ムール貝観察プログラム

アメリカ海洋大気庁（NOAA）の国家現状と動向（NS&T）ムール貝監視プログラムは、1986年に開始された水質汚染物質監視プログラムです。 ^{[1] この}プログラムはスクリプス海洋研究所のエド・ゴールドバーグ博士にヒントを得たものですが、NOAAが後援し、1984年にバテル海洋科学研究所で開催されたワークショップで考案され、ポール・D・ボーム博士が主導しました。これは、米国で最も長く続いている継続的な汚染物質監視プログラムです。 [ ^{2]ムール貝監視プログラムは、}五大湖を含む米国の沿岸水域の二枚貝（ムール貝とカキ）と堆積物の汚染物質濃度を監視し、二枚貝の健康状態、ひいては地元および地域の環境の健康状態を監視します。^[2]

マッスル・ウォッチは専門家と協議して、監視すべき適切な汚染物質を決定します。これには、ジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）、多環芳香族炭化水素（PAH）、ポリ塩化ビフェニル（PCB）が含まれます。2008年現在、マッスル・ウォッチは約140の分析対象物質を監視しています。^[3]汚染物質の影響に加えて、マッスル・ウォッチは、 2005年のハリケーン・カトリーナなどの自然災害や、2010年のディープウォーター・ホライズン原油流出事故などの環境災害の影響を評価することができます。^[4]マッスル・ウォッチによって収集されたデータは、沿岸修復の有効性を監視するためにも使用できます。^[3]マッスル・ウォッチ・プログラムは、20年間の監視データを活用してハリケーン・カトリーナの影響を効果的に分析し、収集した二枚貝の寄生虫に関するデータに基づいて規制上の決定に影響を与えました。^{[5] [6] [7]}

NOAA は、マッスル ウォッチの目標を「我が国の河口と海岸の現状と傾向を明らかにするための環境監視、評価、研究の統合された全国的なプログラムを通じて、生態系に基づく管理を支援すること」と説明しています。 ^{[3]マッスル ウォッチは、米国沿岸の}二枚貝の健康状態を汚染物質から監視するプログラムです。このプログラムは 1986 年に開始され、それ以来、全国的な影響力を持つ政府運営の監視プログラムとしては最長となっています。^[3]これは、海洋環境を保護するための法律上の義務に応えて作成されました。2008 年に、NOAA は 1986 年から 2005 年までのデータの評価を発表しました。 ^[3]このレポートでは、20 年間のデータ収集にわたるさまざまな金属と有機汚染物質の濃度が示されています。このデータセットを使用すると、さまざまな沿岸地域の傾向を特定できます。 2000 年以降、NOAA がムール貝の採取に派遣していた科学者は会社を変え、ムール貝ウォッチ プログラムはムール貝の採取に市民科学者を雇用し始めました。このアプローチにより、プログラムの費用がかなり節約されました。これはワシントン州の地方レベルで見ることができます。スノホミッシュ郡の自然海洋資源委員会は、2007 年にムール貝ウォッチ プログラムと連携して、スノホミッシュ郡の沿岸水域からサンプルを採取するために市民を雇用しました。^[8] 2010 年と 2012 年には、西ワシントン大学の学生がワットコム郡の公共事業を支援しました。ムール貝ウォッチは当初、汚染が知られているエリアを監視していました。そこでは、データを簡単に見つけることができ、毒性データの傾向を監視していました。現在、焦点は、環境保護庁 ( EPA ) などの組織によって指示された懸念エリアに移行しています。データの傾向だけに焦点を当てるのではなく、ムール貝ウォッチは、特定のポリシーが特定の環境に実際に良い影響を与えたかどうかを確認しようとしています。^[9]

マッスル ウォッチは、NOAA による全国的な監視と、地域および地方のグループのネットワークを組み合わせて、米国全土の沿岸の健全性を監視しています。NOAA とその国立沿岸海洋科学センター (NCCOS) は、米国全土に科学者のスタッフを配置し、世界中の他の連邦、州、非政府組織、民間セクターのパートナーと提携して、マッスル ウォッチ プログラムの目標達成に向けて協力しています。1 つの沿岸地域での汚染は、数千マイル離れた地域に影響を及ぼす可能性がありますが、全国規模の監視プログラムがあれば、NOAA はこれらの影響を追跡できます。^[3]マッスル ウォッチ プログラムでは、データの品質を維持するために 、パフォーマンス ベースの品質保証プロセス (QA) を使用しています。国立標準技術研究所 ( NIST ) とカナダ国立研究会議 ( NRC ) は、すべてのラボから収集されたデータが同等の正確性と精度を持つようにするための演習で分析ラボを支援しています。^[3] QA プロセスは、ラボ内およびラボ間のばらつきを減らします。^[10]

ムール貝ウォッチ地域の完全なリストは次のとおりです。

• 五大湖（ウィスコンシン州、イリノイ州、インディアナ州、ミシガン州、オハイオ州、ニューヨーク州）
• 北西部（オレゴン州、ワシントン州、アラスカ州）
• 北カリフォルニア（ポイント・コンセプションの北）
• 南カリフォルニア（ポイントコンセプションおよび南部）
• 西メキシコ湾岸（アラバマ州、ミシシッピ州、ルイジアナ州、テキサス州）
• 東メキシコ湾岸（フロリダ湾岸）
• 南東部（サウスカロライナ州、ジョージア州、フロリダ州大西洋岸）
• 中部大西洋岸（ニュージャージー州、デラウェア州、メリーランド州、バージニア州、ノースカロライナ州）
• 北東部南部（マサチューセッツ州、ロードアイランド州、コネチカット州、ニューヨーク州、ニュージャージー州、デラウェア州）
• 北東部北部（メイン州とニューハンプシャー州）^[3]

NOAAは現在、Mussel Watchを含む65を超えるアクティブな市民科学プロジェクトをサポートしています。2013年にNOAA市民科学実践コミュニティが結成され、市民科学者がベストプラクティスをまとめ共有し、リソースを共有し、NOAAの市民科学プロジェクトの検索可能なデータベースを提供できるように支援しています。120人以上のメンバーからなるコミュニティは、市民科学者を支援するために活動を続けています。^[11] 全国グループと地域グループのコラボレーションの一例は、ワシントン州の2009/10 Mussel Watchパイロットプロジェクトです。^[12] ワシントン州魚類野生生物局（WDFW）のピュージェット湾評価および監視プログラム（PSAMP）、スノホミッシュ郡海洋資源委員会（MRC）、スノホミッシュ郡公共事業-地表水管理、ワシントン海事助成金、およびNOAAのMussel Watchが協力して、 「ワシントン州海域で2009/10年のムール貝観察シーズンのフィールドサンプリングを実施し、ピュージェット湾における既存の有毒汚染物質モニタリングとフィールドサンプリングを統合する可能性を評価し、フィールドワークを実施するための主なリソースとして市民科学者の使用を実証および評価し、ピュージェット湾でのモニタリングツールとしてのムール貝観察の実現可能性を調査する。」^[12]これには、NOAAの代表者がPSAMPスタッフとボランティアを支援し、すべてのムール貝観察サイトでのサンプリングを成功させるという内容が含まれていました。このパイロットプロジェクトの結果、市民科学者ボランティアの支援と適切なトレーニングにより、現場での専門スタッフの労働時間が大幅に短縮されました。^[12]一貫した正確な収集方法を維持するには、ボランティアの適切なトレーニングが必要です。^[13]

ムール貝監視プログラムでは、140種類以上の化学汚染物質（分析対象物質）が監視されています。EPAは、これらの分析対象物質の多くを水質浄化法に基づく優先汚染物質としてリストしています。^{[3]これらは、}生物学的利用能、動物組織への吸収と蓄積の可能性、水生生物への毒性、および人間への潜在的な危害 に基づいて選択されています。

ムール貝監視プログラムで測定される金属には、アルミニウム、アンチモン、ヒ素、カドミウム、クロム、銅、鉄、鉛、マンガン、水銀、ニッケル、セレン、シリコン、銀、タリウム、スズ、亜鉛などがあります。これらの金属は、自然発生源と人為発生源の両方に由来します。^[3] 二枚貝の種によって微量金属の生体内蓄積能力が異なり、その結果、カキはムール貝よりも約10倍多くの亜鉛と銅を蓄積します。ムール貝はカキよりも約3倍多くの鉛を蓄積します。 ^[3] 2008年にムール貝監視プログラムによって発表された20年間の報告書によると、都市化地域と工業化地域では金属濃度が高く、東海岸、西海岸、五大湖地域では金属濃度に大きな違いはありません。時間の経過とともに全国的に金属濃度が増加しています。^[3]

2008年現在、マッスルウォッチが監視している有機汚染物質には、51種類のPCB同族体（全209種類中）^[10] 、 65種類のPAH、DDT、ブチルスズ、クロルデン、ディルドリンが含まれています。完全なリストはhttp://NSandT.noaa.govで入手できます。^[3]マッスルウォッチが監視している有機汚染物質のほとんどは人為的な発生源がありますが、PAHは自然プロセスと人為的発生源の両方に由来するため例外です。^[3] PCB同族体は、選択された同族体がすでに他の科学組織によって測定されていることなど、一連の基準に基づいて選択されました。^[10]有機汚染物質は、マッスルウォッチが使用するすべての場所とすべての種で比較できます。^[3] 「金属」で取り上げた同じ20年間のレポートでは、金属と同様に、都市化地域や工業化地域では有機汚染物質のレベルが高いことが判明しています。全ての場所で有機汚染物質が検出された。^[3]

「ムール貝ウォッチプログラムの組織病理学的要素は、配偶子の発達段階と、ムール貝とカキに見られる約70種の病気と寄生虫の蔓延を定量化する。組織病理学的データの傾向は、地球温暖化の影響を評価するのに役立つ可能性がある。」^[3]

1986年にムール貝監視プログラムでサンプリングされた場所はわずか145か所でしたが、2008年現在、その数は米国本土、アラスカ、プエルトリコ、ハワイの約300か所にまで増加しています。これらの場所の多くは、1976～1978年のEPAムール貝監視場所と一致しており、新しい場所は、理想的な配置について州当局や学術専門家と協議した後に選択されています。^[3] 場所選択の基準は次のとおりです。

• ムール貝の固有種が生息している必要がある
• 貝類の養殖場は繰り返しのサンプリングが可能な大きさでなければならない
• 天然の基質でなければならない
• 点源汚染を避ける
• 食用貝類の採取が認められていない地域

ムール貝監視プログラムでは、ケージに入れられたムール貝は使用せず、代わりに自然に生息する二枚貝を使用します。^[10]調査地点は、NOAA がより正確に全国的な評価を構築できるように、広い沿岸地域をより適切に表すために 10～100 km 間隔で配置されています。その結果、ムール貝監視プログラムは「米国の沿岸および河口地域の化学物質濃度の空間分布と時間的傾向を監視する」ために使用できます。^[13]

ムール貝やカキには、米国の沿岸地域すべてに共通する種は 1 つもありません。そのため、特定の場所の種は、その豊富さと収集のしやすさに基づいて選択されます。「ムール貝 ( Mytilus属) は北大西洋岸と太平洋岸から、カキ ( Crassostrea virginica ) は中部大西洋岸 (デラウェア湾) から南とメキシコ湾岸から、そして外来種であるゼブラ貝 ( Dreissena属) は五大湖の場所から収集されます。」^[3]

現地採集と実験室作業の大部分は、NOAA以外の契約研究室によって行われている。^[10]少なくとも年に1回、11月から3月の間に各ムール貝ウォッチサイトでボランティアが50～100匹の二枚貝を2グループ採集する。サンプルは、サイトで最初のサンプル採取日から3週間以内に採集する必要がある。^[10]つまり、サンプルが最初に1987年4月15日に採取された場合、その後のすべてのサンプルは4月15日から3週間以内に採集する必要がある。1つのグループは有機汚染物質の検査に使用され、もう1つのグループは微量元素（金属）の検査に使用される。^[13] 対応する二枚貝の生息場所と同じ水塊にさらされ、2km以内の場所から堆積物が二枚貝と同時に採集される。測定される堆積物の基準には、総有機炭素と炭酸塩炭素、水分含有量、粒径、ウェルシュ菌の濃度、コプロスタノールの濃度（1989年以降は測定されていない）が含まれる。^[10] 二枚貝の採集方法は、採集場所の特性に応じて異なる。水深2m以上の場合は二枚貝浚渫機、水深2～2.5mの軟底の場合はステンレス製のトング、水深1m未満の場合はステンレス製のピッチフォークまたはクアホッグレーキを使用し、一部の海岸では手作業による採集も行われている。^[10]二枚貝はその後洗浄され、氷で冷やした容器に詰められ、採集後2日以内に適切な分析研究所に送られる。^[3]

NOAAは、2009年9月21日から2014年9月20日までの5年間、堆積物と二枚貝の組織化学を分析する契約をTDI-Brooks Internationalに与えた。TDI-Brooksは、1999年から2009年までの10年間にもテストを実施している。TDI-Brooksとその関連会社であるB&B Laboratoriesが有機化学分析を実施し、ラトガース大学が組織病理学分析の下請けとなり、テキサスA&M大学が金属および栄養素の分析の下請けとなった。^[14]ディープウォーター・ホライズンの原油流出事故により、これらの研究所の資源はメキシコ湾の優先度の高いサンプルの化学分析にシフトされた。これにより、ムール貝監視プログラムの分析結果が大幅に遅れ、場合によっては1年以上遅れた。^[15]

国立組織および堆積物サンプルアーカイブ: NOAA のプロジェクトの多くは、必要な情報を得るためにさまざまなプログラムを組み込んでいます。NOAA の国立状況および傾向プログラムは、1985 年にムール貝監視プログラムで収集されたムール貝、カキ、ゼブラ貝のサンプルを標本バンクの開始手段として使用し始めました。このサンプルバンクにより、NOAA は任意の時点で特定の汚染物質のスナップショットを撮ることができ、分析技術を使用して、目的の化合物の組織濃度を調べることができます。これにより、規制当局は特定の化合物の履歴をよりよく理解できます。^[16] ムール貝監視プログラムを利用した別のプロジェクトは、2005 年のハリケーン カトリーナの影響を受けた沿岸水域の評価でした。ハリケーン後の浅瀬で DDT、従来の塩素系殺虫剤、PCB、PAH、金属の濃度を調べることで、NOAA の科学者は、同じ地域の過去 20 年間の監視データと結果を比較することができました。ムール貝監視プログラムによるこの一貫した汚染物質の記録は、ハリケーン・カトリーナの影響を分析するのに効果的であることが証明されました。^{[7]二枚貝の寄生虫病} 理学では、ムール貝監視プログラムで収集されたカキとムール貝の組織サンプルを使用して寄生虫の調査が行われました。寄生虫の地理的および時間的変化は、汚染物質への曝露の良い指標となります。 [5]これらの病理学的スクリーニングの結果は、汚染レベルを示すために使用され、規制上の決定に影響を与えてきました。 [ ^{6 ]}

Mussel Watch は、ほとんどの場所と地域に関するレポートを約 2 年ごとに発行しています。これまでに作成された編集物やその他の注目すべき出版物には、次のものがあります。

• 国内沿岸地域における20年間の汚染物質モニタリングの評価^[3]
• 現在使用されている農薬（1994～1997年）
• 二枚貝の放射性核種濃度（1990年）
• 米国沿岸域の堆積物と二枚貝中のポリ臭化ジフェニルエーテル（ PBDEs ）の評価^[17]
• プロジェクトと出版物の完全なリストは、NCCOS Mussel Watch Contaminant Monitoringでご覧いただけます。

おそらく、マッスルウォッチプログラムから生まれた最も重要な出版物は、「米国沿岸地域における20年間の汚染物質モニタリングの評価」です。^[3]この出版物は、学者、関心のある市民、政府およびその他の規制機関が使用することを目的としていました。このレポートには、米国とプエルトリコの300か所のサンプリングサイトでの140種類の化学物質の傾向と相対レベルが含まれています。 1986年から2006年までのこのレポートは、規制機関以外の政策立案者や関心のある個人に情報を提供するのに役立ちました。^[3] もう一つの注目すべき出版物は、「米国沿岸地域の堆積物と二枚貝に含まれるポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）の評価」と題されたレポートです。このレポートは、難燃剤として機能するポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）と呼ばれる比較的新しいクラスの化合物を調査しました。これらは、多くの消費者向けプラスチック、繊維、電子機器、家具のクッション材に含まれています。この報告書は、汚染の相対的なレベルを地理的に示し、PBDEレベルが高い地域と人口密度の高い地域を結び付けました。これは、これらの化合物が世界的に分布する上で潜在的な脅威となるため重要です。^[17]

大統領の五大湖修復イニシアチブを支援するグレート レイクス ムール貝ウォッチは、ムール貝ウォッチが現在進行中の多くのプロジェクトの 1 つです。大統領の五大湖修復イニシアチブ (GLRI) から注目と資金提供を受けているこのプロジェクトは、ムール貝ウォッチが使用されているプロジェクトの典型的な例です。米国五大湖の懸念地域(AOC) を調査するムール貝ウォッチは、サンプル サイズとレートを増やし、貝床が利用できない場合にケージに入れたムール貝のテストを行うなど、最新の技術を導入しました。^[18]堆積物とムール貝の組織濃度の両方を調べることで、研究者は五大湖の AOC での修復作業をより適切に特定できるようになりました。他の多くの現在のムール貝ウォッチ プロジェクトと同様に、GLRI はムール貝ウォッチの履歴データと、時間的および空間的に優先順位が付けられたデータの両方を使用して、特定の AOC にはるかに適用可能なより堅牢なデータ セットを作成しています。^[18]

沿岸地域の汚染物質レベルを監視するための生物としてムール貝が選ばれる理由はいくつかある。ほとんどのムール貝は一般に固着性で、環境が汚染されても別の場所へ移動できないため、環境汚染の優れた指標となる。ムール貝は脊椎動物のように有機物の一部を容易に代謝しないため、PAHなどの物質を追跡する場合のより良い選択肢となる。さらに、ほとんどのムール貝は濾過摂食者であり、餌を得るために体で水を濾過する。この濾過により、ムール貝は水中の汚染物質を拾い上げる格好の標的となる。^[3]ムール貝は、システムが回復しているかどうか、また修復または浄化の取り組みが効果的かどうかに関する情報を提供できる。修復の取り組みが成功すれば、生物内の汚染物質の減少が期待される。その一例がテキサス州ラバカ湾で、近隣の施設からの慢性的な水銀放出により汚染された場所である。数年にわたってカキの水銀濃度をモニタリングした結果、湾内の水銀含有量が減少していることが判明しました。^[19]二枚貝は濾過摂食の性質上、二枚貝の組織濃度をモニタリングすることで、Mussel Watch が環境の汚染レベルの変化を追跡することができます。これは、環境や生態系を保護し浄化するための政策が実際に機能しているかどうかを示すことができるため重要です。Mussel Watch は、現在の政策を評価し、環境衛生の改善を確実にするためにどのような変更が必要かを判断するために使用できます。

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