Biofilm-mediated interactions between plastics and radiocesium in coastal environments

沿岸環境におけるバイオフィルムを介したプラスチックと放射性セシウムの相互作用

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

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

プラスチックの破片が水生環境および陸上環境で遍在的に分布していることが報告されている。しかし、プラスチックと放射性核種との相互作用や、環境プラスチックの放射能についてはほとんど知られていない。今回われわれは、環境中のプラスチックと放射性セシウム(Cs)の間の相互作用媒体としてのプラスチック関連バイオフィルムの役割を調査するためにプラスチック破片の表面で発達するバイオフィルムの特徴を調べる。バイオフィルムサンプルは日本の二つの対照的な沿岸地域から収集されたプラスチック(1-50mm)から抽出された。プラスチックの放射能は、バイオフィルムのCs放射能濃度に基づいて推定され、周囲の環境サンプル(つまり、堆積物や砂)と季節ごとに比較された。Csの痕跡は、バイオフィルムの放射能濃度21-1300Bq kg(乾燥重量)のバイオフィルムで検出され、これは0.04-4.5Bq kgプラスチック(乾燥重量)に相当する。われわれの結果はCsとプラスチックとの相互作用を明らかにしバイオフィルム中の有機成分と鉱物成分が環境プラスチック中のCsの保持に不可欠であるという証拠を提供する。

A ubiquitous distribution of plastic debris has been reported in aquatic and terrestrial environments; however, the interactions between plastics and radionuclides and the radioactivity of environmental plastics remain largely unknown. Here, we characterize biofilms developing on the surface of plastic debris to explore the role of plastic-associated biofilms as an interaction medium between plastics and radiocesium (Cs) in the environment. Biofilm samples were extracted from plastics (1-50 mm in size) collected from two contrasting coastal areas in Japan. The radioactivity of plastics was estimated based on the Cs activity concentration of the biofilms and compared seasonally with surrounding environmental samples (i.e., sediment and sand). Cs traces were detected in biofilms with activity concentrations of 21-1300 Bq kg biofilm (dry weight), corresponding to 0.04-4.5 Bq kg plastic (dry weight). Our results reveal the interaction between Cs and plastics and provide evidence that organic and mineral components in biofilms are essential in Cs retention in environmental plastics.