担子菌類によるダイオキシン汚染された環境の修復に関する研究
研究期間(平成 13 年度～14 年度)
高田

*

*

智 ,飯田隆雄 ,須田隆一*,石橋哲也*2,堀川和美*,世良暢之*,村上光一*，
中山宏*,石黒靖尚*,松枝隆彦*,黒川陽一*,飛石和大*

要

旨

担子菌によるダイオキシン類の環境汚染修復法を確立するため,化学物質の分解能が優れ,保存安定性の高い担子菌類の探査・検索を行った.森林地帯から腐朽材を採取し,分解活性,保存法及び分解活性の長期安定化法を検討した.採取した 557 の腐朽材から 206 株のリグニン分解性担子菌類が得られた.それらをブナ木粉培地とポテトデキストロース寒天(PDA)培地に植え培養した.生育後,前者はダイオキシン分
解の一次スクリーニングに供するとともに冷蔵保存,後者は冷凍保存した.一次スクリーニングの結果,30％以上の分解率を示す株が 24 株得られ,そのうち 50％以上の分解率を示す株は 7 株であった.それらについてダイオキシン分解能の再現性及び保存による劣化をみるため二次スクリーニングを行った.
冷蔵保存株を用いた二次スクリーニングでは,ほとんどの株で一次スクリーニングよりも低かったが,2,3 の株では分解率は 20－30％と低いが一次スクリーニングと同程度の分解率が得られた.さらに，
冷蔵及び冷凍保存株の両方を用い,活性の回復とその維持を図るため,木粉,米ぬか等の種々の培地を米成し保存性を調べた．しかし,冷凍保存株では活性の回復がみられる株はなかった.一方,木粉生育株において No.264 だけが木粉を含む培地で植え継ぎ,生分解を行った場合,分解能が維持できることが判明した.この株は冷蔵及び冷凍保存でも活性は保たれた.この株を用いて,大牟田川のダイオキシン調査で汚染の原因となった油状物質中のクロロベンゼン類及びダイオキシン類の分解を試みた.その結果,クロロ
ベンゼン類については塩素数の多いペンタ及びヘキサクロロベンゼンはほとんど分解されなかったが,その他は 20％以上分解され,そのなかでも 1,3,5-トリクロロベンゼンが最も高く 73.4%分解された.ダイ
オキシン類については含有量の多かった七及び八塩素化体について測定した.八塩素化体の分解率は 10%程度と低かったが七塩素化体は 30 から 40％分解された.本研究では,①木粉を含む培地で生育させ,冷蔵又は冷凍保存すると分解活性を維持することができること及び②多種類の化学物質に汚染された水環境の修復に応用が可能であることを実験的に示した.

[キーワード:担子菌類,ダイオキシン類，環境汚染修復]

１．はじめにディエーション）には最適な微生物であると期待されていリグニンは微生物による分解を受け難く，自然界に存在る．

する有機物のなかで最も分解され難い物質とされている担子菌類を環イオ復（ディエーションに応用するためが，担子菌類はこのリグニンを分解する優れた能力を備えには，その分解活性が，長期間維持され且つ安定であるこている．なかでも白色腐朽菌の 1 種 Phanerochaeteとが必須条件である.今までの研究で P.chrysosprium とchrysosporium は種々の化学物質の分解能力が報告されてP.sordida はダイオキシンの分解能を示したが分解活性を1)-2).しかし，他の担子菌類に関する研究は非常に限維持し長期間保存することが難しかった.そこで，新たにられている．著者らは白色腐朽菌 P.chrysosporium 及び森林地帯より担子菌類を採取し，ダイオキシン分解能をもP.sordida によってダイオキシン類や PCBs が分解されるった菌類をスクリーニングし，保存法，活性回復法についいることを明らかにした

3)-5).担子菌類は多くの化学物質を同て調査した．

時に分解する能力があることから,環境修復（環イオ復（福岡県保健環境研究所*
2* 福岡県リサイクル総合研究センター（〒818-0135 福岡県太宰府市大字向佐野 39）（〒808-0135 福岡県北九州市若松区ひびきの 2-1）

２

研究方法

２－１

育させた株)を木粉培地に植え,培養した菌株を第一次ス

担子菌の採取クリーニングに使用した.木粉で生育させた菌株は木粉と平成 11 年 8 月から平成 12 年 11 月にかけて福岡県およ共に 4℃で保存した(以下,木粉生育冷蔵保存株という).実び屋久島の森林地帯から可能な限り多くの担子菌を採取

験はリグニン分解酵素が分泌される低窒素(LN)培地及びした．採取地点及び腐朽材数は表１に示す.福岡県森林林

分泌されないとされているポテトデキストロース(PD)培業技術センターから分与された株は Pleurotus

地の両方で行った.第一次スクリーニングにおいて,分解

ostreatusが認められた菌株を PDA 培地に植え継ぎ,その生育度が（ヒラタケ）である．
表１グニン分解性担子菌類のスクリーニング結果
採取地点
英彦山系
五箇の荘
森林林業技術センター
背振山系
古処山系
屋久島
釈迦岳
三郡・宝満山系
岳滅鬼山
皿倉山
犬ヶ岳
合計(枚数)

採取日
H7.8.24
H7.9.16
H11.9
H7.10.4
H7.10.7
H11.10.13-15
H7.11.9
H8.1.19
H8.3.20
H8.3.28
H8.11.28

腐朽材数
68
2
2
38
52
176
82
65
18
14
40
557

リグニン分解性株数
18
0
2
16
14
80
35
17
6
0
18
206

良好な株を第二次スクリーニングに供した.一次,二次ス
クリーニングとも菌類を培地に植種し,６日後にダイオキ
シン類標準品(ジベンゾ-p-ジオキシン及びジベンゾフラ
ンのそれぞれ 2,3,7,8 位が塩素置換された四から八塩素化体の 10 種類：図 5,p.7)を添加し,15 日間培養したのち,生分解を停止,クリーンアップ後,内部標準品を加え,ダイ
オキシンの濃度を高分解能ガスクロマトグラフ-質量分質計で測定した．
なお,対照試料として,同様な期間培養した菌をオート

２－２

リグニン分解性担子菌類のスクリーニング法

リグニン分解性能のスクリーニングは西田らの簡易法（担子菌類に存在するフェノールオキシダーゼの有無でク復ーブで滅菌し,ダイオキシンを加え,15 日間培養したものを用いた．
２－４生分解試験法判定）で行った．リグニン分解性を示した菌株はブナ木粉

第二次スクリーニングにおいて活性がみられた菌類のに植菌し,一定期間（最大 30 日）培養した.生育がみられなかから, PDA 生育冷凍保存株及び木粉生育冷蔵保存株

た菌株について,一次スクリーニングを行った.一次スクについて,ダイオキシン分解試験を行い,活性の低下がみ

リーニングに使用した菌株は木粉と共に４℃で保存した.

られない株を選択し優良株とし,環境試料に応用した.まダイオキシン分解の再現性及び保存による劣化の有無をた,活性の維持又は回復の可能性を探るため,種々の培地

みるため,一定期間（6－12 ヶ月）保存後,ポテトデキストを調製し,検討した．

ロース寒天（PDA）培地に植え継ぎ,植種菌を調製し,ダイ
オキシン分解試験の二次スクリーニングを行った.二次ス

３

結果及び考察クリーニングにおいて,保存に対する安定性及び分解に再３－１

生分解試験法の検討

現性がみられる株の選択を行い,ダイオキシン類分解試験

菌株 No.264 を用いて分解試験後の検体の抽出方法に及を実施した.さらに,活性に再現性が認められた菌類につぼす回収率の影響を検討した.菌をそのままヘキサン又はいて保存法（4℃,-80℃），植継,培養法等を詳細に調査し酢酸エチルで抽出した場合,回収率はそれぞれ 20.5 及びた.採取した腐朽材には種々の微生物が寄生していると考20.1％であった.一方,菌を硫酸で溶解した後,ヘキサンでえられ,まず,着生した担子菌類を純化するため,ベノミル

抽出すると回収率は平均 80.6％であった.この結果より生及びスト復プトマイシンを含む PDA 培地に植種した.生分解後,硫酸を添加し検体を抽出する必要があることが確育した菌についてリグニン分解性試験を行った.リグニン

認された．

分解性を示した菌類は PDA 培地で生育させた後,木粉培

一次スクリーニングでは菌を木粉とともに接種するが,地に植え継ぎ,培養すると共に，PDA 培地で生育させた菌

木粉は硫酸に溶解されない.木粉にダイオキシンが吸着さ株は－80℃で冷凍保存（以下，PDA 生育冷凍保存株といれ,回収率に影響することが考えられるが,木粉とともにう）した．

接種した実験と PDA ディスクを接種した実験では全く同

２－３担子菌の保存方法の検討

じ結果が得られることから木粉に吸着されていたとして化学物質の分解においては,一般的に保存株から PDA

もヘキサンでダイオキシンは完全に回収されることが分培地に植え継いで植種菌とする方法が用いられている．分

かり,実験結果には影響がないことが判明した．

解活性に関する当所における過去の調査では,木粉を含む

３－２

腐朽材の採取及びリグニン分解性試験

培地に戻すことによって活性の若干の回復がみられたこ

表１に示したように平成 11 年 8 月から平成 12 年 11 月とから,今回はリグニン分解活性がみられた株(PDA で生にかけて森林地帯から採取した 557 の腐朽材について，リグニン分解性試験を行った結果,206 株（37％）がリグニンの分解能力を示した．
３－３ダイオキシン分解菌の一次スクリーニング

この実験のうち,活性の維持及び回復が認められた菌株
No.264 についての結果を以下に示す．
木粉生育冷蔵保存株:

PDA 培地に植え継ぎ生分解を一次及び二次スクリーニング結果の一部を表 2 に示し行った場合,全く分解はみられなかった．しかし,木粉入りた.一次スクリーニング結果,30％以上の分解率を示した

PDA 培地（WPDA）に植え継ぎ実験を行った場合（表 3，

菌類は 24 株であった. LN 及び PD 培地の両方で分解がみ

No.1），LN 培地で 38.7％という分解率が得られ,一次スクられた株数は 5 株であり, LN 及び PD 培地のいずれかで分リーニングの結果（31.2％）よりも,分解率は高くかった．

解が認められた菌類はそれぞれ 11 株,8 株であった.また,

しかし, PD 培地では分解は見られなかった.分解の傾向は

LN 及び PD 培地の両方で 50％以上の分解率を示した菌類みられた.更に, WPDA に植え継いで行った場合,ほとん

は No.6 の 1 株のみであり，それぞれ 65.0％及び 59.4％

ど分解がみられなかった．

であった. LN 培地だけでは 3 株で, No.55（64.2％），No.77

木粉生育冷凍保存株：表 3 の No.3-6 は 4℃で保存され（51.7％）及び No.279（70.3％）, PD 培地においても 3ていた株を約 12 ヵ月後に冷凍保存したものである.実験株で No.5（50.9％）, No.201（87.0％）及び No.438（63.2％）は約 6 ヶ月冷凍保存後に PD 液体培地で 5 日間培養し,更であった．

に表に示すような培地で培養し,生分解を行った. No.5 の３－４

木粉・米ぬか培地に植え継いだ場合, PD 培地で 38.8％のダイオキシン分解菌の二次スクリーニング

二次スクリーニングについては木粉生育冷蔵保存株を分解率が得られている．

PDA 培地に植え継ぎ,生分解試験を行った.一次スクリー

PDA 生育冷凍保存株：木粉株と同様 PDA 培地に植え継

ニングにおいて 30％以上の分解が認められた 24 株のうちぎ生分解を行った場合,全く分解されなかった．しかし,

3 株は LN 及び PD 培地において菌の生育が非常においか

WPDA に植え継ぎ実験を行った場合の分解率は高くなか又は全く生育せず,二次スクリーニングを行うことはできったが分解の傾向はみられた.そこで,保存株を WPDA になかった．残りの 21 株とその他 20％以上の分解率を示し,

植え継ぎ,さらにブナ木粉,スギ木粉,米ぬかを種々の割合

保存状態がよく，また,生育のよい株 21 株についても二次に混合した培地を用いた生育させ,生分解を行ったところ,

スクリーニングを行った.二次スクリーニングの結果は若干分解率は回復するものの,分解率は約 20％以下であり,No.43,266 及び 292 は一次スクリーニングと同等の結果が

木粉生育株より分解率は PDA 培地で培養したものを冷凍得られたが,その他の株は一次スクリーニングよりも非常

保存しても活性が低下することが判明した.

に低い分解率であり,50％以上の分解率を示す株は得られ数多くの菌株について活性回復に関する実験を行った

なかった.このように保存（3 ヶ月から約 1 年）によってなかで, No.264 株は種々の植え継ぎ法によって唯一,分解急速に分解能力が落ちることが判明した．そのなかでも,活性が現れた株である.一次,二次スクリーニングでは LN,

最も高い分解率は No.266 で LN, PD 培地でそれぞれ

PD 培地両方で分解がみられているが（表 2），分解性回復

27.6％及び 37.1％であった.

法の実験では LN, PD 培地のいずれか一方でのみ分解がみ３－５られている．この理由は現時点では分からない．今後の調分解活性回復法の検討

二次スクリーニングで最高の分解率を示した No.266 は元来,他の菌類に比較して非常に生育速度が遅い株であっ査が必要である．
３－６環境試料への応用

た，この実験は菌株を保存後,２ヶ月半経過後行ったもの

平成 12 年,大牟田川で検出された黒色油状物質（クロロであった.その分解を再確認するために,保存 10 ヶ月後,

ベンゼン類が主成分でダイオキシン類も含む）を対象に優同様な実験を行ったところ, PDA 培地での生育は初期の良株として選択した No.264 によるクロロベンゼン類の分速度より更に遅くなり,培地全体がワインカラーとなり,

解とダイオキシン類の分解を試みた.表５にクロロベンゼ

生分解に適さない株に変化した.また, PDA 生育冷凍保存

ン類の分解結果を示す.ペンタクロ及びヘキサクロロベン

株も PDA 培地上での生育状況は同様であった.このこと

ゼンはほとんど分解されずその他は 20％以上分解された.

から一次スクリーニングで分解活性がみられた株のうち,なかでも 1,3,5-トリクロロベンゼンが最も高く 73.4％分

PDA 培地, LN 及び PD 培地での生育,更に保存状態のよか

解された.ダイオキシン類は塩素数が多くても分解されるった 8 株（No.9610219,6,43,55,264,269,292，438）につが,クロロベンゼン類の場合は塩素数が多くなると分解さいて木粉生育冷蔵保存株と PDA 生育冷凍保存株を用いてれない.この違いは,ダイオキシン骨格に酸素原子が含ま活性維持及び回復法の検討を行った. No.201 についてはれているため,塩素数が多くても分解されやすくなってい

冷凍保存株について行った．

るものと考えられる．

表２No

ダイオキシン類の分解試験結果

採取地点

菌株 No

1 次スクリーニング*
分解率(%)

2 次スクリーニング*
分解率(%)

LN 培地
PD 培地
LN 培地
PD 培地
35.6
42.9
7.9
10.2
1 犬が丘
961029
32.5
17.4
25.6
21.3
43 英彦山
43
24.0
19.1
16.9
15.8
89 背振
89
23.7
41.3
2.3
10.3
44 古処
128-3
28.5
14.3
6.2
14.9
81 屋久島
228-2
31.2
36.1
18.5
17.3
98 屋久島
264
35.9
41.8
27.6
37.1
99 屋久島
266
29.3
20.6
18.3
12.2
100 屋久島
269
70.3
12.0
15.8
11.5
104 屋久島
279
38.7
5.0
10.0
10.5
112 屋久島
291-3
28.8
32.3
26.9
17.1
113 屋久島292*スクリーニングにおける数値はダイオキシン類 10 種類の分解率の平均値

表３

クロロベンゼン類の分解試験結果

クロロベンゼン類
油状物質中の濃度(mg/g)
モノクロロベンゼン
25.8
1,3-ジクロロベンゼン
3.6
1,4-ジクロロベンゼン
162.7
1,2-ジクロロベンゼン
106.7
1,2,4-トリクロロベンゼン
71.5
1,3,5-トリクロロベンゼン
17.0
1,2,4,5-テトラクロロベンゼン
18.9
1,2,3,4-テトラクロロベンゼン
81.9
ペンタクロロベンゼン
27.4
ヘキサクロロベンゼン
7.7
油状物質 0.5085g/20ml のアセトン溶液を 10μl を加え分解実験を行った

４を踏まえ，今後，より分解率の高い菌類を採取することが可能ならば実用化に向けて更に前進すると考えられる．

５

行政的意義，貢献

ダイオキシン類対策の中でも土壌汚染の低減化は行政上重要な課題となっている.現在,ダイオキシン類による汚染土壌の修復法として熱分解法が主に研究されているが,コストが高く，二次汚染の可能性もある.本法は環境の自然回復力を活用しようとするものであるため,二次汚染の少ない環境にやさしい方法と考えられ今後の発展が期待される．

分解率(%)
21.6
46.3
37.3
54.2
47.1
73.4
28.1
23.0
13.5
5.2

結論と今後の課題

256 種の担子菌を採取し，リグニン分解能の一次スクリーニング,ダイオキシン類分解能のスクリーニング,保存方法を検討した結果,以下のことが明らかにした．
①PDA 培地上で生育させた菌類の冷凍保存はダイオキシ
ン分解を目的とする場合,長期間の保存には適切ではない.
②冷凍保存法としてグリセリン溶液で保存した菌類は全
く PDA 培地上では生育がみられず,グリセリン保存は担

謝辞
この研究にご理解を賜り,終始ご指導,ご支援を頂いた
当所

加藤元博所長,北森成治副所長,保健福祉部薬務課

今地政美課長技術補佐,保健福祉部企画課

井尻潤企画主幹,田村聡技術主査に深謝します.この調査で用いたブナ及びスギ木粉,米ぬか等は福岡県森林林業技術センターから,快く提供して頂いた.特に資源開発課金子周平課長からきのこについてご指導・ご教授頂いた.ここに深く感謝いたします.この調査で用いた培地の調製についてご協力頂いた佐伯かおり氏に深く感謝するとともに,この調査の遂行にご理解,ご協力を賜った当所病理細菌課

長野英俊

主任技師,濱崎光宏主任技師,環境部環境政策課

田中義人技術主査及び当所水質課

志水信弘主任技師に感謝致します．

子菌類には適さない.
③木粉で生育させた菌類を冷蔵又は冷凍保存する.市販品の 3ml 程度のチューブに入れ,乾燥を防ぐために,滅菌水を加えて保存する.
④保存株で活性が回復しない場合,腐朽材から分離することによって,以前と同じ活性が得られる場合があった．できれば腐朽材そのものを一次スクリーニングが終わるまで③の方法で保存する.
⑤植え継ぎに用いる培地は PDA 寒天培地よりも 0.2％木
粉入り PDA 寒天培地の方が菌の生育がよい場合があり，その上ダイオキシン分解能も保持されると考えられる.
⑥菌類採取後はスクリーニングを 3 ヶ月以内に終了する
こと.
No.264 の分解率は 30％程度と低いが,比較的保存に耐え分解能が安定した株であった. No.264 を多種類の化学物質を含む環境汚染試料に応用したところ,分解できることが分かり,実用化への可能性が示唆された．
以上，提案したダイオキシン分解活性維持法及び保存法

参考文献
1）B. W. Bogan and R. T. Lamar: Appl. Environ. Microbiol.,
61,2631（1995）.
2）J．A．Bumpus，M．Tien，D．Wright

and

S．D.

Aust:Science,228,1434（1985）.
3）S.Takada,M.Nakamura,T.Matsueda,R.Kondo and K.
Sakai: ApplI. Environ. Microbiol.,62,4323（1996）.
4）高田智:環境管理，35,562（1999）.
（2002）.
5）特許，福岡県,特開平 10-323646.
6）高田智他:担子菌類によるダイオキシン類の分解研究報
告書,福岡県保健環境研究所（2003）.

1.4

Ｓ ＭＲ
1.2

SMRL95
1.6

SMRU95
1.8

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

老衰
そ の他 、分 類 さ れ な い も の急性気管支炎髄膜炎
皮 膚 ・皮 下 組 織 の疾 患
パ ー キ ン ソ ン病
心不全
腸管感染症
慢 性 非 リウ マ チ性 心 内 膜 疾
脳梗塞
中枢神経系
急性心筋梗塞心 疾 患 （高 血 圧 性 を除 く ）
卵巣 がん
脳血管疾患
慢 性 リウ マ チ性 心 疾 患
血 管 性 ・詳 細 不 明 の痴 呆
循 環 器 系 の疾 患
脳内出血
食道 がん
神 経 系 の疾 患
Ｓ状 結 腸 移 行 部 ・直 腸 が ん
糖尿病
尿 路 性 器 系 の疾 患
内分泌 ，栄養 ・代謝疾患
腎不全
胃 がん
傷 病 ・死 亡 の外 因
結腸 がん
自殺
ヘ ル ニ ア ・腸閉塞
喘息
大動脈瘤 ・解離
肺炎
気管 、気管支 ・肺 が ん
悪性新生物
新生物
感染症 ・寄生虫症
呼 吸 器 系 の疾 患
慢性閉塞性肺疾患
消 化 器 系 の疾 患
子宮 がん
そ の他 の新 生 物
敗血症
白血病
周 産 期 に発 生 した病 態
肝疾患
そ の他 の ウ イ ル ス肝 炎
高血圧性疾患ウ イ ル ス肝炎
Ｂ型 ウ イ ル ス肝 炎
高血圧性心疾患 ・心腎疾患
不 慮 の溺 死 ・溺 水
肝 ・肝内胆管 が ん

固相検出法による内分泌攪乱物質の迅速・高感度簡易計測法の開発－内分泌攪乱物質の迅速・高感度簡易計測法における応用化に係る魚血中ビデロジ
ェニン採取及び河川中の内分泌攪乱物質に関する研究－
研究期間（平成 14 年度）

黒川陽一*，今任稔彦**，浅野泰一**，田部井久男**，正留隆***

固相検出法による内分泌攪乱物質の迅速・高感度簡易計測法の開発研究の一環として河川水中の内分泌攪乱物質の測定及び魚血中ビデロジェニンへの影響度を調査するための実際的適用に関する研究を行った．
河川として御笠川を選定し，河川水中の内分泌攪乱物質（アルキルフェノール類）の測定を行い，また河川水に暴露させた魚の血液を採取した．アルキルフェノール類の濃度範囲は，
p-tert-ブチルフェノールについては，0.0007〜0.0044μg/L，p-tert-オクチルフェノールについては，0.0011〜0.010μg/L，ノニルフェノールでは，0.014〜0.22μg/L，ビスフェノー
ル A では 0.0027〜0.015μg/L であった．
本実験手法は，ビデロジェニン発現の魚種としてコメットを用い 1 ヶ月間篭の中に入れ河川水に暴露する点に特徴があった．雌雄の判別が解剖によらず簡易に行える点及び一定の条件で生育された養殖魚を用い比較する手法は，もともと河川に生息する魚を捕獲する方法よ
りもはるかに容易であり，ビデロジェニン発現を検出する有用な手法であった．
［キーワード：内分泌攪乱物質，ビデロジェニン，ノニルフェノール］
はじめに

河川水中の内分泌攪乱汚染物質との関連性につい内分泌攪乱物質は，広く環境を汚染することにて調査することとなった．この実用化実験を通しより，そこに生息する種々の生物に環境ホルモンて河川水の汚濁に伴う魚血中のビデロジェニン発作用を引き起こしている．人に対しても世代を越現をより簡単に，効率的に検出する実際的手法のえる深刻な影響を与える恐れから環境行政の立場検討を行った．

からの実態把握調査が進められている．しかし内2分泌攪乱汚染物質の種類は多く，それぞれの測定

2.1

法も異なりかつ長時間の煩雑な分析操作を要すこ

1） 魚血清の採取とより，既存の分析法では早急な環境汚染対策を

鯉の養殖場からひごいの一種であるコメット種講じる際の障壁となる状況も懸念されている．そを雄に限定して入手した．雌雄の判別は，下腹部のためより迅速かつ簡易に全体的に内分泌攪乱物を強く押さえることで精子放出を確認する方法に質汚染を把握する手法が望まれている．有明高専

よった．これらのコメットを御笠川の 3 調査地点

及び九州大学大学院工学部によって開発された内（A：田中小橋下 5 匹，B：保健環境研究所裏 3 匹，分泌攪乱物質の迅速・高感度簡易計測器は，そのC:那珂 4 匹，これらの地点は採取地点図 1 に示す．）

期待を担うものである．そこで本装置の実用性をにそれぞれ網篭（32cm×65cm の円筒形）に入れ約検証するための応用化研究として福岡県内の河川

1 月間（平成 14 年 12 月 10 日から平成 15 年 1 月７水中で飼育された魚の血中のビデロジェニンを測日まで）放置した．なお最初にコントロールとし定し，従来法と比較しての優位性の検討を行い，ての魚血清を 3 検体採取した．
採取後の血液は 2500

1*
福岡県保健環境研究所．福岡県太宰府市** 九州大学工学部，福岡市東区*** 有明工業専門高等学校

研究方法
魚血液中のビデロジェニンの分析

回転で遠沈し，血清について冷凍保存した．

42)魚血液中のビデロジェニンの測定まとめ
本実験手法は，ビデロジェニン発現の魚種とし

有明高等専門学校及び九州大学大学院工学部にてコメットを用いたが，この種類は比較的環境のよって開発された内分泌攪乱物質の迅速・高感度変化に強く，約 1 ヶ月間篭の中に入れた調査でも簡易計測機器を用いた分析及び内分泌攪乱物質と全て生存していた．また雌雄の判別が解剖によらの関係性の解析は九州大学が行う予定である．

ず簡易に行える点が有利であり，一定の条件で生育された養殖魚を用い，実際の河川水で長期間飼育後の結果を比較する手法は，もともと河川に生息する魚を捕獲する方法よりもはるかに容易であり，ビデロジェニン発現を検出する有用な手法であると推察された．
5

行政的意義，貢献
県は，環境省における総合的調査，研究に協力しながら県内環境の把握や情報の収集整理に努めている．本研究の成果は内分泌攪乱物質による環境汚染情報を迅速簡易に収集することを可能とし3ている．また保健環境研究所が実施した実際的な結果及び考察
御笠川における内分泌攪乱物質（アルキルフェ

ノール類）の分析結果を表 1 に示した．濃度範囲

手法が加わることにより具体的，迅速な環境対策に役立つものとなることが期待される．

は，p-tert-ブチルフェノールについては，0.0007〜0.0044μg/L，p-tert-オクチルフェノールにつ文献

いては，0.0011〜0.010μg/L，ノニルフェノール

１）正留では，0.014〜0.22μg/L，ビスフェノール A では

黒川陽一：固相検出法による内分泌攪乱物質の迅

0.0027〜0.015μg/L であり，文献値 2)と比較する

速・高感度簡易計測法の開発，平成 12〜14 年度と比較的汚染の少ない河川の値に近いものであった．アルキルフェノール類の濃度は 3 地点間で大きな差は見られなかったが，下流の地点 C（那珂）で全体的に少し高い傾向があった．

表1隆，浅野泰一，今任稔彦，田部井久男，学研究費補助金（基盤研究 B(1)）研究成果報告書
２）奥村為男，西川嘉範：水質・底質及び生物試料中の内分泌攪乱性フェノール類（14 種）の一斉分析と環境中の濃度レベル，環境化学討論会講演
要旨集，p36-37，1999.

御笠川における内分泌攪乱物質（アルキルフェノール類）の分析結果 (μg/L)
4-t-Butylphenol

4-t-Octylphenol

Nonylphenol

Bisphenol-A

A
A(H14.12/10)(H15.1/7)

N.D.
0.0041

N.D.
0.010

0.014
0.12

0.00530.015

A(H15.1/8)
平均

0.00080.00250.00200.0061

0.042
0.058

0.010
0.010

B

(H14.12/10)

0.00070.0011

0.021

0.0027

B
B(H15.1/7)(H15.1/8)
平均

0.00170.00060.00100.00410.00180.0023

0.088
0.035
0.048

0.00840.00400.00504-t-Butylphenol

4-t-Butylphenol科

4-t-Octylphenol

4-t-Octylphenol

Nonylphenol

Nonylphenol

Bisphenol-A

Bisphenol-A

CC(H14.12/10)(H15.1/7)

0.00180.00140.00240.0026

0.14
0.05

0.013
0.012

C

(H15.1/8)
平均

0.00440.00250.00820.0044

0.22
0.14

0.015
0.013

水環境における汚濁機構の究明と保全施策効果に関する研究（１）水環境における面源負荷の発現機構とその対策についての研究（その１）－ヒノキ人工林からの降雨時栄養塩流出特性－
研究期間（平成 12 年度～14 年度）

永淵 修*，井手淳一郎**，大槻恭一**
要旨

水域における環境基準達成の状況を見ると，湖沼の達成率が極端に悪い．また,河川についても AA 類型の達成がなされてない河川が存在する．これらの流域の汚染源は面源であり，今後これら水域の環境基準達成を図るには面源対策が急務である．ここでは，農地,林地における汚濁負荷発生，流出機構解明を行うとともに,負荷量の予測を行い，汚濁削減のための手法の確立を試みた．さらに，水田からの農薬流出モデルを構築し,力丸ダム湖流域で行った水田農薬流出量調査結果を用いて検証を行った．その結果，水田農薬の環境中への流出は畦畔流出と水管理の不備が大きいことが明らかになった．一方，森林からの栄養塩の流出についてはヒノキ人工林の小流域で詳細な水文,水質調査を行い，ヒノキ人工林からの窒素，リンの流
出原単位を示すことができた．
［キーワード :林地，渓流，栄養塩，農地，農薬，流出モデル，定量評価］
１．はじめに

森林は栄養塩の吸収源（シンク）として評価されてき森林は我が国の国土面積の 2/3 を占め, 近年, その公益的機能（洪水緩和, 水質浄化など）が注目されてた．これは栄養塩支出の評価法に問題があり，正しく評価されていない可能性がある．

いる．この公益的機能は, 十分な森林管理のもとで発

そこで本研究では, 下層植生の貧弱なヒノキ人工林

揮されると考えられる．しかし, 近年, 林業不振等ににおいて, 水質・水文観測を行い, 窒素（T-N）, リン

より, 間伐などの森林管理は滞り, 森林面積の 44％を（T-P）の支出の評価法について検討した．

占める人工林の多くは, 林林がが鬱し, 下層植生が貧弱になる傾向がある．

２．研究方法

下層植生の貧弱な森林では表土が露出し, 降雨時,

対象試験地である御手洗水流域は福岡市の東方約

表土の流亡が発生しやすい．この傾向はヒノキ人工林

15km に位置する流域面積 9.5ha の山地小流域であり,で顕著であると言われている（湯川ら, 1995）．これは,流域内の大部分はヒノキ人工林で覆われている．流域

ヒノキの葉は分解が早く, しかも葉の形状が小燐片状

末端には量水堰が設置されており, 水位についてはであるためリターの流亡量が多く, 降雨時, 表層土壌

10 分間隔で測定し，水質については週一回の定期採を雨滴衝撃から保護するリター層の発達が貧弱なた水を行った．また, 降雨時には別途に降中的なは別調めである．表層土壌には窒素, リンなどの栄養塩が高査を行った．流域尾根部の林外 2 地点には気象測器が濃度で存在するため, 降雨時における表土流亡に伴い,設置されており, 気象観測および降雨の水質観測を行これらの栄養塩も流失すると考えられる．
したがって,った．なお, 本研究は, 2001 年 8 月 1 日～2002 年 11

下層植生の貧弱なヒノキ人工林は, 森林のもつ，いわ月 28 日の観測データに基づいている．

ゆる公益的機能が十分に発揮されず, 汚濁物質, すな

原単位収支の評価については, 降雨を収入, 渓流かわち栄養塩の発生源（ソース）となることが予測されらの流出を支出とした．収入については, 降雨量重みる．しかし，既往研究における栄養塩収支の評価では，

付け平均濃度に降雨量を乗じて算出した．支出につい*福岡県保健環境研究所 （〒818-0135

福岡県太宰府市大字向佐野 39）**

九州大学大学院農学部 （〒811-2415

福岡県糟屋郡篠栗町大字津波黒 394）

ては, 流出負荷量の代表的な評価手法である区間代表

試験地は栄養塩のソースとして評価された．したがっ法と L-Q 法の 2 通りの方法（武田, 2001）で算出した．

て，下層植生の貧弱なヒノキ人工林は栄養塩のソース

区間代表法は既往研究で広く用いられてきたが，降雨となる可能性がある．

時の水質変動が全く考慮されない方法である．一方,L-Q 法は, （1）水質の季節性が考慮されない, （2）
増水時と減水時で生じる負荷量のヒステリシスが考慮されないなどの短所が報告されてはいるものの（武田, 2001）, 降雨時の水質変動を考慮することができる方法である．
３．結果及び考察
全窒素（T-N）, 全リン（T-P）の原単位収支を表１に示す．T-N，T-P のいずれについても，区間代表法に

表1

御手洗水流域における原単位[kg/yr/ha]
T-N
T-P
8.60
0.116
① 降雨による収入
8.35
0.072
② 区間代表法による支出
16.3
0.189
③ L-Q法による支出
0.97
0.61
②/①
1.90
1.62
③/①
1.96
2.64
③/②
（週一回の定期採水によるデータを基に作成）

４．まとめ

よる支出は収入を下回り，本試験地は栄養塩のシンク

L-Q 式による負荷量の算定は，流量規模の小さい場として評価された．逆に L-Q 法による支出は収入を上合（<17L/sec）は実測負荷量とうまくの合する傾向に回り，本試験地は栄養塩のソースとして評価された．

あった．しかし，流量規模の大きな降雨時流出におけ評価手法によって栄養塩収支の評価が異なったが，区る負荷量，特にその最大ピークは正確には算定できな間代表法による支出は，多量の栄養塩の流出が観測さかった．この原因として，週一回のサンプリングを基れる降雨時の負荷量が考慮されないため，実際の支出に導いた L-Q 式ではデータが低流量時に偏り，その結を過小評価していると考えられる．したがって，区間

果，縣濁成分を多く含む項目ほど過小評価する傾向が代表法による支出は栄養塩収支の評価には不の評である．これを防ぐためには高頻度調査が必要であるが，ある．L-Q 法による支出をの評とするなら，本試験地

降雨時の高頻度調査は，予測しがたい気象雨時によりは栄養塩のソースとして評価されるが，L-Q 法には研限界があるため，高頻度調査と並行して縣濁態成分を究方法で記したような短所が報告されていることか考慮したモデルを構築する必要がある．このモデルのら検討の余地がある．

構築は今後の課題であるが，森林域からの正確な栄養

L-Q 法による支出の妥当性を検討するため，数回の塩（T-N，T-P，TOC）流出負荷量原単位を示すには降降雨時におけるは別した（15 分～1 時間間隔）実測流

雨時の縣濁態栄養塩の動態を正確に算定することが出負荷量（実測値）と L-Q 式による推定流出負荷量（推必要である．

定値）を比較した．その結果，高濃度の懸濁態栄養塩（PTN,PTP）の流出があったピーク流量時に，推定値が実測値を過小評価していたことが示された．この傾向は組成の多くを懸濁態成分が占める T-P で顕著であ

５．行政的意義，貢献
環境基準見直し作業等の負荷量調査に有益な情報を与える．

り，オーダーの異なる過小評価を呈した．以上より，
L-Q 法による支出は実際の支出を過小評価していると考えられた．

引用文献1) 湯川典子, 恩田裕一（1995）ヒノキ林において本研究の結果から, T-N および T-P の支出の評価法

下層植生が土壌の浸透能に及ぼす影響（Ⅰ）散に区間代表法を使うと栄養塩収支の評価を見誤る可

水 型 浸 透 計 に よ る 野 外 実 験 . 日 林 誌 77:

能性があることが示された．また，区間代表法を用い

224-231.

た既往研究における栄養塩支出は再検討の余地があることが示唆された．一方，支出の評価に L-Q 法を使うと，流出負荷量原単位としては過小評価するが，本

2) 武田育郎(2001) 水と水質環境の基礎知識. 198pp,
オーム社, 東京.

( )( )ペリスターポンプ

分解率(%)