操作上定義された水銀(Hg)種は、マングローブ堆積物システムにおけるHgの生物蓄積を定義することができる。ケーススタディ

Operationally defined mercury (Hg) species can delineate Hg bioaccumulation in mangrove sediment systems: A case study.

• Kartheek Chennuri
• Parthasarathi Chakraborty
• Saranya Jayachandran
• Sandip Kumar Mohakud
• Ishita Ishita
• Darwin Ramteke
• Prasad Pramod Padalkar
• Prakash C Babu
• Korupolu Raghu Babu

抄録

本研究では、インド西海岸のズアリ河口域のマングローブ生態系から採取した表層堆積物における水銀（Hg）の種分化と、同域から採取した腹足類におけるHgの生物蓄積との関連性を調査した。マングローブ堆積物中のHg種分化研究の決定には、複数の運用上定義されたプロトコルと方法が使用された。堆積物中のHg濃度は、37.3±1.9から79.6±4.0μg/kgと中程度の低濃度であった。地球化学的分画の結果、堆積物中のHgのかなりの部分が堆積物の構造中に存在し、生物学的に利用できないことが明らかになった。非残留Hgは主に堆積物の酸化性(堆積有機物や硫化物)結合相と関連しており、9.2±0.3から78.5±3.9μg/kgの範囲であった。堆積物中の神経毒であるメチル水銀（MeHg）の濃度は1.7±0.1から4.4±0.1µg/kgであったが、錯化配位子として好適なl-システインの抽出可能なHg濃度は4.3±0.1から15.9±0.3µg/kgであった。統計解析の結果、MeHgは堆積物中のFe/Mnオキシ水酸化物相に吸着していることが示唆された。腹足動物Pirenella cingulataの軟組織中の生体蓄積Hg濃度は57.6±4.4から224.4±7.2μg/kgであった。その結果、腹足類の生体蓄積型Hg濃度と、酸化性相、堆積物中のMeHg及びl-システイン抽出型Hg濃度との間には正の相関関係が存在した。本研究では、熱帯マングローブシステムにおける義務堆積物フィーダーへの生物学的利用可能なHgの推定には、運用上定義されたHg種が有用であることを示した。

This study investigated the linkage between mercury (Hg) speciation in the surficial sediments from a mangrove ecosystem of the Zuari Estuary, west coast of India, with Hg bioaccumulation in gastropods collected from the same area. Multiple operationally defined protocols and methods were used for determination of Hg speciation study in the mangrove sediments. Moderately low concentrations of Hg were observed in the sediments, ranging from 37.3 ± 1.9 to 79.6 ± 4.0 µg/kg. Geochemical fractionation showed that a significant part of sedimentary Hg was present within the structure of the sediment (residual fraction) and not bioavailable. Non-residual Hg was primarily associated with oxidizable (sedimentary organic matter (SOM) or sulfide) binding phase of the sediments, and ranged from 9.2 ± 0.3 to 78.5 ± 3.9 µg/kg. Concentration of methylmercury (MeHg) (a neurotoxin) in the sediments varied from 1.7 ± 0.1 to 4.4 ± 0.1 µg/kg. l-Cysteine, a suitable complexing ligand, extractable Hg concentration in the sediments ranged from 4.3 ± 0.1 to 15.9 ± 0.3 µg/kg. Statistical analysis suggested that MeHg was adsorbed on Fe/Mn oxyhydroxide phases in the sediments. l-Cysteine was found to extract sedimentary MeHg and thermodynamically less stable Hg-SOM complexes from the sediments. Concentrations of bioaccumulated Hg in soft tissues of the gastropod, Pirenella cingulata, ranged from 57.6 ± 4.4 to 224.4 ± 7.2 µg/kg. Positive correlations existed between the concentration of bioaccumulated Hg in the gastropods and the concentrations of Hg associated with the oxidizable phase, sedimentary MeHg and l-Cysteine extracted Hg in the sediments. This study indicated that operationally defined Hg species can be useful in estimating bioavailable Hg to obligatory deposit feeder in tropical mangrove systems.

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