水の塩分濃度は、マイクロプラスチックに付着した有害細菌が淡水から海に流れ込むリスクを軽減する

第617号: ヨーロッパのXNUMXつの河川におけるマイクロプラスチック上の細菌の研究では、塩分がプラスチックの破片に乗って長距離移動する深刻な病原体を阻止する障壁として機能していることが示されています。 

マイクロプラスチックは世界的に懸念が高まっており、環境中におけるマイクロプラスチックの輸送と生態系および人体への潜在的な影響について多くの研究が行われています。プラスチック廃棄物が健康に影響を及ぼす可能性のある要因の一つは、バイオフィルムの存在です。バイオフィルムとは、プラスチックの表面に集積する微生物層です。プラスチックが水域に流入すると、微生物群集「プラスチスフィア」を伴い、長距離輸送される可能性があります。  

こうした懸念にもかかわらず、この微生物群が淡水から海へ移動する際に環境ストレスによってどのように変化するのか、また、人間や動物の健康に潜在的に有害な病原体が水系プラスチック上にどの程度存在するのかについては、研究の空白が残っています。  

フランスの研究者たちは、セーヌ川とライン川を含むヨーロッパの主要9河川を、海から各河川沿いの人口密集都市の上流まで、7ヶ月間の調査船で横断しました。研究者たちは河川の塩分濃度勾配に沿って4～5地点で水を採取し、その後、さらにサブサンプルを採取して、栄養素、粒子状物質、細菌の多様性を分析しました。また、特殊な網目網を用いてマイクロプラスチックを採取し、プラスチスフェアに存在する種、その毒性、バイオフィルム形成能力を特定しました。  

同じ海域におけるマイクロプラスチックの細菌によるコロニー形成を調査するため、船が到着する1か月前に陸上の研究グループが、安全な円筒形のケージ構造の中に、汚染されていないポリエチレン、ポリオキシメチレン、ナイロンのメッシュを入れ、1か月後に船に乗っていた科学者らがそれを回収した。  

研究チームは、汚染リスクを回避するため、アルコールと火炎滅菌したピンセットを用いて研究対象となった全てのマイクロプラスチックを抽出し、DNA抽出まで直ちに液体窒素で凍結した。採取した全てのバクテリアのDNA配列を解析し、回収した選別済みマイクロプラスチックの組成を赤外線分光計を用いて分析した。研究チームは各河川のバクテリア群集を個別に観察し、特に有毒な藻類ブルーム、ヒトへの疾患、真菌など、潜在的に有害な種の定着に注目した。  

科学者たちは分析から、マイクロプラスチック上の細菌群は、自由生活細菌や周囲の水域の有機粒子に付着した細菌群と比べると非常に異なることを発見した。  

重要なのは、彼らのデータから、淡水と海水のマイクロプラスチック上にそれぞれ異なる群集が存在していることが明らかになったことだ。特に河口域は両者と異なっていた。海洋マイクロプラスチックの細菌群集は、河川由来の細菌群集と比べて、その豊富さ、均一性、多様性が著しく低かった。彼らは、潜在的な病原菌属を特定した。 アエロモナス, アシドボラックス, アルコバクター と Prevotella 淡水サンプルでは検出されたが、海水サンプルでは検出されなかった。 ビブリオ属¹ 海中で優勢な病原体であった。両者の間で病原体の伝播は確認されなかった。  

この証拠は、科学者たちが「淡水環境と海洋環境の間に働く強い選択圧」と表現した状況を浮き彫りにし、プラスチスフェアの一部として微生物が淡水から海へ拡散する限界を示している。  

マイクロプラスチックで移動する細菌の潜在的なリスクは、病原体を記録したチームによって強調された。 シュワネラ・プトレファシエンス 河川水中のマイクロプラスチックのみを対象とした初めての研究。稀ではあるが、 S. 腐敗菌 ヒトに感染し、腸管、皮膚、軟部組織疾患を引き起こす可能性があります。しかし、本研究で特定された塩分バリアは、このような病原体が河川から海へ移動する可能性は低いことを示唆しています。  

本研究で用いられた手法では、水路で通常見られるマイクロプラスチックが回収され、ポリエチレンが主な成分で全体の45%を占め、ポリプロピレンが12%で次いで多かった。研究者らは、ポリマーの化学組成がプラスチスフェア群集に大きな影響を与えないことを発見したが、これまでの研究では、プラスチックとプラスチックの化学組成との関連が示唆されている。²研究者らは、これは環境から直接サンプルを採取するのではなく、長期的な定着を調べた研究によるものである可能性があると示唆した。  

マイクロプラスチックが病原体の新たな生息地や媒介物となる問題は、世界的に注目されている課題です。欧州連合（EU）は、合成ポリマー微粒子に関する化学物質の登録、評価、認可及び制限に関する規則（REACH）、 海洋戦略枠組み指令 と 水枠組指令後者は内陸水と遷移帯の両方の表層水を管轄しているため、この新たな研究はバイオフィルムとその潜在的なリスクに関する適切な知識を提供するものである。 

本研究は、マイクロプラスチック上の微生物群集に関する、これまで限定的かつ断片的な研究における知見の欠落を埋めるもので、様々な空間的位置を考慮しています。細菌だけでなく、ウイルスや単細胞生物などのグループを対象とした追加研究や、潮汐依存的な変化の探究は、プラスチック汚染、水質、そして健康問題に対処する将来の政策策定にさらなる情報を提供するのに役立つでしょう。  

Notes 

1. この耐塩性属には、 コレラ菌 – コレラを引き起こす – そして 腸炎ビブリオ – 胃腸炎を引き起こす可能性があります。 

2. 例えば、Pinto M, Langer TM, Hüffer T, Hofmann T, Herndl GJ. (2019) プラスチックバイオフィルムに関連する細菌群集の構成は、ポリマーの種類やバイオフィルム形成段階によって異なる。PLoS ONE 14(6): e0217165。 

この記事を共有する：