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オンラインインタビューを受ける大河内博教授。

プラスチックによる環境汚染は、レジ袋有料化の影響もあり、ますます注目されつつあります。

特にプラスチックによる海洋汚染は話題になっていますが、最新の研究では、汚染が地球全体に広がっていると考えられています。

プラスチックによる汚染は、どのようにして地球全体に広がってしまったのでしょうか。

早稲田大学理工学術院・創造理工学部の大河内博教授に、プラスチック汚染が広がる仕組みやリスクについて、話してくださいました。

プラスチック汚染は海洋だけか？

プラスチックは1950年から大量に生産され、その種類もさまざまになりました。

1950年のプラスチックの総生産量は200万トンでしたが、2012年の時点で3憶トン、2050年には400憶トンに到達すると言われています。

そして、生産量の10%にあたる量が河川を通じて海に流出することで、プラスチックによる海洋汚染の原因となっていますが、特に問題視されているのは、マイクロプラスチックの存在です。

マイクロプラスチックは、破砕されたレジ袋やタイヤ片、パーソナルケア商品に含まれるマイクロビーズ、衣類などに使われるマイクロファイバーなどから発生しますが、5ミリ以下という大きさであることから、下水処理所で処理し切れず、自然界や私たちの生活の中に入り込みます。

アメリカのある地域を対象にした調査では、水道水のうち94.4%から繊維状のマイクロプラスチックが発見される、という事例があり、人間の糞便からもマイクロプラスチックが発見されています。

つまり、人は日常的にマイクロプラスチックを摂取しているのです。

その量は、食べ物から3万9,000個～5万2,000個、水道水から4,000個、ボトル水から9万個、呼吸から3万5,000個～6万9,000個、という驚くべき数に及びます。

このようにプラスチックの脅威を説明する大河内教授ですが「プラスチックの問題は、海洋だけでなく、AMPs(アンプス)として地球全体を汚染している恐れがある」と語ります。

地球全体を汚染しているかもしれない、AMPsとはどのようなプラスチックなのでしょうか。

大気中を漂うプラスチック「AMPs」とは？

2016年、大気中にプラスチックの存在が確認され、その翌年には中国でも報告がありました。

従来は、河川から流れたプラスチックの終着点は海洋だと思われていましたが、海洋で破砕されたマイクロプラスチックが波しぶきとともに大気中に放出されていることがわかったのです。しかも、その量は全世界で年間14万トンあると推定されています。

大河内教授は、大気中に浮遊するマイクロプラスチックをAMPs(Airborne microplastics)と名付け、国内でこの研究に取り組み、地球全体に汚染が広がっていることを突き止めました。

では、どのようにしてAMPsは地球全体に広がったのか…それには大気の層が関係していました。

地球の大気は何層かに分かれていて、私たちが生活する層を対流圏と言います。その対流圏は、地表面の影響を強く受ける大気境界層と、その上にある自由対流圏に分かれます。

自由対流圏は地表の影響を受けない場所ですが、地表面が暖められると強い上昇気流が発生し、地表にあるマイクロプラスチックや大気汚染物質が到達してしまいます。

自由対流圏は、ジェット気流のような強い風が吹き、遮るものもないため、ここにマイクロプラスチックや大気汚染物質が到達したら、遠くまで運ばれてしまうのです。さらに偏西風に乗ってしまったら、地球全体を巡回することに。

つまり、自由対流圏にマイクロプラスチックがあれば、地球規模の汚染が起こっている間接的な証拠になります。

そう考えた大河内教授は、自由対流圏に位置する富士山頂を調査することで、地球全体にAMPsが広がっていることを突き止めたのでした。

大気中のプラスチック「AMPs」によるリスク

画像提供：早稲田大学創造理工学部環境資源工学科 大河内研究室

大気中に浮遊するマイクロプラスチック、AMPsが存在することで、私たちにとってどのようなリスクがあるのでしょうか。

大河内教授は、大きく分けて三つのリスクがあると言います。

健康リスク

WHOはマイクロプラスチックを体内に取り入れてしまったとしても、基本的には排出されるため、心配することはない、としていますが、肺の奥に入ってしまった場合の危険性は未知数です。

水に溶けることがないプラスチックは、肺の奥に入ってしまえば、そこに溜まり続けてしまいます。繊維状のマイクロプラスチックであれば、アスベストと同じような症状をもたらす恐れがあります。

さらに、プラスチックは添加剤が使われていることから、有機物がくっつきやすい性質があります。そのため、有害な有機物が濃縮されているかもしれないのです。

温室効果ガスの発生

プラスチックが分解される過程で、温室効果ガスであるメタンが発生するという報告があります。

また、ハワイ大学の研究により、プラスチックの分解は、水の中よりも大気中の方が数十倍の速さであることも報告されています。

そんなマイクロプラスチックが自由対流圏まで舞い上がり、強い紫外線を受ければ、さらに分解のスピードは速くなり、大気中に直接温室効果ガスが放たれることになるのです。

水の循環に影響

プラスチックが雲を作り、水循環に影響を与えている、という説があります。

プラスチックは水を弾くため、本来はそういう性質はありません。

しかし、PAH(多環式芳香族炭化水素)という有害物質が付着すると氷を作りやすくなるという実験結果があります。

さらに、大気中に生息する微生物が、マイクロプラスチックに付着してコロニーを作ると、雲を発生させやすくなります。

そのため、マイクロプラスチックは雲の発生量や成長に影響を与え、地球全体の水の分布や循環に影響を与えてしまうのです。

大河内研究室のプラスチックの調査

AMPsは健康リスク、気候変動、水の循環に大きな影響を与えると考えられ、大河内教授はさらなる研究を進めています。

大河内研究室では、新宿の西早稲田にある高さ65メートルのキャンパスの屋上、カンボジアの観光地、富士山頂で、AMPsを採取しています。

採取されるAMPsは、形も大きさもさまざまです。例えば新宿では、ビーズ状のものから破片状のもの、繊維状など、異なるサイズのAMPsが、1立米に平均で5個程度存在しました。

成人の男性は正常時に1回0.5リットルの空気を吸い、1分間に20回くらい呼吸します。つまり、新宿で1日過ごせば、70個ほどのAMPsを吸い込む計算になるのです。

そして、新宿に漂うAMPsの中には、空気動力学径で4μm以下と大きさのAMPsが、1立米に15個程度存在しました。

4.7～11μmのAMPsであれば、鼻をかむことや、うがいをすることで外に排出されますが、4μm以下となると肺の奥まで入り込んでしまう恐れがあります。

「この粒径の領域にAMPsが存在したことを、世界で最初に発見したのは大河内研究室です。従来の研究はすべて粒径を考えずに、ただ平均値でAMPsの数が評価されていました。しかし、肺に到達する粒径のAMPsがどれだけ存在するか、ということに着目しなければ、健康リスクの評価を誤解してしまいます」と大河内教授は説明してくれました。

また、カンボジアはさらに深刻な状態で、新宿の十倍もAMPsが存在していました。

さらに恐ろしいことに、1μmの小さいAMPsが1立米に80個近く発見されています。

プラスチックの種類も新宿のものとは、大きく異なり、以下のような結果に。

画像提供：早稲田大学創造理工学部環境資源工学科 大河内研究室

新宿ではPET(ポリエチレンテレフタラート)が一番多く、次にPP(ポリプロピレン)が目立ちます。しかし、カンボジアではPETが少なくPPが目立ち、水道配管部品や自動車部品に使われるEPDM(エチレンプロピレンゴム)が多く見られ、地域によって濃度や素材まで違うことがわかりました。

ただ、新宿のデータも、カンボジアのデータも、ある季節に1週間だけ採取したものであり、長期間観測することで、また違った結果が出ることも考えられます。

AMPsの影響を解明するためにも、大河内教授はさらなる研究が必要だと話してくれました。

プラスチック汚染を防ぐには？

このようなプラスチック汚染を防ぐためには何が必要なのでしょうか。

大河内教授は以下のような対策を挙げました。

パーソナルケア製品からのマイクロビーズの除去。他にもバイオマスプラスチックの活用や、排水処理場のプラスチック処理技術向上、微生物をもちいたバイオレメディエーション技術の向上、そして3Rの徹底があります。

私たちにできることは、決して多くはありません。しかし、多くの人が関心を持つことで、大河内教授のような研究者に、注目が集まります。そして、それがプラスチック問題の解決に導く可能性もあるでしょう。

私たちもプラスチック問題を意識し、大河内教授の研究がさらに発展するよう期待しましょう。

大河内 博(おおこうち ひろし)
早稲田大学理工学術院、創造理工学部教授。富士山を用いた越境大気汚染と地球規模汚染の観測、ゲリラ豪雨の生成機構、森林浴効果と森林の大気浄化能の解明に取り組んでいる。著書に「越境大気汚染の物理と化学」「東日本大震災と環境汚染」など。