沈泥

沈泥は、シルトまたは粘土が大部分を占める粒子状の陸生砕屑物によって引き起こされる水質汚染です。これは、浮遊堆積物の濃度の増加と、望ましくない底部での微細堆積物の蓄積（一時的または永続的）の増加の両方を指します。沈泥は、ほとんどの場合、土壌浸食または堆積物の流出によって引き起こされます。

「堆積物汚染」という曖昧な用語で呼ばれることもありますが、これは底に蓄積した堆積物の化学汚染、または堆積物の粒子に結合した汚染物質を指すこともあります。「沈泥」はシルト以外の粒子サイズも含むため、完全に厳密な用語ではありませんが、曖昧さがないため好まれています。

ある地域への堆積物の増加の原因は、陸上の浸食または水中での活動である可能性があります。

農村部では、侵食源は通常、集中的な農業や不適切な農業慣行による土壌の劣化であり、特に黄土などの細粒土で土壌侵食を引き起こします。その結果、その地域を流れる水域のシルトと粘土の量が増加します。都市部では、侵食源は通常、建設活動であり、元々の土地を覆っていた植生を伐採し、一時的に都市砂漠のようなものを作り出し、暴風雨の際に細かい粒子が簡単に洗い流されます。

水域における主な汚染源は、浚渫による堆積物の流出、浚渫土砂の荷船輸送、水中または水域近くへの堆積です。このような堆積は、港湾や航路から浚渫された土砂を沖合に投棄するなど、不要な土砂を処分するために行われることがあります。また、海岸線を補強するため、人工島を造るため、または海岸を補修するために堆積が行われることもあります。

気候変動も沈泥率に影響を与える。^[1]

沈泥のもう一つの重要な原因は、浄化槽や廃水処理施設のない家庭や事業所から水域に 排出される汚泥やその他の下水汚泥です。

輸送中の堆積物は懸濁状態にあるため、冷却や工業プロセスなど、きれいな水を必要とする人々にとっては汚染物質として作用し、水中の懸濁物質に敏感な水生生物も含まれる。ネクトンが水中への流出プルームを避けることがわかっているが（例：エーレスンド橋建設中の環境モニタリングプロジェクト）、濾過底生生物には逃げ場がない。最も敏感な生物の中にはサンゴポリプがある。一般的に、硬底の生物群集やムール貝の群落（カキを含む）は、砂底や泥底よりも沈泥の影響を受けやすい。海とは異なり、川ではプルームが背水を除いて水路全体を覆うため、ほとんどの場合、魚も直接影響を受ける。

沈泥は航行用水路や灌漑用水路にも影響を及ぼす可能性があります。沈泥とは、船舶の通行や配水のための水路に望ましくない堆積物が蓄積することを指します。

測定は、発生源、移動中、および影響を受けたエリア内で区別することができます。浸食の発生源の測定は、失われる物質が年間数ミリメートルである可能性があるため、非常に難しい場合があります。したがって、通常は、堆積物の濃度を測定し、それを流量で乗じて、川を移動中の堆積物を測定するアプローチが取られます。たとえば、50 mg/L (1.8 × 10 ⁻⁶  lb/cu in) に 30 m ³ /s (1,100 cu ft/s) を乗じると、1.5 kg/s (200 lb/min) になります。

また、堆積物の流出は、発生源よりも輸送中に測定する方が適切です。開水域での堆積物の輸送は、濁度を測定し、濁度と堆積物濃度を相関させ（濾過、乾燥、重量を測定した水サンプルから作成した回帰を使用して）、上記のように濃度と排出量を乗じて、プルーム全体で積分することで推定されます。流出の寄与を区別するために、背景濁度が流出プルーム濁度から差し引かれます。開水域での流出プルームは空間と時間によって変化するため、プルーム全体で積分する必要があり、結果の不確実性を許容できるほど低くするには、これを何度も繰り返す必要があります。測定は発生源の近く、数百メートルのオーダーで行われます。

堆積物流出に対する作業区域緩衝地帯を超える場所は、潜在的影響区域と見なされます。外洋では、魚類が影響区域を効果的に回避していることが経験的データからわかっているため、懸念される影響はほぼすべて底生生物に限られます。沈泥は主に 2 つの方法で底生生物に影響を及ぼします。浮遊堆積物は濾過生物の餌集めを妨害し、底部の堆積物は生物を埋め尽くして餓死させるか、死に至る可能性があります。濃度が極端に高い場合にのみ、光レベルが十分に低下して一次生産性に影響を及ぼします。わずか 1 mm (0.039 インチ) の堆積でもサンゴポリプが死滅する可能性があります。

沈泥が生物に与える影響（被害がすでに発生している場合）は、選択した試験区を繰り返し検査することで調査できますが、影響エリアでの沈泥プロセスの規模は、リアルタイムでモニタリングすることで直接測定できます。測定するパラメータは、堆積物の蓄積、濾過生物レベルでの濁度、およびオプションで入射光です。^[2]

船舶の運航に影響を及ぼすほどの沈泥は、水深測量を繰り返し行うことで監視することもできます。

農村地域では、第一の防御線は土地被覆を維持し、そもそも土壌浸食を防ぐことです。第二の防御線は、土砂が河川網に到達する前に土砂を捕捉することです（堆積物制御と呼ばれます）。都市部では、建設中はできるだけ短時間で土地を覆わず、堆積物が水域に流出するのを防ぐためにシルトスクリーンを使用することが防御線となります。

浚渫中、浚渫船の設計と操作方法によって流出を最小限に抑えることはできますが、完全に排除することはできません。物質を陸上に堆積させる場合は、効率的な沈殿池を建設できます。比較的深い水域に投棄する場合は、投棄中に大量の流出が発生しますが、その後は発生しません。近くに細かい堆積物の底部しかない場合は、発生した流出の影響は最小限です。

沈泥緩和に関する最も解決が難しい利益相反の 1 つは、おそらく養浜でしょう。侵食されている海岸を補充するために海岸上または海岸近くに堆積物を置くと、砂が再加工されている限り、堆積物に含まれる微粒子は洗い流され続けます。補充された海岸はすべて侵食されているため、補充の必要がないため、時間の経過とともに強度がいくらか低下するとはいえ、追加されたものが浸食されるまでほぼ同じ期間、沿岸の沈泥に寄与します。漏出はサンゴ礁に有害であるため、この慣行は、海岸を救うという公共の利益と沿岸のサンゴ礁を保護するという直接的な対立につながります。対立を最小限に抑えるには、砂浜の補充にシルトや粘土分を含む砂を使用しないでください。実際には、砂は沖合から採取されることが多く、堆積物中の細粒分の割合は沖合に向かうにつれて増加するため、堆積した砂には必然的に沈泥の原因となる細粒分がかなりの割合で含まれることになります。

水文設計によって灌漑用水路の沈泥を最小限に抑えることが望ましく、その目的は堆積を助長する沈泥輸送能力のあるゾーンを作らないことです。灌漑用水路や航行用水路で堆積が発生すると、浚渫が唯一の対策となることがよくあります。

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