A New approach to extracting biofilm from environmental plastics using ultrasound-assisted syringe treatment for isotopic analyses

環境プラスチックからバイオフィルムを分離回収する新しい方法

Battulga, B. ; 安藤 麻里子  ; 中西 貴宏   ; 小嵐 淳   

Battulga, B.; Atarashi-Andoh, Mariko; Nakanishi, Takahiro; Koarashi, Jun

本研究では、マイクロプラスチックの表面に形成されるバイオフィルム(有機付着物)の特性を明らかにするための第一ステップとして、バイオフィルムを分離回収する手法を開発した。茨城県内の河川において、大きさ,色,組成の異なる様々なマイクロプラスチック試料を採取した。それらの試料に超音波処理を行った後、シリンジを用いた方法により有機付着物を溶液として分離回収した。バイオフィルム由来の有機物から放射性セシウムが検出され、マイクロプラスチックが河川生態系における放射性核種の輸送媒体としての役割を果たすことが示唆された。また、有機物の安定炭素・窒素同位体の分析にも成功した。本手法は、マイクロプラスチックの状態や環境中における物質循環への寄与を解明するために有効である。

Characterizing plastic-associated biofilms is key to the better understanding of organic material and mineral cycling in the "Plastisphere"-the thin layer of microbial life on plastics. In this study, we propose a new method to extract biofilms from environmental plastics, in order to evaluate the properties of biofilm-derived organic matter through stable carbon (C) and nitrogen (N) isotope signatures and their interactions with radionuclides especially radiocesium (Cs). After ultrasound-assisted separation from the plastics, biofilm samples were successfully collected via a sequence of syringe treatments. Biofilm-derived organic matter samples (14.5-65.4 mg) from four river mouths in Japan showed Cs activity concentrations of 75 to 820 Bq kg biofilm (dw), providing evidence that environmental plastics, mediated by developed biofilms, serve as a carrier for Cs in the coastal environment. Significant differences in the (C and N signatures were also obtained for the biofilms, indicating the different sources, pathways, and development processes of biofilms on plastics.