この規格 プレビューページの目次
※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
実験室および野外研究では、生物学的影響は土壌中の汚染物質の総濃度とは関係がないことが実証されています。代わりに、生物は、その生物にとって生物学的に利用可能な (バイオアベイラブル) 部分にのみ反応します。これは特に、汚染物質分子が土壌と相互作用して、汚染物質が有機体によってもはや到達できなくなったり、利用できない形で存在したりするような方法で、土壌に当てはまります (隔離または不可逆収着と呼ばれることもあります)汚染物質の生物学的に利用可能な割合は、土壌の特性と、時間と生物学的受容体によって変化するさまざまなプロセスに依存しています。ばく露評価の保守的なアプローチは、通常、規制の文脈で説明されているように、土壌または土壌物質に存在する汚染物質の総濃度が人間を含む生物による取り込みに利用可能であり、そのためリスクを過大評価することを前提としています。したがって、リスク評価は、汚染物質の利用可能な有効濃度を表す推定暴露量と (既存の) 固有毒性データに基づくアプローチを使用して最適化することができます。
この仮定は新しいものではなく、すでに 19 世紀の後半に、農学者と土壌科学者は、農業用土壌中の個々の植物が利用できる栄養素の濃度を決定するための化学的方法を探し始めました。この検索の原動力となったのは、最大の収穫量を達成するために推奨される栄養素の追加の必要性でした。 Mulder [1]はすでに 1860 年に次のように述べています。一長一短は可用性であり、事前に導き出すことはできません。分析は何があるかを示しており、農業はそこから独自の結論を導き出さなければなりません。植物の発育に必要な無機イオンの利用可能性を合理的に予測するために、化学的方法が考案されました。現在、土壌中の栄養素の利用可能なレベルを評価するために、化学的部分抽出法が一般的に使用されています。抽出方法は、肥料の添加に対する影響を受けやすい作物種の応答と抽出結果を相関させることによって最適化されています。
可用性の概念は現在、汚染物質のリスク評価に適用されており、特定の保護目標に合わせて調整できます。土壌または土壌材料の使用目的に応じて、さまざまな目的のための土壌の特徴付け (例: 生息地および保持機能の評価、リスク評価および規制値の順守) には、選択された代表的な試験生物による化学試験および生態毒性試験が含まれる場合があります。多くの場合、これらのテストは、特定の時点での土壌または場所に固有のものであり、他の要因がバイオアベイラビリティを制御する可能性がある他の土壌または時点に外挿することはできません.
バイオアベイラビリティは、2 つの補完的な方法で評価できます (図 1 も参照)
- 定義された特定の生物受容体に利用可能な汚染物質の明確に定義されたクラスの割合、または土壌中の汚染物質の移動性を決定する化学的方法（抽出法など）。通常、これらの化学的方法は、生物が取り込む汚染物質の量を予測するために開発されました。それにもかかわらず、これらの分析的に決定された値は、効果と相関することもあります。土壌品質の定期的な評価では、結果として得られる化学値と影響または蓄積との間の相関関係が実証されている場合、化学測定が生物学的試験に取って代わる場合があります。
- 影響を監視するために生物を土壌または土壌溶出物にさらす生物学的方法。蓄積および/または影響 (死亡率、成長阻害など) が発生した場合、生物学的に利用可能な汚染物質は、化学的に特定できなくても存在する可能性があります。バイオアベイラビリティを制御するプロセスに関するより多くの知識は、化学測定と生物学的効果の間にまだ存在するギャップを埋めることができます.
図 1 —バイオアベイラビリティを評価する方法 — 化学的および生物学的アッセイと生物蓄積との関係
土壌保護の規制面では、リスク評価は、暴露の決定/評価および影響の測定/評価に関して、同じ共通の概念に基づく必要があります。したがって、土壌または土壌材料中の汚染物質の総濃度に基づく既存の概念および導出されたトリガー値は、暴露のより正確な説明を使用することにより、生物学的に利用可能な割合の予測に基づいて提案された概念に移すことができます。例えば、バイオアベイラビリティに関する情報を「どれだけクリーンか」の許容可能な評価 (例えば、土壌の修復が必要な範囲を規制するためのサイト固有の制限) に変換することは、現実的なリスク評価を確立し、適切なリスク評価を決定するために不可欠です。修復のためのエンドポイント。
バイオアベイラビリティに関する調和のとれた枠組みは、土壌と場所の評価に使用される実行可能な標準的な方法の開発と導入を促進するために検討されています。さらに、想定される保護目標に従って、生物学的に利用可能な汚染物質の有効濃度を推定する方法が必要です。これらの方法は、できれば国際規格に記載されるべきであり、その標準化プロセスは、生物学的利用能の測定のための限られた一連の確立された方法をもたらすべきである[2] 。この国際規格で説明されているように、バイオアベイラビリティは汚染物質、対象物、実際の土壌特性などの変数に依存するため、このプロセスはバイオアベイラビリティを測定する単一の方法にはなりません。したがって、メソッドでは、バイオアベイラビリティという言葉を使用するだけでなく、これらの変数も参照する必要があります (bioavailable for )
この国際規格では、いくつかのクラスの汚染物質に関して、さまざまな標的種のバイオアベイラビリティを評価する方法を選択するための要件とガイダンスが提供されています。バイオアベイラビリティを評価する方法は、この国際規格には記載されていません。既存の国際規格と、これらの国際規格で解決する必要があるかもしれない追加の測定原則が参照されます。いくつかの規格しか存在しないため、測定原理も参照されます。有望な最初の結果が報告された方法をさらに標準化するためのガイダンスも提供されます。
方法の簡単な説明 (箇条 6) の後、標的生物への汚染物質の経路が議論されます (箇条 7)箇条 8 には、既存の方法とさらに開発が必要な有望な方法の概要が示されています。箇条 9 では、推奨事項が示され、適用とさらなる開発のための最小限の要件が含まれています。
Introduction
Laboratory and field studies have demonstrated that biological effects are not related to the total concentration of a contaminant in the soil. Instead, an organism responds only to the fraction that is biologically available (bioavailable) for that organism. This is particularly true in soils that undergo interaction of contaminant molecules with the soil, in such a way that the contaminant is not attainable anymore by the organism or is present in a non-available form (sometimes referred to as sequestration or irreversible sorption). The bioavailable fractions of contaminants are dependent on soil properties and various processes varying with time and on the biological receptors. The conservative approach of exposure assessment, as typically described in a regulatory context, assumes that the total concentration of a contaminant present in a soil or soil material is available for uptake by organisms, including man, and as such will overestimate the risks. Therefore, a risk assessment can be optimised by using an approach that is based on estimated exposure representing the available, effective concentration of the contaminant(s) and on (existing) intrinsic toxicity data.
This assumption is not new as, already in the last half of the nineteenth century, agronomists and soil scientists began to search for chemical methods to determine the concentration of individual plant-available nutrients in agricultural soils. The impetus for this search was the need for recommended nutrient additions to achieve maximum crop yield. Mulder [1] stated already in 1860: “The unnecessary full analysis of soil to learn if it is fertile or not cannot be argued enough. The long and short of it is availability, which cannot be derived beforehand. The analysis shows what there is, agriculture must draw its own conclusions from that.” Chemical methods were devised to reasonably predict the availability of inorganic ions necessary for plant development. Chemical partial extraction methods are now commonly used to evaluate available levels of nutrients in soils. Extraction methods have been optimised by correlating extraction results with response of susceptible crop species to the addition of fertilisers.
The concept of availability is nowadays applied to the risk assessment of contaminants and can be tailored to the specific protection goals. Depending on the intended use of a soil or soil material, soil characterisation for different purposes (e.g. assessment of habitat and retention functions, risk assessment and compliance with regulatory values) may include chemical testing and ecotoxicological testing with selected representative test organisms. These tests will, in many cases, be soil- or site-specific at a given point in time, and cannot be extrapolated to other soils or points in time where other factors may control bioavailability.
Bioavailability may be assessed in two complementary ways (see also Figure 1):
- Chemical methods (e.g. extraction methods) which determine the fraction of a well-defined class of contaminants available for defined specific biotic receptors or the mobility of the contaminants in the soil. Usually these chemical methods were developed to predict the amount of contaminants taken up by the organisms. Nevertheless, these analytically determined values can also be correlated with effects. In a routine assessment of soil quality, chemical measurements may replace biological testing, if a correlation between the resulting chemical values and effect or accumulation has been demonstrated.
- Biological methods which expose organisms to soil or soil eluates in order to monitor effects. If accumulation and/or effects (e.g. mortality, growth inhibition) are encountered, bioavailable contaminants are likely to be present even if they cannot be chemically identified. More knowledge on processes controlling bioavailability can close the still existing gap between chemical measurements and biological effects.
Figure 1—Methods to assess bioavailability — Relation between chemical and biological assays and bioaccumulation
Under regulatory aspects of soil protection, the risk assessment should be based upon the same common concept with regard to determination/assessment of exposure and measurement/assessment of effects. Thus, existing concepts and derived trigger values based on total concentrations of pollutants in soils or soil materials can be transferred to the proposed concept based on the prediction of the bioavailable fraction by using the more accurate description of exposure. For instance, the translation of information on bioavailability into acceptable evaluations of “how clean is clean” (e.g. site-specific limits for regulating the extent to which the remediation of soil is required) is essential for establishing realistic risk assessments and the determination of proper endpoints for remediation.
A harmonised framework on bioavailability is considered in order to promote the development and introduction of workable standard methods to be used in soil and site assessment. In addition, methods for the estimation of bioavailable effective concentrations of contaminants according to the protection goals envisaged are required. These methods should preferably be described in International Standards and that standardization process should result in a limited set of established methods for the measurement of bioavailability [2] . As described in this International Standard, this process will not lead to one single method to measure bioavailability, because bioavailability depends on variables such as the contaminant, the target and the actual soil properties. Therefore, methods should not only use the word bioavailability but also refer to these variables (bioavailable for).
In this International Standard, requirements and guidance are given to select methods to assess bioavailability for different target species with regard to several classes of contaminants. Methods to assess bioavailability are not described in this International Standard. Reference is made to existing International Standards and additional principles of measurement, which may need to be worked out in these International Standards. As only a few standards exist, reference is also made to measuring principles. Guidance is also provided for further standardization of a method where promising first results are reported.
After a short description of methods (Clause 6), the pathways of a contaminant to the target organism are discussed (Clause 7). A summary of existing methods and promising methods that should be further developed is given in Clause 8. Clause 9 gives recommendations and includes the minimal requirements for application and further development.