同化能力
Ability to absorb pollution

同化能力とは、環境やその利用者に悪影響を与えることなく、汚染物質が環境に吸収される能力のことである。 [1]環境への自然吸収は、化学的または生物学的プロセスによる希釈、分散および除去によって達成される。[1]同化能力という用語は、環境容量、受容能力、吸収能力と互換的に使用されている。[2]水文学、気象学、土壌学では、湖、川、海洋、都市、土壌など、さまざまな環境の測定範囲として使用されている。同化能力は、政府や環境保護庁（EPA）などの機関が環境のガイドラインを定量化する主観的な測定値である。[3] [4]同化能力をガイドラインとして使用すると、環境中の生物への影響を減らしながら資源を割り当てることができる。[5]この概念は、都市地域の持続可能な開発を促進するために、環境収容力と組み合わせて使用​​されている。[1]同化能力は、定義が曖昧で読者を混乱させ、少量の汚染物質は環境に有害な影響を与えないという誤った仮定を抱かせる可能性があるため、その有効性について批判されてきた。[6]

同化能力図

水圏

海の波
クリーク（米国ワイオミング州バッファロー）

水文学における同化能力とは、水質ガイドラインや基準を超えることなく水体が自然に吸収できる汚染物質の最大量と定義されます。これにより、水生生物やそれを利用する人間に有害な影響を与える可能性のある汚染物質の濃度が決まります。 [4] [7]自己浄化と希釈は、水体が持つ同化能力の総量に影響を与える主な要因です。[1]同化能力の侵害の推定は、水体の汚染物質の過剰を予測するために、水生生物の健康に焦点を当てています。希釈は、水体が汚染物質の濃度を同化能力以下のレベルまで下げる主な方法です。[1]これは、流れが速い水体や水量の多い水体は、流れの遅い水流よりも同化能力が大きいことを意味します。

沿岸および海洋

沿岸・海洋環境は、水量が多いため希釈係数がはるかに大きく、吸収能力がはるかに高くなります。吸収能力を超えて水生生物に有害な悪影響を及ぼすには、汚染物質を海域に投入する量を大幅に増やす必要があります。しかし、海洋は多くの汚染物質の最終到達点となることが多く、その結果、汚染物質が大量に蓄積されます。西オーストラリア州では、「年間270トンの窒素が海に流入している」と推定されています。[2]

河川

河川は農業からの流出水の主な流入地点であるため、監視が特に重要視されています。その結果、河川の本来の状態は大きく変化します。農業流出水には、リンや窒素などの汚染物質が多く含まれています。河川にリンが添加されると、以前は水中のリン量によって制限されていた藻類が急速に増殖し、富栄養化が起こります。[8]これらの藻類は生化学的酸素要求量が高く、他の水生生物が利用できる酸素を減少させます。多くの水生生物の死滅につながる可能性のある富栄養化を食い止めるためには、河川の同化能力を綿密に監視する必要があります。

雰囲気

地球の大気

大気の同化能力は、その資源を犠牲にすることなく追加できる汚染物質の最大負荷として定義されます。気象学者は、換気係数または汚染潜在量を使用して大気を通じた同化能力を計算します。[9]換気係数は、混合高度（ガスの激しい混合が発生する高さ）に平均風速を乗じて計算されます。[1] [9]大気濃度は、風、対流、ガスの拡散によりガスが移動するため急速に変化します。汚染潜在量は、汚染物質の濃度を計算し、それを許容限度と比較することによって決定されます。[9]この計算方法は、現在の汚染物質のレベルを考慮に入れ、同化能力に達するためにさらにどれだけ追加できるかを評価します。二酸化硫黄（SO 2）、一酸化窒素（NO ）および二酸化窒素（NO 2）および浮遊粒子状物質（SPM）は、測定すべき重要な汚染物質です。高濃度の二酸化硫黄は酸性雨を引き起こし、建造物を損傷し、土壌や水域の酸性度を高めます。高濃度の一酸化窒素と二酸化窒素は光化学スモッグを引き起こし、肺に障害のある人に悪影響を及ぼします。高濃度の浮遊粒子状物質は肺から血流に吸収され、肺炎を引き起こす可能性があります。[10]

環境の管理を決定するために使用します

都市地域の持続可能な成長のためのモニタリングガイドラインとして、同化能力が用いられています。同化能力は、政府が地域がどの程度の圧力にさらされているかを把握することを可能にします。同化能力の範囲内で活動することは、将来の安定性を念頭に置いて地域が構築されることを意味します。「同化能力調査は、土地利用の影響を予測する地方自治体やその他の立法機関を支援するための具体的な科学的モデルを開発します。」[11]

アメリカ合衆国

アメリカ合衆国では、水域に追加できる汚染物質の最大量のガイドラインとして、同化能力に関する法律が各州および環境保護庁から出ている。[12]同化能力は、環境危機の認識とは無関係な、水質浄化法やその他の法律や規則に成文化された定量的に有用な概念である。同化能力とは、具体的には、水質目標などの特定の濃度を超えることなく水域が成分を吸収する能力を指す。水質目標は、環境保護庁（EPA）などの規制機関によって設定され、定期的に改訂され、人間の健康だけでなく、その他の生態学的に重要な機能、野生生物の生息地、灌漑農業など、さまざまな用途に対する水質の限界を定義する。たとえば、灌漑用水の水質目標が総溶解固形物450mg/Lである場合、水域の同化能力は、濃度が450mg/Lを超えないように水に追加できる塩の量となる。

インド

インドは土地、水、大気の管理に同化能力を活用している。[1] [9]ただし、汚染物質の種類の違いや、異なる環境における希釈拡散や化学的・生物学的分解の違いにより、それぞれの同化能力は大きく異なる。

調節能力との比較

同化能力は、水文学におけるガイドライン作成ツールとしての付加価値について批判されてきました。定義が主観的であるため、曖昧さが大きくあります。「水生生物に有害である」という記述が「個々の生物の死、食物連鎖の消滅、エネルギーフローパターンの変化」を意味するかどうかなどの質問がありました。 [6]同化能力の不一致により、この用語は米国海洋大気庁（NOAA）と環境保護庁（EPA）によって制限されるようになりました。適応能力は、「周囲の汚染物質の濃度が、生物学的影響が許容できないレベルを生じるレベル以下に維持されるように、廃棄物を水域に追加できる速度」を意味するために使用されます。[13]適応能力の使用が定量的な数値でより明確に定義されるようになったため、曖昧さを排除するために適応能力が提案されました。

参照

参考文献

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  2. ^ ab Masini, R. J; Cary, J. L; Simpson, C. J; McComb, AJ (1995). 「西オーストラリア州における温帯の草原形成海草の光合成に対する光と温度の影響」. Aquatic Botany . 49 (4): 239– 254. Bibcode :1995AqBot..49..239M. doi :10.1016/0304-3770(94)00432-l. ISSN  0304-3770.
  3. ^ Goyal, P; Anand, S; Gera, BS (2006). 「ガントク市における同化能力と汚染物質拡散に関する研究」.大気環境. 40 (9): 1671– 1682. Bibcode :2006AtmEn..40.1671G. doi :10.1016/j.atmosenv.2005.10.057. ISSN  1352-2310.
  4. ^ ab 米国環境保護庁（EPA）（2015年）「1日当たり最大総負荷量（TMDL）の概要」米国環境保護庁。 2020年6月29日閲覧。
  5. ^ Cairns Jr, J. (1998). 「同化能力 ― 地球の持続可能な利用への鍵」. Journal of Aquatic Ecosystem Stress and Recovery . 6 (4): 259– 263. doi :10.1023/a:1009902127556. ISSN  1386-1980. S2CID  195219452.
  6. ^ ab Stebbing, ARD (1981). 「同化能力」. Marine Pollution Bulletin . 12 (11): 362– 363. Bibcode :1981MarPB..12..362S. doi :10.1016/0025-326x(81)90403-3. ISSN  0025-326X.
  7. ^ Park, C; Allaby, M. (2017). 「環境と保全の辞典」.オックスフォード・リファレンス. doi :10.1093/acref/9780191826320.001.0001.
  8. ^ Neal, C; Jarvie, HP (2005). 「農業、地域社会、河川の富栄養化、そして水枠組み指令」. Hydrological Processes . 19 (9): 1895– 1901. Bibcode :2005HyPr...19.1895N. doi :10.1002/hyp.5903. ISSN  0885-6087. S2CID  129462273.
  9. ^ abcd Manju, N; Balakrishnan, R; Mani, N. (2002). 「マナリ工業地帯における同化能力と汚染物質拡散に関する研究」.大気環境. 36 (21): 3461– 3471. Bibcode :2002AtmEn..36.3461M. doi :10.1016/s1352-2310(02)00306-0. ISSN  1352-2310.
  10. ^ Maynard, R. L; Waller, RE (1996). 「浮遊粒子状物質と健康：古くからの問題に新たな光を当てる」Thorax . 51 (12): 1174– 1176. doi : 10.1136/thx.51.12.1174 . ISSN  0040-6376. PMC 472758 . PMID  8994511. 
  11. ^ シムコー湖地域保全局（LSRCA）「同化能力調査 - シムコー湖地域保全局」www.lsrca.on.ca . 2020年6月29日閲覧。
  12. ^ Bahadori, A; Vuthaluru, HB (2010). 「単純なアレニウス型関数は水系における溶存酸素飽和濃度を正確に予測する」.プロセス安全と環境保護. 88 (5): 335– 340. doi :10.1016/j.psep.2010.05.002. ISSN  0957-5820.
  13. ^ Peter, G; O'Connor, T. (2019)、「海洋処分とモニタリング」、Waste Disposal in the Oceans、Routledge、pp.  12– 25、doi :10.4324/9780429267246-2、ISBN 978-0-429-26724-6、S2CID  213381057
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