Forage Fish Polychlorinated Biphenyl Monitoring to Support Sediment Cleanup and Source Control in the Anacostia River Watershed, Washington, DC and Maryland, USA

技術要約：アナコスティア川流域における餌魚のポリ塩化ビフェニル（PCB）モニタリング

問題提起
ポリ塩化ビフェニル（PCB）は水圏環境において残留性の高い汚染物質であり続け、公衆衛生を保護するための魚類消費勧告（FCA）を必要としている。アナコスティア川流域（ワシントンD.C.およびメリーランド州）では、適応的管理枠組みの下で、底質浄化および発生源対策が進められている。浄化目標（RAO）はしばしばゲームフィッシュ（食用魚）の組織濃度を対象とするが、ゲームフィッシュは寿命が長く、行動範囲が広いため、モニタリングには課題がある。したがって、堆積物浄化と継続的な発生源対策の成功をモニタリングするための、コスト効率の高い指標として、寿命が短く、移動範囲が狭い、豊富に存在する餌魚（forage fish）の有用性を評価する必要がある。これは、人間への暴露経路となる重要な食物連鎖の経路に対処することを目的としている。

方法論
本研究では、2018年から2022年にかけて、アナコスティア川、その支流、キンマン・レイク、および近隣のポトマック川の22地点で行われた、全身体を用いた餌魚のサンプリングを利用した。分布、3〜4年の短い寿命、および推定されるホームレンジの小ささ（約0.8 km）に基づき、ムミチョグ（Fundulus heteroclitus）とバンデッド・キリフィッシュ（F. diaphanus）の2種が選定された。

• サンプリング戦略: ビーチ・シーン（引き網）、ミノー・トラップ、および電気ショックを用いて魚類を採取した。複合サンプル（湿重量20g超）は、特定の体長クラスごとに作成された。2020年には、共変量として性別を評価するために雌雄別の複合サンプルを分析したが、その後のサンプリングでは雌雄混合の複合サンプルを使用した。
• 分析方法: 209種類のPCB同族体を、低分解能ガスクロマトグラフィー質量分析法（GC/MS）（SGS AXYS Method MLA 007）を用いて分析した。手法を比較するため、一部の18サンプルについては高分解能GC/MSによる分析も行った。濃度調整のために脂質および水分量も測定した。
• 統計分析: 共変量（脂質含有量、体長、性別）を評価し、地点間および年間の総PCB濃度を比較するために線形モデルを用いた。外れ値はロズナー検定（Rosner's test）を用いて特定した。ソースの年代（最近か歴史的なものか）を示す指標として、ホモログパターン、特にモノからトリクロロ・ホモログ（MDT）の寄与を分析した。ゲームフィッシュのフィレット閾値と生物蓄積比に基づき、暫定的なリスクカテゴリーを策定した。

主な結果

• 空間分布: ローワー・ビーバーダム・クリーク（LB）は、餌魚において313 ppbから2500 ppbという最も高い総PCB濃度を示した。特に、地点LB2は最大2500 ppbに達する高いレベルを示した。対照的に、北西（NW）および北東（NE）の支流では、濃度が最も低かった（30.2 ppbから95.8 ppb）。
• 発生源の特定: LBおよびその直下流（Lower Beaverdam Mouth, LBM）の魚は、低塩素化ホモログ（MDT）の割合が高く、LBでは11.1%から39.5%に達した。このパターンは、最近または現在進行中の放出を示しており、他の支流におけるMDTの寄与が一般に13.6%未満であることと比較して、LBが生物学的利用能の高いPCBの主要な発生源であることを区別している。
• 種間の比較: 同一地点かつ同時期に両種が採取された21事例のうち20事例において、バンデッド・キリフィッシュ（BK）はムミチョグ（MC）よりも高い総PCB濃度を示し、平均的なBK:MC比は1.5であった。
• 共変量: 脂質含有量は、両種において統計的に有意な共変量であった。性別は一貫して有意な共変量ではなく、将来のモニタリングにおける雌雄混合複合サンプルの使用を支持した。魚の体長は、脂質含有量との混同関係があるため、共変量には含まれなかった。
• 分析手法の比較: 低分解能分析による総PCB濃度は、高分解能分析によるものよりも約10%高かった。ダイオキシン様PCBのTEQ（毒性等量）も、主にコンジェナーPCB 126の過大評価により、低分解能分析の方が高かった。

主要な貢献および推奨事項
本研究は、適応的管理モニタリングプログラムにおいて餌魚を使用するための検証された枠組みを提供する：

1. 参照エリア: 北西支流、北東支流、およびフレッチャーズ・コーブ（ポトマック川）は、PCB負荷が低いため、適切な参照エリアとして特定された。
2. サンプリング・プロトコル: 産卵に伴う変動を避け、魚の確保を確実にするため、2ヶ月間のサンプリング期間（9月中旬から11月中旬）を推奨する。ロジスティクスの複雑さを軽減するため、雌雄混合の複合サンプルの使用が適当である。
3. 分析戦略: TEQではなく総PCBに基づくモニタリングの場合、低分解能分析は高分解能法に代わるコスト効率の高い代替手段となる。その際のわずかな過大評価は、意思決定における安全係数として機能する。
4. リスク評価: 暫定的なリスクカテゴリーが策定され、LB、ペプコ・コーブ、および下流のアナコスティア川流域が、ゲームフィッシュの消費勧告を誘発する閾値を超える餌魚のPCBレベルを示すエリアとして特定された。

意義
本論文は、餌魚のモニタリングが、環境媒体（堆積物および水）とゲームフィッシュへの生物蓄積との間の重要なリンクを提供することを実証している。寿命が短く、ホームレンジが狭い種を利用することで、管理者はゲームフィッシュのみの場合よりも、環境回復と発生源対策の有効性をより正確かつタイムリーに評価することができる。本研究の結果は、ローワー・ビーバーダム・クリークがアナコスティア川へのPCB負荷の主要かつ継続的な発生源であることを裏付けており、標的を絞った浄化および発生源対策を支持する「証拠の重み（weight of evidence）」を提供している。本研究は、開発されたモニタリング手法が効果的かつコスト効率が高く、同様の適応的管理が行われている他の地域にも適用可能であることを結論付けている。