工業団地の環境影響をバイオモニタリングするためのCupressus macrocarpaの葉：チリのPuchuncaví-Ventanasの場合

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Chemosphere.2020 Jul;260:127521. S0045-6535(20)31715-X. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127521.Epub 2020-07-06.

工業団地の環境影響をバイオモニタリングするためのCupressus macrocarpaの葉：チリのPuchuncaví-Ventanasの場合

Cupressus macrocarpa leaves for biomonitoring the environmental impact of an industrial complex: The case of Puchuncaví-Ventanas in Chile.

Tamara Gorena
Ximena Fadic
Francisco Cereceda-Balic

PMID: 32688310 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127521.

抄録

プンチュンカビ渓谷はチリ中部で最も汚染された地域の一つであり、最も重要な産業は銅の製錬所と精錬所であるベンタナ工業団地（IC）からの人為的な排出物の影響を受けている。このような状況の中で、本研究の目的は、バイオモニターとしてのカプレッソ・マクロカルパの有用性を評価することであった。葉のサンプルは、発生源から0.8～15km離れた5つの場所から採取した。合計34元素をICP-MSで分析し、濃縮係数(EF)、階層的クラスター分析(HCA)、主成分分析(PCA)で調べた。As, Ca, Cd, Cu, Dy, Er, Gd, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nd, P, Pb, Pr, S, Sb, Sr, Ti, Yb, Znの葉の濃度は、サンプリング地点間で統計的に有意な差を示した(p値<0.05)。また、Cu, Sb, S, As, Cd, Pbの濃度は、ICに近いほど増加する傾向が見られた。また、Cu(93.4-369mgkg)とAs(7.6-12.7mgkg)は、EFが3000%を超えるCuと1300%を超えるAsの植物毒性レベルを超えていた。PCAとHCAを適用した結果、工業団地、交通、地殻変動要因の6つの要因が同定され、銅製錬所や製油所を中心とした工業活動に関連する成分が最大の変動をもたらした。これらの結果から、C.macrocarpaの葉は、工業地域における人為起源元素の高い汚染負荷を評価するのに適したバイオモニターであることが明らかになった。

The Punchuncaví Valley is one of the most polluted areas in central Chile affected by anthropogenic emissions from the Ventanas Industrial Complex (IC) where the most important industry is the copper smelter and refinery. In this context, this research aims were to assess the usefulness of the Cupressus macrocarpa as a biomonitor. The leaf samples were taken from five selected sites, located between 0.8 and 15 km away from the source. A total of 34 elements were analyzed in leaf samples by ICP-MS and examined by enrichment factor (EF), hierarchical cluster analysis (HCA), and principal component analysis (PCA). Leaf concentration of As, Ca, Cd, Cu, Dy, Er, Gd, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nd, P, Pb, Pr, S, Sb, Sr, Ti, Yb and Zn showed statistically significant differences between sampling sites (p-value < 0.05). A clear trend to increase the concentration of Cu, Sb, S, As, Cd and Pb with the proximity to the IC. Besides, high values of Cu (93.4-369 mg kg) and As (7.6-12.7 mg kg) were observed near to industrial area exceed the phytotoxic levels reported in plants with EF > 3000% for Cu and >1300% for As. The application of PCA and HCA identified 6 factors related to the industrial complex, traffic and geogenic sources, providing the greatest variance the component related to industrial activity mainly with copper smelter and refinery. According to the results, the C. macrocarpa leaves are a good biomonitor to evaluate the high pollution load for anthropogenic elements in industrial areas.