Studies on involvement of microbial food chain in biomagnification of organic pollutants accumlating on the surface of nanoplastics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12368
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 64010:Environmental load and risk assessment-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Tarao Mitsunori 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60282802)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: マイクロプラスチック / バイオフィルム / 食物連鎖 / 微量有機汚染物質 / 生物濃縮 / ポリ塩化ビフェニル / 細胞表面疎水性 / Daphnia magna

Outline of Final Research Achievements

This study elucidated that (i) biofilm on the microplastic surface adsorbs organic pollutants and (ii) zooplankton grazes more microplastics with biofilm than without biofilm. However, this study could not elucidate the accumulation of organic pollutants in the zooplankton (Daphnia magna), which grazed microplastics coated with biofilm. The reason is that the retention time of the microplastics in zooplankton's intestine is as low as less than one hour. Moreover, the lower the bacterial cell surface hydrophobicity is, the higher the cell adsorbs organic pollutants. This result suggests the involvement of cell surface structure in organic pollutant adsorption.

Free Research Field

環境微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロプラスチックに吸着した有機汚染物質が，それを摂食した生物の体内に移行する事例が最近になって報告されている．しかし，マイクロプラスチックに形成されたバイオフィルムが有機汚染物質の生物増幅に及ぼす影響を検証した例は報告されていない．本研究の学術的意義は，プラスチック表面のバイオフィルムが有機汚染物質を吸着することを初めて明らかにしたこと，およびプラスチックを摂食した生物への有機汚染物質の移行にバイオフィルムが及ぼす可能性を検討したことでありある．プラスチックを介した有機汚染物質の生物への蓄積メカニズムを明らかにするうえで，新たな知見を提供し，今後の研究の展開が期待される．