日本国立环境研究所福岛地区合作研究基地的主任研究员石井弓美子与电力中央研究所可持续系统研究本部气象和流体科学研究部门的研究员三浦辉组成的研究团队于7月14日宣布，与福岛县环境创造中心、原子能研究开发机构、农研机构、福岛大学和东京大学共同测量了水生昆虫个体的放射性铯浓度，发现放射性铯浓度较高的个体的消化道中含有不溶性放射性铯粒子（铯球）。去除铯球后，放射性铯浓度下降，由此首次明确了放射性铯粒子在生物和食物网中被吸收的情况。该成果有助于提高未来预测自然界的放射性铯浓度的精度。相关内容已发布在国际科学期刊《PLOS ONE》上。
图1：水生昆虫吸收放射性铯粒子示意图。
斑纹角石蛾在石头缝隙中织网捕食，与捕获的食物一起摄入挂在网上的放射性铯粒子（46只中4只）。放射性铯粒子会在几天后排出体外，并被认为对身体组织的放射性铯浓度没有影响。（供图：国立环境研究所）
福岛县的部分地区至今仍不时发现放射性铯浓度较高的淡水鱼，所以一直限制市场供货。
已知淡水鱼中所含的放射性铯大部分是通过进食吸收的。为了明确放射性铯从环境中进入淡水鱼体内的机理，有必要搞清楚作为淡水鱼主要食物来源的水生昆虫的放射性铯浓度。
研究团队此前测量了从福岛县太田川采集的水生昆虫个体的放射性铯浓度，发现个体之间的浓度存在很大差异。这表明水生昆虫可能摄入了不溶性铯球。但一直不清楚铯球是如何被生物摄入的。已知铯球是直径约为0.1～10μm的、含放射性铯的不溶性玻璃状颗粒，即使被生物当成食物摄入，几天后也会排出体外。
图2：水生昆虫个体的重量与放射性Cs浓度之间的关系。其中A～D是发现铯球的个体，去除铯球后放射性铯浓度下降。（供图：国立环境研究所）
此次研究测量了2018年在福岛县太田川采集的两种水生昆虫斑纹角石蛾（石蛾的一种）和大星齿蛉个体的放射性铯浓度。这两个物种是相对比较数量较多，作为淡水鱼食物的水生昆虫，且具备可以测量铯浓度的体积。
结果显示，斑纹角石蛾的放射性铯浓度存在差异，46只中有4只显示出明显较高的数值。高浓度个体的浓度比其他个体高出一位数左右。大星齿蛉则未发现这种差异。
研究团队利用放射自显影术调查后证实，在放射性铯浓度高的4只斑纹角石蛾体内发现了铯球的存在。去除铯球后，放射性铯浓度大幅降低。由此确认，浓度的高低取决于是否摄入了铯球。
以往的研究表明，斑纹角石蛾体内的放射性铯有90％以上分布在消化道中，其他组织中所含的放射性铯低于10％。这不到10％的放射性铯被认为是来自于水溶性放射性铯。这两种昆虫基本都是个体越大，放射性铯浓度越低，可能是因为体积越大的个体，消化道内容物占整个身体的重量比越小。
对周围地区进行的调查显示，不仅在斑纹角石蛾，在斑纹角石蛾当作食物的藻类和河流中也发现了铯球。研究团队利用电子显微镜等进行了分析，根据大小和元素成分等确认，铯粒子与在东京电力福岛第一核电站事故中扩散的粒子相同。
在45只大星齿蛉体内未发现铯球，这被认为是由于两种水生昆虫的食性不同所致。斑纹角石蛾以藻类和有机物为食，大星齿蛉以其他小型水生昆虫等为食。斑纹角石蛾的食物体积与铯球基本相同，因此容易与食物一起被吸收。
铯球残留在生物体内的可能性几乎不存在。另一方面，如果测量时使用的生物样本恰好摄入了铯球，有可能无法准确测量放射性铯浓度。此次的结果也表明，要想了解进入食物网的放射性铯的动态，考虑铯球的存在很重要。
石井主任研究员表示：“被水生昆虫摄入的铯球会进入食用这些水生昆虫的鱼类的消化道。今后还计划研究鱼类消化道中存在的铯球及体内组织的吸收情况。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：PLOS ONE
论文：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
