処理された下水でも淡水生態系に悪影響を与える

川には過剰な栄養素、化学物質、下水を含むその他の汚染物質があふれています。世界的には、 廃水の約 50% が処理されます 近くの水域に放出される前に、施設で保護されます。しかし、新しい研究は、高度な処理でも淡水生態系の健全性を守るには十分ではない可能性があることを示しています。

研究者らは、希釈して処理した廃水をスペイン北部の汚染されていない川に放出し、生態系を通るエネルギーの流れの前後の比較を行った。

「私たちは生態系の機能に微妙だが根本的な変化を発見した。」

「廃水を加えた後、生態系機能に微妙だが根本的な変化が見られた」と述べた。 イオール・デ・グスマン, 、スペインのバスク大学の淡水生態学者であり、この研究の筆頭著者です。彼女と同僚たちは、自然のままの生態系を操作することで、他の種類の水質汚染を含む河川で隠蔽できる廃水の影響を隔離することができました。

窒素を豊富に含む肥料を含む農業流出水はよく知られた疫病であり、水生生物を窒息させる不気味な緑藻の発生を引き起こします。

「廃水はおそらく農業よりも河川の機能にとって大きなストレス要因である」と同氏は述べた。 マリオ・ブラウンズ, ドイツのヘルムホルツ環境研究センターの淡水生態学者で、デ・グズマン氏とともに食物連鎖分析に取り組んでいるが、この新しい研究には関与していない。

下水には、窒素やその他の栄養素のほかに、洗剤や美容製品、医薬品などに由来する有害な汚染物質が混入しています。

欧州水枠組み指令や米国などの法律によって推進された、廃水汚染を軽減するための数十年にわたる投資。浄水法は、処理によって水質が大幅に改善されることを示しています。しかし、デ・グスマン氏は、「高度な治療を行った後でも、有毒な化合物や栄養素は依然として残っている」と述べた。

デ・グスマンらは実験で、スペイン北部エルゴイバル近くの大規模処理施設からの廃水を使用した。この施設では、分離タンクや微生物消化などの物理的および生物学的処理が採用されており、余分な栄養素や金属を除去するための高度なスクリーニングも行われている。

後遺症

生態学的影響評価は、多くの場合、下水処理施設が設置された後に行われ、施設なしで状態を測定するために上流のサイトを使用します。しかし、水はすでに劣化している可能性があるため、これらの管理点は廃水が河川に与える影響を正確に明らかにできない可能性があるとブラウンズ氏は説明した。それぞれの汚染源の影響を分離することはほぼ不可能です。

廃水の役割を調べるために、デ・グズマンらはまず、良好な生態学的条件にある汚染されていない河川を研究した。彼らはストリームを 2 つのセクションに分割し、1 年かけてそれぞれのセクションのエコシステム全体の一覧を作成しました。

彼らは食物網の根元から始めて、落葉とバイオフィルム（川底を覆う藻類、有機物質、菌類の混合物）の量を記録した。次に、それらの資源を餌とする無脊椎動物を数え、測定し、最後に食物網の頂点に立つ魚を数えました。翌年、彼らは廃水を下流域のみに流した後、再び各河川セクションを調査した。

このような生物多様性の数値は生態学的影響評価の基礎ですが、研究者らは生態系の健全性も定義したいと考えていました。彼らは、給電ネットワークのさまざまな層でどれだけのエネルギーが生成および消費されるかを定量化することでこれを実現しました。

研究チームは、各種のバイオマス、体重、代謝率に応じて、落葉とバイオフィルムとして供給されるエネルギー量と、それぞれがどれだけ食べられるかを計算した。研究者らは、廃水を分流する前後で各資源から流れるエネルギー経路を比較することで、あらゆる変化が廃水汚染に起因すると考えた。

「このエネルギーの流れは私たちの生態系の鼓動です。そのエネルギーを測定することで、生態系の健全性を示す貴重な指標が得られます。」

「このエネルギーの流れは私たちの生態系の鼓動です」と彼は言いました。 エイミー・ローズモンド, ジョージア大学の水生生態生態学者だが、この研究には関与していない。「そのエネルギーを測定することで、生態系の健全性を示す貴重な指標が得られます」と彼女は言いました。

栄養素の増加はバイオフィルムの成長を刺激し、より高いレベルの食物網に余分なエネルギーを供給するはずだとデ・グズマン氏は述べた。予想どおり、廃水を導入した後、バイオフィルムの量が増加しました。次に、無脊椎動物はより多くのバイオフィルムを食べ、落ち葉は減りました。

デ・グスマン氏によると、驚いたのは、魚に流れるエネルギー量が増加しなかったことだという。彼女は、無脊椎動物群集の変化（汚染に強い種がより優勢になっている）が原因である可能性があると考えていると述べた。しかし、彼女が確かなことを言うには、魚の食事とエネルギー需要に関するさらなるデータが必要だろう。これらの結果は、 環境管理ジャーナル.

「これは興味深い生態学的驚きです」とローズモンド氏は言う。「栄養汚染が捕食者と被食者の関係を分断する可能性があることを私たちは知っています。」特定の種類の食物を余分に持つことは一部の種にとって利益となるが、それらの生物は必ずしも捕食者にとって最もおいしい食物ではないため、余分なエネルギーが利用されないままになる可能性があると彼女は説明した。

累積効果

「これは、他の汚染源による廃水の影響を解きほぐす賢い方法です」と同氏は述べた。 スジェイ・カウシャル, メリーランド大学の水素化学者だが、この研究には関与していない。この結果は、高度な廃水処理に多大な投資を行ったにもかかわらず、まだ改善の余地があることを示していると同氏は付け加えた。

ブラウンズ氏は、廃水汚染に対する唯一の解決策はないが、最初に水路に流入するものを制限することから始めるのが最善であると述べた。廃水汚染とは別に、私たちの川は都市や農地を流れる際に人間の脅威にさらされています。

点源の廃水汚染は規制できますが、農地や道路からの流出などの拡散入力は追跡して特定するのが難しい場合があります。これらの汚染源は合併する可能性があり、水質への全体的な影響を増幅させます。「これからは、これらの複合的なストレス要因が生態系の機能にどのような影響を与えるかを解明する必要がある」とブラウンズ氏は述べた。

ソース ： イオス。