塩は道路塩、肥料、鉱山廃水を通じて水循環に流入し、湖にも流入します。しかし、この段階的な塩類化はいつ有害になるのでしょうか?ヨーロッパと北米での研究では、塩分濃度が適用される制限値を下回ると、生態系に重大な変化が生じることが示されています。したがって、動物プランクトンの量が減少し、藻類の成長が促進されます。これにより湖の食物網が変化し、栄養循環や飲料水にも影響を与える可能性があると研究チームは報告している。
人間の活動が塩で環境を豊かにする：冬に道路に撒かれた道路用塩は、雪解け水や雨によって道路脇に流され、下層土に浸透します。農地の肥料として使用されるカリウム塩 (KCl) や、灌漑中の水の蒸発による塩の蓄積も、土壌中の塩分含有量を増加させます。そこから、水に溶けた塩は地下水または湖や川などの近くの水域に到達します。 「したがって、このような広範な塩類化に淡水生物がどのように反応するかを理解することが重要である」とオレゴン州トレド大学のウィリアム・ヒンツ氏とその同僚は書いている。過剰な塩類添加は多くの生物種の許容限界を超えており、したがって悪影響を与えることは理論的に明らかです。しかし、測定可能な生態学的影響の限界がどこにあるのかはまだ不明です。
メソコスモスにおける塩類化試験
比較的低い塩分濃度でも湖の生息環境に影響を与えるかどうか、またどのように影響するかを調べるために、ヒンツ氏と彼のチームは、ヨーロッパと北アメリカの 16 の湖でメソコスモスを使った現地実験を実施しました。それぞれの湖で、20 ～ 32 個のそのような大きなタンクが湖水とそこに生息するすべての生物で満たされました。その後、研究者らは、適用制限を下回る最小値から、1 リットルあたり塩化物 1,500 ミリグラム (mg/l) の値まで、さまざまな濃度の食塩 (NaCl) を添加しました。現在、塩類添加の最大許容値は米国では 230 mg/l、カナダでは 150 mg/l です。ヨーロッパでは規制が異なります。一部の国では、湖の制限値がないか、著しく高い制限値が設けられています。ドイツでは、1 リットルあたり最大 200 ミリグラムの塩化物を含む水はわずかに塩辛いとみなされ、400 ミリグラムまでは中程度の塩辛いとみなされます。 EU の飲料水の推奨最大値は 250 mg/l です。
メソコスム実験では、水槽内に捕獲された生活環境に塩を加えた後、6～7週間放置した。研究チームはその後、動物プランクトンと植物プランクトンの組成が変化したかどうか、またどのように変化したかを調べた。 「塩分濃度が高くなると、動物プランクトンと植物プランクトンのバランスが崩れる可能性があると考えられました」とヒンツ氏らは説明する。しかし、彼らはまた、そのような影響は食物連鎖や生物群集に応じて局所的に大きく異なるだろうとも想定しました。
カスケード効果
評価の結果、塩分汚染が比較的低レベルであっても、湖の生態系に重大な変化を引き起こすことが示されました。研究チームの報告によると、調査した湖系の73％では、カナダと米国で施行されている制限値を大幅に下回る塩分濃度で動物プランクトンの存在量が半分に減少した。この減少により、ミジンコ、多くのカイアシ類、ワムシが特に大きな打撃を受けました。この浮遊動物の喪失は、今度は中宇宙の微細藻類のバイオマスを 47% 増加させるカスケード効果を引き起こしました。 「水中の藻類が増えると水が濁る可能性があり、その結果、湖の底に生息する他の生物に影響を与える可能性があります」と共著者であるオンタリオ州クイーンズ大学のシェリー・アーノット氏は言う。 「したがって、動物プランクトンの減少と藻類の増加は、漁業、レクリエーションの価値、飲料水の生産にも影響を与える形で湖の生態系を変える可能性があります。」
研究チームによると、その結果は、塩類化がこれまで想定されていたよりもはるかに低い濃度であっても生態学的に悪影響を与えることを示しているという。 「私たちの研究は、塩類化による生態学的コストを示しており、既存の塩化物制限を見直して引き下げる緊急の必要性を強調しています」とヒンツ氏は言う。 「淡水生態系を保護するために策定された政策は、そのようなことを行っていません。」さらに、ヨーロッパと北米の多くの湖では、すでに塩素濃度が制限値に近いか、制限値を超えています。 「したがって、彼らはすでに食物網の変化を経験していた可能性があります」と研究者は続けた。これはおそらく、研究で調査された水域だけでなく、世界中の湖に当てはまります。
出典: William Hintz (オレゴン州トレド大学) 他、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2115033119
