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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
ISO 17402 の主な目的の 1 つは、土壌および土壌材料中の汚染物質のバイオアベイラビリティの概念的枠組みを定義し、バイオアベイラビリティの測定のために標準化できる方法を選択するためのガイダンスを提供することです。したがって、バイオアベイラビリティは、3 つの連続するステップに従って定義されました。
- a) 「環境上の利用可能性」;
- b) 「環境バイオアベイラビリティ」;
- c) 「毒物学的バイオアベイラビリティ」。
したがって、環境バイオアベイラビリティは、毒物学的バイオアベイラビリティの評価の前提条件であり、生態系における土壌の主要な機能、特に生息地と保持機能に対する汚染物質の影響に直接関係しています。
環境バイオアベイラビリティは、化学的または生物学的方法で推定できます。微量元素の場合、通常は化学的方法が最も安価で実行しやすく、そのうちのいくつかは国内または国際レベルですでに標準化されています (例: ISO 19730)ただし、厳密に言えば、土壌の環境利用可能性を測定する化学的方法は、環境バイオアベイラビリティの指標として使用する前に、生物学的測定と相関させる必要があります。どのような化学的方法が採用されても、異なる植物種または栽培品種間で観察される反応の多様性に対処するように設計されたものはありません。要素) および/または b) 土壌と根の界面、すなわちいわゆる根圏での「生物影響ゾーン」の生物学的、物理的および物理化学的特性を変更する植物の能力。あるいは、化学的方法を根圏に直接適用することを提案することもできますが、根圏のサンプリングは、日常的に適用するには明らかに面倒です。
生物学的手法については、4 つの標準化されたバイオテストが根圏プロセスを考慮しています。これは、土壌で栽培された植物に基づいているためです (ISO 11269-1, ISO 11269-2, ISO 17126, および ISO 22030)しかし、これらは微量元素の植物毒性、すなわち毒物学的バイオアベイラビリティを予測するためだけに設計されました。これらのバイオテストでは、根は土壌で直接成長するため、根に蓄積された微量元素を確実に測定するには面倒な洗浄手順が必要です。実際、非蓄積性植物種の芽に蓄積された微量元素の量は、根を含む植物全体に蓄積された量と比較して、微量元素の環境バイオアベイラビリティを評価するために使用するには十分に敏感ではありません.したがって、根圏プロセスを説明し、植物への微量元素の環境バイオアベイラビリティを適切に推定するために、ルートコンパートメントを含めることを可能にする生物学的方法を開発する必要性が依然としてあります。
その結果、現在の国際規格は、土壌と接触しているが土壌を貫通していない根の成長に基づく生物試験を導入しています。この実験計画は部分的に人為的ですが、テストされた土壌間の微量元素の生物学的利用能を公正に比較することができます。さらに、測定されたエンドポイントは、毒性の測定に基づくどのエンドポイントよりも、環境利用可能性の測定に直接関連している可能性があります。
Introduction
One of the main objectives of ISO 17402 is to define a conceptual framework of the bioavailability of contaminants in soils and soil materials, and to provide a guidance for the selection of methods able to be standardized for the measurement of bioavailability. Bioavailability was thus defined according to three successive steps:
- a) “environmental availability”;
- b) “environmental bioavailability”;
- c) “toxicological bioavailability”.
The environmental bioavailability is consequently a prerequisite to the assessment of the toxicological bioavailability and is directly related to the impact of pollutants on major functions of soil in the ecosystem and more particularly to habitat and retention functions.
Environmental bioavailability can be estimated with either chemical or biological methods. In the case of trace elements, chemical methods are usually the cheapest, easy to perform, and some of them are already standardized at national or international level (e.g. ISO 19730). However, chemical methods which, strictly speaking, measure the environmental availability in soils have to be correlated with biological measurements before being used as indicators of environmental bioavailability. Whatever chemical methods are employed, none are designed per se to address the diversity of responses observed among different plant species or cultivars which can be attributed to a) the uptake behaviour of plants (i.e. sensitive, tolerant, accumulator, or hyper-accumulator of trace elements) and/or b) the ability of plants to alter the biological, physical and physical-chemical properties of their “bio-influenced zone” at the soil-root interface, i.e. the so-called rhizosphere. It could alternatively, be suggested to apply chemical methods directly to the rhizosphere but the sampling of the rhizosphere is definitely too tedious to be applied routinely.
For biological methods, four standardized biotests account for rhizosphere processes as they are based on soil-grown plants (ISO 11269-1, ISO 11269-2, ISO 17126, and ISO 22030). However, these were only designed to predict trace element phytotoxicity, i.e. the toxicological bioavailability. In these biotests, roots grow directly in the soil, therefore requiring a tedious washing procedure to reliably measure trace elements accumulated in the roots. Indeed, the amount of trace elements accumulated in shoots of non-accumulator plant species is not sufficiently sensitive to be used for assessing the environmental bioavailability of trace elements compared to the amount accumulated in the whole plant, roots included. Thus, there is still a need to develop biological methods accounting for rhizosphere processes and enabling to include the root compartment in order to properly estimate the environmental bioavailability of trace elements to plants.
Consequently, the present International Standard introduces a biotest based on the growing of roots in contact with the soil but without penetrating it. Although this experimental design is partly artificial, it enables a fair comparison of the bioavailability of trace elements between tested soils. In addition, the end point measured can be more directly related to the measurement of the environmental availability than any end point based on the measurement of toxicity.