都市の高い圧力下での海岸堆積物中の有機リン酸エステル難燃剤と可塑剤の効果的な分解

Scientific Reports volume 12、記事番号: 20228 (2022) この記事を引用

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地中海北西部の影響を受けた地域の沿岸堆積物中の有機リン酸エステル (OPE) 難燃剤と可塑剤が、環境に関連した条件で効果的に分解されるという経験的証拠が提供されています。 半減期は化合物に応じて 23.3 ～ 77.0 日 (非生物的条件)、および 16.8 ～ 46.8 日 (生物的条件) と変化し、OPE 分解を促進する微生物集合体の関連する役割が強調されています。 実験の開始時に沈殿物に OPE を添加したことにより細菌量が即座に大幅に減少した後、観察された生分解は、最初の期間における細菌群集の増殖の一般的な刺激に関連していましたが、顕著な変化はありませんでした。コミュニティの構造について。 しかし、OPE 汚染は海岸堆積物中の細菌群集の多様性の減少を引き起こし、14 日間の培養後に顕著でした。 おそらく、汚染は、これらの化合物の生分解に関与している可能性のある一部の細菌群の増殖を促進する一方で、一部の敏感な細菌にも影響を与えたと考えられます。 推定された半減期は、海洋堆積物における OPE の分解速度に関するデータのギャップを埋めるものであり、海洋環境、特に影響を受けた場所における OPE 化学物質のリスク評価を改良するための貴重なデータとなるでしょう。

有機リン酸エステル (OPE) は、多くの産業用途で難燃剤および可塑剤として広く使用されており、世界市場は指数関数的に拡大しています 1,2。 OPE は、その有害な影響により、POPs に関するストックホルム条約によって残留性有機汚染物質 (POPs) としてリストされている、広く使用されているポリ臭素化ジフェニル エーテル (PBDE) の優れた代替品として一定期間考えられていました3。 しかし、地球環境の遍在性と OPE の有害な影響を証明する科学的証拠が増えていることは、これが残念な代替策であったことを示しています 2,4。 OPE は通常、プラスチック製造産業や電子リサイクル施設 (e-waste) からの直接漏洩 2,5、大気堆積物 6,7 および河川投入物などの陸上の発生源を介して海洋環境に侵入します。これらは主に廃水処理施設に由来します (下水処理場）排水8、9、10、11。 海洋プラスチックから浸出する OPE も、海洋環境における OPE の総蓄積量に寄与する可能性があります 12。 一般にオクタノールと水の分配係数 (log Kow) 値が高いため、多くの OPE は親油性で、炭素に富む浮遊粒子状物質に結合する傾向が強く、最終的には沈殿物に蓄積します。ただし、その他の OPE、通常は塩素化されたものは、 log Kow が低く、水溶解度が高い1。 したがって、堆積物中のそれらの濃度と分布を決定することは、それらの現在の資源量と底生生物への潜在的な曝露を理解するために重要になります。 堆積物中の OPE の存在は、大気や水などの他の環境区画に比べて 2 位に追いやられていますが、さまざまな海洋環境の堆積物中の OPE を調査する研究の数は増加しています 9,13,14,15,16。 しかし、より広い視野で底生生物や海洋生態系の機能に対する潜在的なリスクを本当に理解するには、堆積物中でのそれらの滞留時間に関する正確なデータを取得する必要があります。

最近の実験研究では、微生物群集が OPE 分子に含まれるリンを利用する能力に関連して海水中での OPE 分解に果たす役割が強調されている 17。自然環境における OPE 生体内変化のさらなる実験的確認は、スパイクされた川の堆積物に対して行われた小宇宙実験から得られる。リン酸トリス(2-クロロエチル) (TCEP)18を使用。 しかし、海洋堆積物中の OPE の（微生物による）分解に関するデータは不足しています。 現在未解決の疑問の 1 つは、海洋沿岸地域の OPE を効果的に分解する「汚染された堆積物」の能力に関するものです。 OPEによって汚染された堆積物中に自然に存在する微生物群集は、その場での分解を促進する可能性があるでしょうか?