大規模森林火災跡地に生成する多環芳香族炭化水素類の挙動と毒性発現機構の解明

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本研究では、①森林火災時に土壌有機層内で生成されるPAHsの濃度・組成は表層と下層でどのように異なるのか？②森林火災後の土壌内でPAHsおよびPAHs誘導体はどのように生成・挙動するのか？③PAHs、PAHs誘導体の生体への取り込みと毒性強度は土壌内の共存成分によってどのように変化するのか？という3つの「問い」を設定し、研究を展開する。本年度は泥炭を昨年度の温度条件（300～600℃）よりも低温で加熱し、PAHsの分析を行った。その結果、標準空気下、窒素雰囲気下において200℃で加熱した場合、ともに同程度の濃度のPAHsが土壌内で生成するということが明らかになった。その濃度は300℃以上で加熱したものと同じであり、組成の特徴にも大きな違いはなかった。火災時に土壌表層、下層の有機成分がどのように変質するかを、実験室内で酸化的および嫌気的雰囲気下で加熱したインドネシア熱帯泥炭を熱分解GC/MSから評価・比較した。その結果、標準空気下で加熱した試料では400℃以上で、窒素雰囲気下で加熱した試料では500℃以上でリグニン由来のピークが消失し、脂肪酸のみが検出されることが分かった。一方で、加熱土壌のPAHsの濃度、組成と熱分解GC/MSの結果には関係性はみられなかった。PAH誘導体の一つであるPAHキノンをフミン酸と共存させ、藻類生長阻害試験から毒性を評価した。過去に行った我々の研究成果ではナフタレンの毒性はフミン酸の共存により緩和し、その程度はフミン酸の芳香族性と強く関係していることを報告している。分析の結果、ナフタレンのキノン体である1,4-ナフトキノンの毒性はフミン酸の共存によって変化せず、環境中でフミン酸の共存によって発現するキノンPAHの毒性変化はPAHsとは異なることが明らかとなった。