論
本研究においては， POPs 濃度が低濃度の環境に生息するシジミを高濃度の環境に移植・飼育し，定期的にサンプリングを行うことで，シジミ中濃度の経時変化の把握を試みた。また，この経時変化を表現し得る Biodynamic model を構築し，その有用性を検証した。
以下に得られた成果を示す。
・移植後，シジミ中濃度は急激に上昇した。シジミ中濃度は約 200 時間で平衡に達することが明らかとなった。
・Biodynamic model を構築し，各対象物質についての吸収速度係数および排出速度係数を算出した。また，実測値と計算値を比較し，本モデルの有用性が提示した。

4) 高部祐剛，津野洋，西村文武，管运涛，水野忠雄，松村千里，中野武 (2009)
環境条件の異なる地域への二枚貝を用いたPOPs モニタリング手法の適用に関する研究，第 46 回環境工学研究論文集，553-563.
5) Fisher, N. S., Teyssie, J. L., Fowler, S. W., Wang, W. X. (1996) Accumulation andretention of metals in mussels from food and water: a comparison under field andlaboratory conditions, Environ. Sci. Technol., 30, 3232-3242.
6) Lee, B. G., Lee, J. S., Luoma, S. N. (2006) Comparison of selenium bioaccumulationin the clams Corbicula fluminea and Potamocorbula amurensisi a bioenergeticmodeling approach, Environ. Toxicol. Chem., 25, 1933-1940.
7) 中村幹雄 (2000) 日本のシジミ漁業 -その現状と問題点-，pp.22，たたら書房，鳥取.