2022 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on involvement of microbial food chain in biomagnification of organic pollutants accumlating on the surface of nanoplastics
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19K12368
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
多羅尾 光徳 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60282802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 秀重 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70187970)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バイオフィルム / マイクロプラスチック / 微量有機汚染物質 / ポリ塩化ビフェニル / 生物濃縮 / 細胞表面疎水性 / Daphnia magna |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，微小プラスチック（MP）や，その表面に付着する微生物膜（バイオフィルム，BF）に有機汚染物質が吸着し，それを摂食した動物プランクトン（ZP）に有機汚染物質が蓄積するとの仮説を立て，これを明らかにし，MPを起点とした生物増幅を通じた有機汚染物質の移動・分布予測モデルに必要な基礎的な知見を得ることを目的とした．
1. 細菌Pseudomonas aeruginosaのBFを形成したMPに，モデル有機汚染物質2,4-dichlorophenol（DCP）を吸着させた結果，BF有りMPのほうがBF無しよりも多くのDCPを吸着した．また，DCP濃度と単位炭素重量あたりBFへの吸着量の間にはFreundlichの吸着等温式で高い相関が得られた．さらに，BFへの吸着量は，MP本体への吸着量の0.06～0.32倍であり，この倍率はDCPの初期濃度が低いほど高かった．
2. 細菌細胞表面の疎水性と有機汚染物質吸着量の関連を検討した．表面疎水性の異なる13種類の細菌にDCPを吸着させた結果，表面疎水性とDCPの濃縮係数（CF）の間に高い負の相関が認められた（r = -0.80, p <0.05)．いっぽう，細菌の比表面積とCFの間には明確な相関が認められなかった．
3. MP表面におけるBFの有無が，ZPによる有機汚染物質の蓄積に及ぼす影響を検証した．緑藻Chlorella vulgarisのBFを形成したMPに，ポリ塩化ビフェニル（PCBs）を吸着させ，ミジンコDaphnia magnaに摂食させた結果，D. magnaに蓄積した PCBs 量はBFの有無による違いが確認されなかった．
以上より，MP表面のBFは有機汚染物質を吸着するものの，それを摂食したZPには蓄積しない可能性が示された．この理由として，ZP腸管におけるMPの滞留時間が30分程度と短いためであることが考えられた．
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