2021 年度実績報告書

鹿児島湾海底火山活動によって放出される水銀及びセレンの環境動態

研究課題

研究課題/領域番号	19H01168
研究機関	鹿児島大学
研究代表者	冨安卓滋鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (60217552)
研究分担者	松山明人国立水俣病総合研究センター, その他部局等, 室長 (00393463) 児玉谷仁鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (30434468) 神崎亮鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (50363320) 幅野明正鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 准教授 (60274841) 小針統鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (60336328) 本村浩之鹿児島大学, 総合科学域共同学系, 教授 (90433086)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	有機水銀 / 無機水銀 / セレン / プランクトン / 鹿児島湾 / 海底火山活動
研究実績の概要	鹿児島湾における調査は、4月から2月まで、2ヶ月おきに6回実施する計画を立て、4月8日、6月3日、8月9日、10月19日、12月14日、2月3日に実施した。採取点は、継続的に試料採取を行なっている鹿児島湾奥部の若尊カルデラ内熱水噴気域の直上となるSt.2、湾奥に流入する最大の河川である天降川河口に近いSt. 9N、そして対照地点となる湾中央部のSt. 12を試料採取点である。海水試料は、各地点でCTDロゼット採水器を用いて鉛直方向に50 m 間隔で採水を行うと同時に、pH、溶存酸素量等をリアルタイムで測定した。得られた海水試料は、原子状水銀、水銀イオン、メチル水銀及び総水銀の定量に用いた。プランクトン試料は、St. 2及びSt. 12で採取を行なった。その際、St. 2では、CTDによって測定されたpHの鉛直変動から海底火山活動の影響を受けている深度を確認し、その影響を受けている層と影響を受けていない層のプランクトンをがま口式プランクトンネットを用いて深度別に分けて採取した。採取したプランクトンは、目びらき0.1 mmのふるいでまず動物プランクトンと植物プランクトンを分けた。昨年度までは、動物プランクトンをさらにサイズ分けしていたが、測定用試料を十分に確保するために、> 0.1 mm以上のものを動物プランクトンとして用いた。これらのプランクトン試料は凍結乾燥後、セレン、有機水銀、無機水銀の測定に用いた。また、スロベニア共和国でのイドリヤ水銀鉱山の尾鉱の影響を受けているアドリヤ海における調査は、コロナウィルス感染拡大状況を鑑み、2021年度内には実施せず、2022年度に実施することとして、調査費用の一部繰越を行なった。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由 2021年度は2ヶ月おきの鹿児島湾における定期的な調査を確実に実施し、海底火山活動の直上となる湾奥(St.2)と対照地点の湾中央部(st.12)でのプランクトン中有機水銀、無機水銀およびセレン濃度の季節変動を追跡し、その周期性を明らかにすることができた。すなわち、有機水銀、無機水銀濃度は動物プランクトン及び植物プランクトンともに St.2 下層で最も高い値を示した。無機水銀濃度は動物プランクトンに比べて植物プランクトンが高い傾向にあり、有機水銀濃度は動物プランクトンが高い傾向にあった。動物プランクトン中のこれらの化学種の季節変動を見ると、St.2 下層では夏にかけて濃度が上昇し、冬にかけて濃度が減少する傾向が見られた。St.2 では温度躍層が発達する夏季に深部海水中の水銀濃度上昇が報告されており、プランクトン中水銀濃度変動は、それと調和的であることから火山活動由来の水銀の影響を受けていると考えられる。また、有機水銀濃度は、植物プランクトンに比べて動物プランクトンの方が高い傾向を示した。そして、魚類筋肉中に含まれる水銀はほぼ有機水銀であり、その濃度はプランクトン中有機水銀濃度に比べて明らかに高く、全ての魚種において湾奥部が湾中央部より有意に高い値(p < 0.01)を示したことから、海底火山活動由来の水銀の食物連鎖を通じた蓄積が示唆された。一方、セレン濃度は魚類筋肉とプランクトン及び地点間による大きな差は見られず、ほぼ一定の値を示していたことから、水銀とセレンの代謝経路の違いによる影響が示唆された。コロナ感染拡大によって、2021年に予定していた海外調査を2022年に実施することができた。水銀の発生源の異なる地域における水銀とセレンの関係性について評価する準備が進んでいる。
今後の研究の推進方策	鹿児島湾以外の水域で採取された魚類について、水銀とセレンの濃度関係を追跡する。また、魚類については、筋肉部だけではなく、肝臓、生殖腺についても有機水銀、無機水銀およびセレン濃度を測定し、体内におけるこれら元素の動きについて情報収集を試みる。さらに、人為的汚染を受けた水俣湾、フィリピン、インドネシアにおける金精錬活動による汚染を受けた地域、水銀鉱山由来の水銀汚染を受けたアドリヤ海など水銀起源の異なる汚染を受けた海域及び、水銀汚染のない海域からの試料の測定データを蓄積する。鹿児島湾でこれまで採取されたプランクトン試料について、セレン濃度はプランクトンのサイズにほぼ依存しない傾向が見られている。水俣湾・八代海では、水俣病発生当時工場排水に含まれていた水銀による履歴の残る表層底質とその下層の汚染を受けていない底質中のセレン濃度の比較を行う。工場からのセレンの排出の有無についての情報入手を試みる。それと並行して生体試料の採取および測定を行う。フィリピン、インドネシア、スロベニアなど海外の調査については、メール等を通じた事前の綿密な打ち合わせを行い、コロナ感染拡大状況や現地情勢などを詳細に把握した上で、実施について検討する。