Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## 2 ) イトゴカイにおけるPOPsの潜在的毒性影響の解明とリスク評価

1 mg/lのKC-400、0.45 mg/lのBDE-47および10 mg/lのPFOSを72時間曝露したイトゴカイでは明瞭な急性毒性影響は確認されなかった。そこで、これらの試験区のイトゴカイ試料について、DNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を試みた。今回用いたDNAマイクロアレイチップに搭載された9223遺伝子のうち、KC-400、BDE-47およびPFOS曝露によってそれぞれ210、313および31遺伝子の発現が変化し、これらPOPsによって発現変動する遺伝子群のスクリーニングに成功した。KC-400（210遺伝子/9223遺伝子=2.3%）あるいはBDE-47（3.4%）曝露によって変動した遺伝子の割合は、PFOS（0.34%）曝露と比較してそれぞれ6.8倍あるいは10倍高かった。今回用いたKC-400（1 mg/l）およびBDE-47（0.45 mg/l）の曝露濃度は、PFOS（10 mg/l）と比較して10倍程度低いにもかかわらず、KC-400およびBDE-47はPFOSと比較してより多数の遺伝子の発現に影響すると考えられた。これら発現変動した遺伝子のうち、発現が増加した遺伝子数は、KC-400で210、BDE-47で295、PFOSで26であった。一方、発現が抑制した遺伝子数は、KC-400で0、BDE-47で18、PFOSで5であり、発現増加した遺伝子数と比較すると極めて少なかった。これらのことから、以下特に発現増加した遺伝子群について考察することとした。

DNAマイクロアレイによって明らかになったKC-400応答遺伝子群について、特異的なプライマー対を設計し、PCR条件等を最適化することによって、ΔCt法を用いたリアルタイムPCRによる遺伝子発現定量系を構築した。この定量系を用いて、KC-400を3日間曝露したイトゴカイについて各遺伝子発現量を測定した。Tensinは細胞質のリンタンパク質で、アクチンフィラメントに結合し、接着斑として機能する。1 mg/LのKC-400曝露群では有意に増加したことから、KC-400は細胞の構造形成に影響すると考えられた。DnaJはシャペロンタンパク質であり、熱ショックタンパク質（Hsp）と相互作用し、ガンに関与することが知られている。1 mg/LのKC-400曝露群では有意に増加した。また大肠ガンとの関連が指摘されているUBA domain-containing protein遺伝子の発現は1 mg/L以外のKC-400曝露群で有意に抑制された。これらのことから、KC-400の発ガンへの関与が示唆された。Insulin degrading enzymeはインスリン分解酵素である。これまで血糖値やアミロイドβ脳内蓄積によるアルツハイマ一病との関連が報告されている。1 mg/LのKC-400曝露群では有意に増加した。全てのKC-400曝露群において、26S proteasome regulatory subunit rpn2遺伝子発現に影響はみられなかった。脂肪細胞の分化に関わるグリセロール-3-リン酸脱水素酵素(glycerol-3-phosphate dehydrogenase)や脂肪酸合成酵素(fatty acid synthase)の遺伝子発現は、1 mg/LのKC-400曝露群で有意に増加した。また、脂質代謝関連遺伝子cytochrome P450（CYP）4A11のホモログであるCYP XL-301-like遺伝子の発現は1 mg/LのKC-400曝露群で有意に増加した。これらのことから、KC-400は脂肪合成・脂質代謝系に影響すると考えられた。

DNAマイクロアレイによって明らかになったBDE-47応答遺伝子群について、特異的なプライマー対を設計し、PCR条件等を最適化することによって、ΔΔCt法を用いたリアルタイムPCRによる遺伝子発現定量系を構築した。この定量系を用いて、BDE-47を3日間曝露したイトゴカイについて各遺伝子発現量を測定した。mRNAのプロセッシングに関与するheterogeneous nuclear ribonucleoprotein Q、カルシウムセンサーとして知られるdouble C2-like domains, β-like、筋繊維形成に関与するfibrillin 3-like遺伝子の発現は、0.45 mg/LのBDE-47曝露によって有意に増加した。また、アポトーシス誘導に関与するcaspase-8-like遺伝子の発現も0.45 mg/LのBDE-47曝露によって有意に増加した。今回、遺伝子発現量の定量は実施しなかったが、DNAマイクロアレイでは、ガン化に関与するras and EF-hand domain-containing protein homolog isoform 1やras-related protein Rab-11A-like遺伝子の発現も増加しており、別途実施した遺伝子オントロジー解析の結果と併せて考えると、BDE-47の潜在的毒性影響は極めて多岐に渡り、ガン化への関与も示唆された。

DNAマイクロアレイによって明らかになったPFOS応答遺伝子群について、特異的なプライマー対を設計し、PCR条件等を最適化することによって、ΔΔCt法を用いたリアルタイムPCRによる遺伝子発現定量系を構築した。この定量系を用いて、PFOSを3日間曝露したイトゴカイについて各遺伝子発現量を測定した。10 mg/LのPFOS曝露によってアセトアルデヒド脱水素酵素の一種であるaldehyde dehydrogenase family 1 member L2遺伝子の発現が増加した。ユビキチン/プロテアソーム経路に関与するUBX domain-containing protein、アミノ酸トランスポーター関連excitatory amino acid transporter、アミノ酸の取り込みに関与するvitamin k-dependent γ-carboxylase、脂質代謝関連CYP XL-301-like、色素沈着関連garnet遺伝子の発現は、0.1, 1, 100 mg/LのPFOS曝露で抑制された。これら遺伝子群の関与したPFOSの潜在的毒性影響が示唆されたが、これら遺伝子群の発現抑制の生理学的意義等の解明は今後の検討課題であろう。

以上のことから、各POPsによって影響を受けた遺伝子群が明らかとなった。さらに本研究において発現増加した遺伝子のうち、KC-400とBDE-47曝露で共通して発現が増加したのは8遺伝子であった。言い換えると、8遺伝子以外の遺伝子の種類はKC-400とBDE-47でそれぞれ異なっていた。また、PFOS曝露で発現増加した26遺伝子のうち、BDE-47と共通して発現増加したのは25遺伝子であった。KC-400とPFOS曝露において共通して発現が増加した遺伝子は今回確認されなかった。これらのことから、PFOS曝露による潜在的毒性影響はBDE-47でも引き起こされる可能性があったが、一方でBDE-47あるいはKC-400特有の潜在的毒性影響も示唆され、本研究で用いたPOPsによる潜在的毒性影響は極めて多岐に渡ると考えられた。
実環境中においてPOPsは複合して存在するため、これらPOPsの水生生物に対する複合影響を評価することは極めて重要な課題である。そこで、各POPs曝露によって共通して発現増加した遺伝子群を抽出し、それらの複合汚染に対する新規バイオマーカー候補遺伝子としての可能性を考察した。各POPs曝露によって共通して2つの遺伝子（guanine-nucleotide-exchange-factorとpresenilin 1-1）の発現が増加した。このうち、

dephosphate (GDP) の放出を制御することによって GTPase を活性化することが知られている。また、ガン化との関連も示唆されている。さらに、ヒトのアルツハイマ一病の原因遺伝子として知られている presenilin 1-1 については、リアルタイム PCRによる測定法を確立し、遺伝子発現に及ぼす濃度依存的影響を調査した。Presenilin 1-1 遺伝子の発現量は、1 mg/L の KC-400、0.45 mg/L の BDE-47 曝露によって有意に増加し、0.1, 1, 100 mg/L の PFOS 曝露によって有意に抑制された。PCBs は アルツハイマ一病との関連も指摘されている。これらのことから、guanine-nucleotide-exchange-factor と presenilin 1-1 は今回実施した 3 種類の POPs 複合曝露に対する新規バイオマーカー候補として特に注目すべき遺伝子であることが示唆された。しかしながら、本研究で対象としたイトゴカイでは、これらの遺伝子配列は明らかになっているものの、実際の機能については解析がなされていない。今後、イトゴカイにおけるこれら遺伝子群の機能や毒性学的意義を明らかにするとともに、長期曝露試験などによって遺伝子発現の経時的変化を確認し、POPs 複合汚染に対する新規バイオマーカー候補遺伝子としての可能性を精査する必要がある。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

野外調査結果に基づき現場におけるPCBのフラックスを明らかにした。生物を含めたフラックスに関する知見は限られており、POPsの環境動態および生物移行を理解するうえで貴重なデータとなる。また、食物連鎖を通した化学物質の濃縮係数（TMF）は、一般に化学物質の疎水性が強い物質ほど値が大きくなると考えられていたが、対象河口域ではこの傾向とは逆の傾向を示すことを明らかにした。さらに、現場の水・底質のPCB・PBDE・PFOS濃度から食物網を通して各種生物中濃度の予測する食物網蓄積モデルを構築し、生物の体内濃度に基づいて生態リスク評価を行う手法を提案した。

ストックホルム条約に新たに登録されたポリ臭素化ジフェニルエーテル類や有機フッ素化合物を対象として、水生生物に対する毒性影響を遺伝子レベルで調査した研究は極めて少ない。本研究では、メダカおよびイトゴカイのDNAマイクロアレイを用いて網羅的遺伝子発現解析を試み、遺伝子レベルからPOPsの潜在的毒性影響を明らかにした。特に、本研究によって初めてイトゴカイにおけるPOPs応答遺伝子が明らかとなった。また、POPsの複合曝露（毒性）に対する新規バイオマーカー候補遺伝子が両生物種において明らかになった。これら遺伝子の今後のさらなる機能解析によって、生態毒性試験の標準化・高度化に大きく寄与できるとともに、本研究成果は、POPsの生態リスク評価において極めて重要な情報を提示できる。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

POPsによる底質汚染のモデルとして、現場生物イトゴカイを用いた評価系を構築した。これらは新たな生態影響評価試験の標準化・高度化に大きく寄与できる。また、DNAマイクロアレイ解析による遺伝子レベルでの毒性影響評価により、環境基準の設定や生態系保全および生物資源の利活用を促進する一助になりえる点からも環境政策に資する。さらに世界をリードする学術情報を発信するだけでなく、POPsに関するストックホルム条約などに関連した国際社会のニーズや生態系保全・生物多様性保全を考慮した化学物質の安全性評価・利用指針の構築に資することが期待され、今後の環境政策に大きく貢献できる。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## <査読付き論文>

1) J. Kobayashi, Y. Imuta, T. Komorita, H. Ishibashi, K. Yamada, F. Ishihara, N. Nakashima, J. Sakai, K. Arizono, M. Koga: Chemosphere, 118, 201–206 (2015)

“Trophic-magnification of polychlorinated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in an estuarine food web of the Ariake Sea, Japan”
## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1）小森田智大、小林淳、石橋弘志、中島尚哉、石原史隆、伊牟田優希、古賀実、堤裕昭：2012年度日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会（2012）

「大牟田川河口域における水質・底質の環境要因の空間分布と底生動物群集の関係」

2) T. Komorita, J. Kobayashi, H. Ishibashi, N. Nakajima, H. Ishihara, Y. Imuta, A. Umehara, M. Koga, H. Tsutsumi: The First Asian Marine Biology Symposium, Phuket, Thailand, 2012

“Spatial distribution of macro zoobenthos community related to the environmental variables surround a mouth of a small river, southern Japan.”

3）小林淳、小森田智大、中島尚哉、石原史隆、伊牟田優希、梅原亮、石橋弘志、有薗幸司、古賀実：第22回環境化学討論会（2013）

「有明海の河口域における残留性有機汚染物質の空間分布と分配」

4）伊牟田優希、小林淳、小森田智大、中島尚哉、石原史隆、梅原亮、石橋弘志、有薗幸司、古賀実：第22回環境化学討論会（2013）

「有明海の河口域に棲息する水生生物への残留性有機汚染物質の蓄積解析」

5）石原史隆、小林淳、小森田智大、中島尚哉、伊牟田優希、梅原亮、石橋弘志、有薗幸司、古賀実：第22回環境化学討論会（2013）

「海産魚類における残留性有機汚染物質の体内分布特性」

6) H. Ishibashi, M. Uchida, M. Hirano, J. Kobayashi, T. Komorita, H. Nakamura, Y. Kagami, T. Kusano, Y. Ishibashi, K. Arizona: 7th International Conference on Marine Pollution and Ecotoxicology, Hong Kong, 2013

“Transcriptomic analysis of the liver of Japanese medaka (Oryzias latipes) exposed to Kanechlor-500, BDE47 or PFOS.”

7）小林淳、小森田智大、石橋弘志、有蘭幸司、古賀実:第23回環境化学討論会(2014)「有明海の河口域におけるポリ塩化ビフェニルの食物網蓄積モデルの構築と検証」

8）川中理可、小林淳、石原史隆、櫻井健郎、小森田智大、石橋弘志、有蘭幸司、古賀実：第23回環境化学討論会（2014）

「汽水域に棲息する多毛類のポリ塩化ビフェニルの取込み経路と体内動力学」

9）石原史隆、小林淳、小森田智大、石橋弘志、有菌幸司、古賀実：第23回環境化学討論会（2014）「魚類におけるポリ臭素化ジフェニルエーテルの体内分配に及ぼす代謝の影響」

10）伊牟田優希、小林淳、小森田智大、山田勝雅、石橋弘志、有蘭幸司、古賀実：第23回環境化学討論会（2014）

11）前田佳貴、伊牟田優希、石原史隆、中島尚哉、小林淳、小森田智大、石橋弘志、有菌幸司、古賀実：第23回環境化学討論会（2014）

「有明海河口域における有機フッ素化合物の生物蓄積」

12）小森田智大、小林淳、伊牟田優希、石原史隆、中島尚哉、石橋弘志、堤裕昭：日本海洋学会秋季大会（2014）

「河口域におけるポリ塩化ビフェニル(PCBs)の動態」

### 7. 研究者略壓

課題代表者: 小林淳

新潟大学大学院自然科学研究科博士後期課程修了、博士（工学）、現在、熊本県立大学環境共生学部助教

## 研究分担者

## 1 ）小森田 智大

北海道大学大学院環境科学院博士後期課程修了、博士（環境科学）、現在、熊本県立大学環境共生学部助教

## 2 ）石橋 弘志

長崎大学大学院生産科学研究科海洋資源学専攻博士後期課程修了、博士（学術）、現在、尚綱大学短期大学部准教授
## 5 RFb-1203 河口域における残留性有機汚染物質の循環とそれが沿岸生態系に与える影響の定量的評価

## （１）残留性有機汚染物質の生物蓄積機構の解明と食物連鎖モデルの構築

熊本県立大学

環境共生学部環境資源学科

小林 淳

環境共生学部環境資源学科

小森田智大

平成24～26年度累計予算額：13,514千円

（うち、平成26年度予算額：2,629千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

ポリ塩化ビフェニル（PCBs）、ポリ臭素化ジフェニルエーテル（PBDEs）、ペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）などの残留性有機汚染物質（POPs）は高い毒性、残留性、生物蓄積性を有することからヒト健康や生態系に対して適切なリスク管理が必要である。河口域は生物多様性に富み、生物生産が豊かな領域であるが、河川を通して栄養塩とともにPOPsなども流入するため、河川からの流入も含めた物質循環や多様な生物に対応可能な食物連鎖を通したPOPsの曝露評価・リスク評価手法の構築が必要である。本研究では、対象水域（福岡県大牟田川）における野外調査、モデルシミュレーションを通して対象水域に棲息する生物に対してPOPsの生態リスク評価を行った。野外調査では対象水域の栄養塩やPOPs濃度の三次元分布、生物個体群構造を明らかにした。さらに、係留センサーによる水質の常時観測結果から河川および現場の優占種であったイトゴカイへのPCBsのフラックスを推定した。また、採取生物の窒素・炭素安定同位体比をもとにPOPsの食物連鎖を通した濃縮係数（TMF）を求め、河口域における化学物質の食物連鎖を通した濃縮傾向は他の水域の傾向と異なることを明らかにした。胃内容物調査、文献調査をもとに現場の食物網を推定し、POPsの食物網蓄積モデルを構築した結果、PCB・PBDEは高い精度で生物中の濃度が予測可能であったが、PFOSは魚種によって推定精度にばらつきがみられた。高い精度の得られたPCB・PBDEについて曝露評価を行い、既往の生態毒性値やサブテーマ（2）のDNAマイクロアレイで遺伝子発現変動がみられた濃度と照らし合わせてリスク評価を行ったところ、これらの物質による生態リスクは低いことが示唆された。本研究で提案した食物網蓄積モデルによる曝露評価手法ならびにリスク評価手法は他の海域にも適用でき、生態リスク評価の高度化に貢献できる。

## [キーワード]

食物網蓄積モデル、生態リスク、物質循環、個体群動態、フラックス

### 1. はじめに

現在世界の化学物質の登録数は9000万種（2015年4月現在）を超え、わが国では数万種が流通している。国際的に2020年までにすべての化学物質による人の健康や環境への影響を最小化すること
とが合意された（SAICM）ことから、多種多様な化学物質のリスク管理がますます重要となってきている。多くの化学物質のなかでもポリ塩化ビフェニル（PCB）、ポリ臭素化ジフェニルエーテル（PBDE）、ペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）を代表とする残留性有機汚染物質（POPs）は高い毒性・残留性・生物濃縮性・長距離移動性を有するため、特にリスク管理が必要な物質群であるといえる。

河口域は生物多様性に富み、生物生産の豊かな領域であるが、河川を通して栄養塩とともに有害化学物質等も流入するため、河口域に棲息する多様な生物に対して適切なリスク管理が必要である。水環境に排出された化学物質は、水・底質・餌生物を経由して生物に取り込まれるため、これらの媒体を通した曝露評価ならびにフラックスの定量化が生態リスクや物質循環を考えるうえで重要である。また、化学物質による毒性発現が生物の標的臓器中の負荷量（濃度）に依存することを考慮すると、曝露評価には一般的に用いられる水中濃度よりも食物連鎖を考慮した生物中濃度に基づいた評価がより望ましいと考えられる。そのため、多くの化学物質ならびに多様な生物の濃度予測に対応可能な食物網蓄積モデルの構築、適用が不可欠である。

水生生物に対する化学物質の有害性評価については、急性・慢性毒性試験による表現型に対する閾値の算出に加えて、DNAマイクロアレイやリアルタイムPCRを用いた遺伝子レベルでの毒性評価によってさらに鋭敏な閾値を得られる可能性がある。また、より実態に近い生態リスクを評価するためには、メダカなどのモデル生物に加えて現場生物を用いた研究が必要不可欠である。現場に棲息する生物を対象に毒性実験を行った研究例は限られており、重要な知見となり得る。

## 2 ．研究開発目的

河口域におけるPOPsの循環と生態リスクを明らかにすることを目的とし、現地調査によって水・底質・生物中のPOPs、栄養塩類濃度や生物群集組成の時空間的変動などを明らかにするとともに、食物網蓄積モデルを構築して現場生物のPOPsの曝露評価、生態リスク評価を行う。また、サブテーマ（2）と連携して現場生物を用いたPOPsの毒性影響実験を行い、得られた毒性影響濃度の閾値と曝露評価結果とを照らして遺伝子レベルでの生態リスク評価を行う。

### 3. 研究開発方法

## （１）調査対象地域および対象物質

## 1 ）調查地域

本研究で調査対象とした大牟田川は有明海に流入する二級河川である（図(1)-1）。本研究では、感潮域に全23点を設定し、海水の影響を受けない淡水域に3調査定点を設定した。潮汐の振幅の影響を強く受けることから、大牟田川では河口から約4 kmまで塩水遡上が確認されている。
図(1)-1 調査地点図

図中の数字は調査定点名を示す。黒色の定点は底生動物の季節変動の調査定点を示す。

## 2 ）分析对象物質

分析対象物質は、PCB、PBDE、PFOSとした（図(1)-2）。残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約において、PCBは2001年に指定されたが、臭素系難燃剤のPBDE（テトラブロモジフェニルエーテル、ペンタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、ヘプタブロモジフェニルエーテル）およびフッ素系界面活性剤のPFOSは近年指定された新規のPOPsである。PCB、PBDEは209種類の異性体が存在し、いずれも疎水性が極めて高い。一方、PFOSは界面活性剤であるため、水にも油にも溶解する両親媒性である。このように各物質で物性が異なり、環境挙動や生物蓄積性が大きく異なることが予想される。

(a) PCB

(b) PBDE

(c) PFOS

図(1)-2 対象物質

## （２）河口域における物質循環、生物群集に関する研究

## 1 ）試料採取

2012年5月から2012年12月にかけての定期観測（1ヶ月から2ヶ月間隔）は上流部から沖合にかけて約6 kmのトランセクトラインを設定し（図(1)-1の調査定点参照）、各調査地点において満潮時から下げ潮時に観測を実施した。水質の調査項目としては、水温、塩分、溶存酸素濃度（DO）、栄養塩類（ $ NH_{4}-N $ 、 $ NO_{3}+NO_{2}-N $ 、 $ PO_{4}-P $ ）およびChlorophyll a（以下Chl-a）とした。水温、塩分、DOおよびChl-aはCTD（YSI、model 6600）により測定した。海水試料については表層水をボトルで直接採取し、海底から上方約50 cm層の底層水は横型のバンドーン型採水器により採取した。堆積物の調査は、水質調査と同時に行った。各調査定点において、エクマンバージ採泥器を用い
て堆積物表層を乱さないように丁寧に採取し，円形コアサンプラー（直径2.9 cm）を用いてその堆積物表層（0-1 cm）を押し出して切り、ランダムに10回採取し、混ぜ合わせたものを1サンプルとし、堆積物表層の環境要因、粒度組成、全有機炭素含量（TOC）、全窒素含量（TN）、酸揮発性硫化物態硫黄（AVS-S）、有機態炭素の安定同位体比（d- $ ^{13} $ C）および窒素安定同位体比（d- $ ^{15} $ N）、Chl-a含量定量用のサンプルとした。さらに、予備調査により定めた代表点（Stn 2, 13, 18）においては、底生動物の定量用サンプルとして、エックマンバージ採泥器により採取した堆積物試料を目合い1 mmのふるいを用いてふるい、ビニール袋に入れて持ち帰った。

設置型の多項目水質計による連続観測は、大牟田川の河口から約2 km上流の調査地点において、2012年10月26日から10分間隔で行った。多項目水質計による観測は、水温、塩分、DO、Chl-aおよび水深について行った。データの回収および付着物の除去については、およそ2週間間隔で行い、必要に応じて各センサー値の補正をした。

## 2 ）处理方法

研究室に持ち帰った海水試料について、栄養塩類定量用の海水試料は、懸濁物を除くためにディスミックフィルター（Whatman、GF/F）を通して、清浄なポリエチレン製の容器に採取し、-30℃で凍結保存した。濾液に含まれる栄養塩類は自動栄養塩分析装置（Bran+Luebbe、AACSIII）を用いて測定した。Chl-aの測定については、海水試料0.4 Lをガラス繊維性濾紙（Whatman、GF/F）上に濾過捕集し、濾紙とともに濾過捕集物を90%アセトンに浸出させた。次に24時間冷暗所に保存し、超音波処理を施すことによって、光合成色素の溶媒（アセトン）への抽出を行った。抽出溶媒に含まれる光合成色素は、蛍光光度計（TURNER, 10-AU-5）を用いて蛍光光度法 $ ^{1)} $ で測定した。

底質の粒度分析用サンプルは、ウェットシービング法により粒度組成を分析した。底質表層のTOCおよびTN分析用サンプルは、凍結乾燥後、乳鉢を用いて細かくすり潰し、無機炭酸塩を除去するため2N塩酸で処理した。さらに、このサンプルを真空乾燥した後、自動分析装置（FAISONS, NC2500）を用いて、TOCおよびTNの含有量を測定した。さらに、元素分析計に接続された質量分析計（DELTA plus）で、窒素と炭素の安定同位体比（$\delta^{15}\mathrm{N}\cdot\delta^{13}\mathrm{C}$）を測定した。安定同位体比は以下の式1により定義した。

$$ \begin{aligned}&\delta^{15}\mathrm{N},\delta^{13}\mathrm{C}=[\mathrm{R}_{\mathrm{sample}}/\mathrm{R}_{\mathrm{standard}}-1]\times1000\ (\text{‰})\\&\mathrm{R}=^{13}\mathrm{C}/^{12}\mathrm{C},\ ^{15}\mathrm{N}/^{14}\mathrm{N}\\ \end{aligned} $$

標準試料は、$\delta^{13}\mathrm{C}$ がPDB、$\delta^{15}\mathrm{N}$ が大気窒素である。

堆積物試料に、ガス発生管内で18N 硫酸を加え、発生したガスのガステック検知管（ヘデロテックーS 用）により得られた硫化物量から、酸揮発性硫化物（AVS-S）の濃度を求めた。底質表層のChlorophyll a分析用サンプルは、約0.5 gをネジ付き試験管に分取し、90％アセトン10 mlを用いて12～24時間冷暗所で抽出した。その後、蛍光光度計（TURNER社 10-AU-005）を用いて蛍光値を測定し、サンプルの含水率と蛍光値からChlorophyll a現存量を求めた。堆積物表層のChl-aは、袋の中の試料を均等になるようにしっかり攪拌した後、湿泥を90％アセトン溶液中に浸出し、海水試料のChl-aと同じ手順により測定した。
## 3 ）データ解析

本研究では，堆積物の環境要因の傾向を把握するために、主成分分析による類型化を実施した。底生動物群集に対しては、Brey-Curtis類似度指数を算出し、非計量多次元尺度法（NMDS）による類型化を行った。データ解析は、R 2.12.2のveganパッケージにより行い、NMDSと環境要因の関係はベクトルを用いて表現した。

設置式の多項目水質計については、データの回収後、塩分が3未満かつ水深が0.1 m未満の場合を干出時と見なし、データを除去した。その後、データの傾向を把握するために、1時間、13時間、25時間および2週間の移動平均を施した。

## 4 ）河口域における溶存酸素濃度の連続観測による酸素フラックスの定量化

大牟田川の河口から約2 km上流側の干潟上（堆積物表層から約10 cm上方）に、多項目水質計（YSI6600）を設置し、10分間隔で水温、塩分、水深および溶存酸素濃度を測定した。機器のメンテナンスは2週間に1回行った。

## 5 ）POPsの循環過程の定量

本研究では、PCBの循環過程を定量化するために、まず水中の粒状と溶存PCB濃度として、2012年の夏季と冬季に得られた実測値の平均値を代表値とした。各態PCBの輸送量を算出するために、流速については、2012年から2013年にかけて多項目水質計を用いて実測した水の変化量を用いた。次に、潮汐流に伴う往復成分を除去するために、1潮汐分の水収支を積分することで、水の輸送フラックスとし、調査期間の平均値を代表値とした。

本研究域においては、底生動物の優占種の1種として、イトゴカイが出現した。イトゴカイの増殖速度については、以下に示すTsutsumi $ ^{2)} $ のロジスティック成長方程式（式2）に基づくと仮定し、個体数を定義した。

$$ \mathrm{N}\mathrm{t}=405\ /\left(1+\mathrm{e}^{15.2-0.2\ \mathrm{^{*}t}}\right) $$

ここで、Nは密度（個体数/0.01 m^{-2}）、添え字のtは日数を示す。次に、式2を変形し、野外における増加速度を算出した（式3）。

$$ \mathrm{dN}/\mathrm{dt}=-0.2*N*(405-N)/405) $$

野外において得られたイトゴカイの生物量を密度で除すことで平均個体重を算出し、個体数の増加速度に乗じることで湿重量の増加速度を推定した。平成25年度までの実績をもとに、ゴカイ類への生物底質蓄積係数（BSAF）をもとにイトゴカイのPCB体内濃度を推定した。

PCBの循環過程のために用いたパラメーターの概要を表(1)-1に示す。
表(1)-1 PCB 循環過程の定量化に用いたパラメーター一覧

パラメーター	単位	備考
溶存態PCB濃度	ng L^{-1}	7,728	本研究
懸濁態PCB濃度	ng L^{-1}	920	本研究
流速	m^{3} m^{-2} d^{-1}	0.17	本研究
イトゴカイの増殖速度	inds m^{-2} d^{-1}	42	Tsutsumi (1990)
イトゴカイの密度	inds m^{-2}	210	本研究
イトゴカイの個体重	mgWW inds^{-1}	5.75	本研究
イトゴカイの生息域	m^{2}	236,000
河口の断面積	m^{2}	596
堆積物のPCB含量	ng g^{-1}	64.8	本研究
BSAF	0.17	本研究

## （３）POPsの測定方法

## 1 ）試料採取と処理

2012年8月、12月に図(1)-1のStn2、8、13、18、23において水、底質試料を採取した。水試料は、表層水についてはステンレス製バケツ、底層水については河床・海底から上方約50 cmの位置で横型のバンドーン型採水器を用いて6L採取した。採取した水試料は褐色ガロン瓶に水冷保存し、大学に帰着後はろ過時まで4℃で保存した。PFOS分析用試料は2012年10月、2013年8月に採取した。

魚類調査は2012年10月にStn17および上流の地点において実施し、投網によって魚類等を採取した。採取した生物は、分析用生物については水冷して大学まで持ち帰った。大学帰着後は、分析用生物は解剖時まで冷凍保存した。魚類については耳石による年齢査定、胃内容物の調査を行った。

## 2 ）分析方法

## a）試薬

PCB標準液（BP-MXP、MBP-MXP、PCB-IS-A）、PBDE標準液（BDE-MXE、MBDE-MXE）、PFOS標準液（MPFOS）はWellington Laboratories社から購入した。アセトン、ジクロロメタン、トルエン、n-ヘキサン、無水硫酸ナトリウム（残留農薬分析用（5000倍濃縮））、n-デカン（特級）、22%硫酸シリカゲル（ダイオキシン類分析用）は和光純薬株式会社から購入した。

## b) PCB・PBDE分析における抽出および精製

## i) 水試料

水試料5Lを加圧ろ過装置（DF-40-ST、ADVANTEC社）に設置後、ガラス繊維ろ紙（公称孔径0.5μm（GC-50）、1μm（GA-100）、ADVANTEC社）および固相ディスク（3M™ エムポア™ ディスク C18FF オクタデシル ファストフロー）を重ねたディスクホルダー（KS-90-UH、ADVANTEC社）に接続し、高純度窒素を用いて加圧ろ過を行い、懸濁態と溶存態に分けた（通水速度は約100ml/分）。本研究では、ガラス繊維ろ紙上の残渣を懸濁態とし、ガラス繊維ろ紙を通過して固相ディスクで捕集された物質を溶存態とした。
ろ過後のガラス繊維ろ紙、固相ディスクはそれぞれハイドロマトリックス、ガラスビーズを封入した高速溶媒抽出用の高耐圧ステンレス製容器に移した。その後、 $ ^{13} $ Cラベル化されたPCB（MBP-BPX）およびPBDE（MBDE-MXE）をそれぞれ50μl（PCB各異性体1000 pg、PBDE各異性体1000～5000 pg）添加し、抽出に供した。抽出は高速溶媒抽出（ASE200、日本ダイオネクス社）を用いてアセトン、トルエンで各1回行い、各抽出液は200 ml ナスフラスコに入れ、半日程度放置して有機溶媒層と水層を分離させ、その後無水硫酸ナトリウムを加えて脱水した。有機溶媒層は別の200 ml ナスフラスコに移し、ロータリーエバポレータで約1 mlまで濃縮した。この濃縮した抽出液を、22%硫酸シリカゲル6 g、無水硫酸ナトリウム2 gを充填したカラムクロマト管（内径15 mm、長さ300 mm）に添加し、n-ヘキサン80 mlで溶出させた。この溶出液をロータリーエバポレータを用いて約1 mlまで濃縮した後、10 ml ガラス遠沈管に移し、デカン50 μlを添加した後、窒素気流によって50 μlまで濃縮した。この濃縮液に $ ^{13} $ Cラベル化されたPCB（PCB-IS-A）を50 μl（1000 pg）添加し、良く混合した後、ガラスバイアルに移し、機器測定に供した。

## ii）底質試料

湿重量約4 gを測りとり、ハイドロマトリックス（アジレント）で脱水後、ASE用の33 mlステンレスセルにガラスビーズとともに詰めた。その後、 $ ^{13} $ Cラベル化したPCB（MBP-BPX）およびPBDE（MBDE-MXE）をそれぞれ50 μl（PCB各異性体1000 pg、PBDE各異性体1000～5000 pg）添加し、抽出に供した。抽出、精製は水試料と同様の方法で行い、機器分析に供した。

## iii）生物试料

底生動物試料は、現場で採取した水をろ過した水中で一晩置くことにより、胃内容物を排出させた。魚類試料は、解剖して胃を摘出、切開した後、内容物を除去した。内容物を除去した胃は、生理食塩水で洗浄した後、他の部位に合わせた。各生物試料は底質等の体表付着物を注意深く除去した後、貝試料・甲殻類は軟体部、魚類は全身を分析対象とし、ホモジナイズに供した。ホモジナイズ後、湿重量約4 gを測りとり、ハイドロマトリックスで脱水後、ASE用の33 mlステンレスセルにガラスビーズとともに詰めた。その後、 $ ^{13} $ Cで同位体ラベルされたPCB（MBP-BPX）およびPBDE（MBDE-MXE）をそれぞれ50 μl（PCB各異性体1000 pg、PBDE各異性体1000～5000 pg）添加し、抽出に供した。抽出は、ジクロロメタン/ハキサン（v:v = 1:1）混合溶液を用いて高速溶媒抽出を行った。抽出液は無水硫酸ナトリウムで脱水後、水試料と同様の方法で精製を行い、機器分析に供した。

## c）機器分析

高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計（Agilent 6890（アジレント社）/MS700（日本電子株式会社））を用いてPCB、PBDEの定性・定量を行った。PCBは全209異性体、PBDEは27異性体を測定対象とした。

## d）PFOS分析方法

水試料はガラス繊維ろ紙（GC-50、公称孔径0.5 μm、ADVANTEC社製）を用いて減圧ろ過を行い、濾水を溶存態、ろ紙上残渣を懸濁態として分析に供した。溶存態試料（500 ml）は、クリーン
アップスパイクとして $ ^{13} $ C-PFOS（MPFOS、Wellington Laboratories社製）を100 μl（10 ng）添加し、固相抽出を行った。懸濁虙試料および底質試料（約2 g）は、ビーカーに移した後、メタノール（HPLC用）20 mlを加え、 $ ^{13} $ C-PFOSを100μl（10 ng）添加し、超音波抽出を20分間行った。抽出液をろ過し、ろ液を固相抽出に供した。生物試料（約2 g）はハイドロマトリックスで脱水後、ASE用の33 mlステンレスセルにガラスビーズとともに詰めた。その後、 $ ^{13} $ C-PFOSを100 μl（10 ng）添加し、抽出に供した。抽出は、水/メタノール混合溶液（v:v=2:8）を用いてASE抽出を行った。抽出液は、メタノール濃度が10%以下となるように超純水で希釈（約200 ml）した後に固相抽出（Presep® PFC（和光純薬工業社製））を行った。メタノール、超純水でコンディショング後、抽出液を固相カートリッジに負荷し、1秒1滴程度の速度で通水させた。通水後、超純水10 mlを通して超純水に溶解する成分を脱離させ、その後、2分間減圧乾燥させた。次いでメタノール2 mlでPFOSを溶出させ、10 mlポリプロピレン製の遠心沈殿管に受けた。メタノール溶出液は、窒素気流で1mlまで濃縮した後、ポリプロピレン製スナップバイアルに100 μl移し、液体クロマトグラフタンデム型質量分析計（LC/MS/MS）（Ultimate 3000/TSQ Quantum Access MAX、Thermo Scientific社製）によりPFOSの定性・定量を行った。

## （４）食物連鎖を通した生物濃縮の解析および食物網蓄積モデルの構築

## 1 ）食物網の解析

食物網の解析は炭素・窒素安定同位体比、胃内容物の観察、文献調査により行った。安定同位体比の測定は、スズキ、ボラ、マハゼ、ハゼクチ等の魚類は体全体、貝類や甲殻類は軟体部を分析対象とし、脱脂処理を行った後、機器測定を行った。胃内容物は、現場で魚類（スズキ、ボラ）の消化管を摘出した後、10%中性ホルマリン溶液に浸漬したものを顕微鏡観察に供した。

## 2 ）水生生物の栄養段階とPOPsの蓄積の関係

窒素安定同位体比から各生物の栄養段階を推定し、PCB・PBDE・PFOSの蓄積との関連について解析を行った。栄養段階の算出について、基礎生産者である植物プランクトンのδ¹⁵Nは変動が大きいため、変動の小さい巻貝や二枚貝などの一次消費者を基礎として栄養段階を決定する手法が提案されている³)。本研究では既報³を参考に各生物の栄養段階（TL）を式4より算出した。

$$ \begin{aligned}&\mathrm{TL}_{\mathrm{consumer}}=\left[\left(\delta^{15}\mathrm{N}_{\mathrm{consumer}}-\delta^{15}\mathrm{N}_{\mathrm{snail}}/3.4\right)\right]+2\\ & ここで、\delta^{15}\mathrm{N}_{\mathrm{consumer}} は消費者の \delta^{15}\mathrm{N}、\delta^{15}\mathrm{N}_{\mathrm{snail}} は巻貝の \delta^{15}\mathrm{N} を示す。\\ \end{aligned} $$

食物連鎖を通した濃縮係数（Trophic magnification factor: TMF）は、水生生物の栄養段階と対数変換したPOPs濃度の間の回帰直線の傾き（式5）を式6に代入して求められる $ ^{4)} $ 。TMFが1以上であれば食物連鎖を通した生物濃縮が起こっていることを示し、1よりも小さければ生物濃縮が起こっていないことを示す。

$$ \ln POPs=a+(b\times TL) $$

ここで、TLは栄養段階、aは切片、bは傾き（TMF）を示す。
$$ \mathrm{TMF}=\exp^{b} $$

## 3 ）食物連鎖モデルの構築

## a）食物連鎖モデルの基本式

各種生物の体内濃度を予測するために食物網蓄積モデルを用いた。モデルを用いることで現場の水・底質中のPOPs濃度のばらつきを反映させた曝露評価が可能となる。モデルの基本構造は Arnot and Gobas $ ^{5)} $ を参考にし、式7より水生生物中の化学物質濃度を計算した。化学物質の取込みは、水（溶存態）中の化学物質の呼吸器官を経由した取込みと餌中の化学物質の腸管を経由した取込みの2つの経路がある。一方、体内からの消失は、呼吸器官、フン、肝臓代謝による排泄・代謝経路に加えて、正味の消失ではないが、成長（体重増加）による体内濃度の希釈も考慮される。

$$ d M_{\mathrm{B}}/d t=\left\{W_{\mathrm{B}}\cdot\left(k_{\mathrm{l}}\cdot C_{\mathrm{W D}}+k_{\mathrm{D}}\cdot\sum P_{i}\cdot C_{\mathrm{D}i}\right)\right\}-\left(k_{2}+k_{\mathrm{E}}+k_{\mathrm{M}}\right)\cdot M_{\mathrm{B}} $$

ここで、

$$ M_{B}\qquad 魚体内 中 \emptyset 化学物質量 (g) $$

$$ W_{\mathrm{B}}\qquad 時間 t における魚体重 \left(\mathrm{kg}\right) $$

$$ k_{1}\qquad\quad 呼吸器官 ( 鳃と皮膚 ) を通した化学物質の取り込み速度定数 (L/\left(kg\cdot day\right)\text{)} $$

$$ C_{WD}\qquad 水相における溶存態の化学物質の濃度 (g/L) $$

$$ k_{D}\quad 摂餌を通した化学物質の取り込み速度定数 (kg-diet/(kg-organism\cdot d)) $$

$ P_{i} $ 餌生物i種類からなる食物の構成比

$$ C_{D,i}\qquad 餌生物 i 中 \emptyset 化学物質濃度 \left(g/kg\right) $$

\[k_{2}\qquad\quad 呼吸器官 ( 鳃と皮膚 )\quad\quad\

$$ k_{E}\qquad\quad フンによる排泄を通した消失速度定数 \quad(1/day) $$

$$ k_{M}\qquad 化学物質の代謝変換速度定数 (1/day) $$

式7において定常状態（左辺$\mathrm{d}M_{\mathrm{B}}/\mathrm{d}t=0$）を仮定した場合は、魚体中の化学物質濃度は式8で表される。

$$ C_{B}=\left\{k_{1}\cdot C_{WD}+k_{D}\cdot\sum P_{i}\cdot C_{D i}\right\}/\left(k_{2}+k_{E}+k_{G}+k_{M}\right) $$

ここで、 $ C_{B} $ は魚体中の化学物質濃度（g/kg、すなわち $ M_{B}/W_{B} $ ）、 $ W_{B} $ は体重（kg）、 $ k_{G} $ は成長速度定数（1/day）である。

肝臓における化学物質の代謝変換による消失は、代謝速度定数 $ k_{M} $ （1/day）で表される。代謝変換プロセスは化学物質や生物種に依存するが、既存の報告値が極めて限られている。Arnot and Gobas $ ^{5} $ では、この値を0と仮定しており、本研究においても $ k_{M}=0 $ として計算した。

## b）食物網の推定

対象地域の食物網は、有明海における各生物の食性調査に関する既報 $ ^{6-9} $ および本研究での胃内容物調査結果等を参考に構築した。
## c）モデル式への入力値

対象地域は福岡県の大牟田川河口とし、本研究で得た当該地域の水溶存態・底質中のPCB・PBDE（#47）・PFOS濃度の平均値を入力値（ $ C_{W-diss} $ 、 $ C_{sed} $ ）として用いた。PCBは異性体別に濃度予測を行った。リスク評価の際はサプテーマ（2）の毒性実験における化学物質と一致させるために、PCBは全209異性体の合計、PBDEは#47（2,2',4,4'-tetrabrominated diphenyl ether）を対象として計算した。

対象生物は同地域に棲息するゴカイ（計算設定体重0.5g）、カニ（同2g）、マハゼ（同20g）、ハゼクチ（同40g）、ボラ（同500g）、スズキ（同1kg）とし、各生物中の予測濃度の検証には本研究で得た実測値を用いた。なお、各生物の雌雄判別が困難であったため、モデル計算には雌雄による成長速度の違いや産卵による影響は含めていない。

## （５）現場生物を用いたPOPsの毒性評価実験

野外調査において優占して棲息していたイトゴカイ（図(1)-3）を対象にPOPsの曝露実験を行った（図(1)-4）。イトゴカイは、世界各地に普遍的に棲息するコスモポリタン種であるため、本研究で得られる毒性影響に関する知見は世界のPOPs汚染地域に適用できる。さらに、イトゴカイは、塩基配列が解読されている、DNAマイクロアレイ用のチップが製造されているなど、他の沿岸生物と比較して大きなアドバンテージを有する。

実験に用いたイトゴカイは、20℃に設定したインキュベーター内で魚類養殖用のドライペレット（ソフトEP TVS-3、メルシャン株式会社）を餌として与えた株（培養密度 約1万個体/m²）を用いた。給餌は0.5 gを3日に1回程度行った。曝露試験を始める前日に、形態的特徴にもとづき成熟した雄のみを選別した。実験には、清浄な50 ml遠沈管を用い、事前にガラスビーズを10 mlと塩分を30‰に調整した人工海水を40 ml加えた。それぞれの実験容器に対して選別したイトゴカイを10個体を入れ、約24時間人工海水（SEALIFE、株式会社日本海水）中に馴致した後、曝露試験を開始した。

PCB（KC-400）、PBDE（BDE #47）、PFOSの曝露原液の調整にはジメチルスルホキシド（DMSO）を用い、DMSOの濃度が0.1％となるように人工海水に溶解させた。水溶解性の高いPFOSの曝露海水は1時間、難水溶性であるPCB・PBDEの曝露海水は24時間以上スターラーで攪拌した後、イトゴカイの曝露実験に供した。曝露濃度（公称値）は、PFOSについては対照区、0.1、1、10、100 mg/l、PCBについては対照区、0.001、0.01、0.1、1.0 mg/l、PBDEについては対照区、0.001、0.01、0.1、0.45 mg/lとした。72時間の止水式で曝露を行った後、サブテーマ（2）のDNAマイクロアレイ解析に供した。

図(1)-3 イトゴカイ
図(1)-4 イトゴカイの POPs 曝露実験の様子

## （6） 生態リスク評価

## 1 ）PCB、PBDE、PFOSに対する既存の有害性情報の取得

PCB、PBDE、PFOS に対する水生生物への毒性情報の収集には米国環境保護庁（USEPA）の生態毒性データベース（ECOTOX） $ ^{15)} $ を利用し、PCB（Aroclor1248（KC-400相当））、PBDE（BDE47）、PFOSの急性毒性値（半数致死濃度（LC $ _{50} $ ））、慢性毒性値（最低影響濃度（LOEC）、無影響濃度（NOEC））を取得した。一般に、生態毒性試験によって得られるLOEC、NOECは曝露した媒体中の化学物質濃度によって表されるため、毒性試験における生物中の化学物質濃度を報告した研究例は限られる。そのため、生物体内濃度をベースとしたNOECはほとんど報告されていない。体内濃度の報告値がない場合は、数理モデルによって曝露濃度（水）からの魚体中濃度の推定し、魚類の体内濃度ベースのNOECを推定した。

## 2 ）食物網蓄積モデルを用いたリスク評価

本研究では次の手順でリスク評価を行った。まず、水・底質濃度の実測データの分布に基づいて乱数（モンテカルロ法、1000回）を発生させ、現場水域でとりえる濃度を推定した。つぎに、推定した水・底質濃度を食物網蓄積モデルに代入し、各生物中の濃度を推定した。そして、ECOTOXや文献調査から体内濃度ベースの毒性値を取得あるいは数理モデルより予測し、得られた各生物の濃度分布と無影響濃度（NOEC）を照らし合わせて、NOECを超過する個体の割合を推定した。このNOEC超過割合を生態リスクとして評価した。解析はRおよびExcel 2010（Microsoft, USA）を用いて行った。

## 4 ．結果および考察

## （１）河口域における物質循環、生物群集に関する研究

## 1 ）底生動物群集の構造と底質中POPs含有量の空間的特徴

分布調査時において得られた堆積物の環境要因について、泥分（粒径63μm未満）、全有機炭素含量(TOC）、酸揮発性硫化物態硫黄（AVS-S）および総PCB含量を代表例として図(1)-5a~dに示す。底質の特徴として、有明海側から大牟田川にかけて泥分およびTOCではそれぞれ33.5±13.9%( $ \pm $ S.D.)ならびに106±4.0mg/g( $ \pm $ S.D.)から緩やかに上昇し、河口から上流にかけて63.7±18.9%( $ \pm $ S.D.)ならびに25.2±3.1mg/g( $ \pm $ S.D.)に達した（図(1)-5a,b）。これに対して、AVSおよびPCBについては、有明海側ではそれぞれ0.04±0.05mg/g( $ \pm $ S.D)ならびに10.3±21.9ng/g( $ \pm $ S.D)とほ
とんど検出されなかったのに対して、河口よりも上流側においては $ 0.85\pm0.60\ mg/g\ (\pm S.D) $ ならびに $ 60.3\pm29.3\ ng/g\ (\pm S.D) $ へと急上昇した。

図(1)-5 各調査定点における堆積物の(a) 泥分、(b) TOC、(c) AVS、(d) PCBs の分布

底生動物の特徴として、種数については有明海側から上流側に向けて種数が19.3 ± 2.7 (±S.D.)から11.8 ± 4.3 (±S.D.)へと減少した。底生動物の全採集個体数の中から選別された上位4種として、端脚類（Melitidae sp.）、ホソイトゴカイ（Mediomustus sp.）、シズクガイ（Theora fragilis）およびイトゴカイ（Capitella teleta）の分布を図(1)-6に示す。Melitidae sp.およびMediomustus sp.は河口よりも有明海側の定点（Stn 1～12）に生息しており、最大でそれぞれ992 inds./m²ならびに501 inds./m²達した。シズクガイの分布域は河口から上流側の調査定点（Stn 2～15）と、幅広い範囲で生息が確認された。これに対して、イトゴカイの分布域はほとんどが上流側の調査定点（Stn 13～20）に限定されていた。

図(1)-6 底生動物の優占種(a) Melitidae sp.、(b) Mediomus tsp.、(c) Theora fragilis、(d) Capitella teleta の分布
底生動物群集の定量調査の結果をもとに、多次元尺度法による類型化を行った。底生動物群集は、地理的区分に応じて大きく3つのグループ（外側、中間、上流側）に分けられた。環境要因との対応関係を示したところ、底生動物群集は環境傾度（第一主成分と対応）によく対応することが示された。

本研究域において、上流側における優占種は堆積物食者のイトゴカイであった。堆積物表層に含まれるPCB含量は他の海域と比べても大きな違いは無いが、本研究域では重要な環境要因の1つとしてPCBが選択された。このことから、堆積物食者にとっては、摂餌を通して低濃度のPCBに曝露されている可能性が示された。

## 2 ）河口域における流量測定

期間中に得られた水深の時間変化より、観測場所において大潮時には1潮汐で最大3 mに達する潮位差があり、小潮時であっても約1 m程度の潮位差が確認された。干満差が大きいことから、塩分も潮汐周期に応じて5から33の範囲を変動した。さらに、大潮時には比較的高塩分であり、小潮時には低塩分化する傾向が示された。DOについても、潮汐周期に応じて変動すると共に、冬季から春季にかけて上昇する明瞭な季節変動パターンを示した。

得られた水深データを時間で微分することで算出した水深の変化速度を図(1)-7に示す。変化速度は大潮時に高く、小潮時に低く、上げ潮時と下げ潮時にはそれぞれ正ならびに負の値を示した。塩分をもとに、観測した水に含まれる海水の割合を算出し、水深の変化速度を乗じて求めた一潮汐間における海水の収支を図(1)-8に示す。海水の収支について正と負の値を示す時期は連続し、およそ1週間程度で入れ替わる周期性を示した。

DOの収支については、10月から1月にかけては概ね負の値を示し、内部で酸素消費過程が卓越することが示された。青で示された海水の流入時期において、物理的には海水の流入量が増えることからDOの供給量も増加するはずではあるが、収支を計算すると、海水の供給パターンとは変動が一致しないことが見て取れる。このことは、大牟田川河口域において、物理的なプロセスに伴う酸素の輸送に比べて、河口よりも上流側において生物・化学的な過程による酸素消費の卓越が示唆された。さらに、DOの顕著な上昇が確認された2月から3月にかけては、DOの消費および生産について明瞭な傾向がなく、日変動も大きくなることが示された。このことは、春期にかけて生物過程が活性化し、基礎生産による酸素の供給と有機物の好気的な分解による酸素の消費の日変動が大きくなったためであると考えられる。
図(1)-7 水深の変化速度の時間変化

青色と赤色のプロットはそれぞれ上げ潮と下げ潮を示す。

図(1)-8 海水の収支の日変化

青色と赤色のプロットはそれぞれ海からの流入量が正の場合と負の場合を示す。

## 3 ）POPsのフラックスの定量

大牟田川河口域におけるPCBの循環について、移流と生物による取り込み量についての試算結果を図(1)-9に示す。系内におけるPCBのマスバランスの特徴としては、溶存態および堆積物として蓄積されているPCBの絶対量が水中懸濁態を大きく上回る点である。イトゴカイの体内における蓄積量は、水中および堆積物中の1000分の1未満となり、生物体としての蓄積量が小さいことが示された。水の収支をもとに試算した溶存態および粒状態PCBのフラックスについては、それぞれ存在量の約3分の1が系外から流入することが示された。今回の調査では、粒子の沈降フラックスについて定量していないため、水中—堆積物間におけるPCBの交換について、定量的な議論はできないが、本研究域が高濁度域であり、懸濁粒子濃度が高いことを踏まえると、PCBの沈降量も大きいことが可能性として考えられる。

個体群動態モデルおよび現場における生息密度をもとに推定したイトゴカイによるPCB蓄積速度は0.12 mg d $ ^{-1} $ となり、1日でイトゴカイの体内における存在量の約4分の1に達する結果となった。このように現存量に対して高い取り込み速度を示した理由として、イトゴカイは日和見種であり、