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| ケスターソン貯水池 | |
|---|---|
  ケスターソン貯水池  ケスターソン貯水池 | |
| 位置 | カリフォルニア州マーセド郡 |
| 座標 | 北緯37°15′30″ 西経120°53′30″ / 北緯37.25833° 西経120.89167° / 37.25833; -120.89167 |
| タイプ | 貯水池 |
ケスターソン貯水池は、カリフォルニア州の現在のサンルイス国立野生生物保護区の一部です。以前はケスターソン国立野生生物保護区の一部であったこの貯水池は、渡り鳥の重要な中継地点でした。[1]ケスターソンはかつて、合計約1,280エーカーの12の蒸発池で構成され、 [2]歴史的に農業用排水に使用されていました。ケスターソンは、セレンの毒性と、渡り鳥、魚、昆虫、植物、藻類の急速な死滅により、20世紀後半に全国的な注目を集めました。貯水池は1986年に閉鎖され、修復作業中も引き続きセレン濃度の監視が続けられています。
背景
ケスターソン国立野生生物保護区は、カリフォルニア州中央部のサンホアキン渓谷にあるサンルイス国立野生生物保護区内のマーセド郡の西約18マイルに位置しています。[1]保護区は26,609エーカー（107.68 km 2）の広さで、ケスターソン貯水池、フレイタス、ベアクリーク、元のサンルイスユニットの4つのユニットにわたって、多種多様な水鳥、哺乳類、その他の野生生物を支える多様な湿地と河岸の生息地が含まれています。
歴史家ケビン・スターが「地球上で最も生産性の高い非自然環境」とみなすサンホアキン渓谷[3]は、ブドウ、綿、ナッツ、柑橘類、野菜など、米国の農産物の約25％を支えています。[4]牛や羊の牧畜もこの地域の農業生産に貢献しています。渓谷は先史時代にリン酸が豊富になり、内陸湖としてハマグリの生息地となりました。これらの貝殻が蓄積されたため、土地はリン酸が豊富でした。
サンホアキン・バレーは西側で海岸山脈、東側でシエラネバダ山脈に接している。海岸山脈には白亜紀と第三紀の海洋堆積岩が含まれる。[5]黒色海洋頁岩であるモレノ層の風化と酸化により、黄鉄鉱（FeS 2）とセレン化鉄（FeSe 2 ）が生成される。風化生成物が蒸発性鉱物と塩に濃縮されると、セレン酸塩（Na 2 SeO 4 · 10 H 2 OまたはNa 2 Mg(SeO 4 ) 2 · 4 H 2 Oなど）と硫酸塩（Na 2 SO 4 · 10 H 2 OまたはNa 2 Mg(SO 4 ) 4 · 4 H 2 O）が形成される可能性がある。その結果、セレン塩とセレンを豊富に含む土壌が、土石流や地滑りによって山からサンホアキン渓谷に流れ込みました。さらに、サンホアキン渓谷には不浸透性の粘土に囲まれた浅い帯水層があります。[7]
大規模農業生産は、肥沃な農場を維持するために、同様に大規模な灌漑プロジェクトに依存しています。サンホアキンバレーでの灌漑の副作用は、時間の経過とともに地下水位が上昇し始めたことです。これにより、余分な水が蓄積し、作物に害を及ぼす状態になりました。1968年、開拓局はサンルイスドレインと呼ばれる290マイルの長さの排水路を提案しました。[8]大規模な排水路の一部として、12の蒸発池からなるケスターソン貯水池が1971年にケスターソン国立野生生物保護区内に完成しました。
タイムライン
- 1960年代: カリフォルニア州当局によりサンルイスドレイン（290マイルの排水路）が提案された。[8]
- 1971年: より大きな排水路の一部として、ケスターソン貯水池が開拓局によって完成しました。[1]
- 1975年：290マイルの排水路のうち82マイルのみが完成した後、環境問題のためプロジェクトは中断され、ケスターソンが排水システムの一時的な終点となった。[9]
- 1978年：サンホアキンバレーの一部であるウェストランド水道局は、年間平均7,300エーカーフィートの地下水をケスターソンに排水し始めた。[9]
- 1983年～1985年：ケスターソンとして農業排水が水鳥に与える影響を評価するための研究が行われた。初期の調査結果を受けて、カリフォルニア州水資源管理委員会は貯水池の閉鎖を命じた。[10]
- 1986年: 科学者がケスターソンで鳥の奇形を発見。[1]
- 1989年から2014年: 米国開拓局と米国内務省によって修復活動と監視が行われた。[2]
- 2000年から2013年：ウェストランドの土地所有者は連邦政府に対して代替排水システムを提供するよう数件の訴訟を起こした。[11]
- 2014年：セレン濃度は4μg/g以下の比較的安定したレベルに達した。[2]
汚染
1983年に野生水鳥の胎児と孵化したばかりの幼鳥の奇形や死亡率が64%であることが発覚したため、1985年にカリフォルニア州資源管理委員会はケスターソン貯水池を閉鎖するよう是正命令を出した。[12] USGSによると、奇形や死亡率の高さは、灌漑排水を通じてカリフォルニア海岸山脈の岩盤にまで及ぶセレン汚染の結果である。[12] USGSは、セレンが「岩からアヒルへ」移動する生物地球化学的経路を「ケスターソン効果」と定義した。[13]ケスターソン貯水池での研究で鳥に観察された一連の症状と影響は、「ケスターソン症候群」として知られている。[14]
セレンは環境中に自然に存在する元素であり、食事に欠かせない栄養素です。しかし、高濃度のセレンは組織に毒性レベルまで蓄積し、生殖障害や先天異常を引き起こしたり、堆積物に沈着したりすることがあります。[15]サンホアキン渓谷の西にある海岸山脈のセレン濃度が高いため、セレンは渓谷に運ばれ、谷底に自然に蓄積しました。セレンの毒性は、ケスターソンに排水管が設置されて間もなく問題になりました。当初（1971年から1978年）、貯水池には真水のみが流入していました。1978年にこれが変わり始め、1981年までにはケスターソン貯水池に流入する水はすべて塩分を含んだ排水水になりました。排水の塩分濃度に寄与していたのは、セレンの移動度が高いイオンであるセレン酸SeO 4 2−でした。 1983年のセレン濃度は、主にセレン酸塩の形で約300μg/Lでした。1981年から1986年にかけて、約9000kgのセレンがケスターソンに運ばれました。[2] 12の蒸発池から排水が蒸発するにつれて、貯水池内のセレン濃度は着実に増加しました。[1]セレンは、貯水池を使用する水鳥や野生生物の体内に蓄積し始めました。
1981年以前、ケスターソン貯水池には数種の魚類を含む多様な生物が生息していた。1981年以降、貯水池には塩分に最も耐性のあるカダヤシしか生息しなくなった。1982年、米国魚類野生生物局は、貯水池での野生生物の利用が減少した原因を突き止めるための調査を開始した。これらの場所でのセレン濃度は1リットルあたり1400マイクログラム以上であることが判明した。1982年のカダヤシのサンプルでは、ケスターソン貯水池の魚のセレン濃度は、近くの基準地点で採取された魚の70倍以上であることが示された。[16]
1983年、研究者らはケスターソン貯水池の鳥の食事と組織におけるセレンの蔓延状況を調査した。[9]この研究では、セレン汚染が幼少期の魚類や鳥類の発達異常の発生率増加の主な原因であることが判明した。異常には、目、くちばし、翼、脚、脳の欠損または変形などがあった。対照地域と比較すると、ケスターソンの成鳥のセレン濃度は10倍高く、鳥の卵のセレン濃度は20～30倍高かった。全体的な体重の減少も観察された。[16]鳥の組織中のセレン濃度は、鳥の滞在時間、摂食頻度、および食事中のセレン濃度と正の相関関係にあることが判明した。 [16]セレン濃度の上昇は、貯水池に生息する植物、菌類、昆虫、哺乳類、魚類でも観察された。[17]しかし、鳥はセレンの高濃度曝露に最も敏感な動物の1つです。カリフォルニア州の湿地生息地が着実に失われているため、[16]ケスターソン貯水池は渡り鳥の重要な中継地点でした。このため、貯水池の高濃度セレンは鳥の個体数に大きな影響を与えました。1983年の研究結果は新聞に掲載され、テレビで放送され、この問題は全国的に注目されました。これが最終的に1986年に貯水池の閉鎖につながりました。
修復とその後
カリフォルニア州水資源管理委員会が1985年にケスターソンの浄化および軽減命令を出した後、米国開拓局と米国内務省は、ケスターソンの鳥が直面する危険の量を減らすための措置を講じました。[1] [2]米国開拓局と米国内務省は、ケスターソンの713エーカーに約100万立方ヤードの土を埋め立て[2]、鳥の営巣地をなくすためにガマを伐採するなどの修復措置を講じました。これらの措置により、草地、一年生植物種が優勢な埋め立て地、以前はガマが占めていた空き地の3つの主要な陸上生息地が確立されました。ケスターソンのセレン汚染は数年で発生しただけですが、修復作業には20年以上かかりました。[2]修復費用総額は2,100万ドルと見積もられています。ケスターソンで行われた追加研究では、バイオレメディエーションアプローチとしての微生物揮発がセレン含有土壌からセレンをかなり除去するのに寄与する可能性があることが判明した。[10]
モニタリングは1989年に始まり、2012年に強度が低下しました。2013年から2014年までのセレンモニタリング結果によると、セレン濃度は時間の経過とともに比較的安定しており、採餌動物は主に4μg/g未満の濃度にさらされていました。[10]洪水などの大規模な変化はセレンの急速な移動と野生生物へのより大きなリスクをもたらす可能性があることが認識されています。汚染された灌漑用水の排水の現在の代替手段は評価中であり、現在は膜処理、セレン除去処理、蒸発池が含まれています。
参照
参考文献
- ^ abcdef 「ケスターソン貯水池」。水教育財団。2020年6月22日。 2020年11月9日閲覧。
- ^ abcdefg Ohlendorf, Harry M (2020). 「ケスターソン貯水池：セレンリスク評価と管理の30年」。統合 環境評価と管理。16 ( 2): 257–268。Bibcode : 2020IEAM...16..257O。doi : 10.1002/ieam.4222。PMID 31646761。S2CID 204865369。
- ^ EDT、Katie Paul、2009年8月23日午後8時（2009年8月23日）。「カリフォルニア州サンホアキンバレー、水不足で窮地に」。ニューズウィーク。 2020年12月5日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link) - ^ 「カリフォルニア、サンホアキン：パートナーシップ、住宅 - 農村移住ニュース | Migration Dialogue」。migration.ucdavis.edu 。 2020年12月13日閲覧。
- ^ 「セレン源と生態系の関連：灌漑」www.usgs.gov 。 2020年11月9日閲覧。
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- ^ 「サンホアキンバレー」。水教育財団。2020年6月22日。 2020年12月15日閲覧。
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- ^ abcd Ohlendorf, Harry M.; Hothem, Roger L.; Bunck, Christine M.; Marois, Katherine C. (1990-07-01). 「カリフォルニア州ケスターソン貯水池における鳥類のセレンの生体内蓄積」.環境汚染・毒性学アーカイブ. 19 (4): 495–507. Bibcode :1990ArECT..19..495O. doi :10.1007/BF01059067. ISSN 1432-0703. PMID 2386406. S2CID 6384962.
- ^ フランケンバーガー (1994-06-10). 環境中のセレン。CRC プレス。ISBN 978-0-8247-8993-0。
外部リンク
- 米国魚類野生生物局