日本國立環境研究所福島地區合作研究基地的主任研究員石井弓美子與電力中央研究所可持續系統研究本部氣象和流體科學研究部門的研究員三浦輝組成的研究團隊於7月14日宣佈，與福島縣環境創造中心、核能研究開發機構、農研機構、福島大學和東京大學共同測量了水生昆蟲個體的放射性銫濃度，發現放射性銫濃度較高的個體的消化道中含有不溶性放射性銫粒子（銫球）。去除銫球后，放射性銫濃度下降，由此首次明確了放射性銫粒子在生物和食物網中被吸收的情況。該成果有助於提高未來預測自然界的放射性銫濃度的精度。相關内容已發佈在國際科學期刊《PLOS ONE》上。
圖1：水生昆蟲吸收放射性銫粒子示意圖。
斑紋角石蛾在石頭縫隙中織網掠食，與擷取的食物一起攝入掛在網上的放射性銫粒子（46只中4只）。放射性銫粒子會在幾天後排出體外，並被認爲對身體組織的放射性銫濃度沒有影響。（供圖：國立環境研究所）
福島縣的部分地區至今仍不時發現放射性銫濃度較高的淡水魚，所以一直侷限市場供貨。
已知淡水魚中所含的放射性銫大部分是透過進食吸收的。爲了明確放射性銫從環境中進入淡水魚活體內的機制，有必要搞清楚作爲淡水魚主要食物來源的水生昆蟲的放射性銫濃度。
研究團隊此前測量了從福島縣太田川採集的水生昆蟲個體的放射性銫濃度，發現個體之間的濃度存在很大差異。這表明水生昆蟲可能攝入了不溶性銫球。但一直不清楚銫球是如何被生物攝入的。已知銫球是直徑約爲0.1～10μm的、含放射性銫的不溶性玻璃狀顆粒，即使被生物當成食物攝入，幾天後也會排出體外。
圖2：水生昆蟲個體的重量與放射性Cs濃度之間的關係。其中A～D是發現銫球的個體，去除銫球后放射性銫濃度下降。（供圖：國立環境研究所）
此次研究測量了2018年在福島縣太田川採集的兩種水生昆蟲斑紋角石蛾（石蛾的一種）和大星齒蛉個體的放射性銫濃度。這兩個物種是相對比較數量較多，作爲淡水魚食物的水生昆蟲，且具備可以測量銫濃度的體積。
結果顯示，斑紋角石蛾的放射性銫濃度存在差異，46只中有4只顯示出明顯較高的數值。高濃度個體的濃度比其他個體高出一位數左右。大星齒蛉則未發現這種差異。
研究團隊利用放射自顯影術調查後證實，在放射性銫濃度高的4只斑紋角石蛾活體內發現了銫球的存在。去除銫球后，放射性銫濃度大幅降低。由此應答，濃度的高低取決於是否攝入了銫球。
以往的研究表明，斑紋角石蛾活體內的放射性銫有90％以上分佈在消化道中，其他組織中所含的放射性銫低於10％。這不到10％的放射性銫被認爲是來自於水溶性放射性銫。這兩種昆蟲基本都是個體越大，放射性銫濃度越低，可能是因爲體積越大的個體，消化道内容物佔整個身體的重量比越小。
對周圍地區進行的調查顯示，不僅在斑紋角石蛾，在斑紋角石蛾當作食物的藻類和河流中也發現了銫球。研究團隊利用電子顯微鏡等進行了分析，根據大小和元素成分等應答，銫粒子與在東京電力福島第一核能電廠事故中擴散的粒子相同。
在45只大星齒蛉活體內未發現銫球，這被認爲是由於兩種水生昆蟲的食性不同所致。斑紋角石蛾以藻類和有機物質爲食，大星齒蛉以其他小型水生昆蟲等爲食。斑紋角石蛾的食物體積與銫球基本相同，因此容易與食物一起被吸收。
銫球殘留在生物活體內的可能性幾乎不存在。另一方面，如果測量時使用的生物樣本恰好攝入了銫球，有可能無法準確測量放射性銫濃度。此次的結果也表明，要想了解進入食物網的放射性銫的動態，考慮銫球的存在很重要。
石井主任研究員表示：「被水生昆蟲攝入的銫球會進入食用這些水生昆蟲的魚類的消化道。今後還計劃研究魚類消化道中存在的銫球及活體內組織的吸收情況。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：PLOS ONE
論文：Radiocesium-bearing microparticles cause a large variation in 137Cs activity concentration in the aquatic insect, Stenopsyche marmorata (Tricoptera: Stenopsychidae) in the Ota River, Fukushima, Japan
DOI：doi.org/10.1371/journal.pone.0268629
URL：journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0268629
