プラスチックリサイクルは、プラスチック汚染問題を解決するための重要な手段です

過去70年間で、世界中で83億トンのプラスチックが生産されましたが、回収されたのはわずか9%であり、残りの大部分は環境中に放出されるか、一部が焼却処分されました。時間の経過とともに、環境中に放出されたプラスチック廃棄物は、環境による風化や物理的な衝突などを経て劣化し、サイズが5mm未満のマイクロプラスチック（MP）となります。これには粒子状、繊維状、または薄膜状のものがあり、主要な汚染物質となっています。.

大気中のマイクロプラスチック

かつて、マイクロプラスチックは海洋や土壌にのみ堆積すると考えられてきましたが、近年の研究により、大気中にも大量のマイクロプラスチックが存在することが明らかになりました。ニュージーランドの研究チームは、複雑な化学的手法を用いて都市部の大気中の直径0.01mmのマイクロプラスチック粒子を特定・分析し、初めて都市大気中のマイクロプラスチックの総量を算出しました。オークランド市だけでも、毎年74トンものマイクロプラスチックが大気から都市部に降下しており、これは300万本以上のペットボトルに相当します。.

通常、マイクロプラスチックは肉眼で確認することが困難です。研究者たちはニュージーランドの大気中のマイクロプラスチック堆積サンプルを採取し、蛍光染料を使用してマイクロプラスチックを識別しました。

蛍光顕微鏡による識別を通じて、研究者たちはオークランド地域の2つのサンプリング地点における大気中のマイクロプラスチック堆積率を評価しました。その結果、1平方メートルあたり1日平均4,885個のマイクロプラスチック粒子が検出されました。都市部の観測地点におけるマイクロプラスチックの沈着率は、5,955個/平方メートル/日に達しました。住宅地における沈着率はさらに深刻で、33,495個/平方メートル/日でした。.

これ以前にも、ロンドン、ドイツのハンブルク、フランスのパリなどの都市で、大気中にマイクロプラスチックが存在することが確認されています。ロンドンでは771個/平方メートル/日（2020年発表の研究報告）、ハンブルクでは275個/平方メートル/日（2019年）、パリでは110個/平方メートル/日（2016年）でした。明らかに、オークランドの大気中のマイクロプラスチック沈着率は、ロンドン、ハンブルク、パリよりもはるかに高いことがわかります。.

マイクロプラスチックの成分を見ると、研究者は8種類のポリマーを観察しました。ポリエチレン（PE、ビニール袋、フィルム、プラスチック容器などに一般的に使用される）が最も多く、全ポリマーの39%を占めています。次いでポリカーボネート（PC）とポリエチレンテレフタレート（PET、飲料水や飲料用ボトルに一般的に使用される）が続き、それぞれ全ポリマーの26%と22%を占めています。PEとPETは最も一般的な包装材料です。PCは主に電気・電子機器に使用され、これら3つの材料は建設業界でも頻繁に使用されるため、マイクロプラスチックの大部分を占めています。.

しかし、研究者たちは、オークランド地域の地理的環境が大気中のマイクロプラスチックに大きな影響を与えていると考えています。オークランド地域におけるマイクロプラスチックのレベルが高いのは、近隣の海洋や風向きと深く関係している可能性があります。マイクロプラスチックの沈着率と海風の相関関係は、沿岸の大気中のマイクロプラスチックが海洋環境に由来している可能性を示唆しており、オークランドのハウラキ湾の波が海中のマイクロプラスチックを大気中に飛散させ、大気環境を汚染している可能性があります。高い沈着率は風向きとも関連している可能性があります。大気中のマイクロプラスチックレベルはオークランド西部からの風向きと関連しており、西部はオークランド中心部の方向にあたります。.

海底および海洋のマイクロプラスチック

スペインのバルセロナ大学環境科学技術研究所の研究チームによる最近の研究では、過去20年間で海底に堆積したマイクロプラスチックの総量が倍増したことが明らかになりました。その種類と量は、世界のプラスチック生産量と対応しています。.

研究者たちは初めて、地中海の堆積物におけるマイクロプラスチック汚染の高解像度な再構築を行い、海中のマイクロプラスチックの状況を分析しました。海底は海面を漂うマイクロプラスチックの最終的な集積地と考えられていますが、海中におけるマイクロプラスチックの歴史的変遷、沈降、堆積についてはこれまで不明でした。.

研究の結果、マイクロプラスチックは海洋堆積物中で変化せず、海底に堆積したマイクロプラスチックの量は1965年から2016年までの世界のプラスチック生産量と一致することがわかりました。具体的な結果として、2000年以降、海底に堆積したプラスチック粒子の数は倍増しており、これらの材料の生産や世界的な使用量と連動して減少することなく、増加し続けています。.

1980年代以降、特に過去20年間で、包装材、ボトル、食品に含まれるポリエチレンやポリプロピレン粒子、および衣類繊維に含まれるポリエステル粒子の蓄積が徐々に増加しています。これら3種類の粒子は、海底1kgあたり1.5mgに達し、そのうちポリプロピレンの含有量が最も多く、次いでポリエチレン、ポリエステルとなっています。.

この結果は、ニュージーランドの研究者が大気中のマイクロプラスチックの主成分がポリエチレンであると報告したことと類似しています。スペインの研究者は2019年11月、海洋調査船サルミエント・デ・ガンボア号で海底堆積物を採取しました。調査船はバルセロナを出港し、スペインのタラゴナのエブロデルタ沿岸に向かいました。この地域は西地中海に位置し、エブロ川のデルタ地帯はマイクロプラスチックを含むいくつかの汚染物質の集積地と考えられています。さらに、エブロ川の堆積物は公海の沈着率よりも高くなっています。.

最先端の画像技術を応用して11ミクロンサイズのマイクロプラスチック粒子を定量化した結果、研究者たちは、一度マイクロプラスチックが海底に閉じ込められると、二度と分解されないことを発見しました。これは、マイクロプラスチックの発生源が主にビーチ、海、または海水中のプラスチックゴミであることを示唆しています。1960年代のマイクロプラスチックは依然として海底に留まっており、人間による汚染の痕跡を残しています。.

海洋や海中のマイクロプラスチックに関して、国連の調査では、タバコのフィルターがマイクロプラスチックの重要な発生源であると考えられています。毎年、世界のタバコ産業は10億人の喫煙者のために6兆本のタバコを生産しています。これらのタバコのフィルターは主に酢酸繊維と呼ばれるマイクロプラスチックで構成されています。これらの吸い殻が環境中に放出されると、日光や湿気などの要因によって分解され、放出されます。.

吸い殻は世界で最も多く捨てられるゴミであり、回収が困難です。毎年、世界中で約7666億キログラムの有毒廃棄物がタバコの吸い殻から発生しています。これらはビーチで最も一般的なプラスチックゴミでもあり、海洋生態系へのマイクロプラスチック汚染を増大させています。.

マイクロプラスチックと毒素の結合

マイクロプラスチックの最大の問題は、飲料水や食事などを通じて食物連鎖に入り込み、最終的に人体に侵入して一連の損傷を引き起こす可能性があることです。マイクロプラスチックは細胞内に侵入し、血液脳関門を通過し、肺、精巣、肝臓、脳などの臓器に蓄積する可能性があります。現在、胎盤からもマイクロプラスチックが検出されています。しかし、体内にどれだけのマイクロプラスチックが蓄積されると損傷を引き起こすのかについては、まだ正確な研究データがありません。.

しかし、もう一つの状況がマイクロプラスチックに対する人々の懸念を悪化させる可能性があります。それは、マイクロプラスチックと特定の物質が相互に作用し、より大きな毒性を生み出すという点です。.

アメリカの研究者がアメリカ化学会（ACS）の「Environmental Science and Technology Letters」誌に発表したばかりの研究によると、マイクロプラスチックと特定の物質は互いに付着する可能性があります。例えば、クロムがマイクロプラスチックに付着すると、日焼け止めなどに使用される紫外線吸収剤が金属クロムの毒性を高め、野生動物、植物、または人間に引き起こされる問題が当初の想像よりも深刻になる可能性があります。.

以前の研究では、重金属がマイクロプラスチックに付着しやすく、水生生物に潜在的な損傷を与える可能性があることが示されていました。しかし、他の汚染物質に付着するだけでなく、マイクロプラスチックとそれらに付着した物質の混合物は相互作用し、化学的性質を変化させます。.

クロム（Cr）などの一部の金属は、マイクロプラスチックの表面で異なる酸化状態を示す可能性があります。Cr(III)は比較的安全ですが、Cr(VI)は毒性があります。そのため、研究者たちはCrとマイクロプラスチックが結合した際に酸化状態がどのように変化するか、また一般的な有機汚染物質や紫外線吸収分子が酸化状態にどのような影響を与えるかを明らかにしようとしました。.

研究者たちは、クロムとポリスチレンのマイクロプラスチック粒子の混合物を作成しました。紫外線吸収剤が存在しない場合、マイクロプラスチックはより多くのクロムを集めることができます。さらに、吸収剤を含む混合物中では、Crは高い酸化状態を示します。研究チームは、この高まった酸化状態が環境毒性として微細藻類集団に変換されるかどうかをテストしました。吸収分子を含む混合物にさらされると、微細藻類の成長が抑制されました。これは、マイクロプラスチックに付着し、紫外線吸収剤を介したクロムがより大きな毒性を生み出すことを示しています。.

研究者たちは、マイクロプラスチックが汚染物質をより有害な形態に変えるのを助ける可能性があると考えており、これはこれまで発見されていなかったマイクロプラスチックの有害な影響です。マイクロプラスチックについては、人、生物、生態系への影響を確認するために、さらなる研究が必要となります。.

したがって、プラスチックリサイクルを通じてプラスチック汚染問題を解決することは、緊急かつ重要な課題です。その利益は現在と未来に関わっています。私たちの生活に利便性をもたらしながら、環境との調和のとれた発展を実現することが重要です。.