フィンランドにおける地下水マンガンの変動

Variation in groundwater manganese in Finland.

• Anne Kousa
• Hannu Komulainen
• Tarja Hatakka
• Birgitta Backman
• Sirpa Hartikainen

抄録

飲料水に由来するマンガンが、特に子供の健康リスクになり得るという証拠が増えてきている。本研究の目的は、井戸水中のマンガン濃度の変動と、自然環境における地下水中のマンガン濃度に影響を与える要因について、より多くの情報を提供することである。地球化学的データは、1回のみ採取された単一の水サンプル（n=5311）の分析と、同じ井戸から毎年繰り返し採取され分析された水サンプル（n=4607）のモニタリングサイトのデータから構成されている。また、モニタリングサイトの6つの井戸からの井戸特異的な結果についても詳細に記述した。水試料のデータは、フィンランド地質調査所の地下水データベースから取得した。その結果、岩盤井戸水では0.02μg/l以下から5800μg/lまで、第四紀堆積物井戸水では6560μg/lまでの範囲でMn濃度にばらつきがあった。岩盤井戸及び第四紀堆積物井戸の単水試料の結果から、溶存酸素濃度はMn濃度と逆の関係にあることが示された。溶存酸素濃度が低い場合にはMn濃度が高くなった。Mn濃度と井戸のpHや深さとの間には明確な関連性は見られなかった。Mnの一部は粒子結合していたが、これはほとんどの試料でMnの総量が可溶性のMnよりも多かったためである。モニタリング調査では、Kemijärviの岩盤井戸水では114-352µg/l、Hämeenkoskiの掘った井戸水では8.77-2640µg/lと、Mn濃度に大きな変動が見られた。フィンランド北部のモニタリングサイトでは、2つの岩盤井戸から採取した水試料中のMn濃度の季節的・空間的変動が大きかった。また、地下水中のMn濃度の変動は、同じ地域であっても大きくなる可能性がある。これらのデータから、水源からのマンガン濃度の単独測定ではマンガンの状態がわからない可能性があり、総マンガン濃度と可溶性マンガン濃度の両方を測定することが推奨される可能性があることが示唆された。

Increasing evidence has emerged that Mn derived from drinking water could be a health risk, especially for children. This study aimed to provide more information on the variation in Mn concentrations in well water and factors that affect manganese concentrations in groundwater in the natural environment. The geochemical data consisted of analyses of single water samples (n = 5311) that were taken only once and data from monitoring sites where water samples (n = 4607) were repeatedly taken and analyzed annually from the same wells. In addition, the well-specific results from six wells at monitoring sites were described in detail. We obtained the data on water samples from the groundwater database of Geological Survey of Finland. In single samples, Mn concentrations varied from < 0.02 µg/l to 5800 µg/l in bedrock well waters and up to 6560 µg/l in Quaternary deposit well waters. Results from single water samples from bedrock wells and Quaternary deposit wells indicated that the dissolved oxygen content has an inverse association with the Mn concentration. When the dissolved oxygen O levels were lower, the Mn concentrations were higher. No clear association was found between the Mn concentration and the pH or depth of the well for single samples. Part of Mn was particle bound, because total Mn was higher than soluble Mn in most measured samples. In the monitoring survey, large variation in Mn concentrations was found in bedrock well water in Kemijärvi, 114-352 µg/l, and in dug well water in Hämeenkoski, 8.77-2640 µg/l. Seasonal and spatial variability in Mn concentrations in water samples from two bedrock wells was large at monitoring sites in northern Finland. Variability in the Mn concentrations in groundwater can be large, even in the same area. These data suggest that single measurements of the Mn concentration from a water source may not reveal the Mn status, and measurement of both the total and soluble Mn concentrations may be recommended.