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せん断応力下でのマイクロプラスチックの断片化に起因する有害なナノプラスチック汚染物質の放出
Release of hazardous nanoplastic contaminants due to microplastics fragmentation under shear stress forces.
PMID: 31740306 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121393.
抄録
水中におけるナノプラスチックの存在は、過去10年間で環境問題の主要な関心事となっているが、検出および定量技術における分析上の課題のため、これらの新たな汚染物質の起源および形成に関する知識は不足している。本研究では、フェイシャルスクラブから抽出したマイクロプラスチックの断片化によるナノプラスチックの放出と、その結果として生じた水生生物に対する毒性について初めて報告する。毎日4gのスクラブを使用すると、家庭排水1リットルあたり最大10個の400nmサイズのマイクロプラスチックが家庭排水から放出される可能性があることを明らかにした。混合や汲み上げによって生じる乱流は、マイクロプラスチックの断片化をクラックの伝播と破壊メカニズムを介して10nm以下のナノプラスチックに誘導し、水中の粒子数を1桁増加させた。また、一定濃度6.8×10 part./mLのマイクロプラスチックと比較して、生成したナノプラスチックは、ゼブラフィッシュの皮膚拡散を介した受動的摂取により54％以上の細胞死を引き起こし、水生生物にとって真の脅威となっていた。これらの結果は、すべての栄養段階の汚染を防ぐために、水生環境におけるナノ/マイクロプラスチックの放出を減らす必要性を強調している。
The presence of nanoplastics in water has become a major environmental concern in the last decade however the knowledge on the origin and formation of these emerging contaminants is lacking due to analytical challenges in detection and quantification techniques. The release of nanoplastics due to the fragmentation of microplastics extracted from a facial scrub and the resulting toxicity on aquatic species are reported here for the first time. The daily use of 4 g of facial scrub could release up to 10 microplastics of 400 nm in size per litre of wastewater from household drains. Turbulences created by mixing or pumping induced the fragmentation of microplastics into nanoplastics smaller than 10 nm via a crack propagation and failure mechanism, increasing the number of particles in water by one order of magnitude. Compared to microplastics at a fixed concentration number of 6.8 × 10 part./mL, the generated nanoplastics initiated the death of 54% more cells in zebrafish by passive ingestion via skin diffusion which therefore pose a real threat for aquatic living organisms. These results stress the need to reduce the release of nano/microplastics in the aquatic environment to prevent the contamination of all trophic levels.
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