河口域における工業起源の汚染堆積物からのセルロース繊維や金属の飛散

Dispersal of cellulose fibers and metals from contaminated sediments of industrial origin in an estuary.

• Anna Apler
• Ian Snowball
• Sarah Josefsson

抄録

北極林の紙パルプ産業は、経済繁栄に大きな役割を果たしていますが、歴史的には環境負荷をもたらしてきました。北半球の浅い海や河川、湖沼などでは、汚染された浮遊物質の排出残渣（ファイバーバンク）が継続的に発見されている。本研究では、スウェーデンの河口域におけるファイバーバンクの深層から表層へのCd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Znの分散と、堆積物堆積の遠位領域への同一金属の大規模な輸送を調査した。また、これらの人為的でセルロースに富む堆積物の共通分母としてのC:N比を検証した。河口の内側に位置する3つのファイバーバンクと、河口の外側と河口に沿った堆積物集積地からのサンプリングと分析の結果、金属濃度が堆積地の表面に向かってバックグラウンドレベルに退化していることが明らかになった。繊維板では汚染度が高く、C:N比ではセルロース繊維が含まれていることが明らかになった。また、C:N比は、遠位領域へのファイバーバンク物質の有意な輸送が現在のところないことを示している。また、最近沈降した微細粒状の堆積物からなる約10cmの自然キャップが1つの繊維板を覆っており、金属が水中に拡散するのを防いでいるように思われるが、他の2つの繊維板は金属の濃縮と表層の水銀メチル化の兆候を示している。河口域システムは産業廃棄物の影響から回復しているように見えるが、ファイバーバンクが自然に修復されるという証拠はなく、代わりに水生環境を脅かし続けることになる。

The boreal forest's pulp and paper industry plays a major role in economic prosperity but, historically, caused an environmental burden. Remnants of discharges of contaminated suspended solids (fiberbanks) are continuously being discovered on the beds of shallow seas, rivers and lakes in the northern hemisphere. We investigated the dispersion of Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn from deeper to surficial layers in fiberbanks in a Swedish estuary and the larger-scale transport of the same metals to distal areas of sediment accumulation. We also tested the C:N ratio as a common denominator for these anthropogenic, cellulose-rich deposits. Sampling and analyses of three fiberbanks located in the inner part of the estuary and from sediment accumulation sites outside and along the estuary reveals that metal concentrations are regressing to background levels towards the surface at the accumulation sites. The fiberbanks show a higher degree of contamination and C:N ratios demonstrate inclusion of cellulose fibers. C:N ratios also indicate that there is currently no significant transport of fiberbank material into the distal areas. A ∼10 cm natural cap of recently settled fine-grained sediment covering one of the fiberbanks seems to prevent metals dispersing into overlying water whereas the other two fiberbanks show signs of metal enrichment and potential mercury methylation in surficial layers. Although the estuarine system seems to recover from the impact of industrial waste, there is no evidence that the fiberbanks will be remediated naturally but instead will continue to threaten the aquatic environment.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Ltd.