新しいオーバーヘッド撹拌型水性曝露システムにおけるマイクロプラスチックの飛散挙動

Microplastic dispersal behavior in a novel overhead stirring aqueous exposure system.

• Iurgi Salaberria
• Colette Nadvornik-Vincent
• Giovanna Monticelli
• Dag Altin
• Andy M Booth

抄録

実験室ベースのマイクロプラスチックの取り込みと影響の研究における曝露条件を記述するために公称線量基準を使用することは、試験システム内の生物に対する真の曝露を適切に表していない可能性があり、データの解釈を困難にしている。本研究では、フロックレータを用いた新しいオーバーヘッド撹拌方法を用いて、ポリスチレン（PS）マイクロビーズ（Ø10.4μm、1.05gcm）を海水中の懸濁液中に24時間保持するための評価を行い、静的曝露と回転曝露のセットアップと比較した。最適化された条件の下では、システムは24時間後に懸濁液中の初期PSマイクロビーズの59％を維持することができたのに対し、静的なシステムを使用した場合は6％、回転プランクトンホイールを使用した場合は100％であった。この結果は、オーバーヘッド撹拌や他の一般的に使用されている曝露システム（静的曝露システム）では、実験室のセットアップで一定のマイクロプラスチック曝露条件を維持することができないのに対し、回転式プランクトンホイールは非常に効果的であることを初めて証明したものである。このことは、静的またはオーバーヘッド撹拌システムを用いた毒性試験では、真のマイクロプラスチック曝露条件を大幅に過大評価している可能性があることを示唆している。

Using nominal dose metrics to describe exposure conditions in laboratory-based microplastic uptake and effects studies may not adequately represent the true exposure to the organisms in the test system, making data interpretation challenging. In the current study, a novel overhead stirring method using flocculators was assessed for maintaining polystyrene (PS) microbeads (Ø10.4 μm; 1.05 g cm) in suspension in seawater during 24 h and then compared with static and rotational exposure setups. Under optimized conditions, the system was able to maintain 59% of the initial PS microbeads in suspension after 24 h, compared to 6% using a static system and 100% using a rotating plankton wheel. Our findings document for the first time that overhead stirring as well as other, commonly used exposure systems (static) are unable to maintain constant microplastic exposure conditions in laboratory setups whereas rotation is very effective. This suggests toxicological studies employing either static or overhead stirring systems may be greatly overestimating the true microplastic exposure conditions.

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