潜在的な新たな環境汚染物質としての重要な原材料、その分布パターン、重金属で汚染された氾濫原土壌におけるリスクと挙動

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9597 (2023) この記事を引用

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新しい重要な原材料に対する需要の拡大は、新たな環境汚染物質 (EEC) の形で環境へのそれらの放出の増加につながる可能性があります。 しかし、EEC の総含有量、さまざまな EEC 画分の含有量、氾濫原土壌におけるそれらの挙動、潜在的な生態学的リスクや人間の健康リスクを考慮した包括的な研究はこれまで存在しませんでした。 さまざまな生態系（耕地、草地、河畔地帯、汚染地）の氾濫原土壌における歴史的な採掘に由来する 7 つの EEC（Li、Be、Sr、Ba、V、B、Se）の発生、割合、および影響因子は、調べた。 Be、Ba、V、B、および Se について欧州の法律によって設定された土壌ガイドライン値と比較した EEC (潜在的な有毒元素) の全体的なレベルの評価に基づいて、Be のみが推奨制限値を超えていないことが判明しました。 。 分析された元素の中で、Li の平均汚染係数 (CF) が 5.8 と最も高く、次いで Ba が 1.5、B が 1.4 でした。 特に懸念されるのは、0.128 から 1.478 の範囲のハザード指数が示すように、子供のリチウム曝露に関連した潜在的な深刻な健康リスクの発見でした。 Be と Se を除いて、EEC をさまざまな画分に分割すると、EEC は主に残りの画分と結合していることが明らかになりました。 Be (13.8%) は、土壌の最初の層で最も生体利用効率が高く、交換可能画分の割合が最も高く、次いで Sr (10.9%)、Se (10.2%)、Ba (10.0%)、B (2.9%) でした。 最も頻繁に観察された相関関係は、EEC 画分と pH/KCl の間で、次に土壌有機炭素とマンガン水和酸化物が続きました。 分散分析により、EEC の総含有量と割合に対するさまざまな生態系の影響が確認されました。

世界的に、新しい重要原材料 (CRM) の需要が急速に増加しています。 2020 年の EU リストには、リチウム、ベリリウム、ストロンチウム、バナジウム、バライト (硫酸バリウム) およびホウ酸塩 (ホウ素を含む天然鉱物) を含む 30 の物質が含まれています1。 セレンは 2011 年の評価で重要な物質として特定されました2。 CRM の世界的な重要性と需要の増大により、環境中への CRM 放出量が望ましくない増加につながる可能性があります。 したがって、これらの CRM の多くは、新たな環境汚染物質 (EEC) として科学界からも注目を集めています。 これらの元素の環境汚染は、携帯電話や気分安定薬におけるリチウムなど、その広範な使用に関連している可能性があります3。 エレクトロニクス、電気通信、原子力および産業に携わる4; バリウム化合物は工業製品の充填剤または添加剤として使用されます。 バナジウムは、鋼やチタン合金の添加剤として、また化学薬品の触媒として使用されます。 ホウ酸塩は、さまざまな家庭用製品や商業製品の重要な成分です。 これまでの研究では、EEC としての CRM の生産増加が環境のすべての区画にどのような悪影響を与えるかについて明確な状況を明らかにすることはできていません3。 無機および有機 EEC にはさまざまな種類があります5。

産業用無機 EEC の環境への放出は、主に従来の環境汚染物質 (TEC) の放出の原因となっている鉱山活動に関連している可能性もあります。 以前に認識されなかった、またはあまり注目されていなかった EEC は、急性毒性を発揮しませんが、より隠れた方法でその影響を及ぼします6。 さらに、CRM の使用と廃棄の増加により、EEC への曝露が増加する可能性があります。 飲料水と植物は、多くの EEC にとって食物連鎖への主要な暴露経路となることがよくあります7。 どちらも土壌中の EEC の挙動に依存しており、TEC とはまったく異なる可能性があります6。 土壌中の多くの EEC の分布パターンと行動に関する情報は不足しています。 この研究に適した地域は、過去の採掘活動が重金属による土壌汚染に関連してマイナスの環境フットプリントを残した地域です。 重金属アクセサリーは、単に異なる化学的特性を持つ EEC である可能性があります。 この点において、氾濫原の土壌には特別な注意を払う必要があります。 氾濫原では、地質源と人為起源の両方から汚染が発生する可能性があります。 さらに、排水システムと水の流れが汚染の輸送と拡大に寄与する可能性があります。 さらに、汚染は遠く離れた希少な自然および人工の沖積生態系にも悪影響を及ぼし、人間の健康に悪影響を与える可能性があります。