중금속이 수생생물에 미치는 영향
중금속은 농약으로서 논과 밭에서 공업 제품의 도금 가공에 주로 사용되는 우리의 생활에 친밀한 존재이며, 생활을 풍부하게 하는데 사용되고 있습니다. 또한 중금속은 채굴이 끝난 폐광산이나 그 주변의 토양 중에도 여전히 존재하는 경우가 있습니다. 이들 농업 배수, 산업 폐수, 자연 유래의 표층수나 복류수가 하천에 유입해, 그 수역에 있어서 과잉의 중금속 농도가 되는 경우에는, 사람의 건강이나 수권 생태계에 영향을 미칠 위험성이 있는 것을 고려해야 합니다. 이러한 위험성이 현실에 발생하기 전에 사람의 건강과 수권 생태계에 있어서 바람직한 상태를 파악하고 효과적인 대책을 강구하는 방법을 생각해 나갈 필요가 있습니다.
국립환경연구소 환경위험・건강연구센터에서는 하천에 존재하는 중금속이 수생생물에 미치는 영향에 대해 조사를 실시하고 있습니다. 이 조사는 2016년 4월부터 시작된 안전 확보 연구 프로그램의 프로젝트 「생태학 모델에 근거하는 생태 리스크 평가·관리에 관한 연구」를 구성하는 서브 테마 1 「환경 까다로운 요인과 생물군집의 인과 관계의 추정 그리고 최적 관리에 관한 연구의 일환입니다. 이 프로젝트는 화학물질 등의 다양한 환경에 의한 난 요인에 의한 생태계에 대한 영향의 평가와 특히 인위적 환경에 의해 난 요인에 주목한 효과적인 대책을 강구하는 기초로 하기 위한 생태학적 수리·통계 모델의 구축을 목적으로 하고 있습니다. 이를 바탕으로 중금속농도와 수생생물의 종이나 개체수로 표현되는 군집 구성이 어떻게 변해가는가를 밝히기 위해 국내 여러 강에서 조사를 실시하고 있습니다 .
수생 생물이란, 하천의 저질 잔해나 모래 및 진흙 등에 주로 서식하는 토비케라나 잠자리의 유충, 지렁이 등의 환형동물, 시지미 등의 조개류, 새우 등의 갑각류 등으로 대표되는 저생무 척추동물입니다. 저생 무척추동물의 특징으로서, 어류에 비해 생활하는 장소의 범위가 좁고, 그 자리의 환경 변화에 영향을 받기 쉽다고 합니다. 이 특징에 주목해, 국토 교통성, 환경성, 문부 과학성이 제휴해, 시민 단체, 교육 관계자, 하천 관리자 등이 일체가 되어 실시하고 있는 「물가의 악교」 등의 관찰회 하지만 저생 무척추동물을 채취하여 물 환경의 상태를 아는 데 활용하고 있습니다. 저생무척추동물은 우리에게 물 환경의 오염 상태 등을 가르쳐 주는 지표가 되는 생물입니다. 수질과 저생무척추동물의 유기 오탁에 관한 지견을 살려 화학물질에 의한 물 환경에 대한 영향을 적절히 평가할 수 있는 것은 아닐지 생각하고 있습니다.
실제로 연구를 진행하는 데 있어서, 우선은 중금속 농도와 저생 무척추동물에 관한 데이터를 문헌 등에 의해 조사했습니다. 이 2개의 데이터가 동시에 채취되고, 또한 공표되고 있는 데이터는 적기 때문에, 양자의 데이터를 취하는 곳으로부터 시작했습니다. 데이터의 취득할 때에, 지점 간의 차이를 중금속 농도의 차이만으로 하고, 하천의 유속, 수심 및 하상 구조에 대해서 거의 균일하게 되도록 조사를 실시하고 있습니다.
조사는 일본 전국의 중금속을 사용하고 있는 사업소 주변의 하천이나 폐광산이 있는 산간지의 하천에서 실시하고 있습니다. 사업소 주변의 하천은 가정, 다른 사업소 및 논 등에서 사용한 물이 들어가 영양염류와 화학물질이 포함되어 있다는 특징이 있습니다. 폐광산이 있는 산간지의 하천은 인위적 오염의 영향이 적다는 특징이 있습니다. 이들 별개의 특징을 가지는 하천에서, 수량이 가장 적고, 저생 무척추동물이 성장하는 11월부터 2월의 시기에 조사를 실시해, 중금속 농도의 차이에 의해 저생 무척추동물의 군집 구성이 어떻게 바뀌는지 평가하고 있습니다.
또한, 한 도시 하천에서는 중금속이 저생 무척추동물의 성장에 미치는 영향을 밝히기 위해 매월 한 번 간격으로 조사를 실시하고, 연간 중금속 농도의 차이로 인해 저생 무척추동물 종이나 개체수 및 종별 습기 중량의 추이를 조사하고 있습니다. 저생 무척추동물은 개체가 특정 일정 이상의 무게가 되지 않으면 번식 시 우화를 할 수 없다는 특징이 있으며, 이러한 추이를 조사하여 성장과 번식에 미치는 영향을 평가하고 있습니다.
일본 전국을 대상으로 하고 있기 때문에, 조사를 실시하는 하천이 존재하는 도시에는, 대중 교통기관을 이용해 들어갑니다. 조사를 실시하는 하천에 대해서는, 사전에 지도나 위성 화상 등으로 조사하고 있습니다만, 실제로 현지에 가면 하천에 통하는 도로나 하천 자체에서 공사가 행해지고 있는 경우가 있기 때문에, 그 자리에서 조사가 가능한지 판단해야 합니다. 하천에 안전하게 내려지거나, 하저에 있는 잔해의 크기, 흐름의 속도(유속) 및 물의 깊이(수심) 등을 조사해, 사전에 정한 조사 조건과 거의 같으면 조사를 할 수 있습니다. 특히 조사할 때에 고생하고 있는 곳은, 하천의 수량과 수질 농도로부터 요구되는 물질의 총량을 파악할 수 있을까에 대해입니다. 어떤 물질이 일정하게 배출되는 하천에서도, 일에 따라 수량이 다르기 때문에, 일시적으로 수량이 많을 때는 수질 농도는 낮은 값을 나타내고 수질적으로 생물에의 영향은 없다고 여겨지는 값이 되는 경우가 있습니다. 그러나, 생물 측에서 보면 일상적으로 수질의 영향을 받고 있어 생물의 군집 조성이 변화하고 있다는 역의 결과가 되기 때문입니다.
하천의 조사 지점마다, 유속과 수심의 측정, 저생 무척추동물의 채취, 하상 모래의 측정, 물 시료의 채취, 현장에서의 수질 측정을 하고 있습니다. 측정을 위해 채취한 하상 모래는 측정 후 채취한 장소로 되돌려, 다음에 서식하는 저생 무척추동물의 서양 장소가 되도록 배려하고 있습니다. 이처럼 채취한 후, 그물이 붙은 체나 박쥐에 두고, 토사나 수초와 동물로 나누어, 저생 무척추동물만을 연구소에 가져갑니다. 여러 하천에서 동일한 내용을 조사하여 채취한 하천수의 분석과 저생무척추동물의 종을 조사합니다. 이후 조사 지점마다 데이터를 정리하여 중금속이 수생 생물의 군집 구성이나 성장 및 번식에 관련된 영향을 밝혀나갈 것입니다.