新興都市化地域のアサリMeretrix meretrixに含まれる芳香族炭化水素のバイオモニタリングと人間の健康への影響

Biomonitoring of aromatic hydrocarbons in clam Meretrix meretrix from an emerging urbanization area, and implications for human health.

• Chao Fang
• Jun Bo
• Ronghui Zheng
• Fukun Hong
• Weiming Kuang
• Yulu Jiang
• Jincan Chen
• Yusheng Zhang
• Helmut Segner

抄録

全石油系炭化水素（TPH）による汚染は世界的な関心事であり、特に沿岸環境での汚染が懸念されている。多環芳香族炭化水素（PAH）はTPHの中で最も有害な成分とされており、他の物質にも由来する可能性がある。方城港は中国の代表的な新興沿岸都市とされているが、この地域の沿岸域では、PAHやTPHの汚染状況、発生源、生物やヒトへの危害については不明である。そこで、本研究では、アサリのメレトリクス・メレトリクスのチトクロームP450ファミリー遺伝子（CYP1A1、CYP3A、CYP4）とヒートショックプロテイン70遺伝子（HSP70）をクローニングするとともに、7-エトキシレゾルフィンO-デエチラーゼ活性測定法の最適化を行った。これらの分子指標と4つの特異的な生理指標は、原油水溶性画分に曝露した後のアサリに対するPAHやTPHの有害影響を示すのに適切なバイオマーカーであることがわかった。フィールドモニタリング調査では、アサリでは2-環状および3-環状のPAHが優勢であるのに対し、堆積物では4-環状および6-環状のPAHが優勢であることがわかった。野生のアサリのPAH濃度（3.63-12.77ng/g湿重量）は低いが、TPH濃度（13.25-70.50μg/g湿重量）は中国などで以前に測定された値と比較して高かった。堆積物中のPAHとTPHの濃度（19.20-4215.76ng/g、乾燥重量3.65-866.40μg/g）は、他の地域と比較して中程度であった。診断比率分析の結果、PAHは主にパイロジェン由来であることが明らかになった。TPHは主に工業排水、陸上・海上輸送、漁業活動に由来する可能性がある。統合バイオマーカー応答バージョン 2 の指標は、サイト S5 から採取したアサリが PAH と TPH による汚染による最も有害な影響を示していることを示している。ヒトの健康リスク評価では、アサリの消費に伴う PAH と TPH によるリスクは許容できると考えられることが示された。我々の結果は、この新興沿岸都市では、PAHとTPHによる汚染の継続的なモニタリングと、それらの人間の健康リスクの評価が推奨されることを示唆している。

Pollution with total petroleum hydrocarbons (TPHs) is a global concern and particularly in coastal environments. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are regarded as the most toxic components of TPHs and they can also be derived from other sources. Fangcheng Port is considered as a representative emerging coastal city in China, but the status, sources, and hazards to organisms and humans with respect to contamination with PAHs and TPHs are unknown in the coastal regions of this area. Therefore, in this study, we cloned cytochrome P450 family genes (CYP1A1, CYP3A, and CYP4) and heat shock protein 70 gene (HSP70) in the clam Meretrix meretrix as well as optimizing the method for measuring the 7-ethoxyresorufin O-deethylase activity. These molecular indicators and four specific physiological indexes were found to be appropriate biomarkers for indicating the harmful effects of PAHs and TPHs on clams after exposure to the crude oil water-soluble fraction. In field monitoring surveys, we found that the 2- and 3-ring PAHs were dominant in the clams whereas the 4- to 6-ring PAHs were dominant in the sediments at each site. The PAH levels (3.63-12.77 ng/g wet weight) in wild clams were lower, whereas the TPH levels (13.25-70.50 μg/g wet weight) were higher compared with those determined previous in China and elsewhere. The concentrations of PAHs and TPHs in the sediments (19.20-4215.76 ng/g and 3.65-866.40 μg/g dry weight) were moderate compared with those in other global regions. Diagnostic ratio analysis demonstrated that the PAHs were derived mainly from pyrogenic sources. The TPHs may have come primarily from industrial effluents, land and maritime transportation, or fishing activities. The Integrated Biomarker Response version 2 indexes indicated that the clams collected from site S5 exhibited the most harmful effects due to contamination by PAHs and TPHs. Human health risk assessments demonstrated that the risks due to PAHs and TPHs following the consumption of clams can be considered acceptable. Our results suggest that continuous monitoring of contamination by PAHs and TPHs is recommended in this emerging coastal city as well as assessing their human health risks.

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