直径5mm以下の小さなプラスチックの欠片「マイクロプラスチック」による環境への影響が近年、世界的に懸念されるようになってきています。マイクロプラスチックは、パーソナルケア製品や歯磨き粉などに含まれている1次マイクロプラスチックと、ペットボトルやビニール袋などの比較的大きなプラスチックゴミが分解されて生じた2次マイクロプラスチックの2種類に分けられます。いずれも、プランクトンや魚の体内、海水など、あらゆる環境中から発見されていますが、環境や生態系への影響は明らかになっておらず、世界中の研究者が詳細の解明を急いでいます。

本稿では、主に琵琶湖や大阪湾など陸水域でのマイクロプラスチック汚染の影響を調べる京都大学大学院 地球環境学堂の田中 周平准教授に、マイクロプラスチック問題の現状と今後の研究の展望についてお話を伺いました。

  • 京都大学大学院 地球環境学堂 田中 周平准教授

気づかれないまま進んでいた陸水環境でのマイクロプラスチックの汚染

化粧品や歯磨き粉などに含まれるスクラブ剤として利用されているビーズ状のマイクロプラスチック。パーソナルケア製品では100gあたりおよそ8000個~184万個が含まれており、これらは直接水道に流され、一部は下水処理施設や環境中へ移動するものと考えられています。また、海や山など自然環境中に捨てられたプラスチックゴミは、熱や紫外線などの影響により、壊れて次第に細かい断片になり、マイクロプラスチックとなります。

  • 実際のマイクロプラスチック。さまざまな大きさや種類のものがある

田中准教授は2015年に、これらのマイクロプラスチックが環境へどのような影響を与えるかを明らかにすべく、研究をスタートさせました。これまでの研究で、大阪湾や琵琶湖などから20種類を超えるマイクロプラスチックを発見しています。

海洋ゴミである比較的大きなプラスチックゴミや、環境水に含まれる有害化学物質に関する研究はこれまでにも広く行われてきましたが、田中准教授は「マイクロプラスチック程度の大きさの物質は見過ごしていたことが多く、これまであまり測定されてきませんでした」と話します。しかし、マイクロプラスチックの研究はここ数年で世界的に注目を集めるようになりました。

大きなプラスチックゴミにおいては、魚が飲み込むことで摂食器官や内臓が傷付いて死に至っているというケースなどがよく知られていますが、マイクロプラスチックに関しては、生物に取り込まれた際にどのような影響があるのか、その詳細はいまだ明らかになっていません。しかし、東京湾や大阪湾、琵琶湖などで調査された魚のうち、約4割がマイクロプラスチックを体内(消化管)に取り込んでいたことは事実として報告されています。

  • マイクロプラスチックを顕微鏡で観察している様子。画面に写っている丸いビーズ状の物質がスクラブ剤に含まれているマイクロプラスチック

マイクロプラスチックは残留性有機汚染物質を吸着する

マイクロプラスチックは疎水性であり、疎水性の化学物質を吸着する性質があります。したがって、毒性の高い残留性有機汚染物質(POPs)を吸着したマイクロプラスチックが環境中に広がっている可能性も考えられます。田中准教授は、「たとえば、ウォータープルーフの化粧品などに多く含まれる有機フッ素化合物の一部は、環境中で毒性のある物質に変わることがこれまでの研究から明らかになっています。これをマイクロプラスチック入りのクレンジング剤で落として水道に流すということに対する規制は現在特になされていませんが、毒性の高い化学物質となりマイクロプラスチックに吸着されて運ばれている可能性もあります」と説明します。田中准教授の研究グループでは、マイクロプラスチックだけでなく、それに吸着される化学物質についても研究が進められています。

  • 田中准教授の研究室では、マイクロプラスチックに吸着するような有機フッ素化合物などの化学物質についても研究を行っている。写真はガスクロマトグラフ質量分析計で分析を行っている様子

FTIRでマイクロプラスチックの成分を測定

田中准教授らは、琵琶湖や大阪湾のほか、ベトナムやネパールなど海外へも直接出向いて現地のマイクロプラスチックのサンプルを採集しています。現場では、船に乗って網を引き、数十トンの水をろ過してサンプルを採集していきますが、従来、この方法で採集されるマイクロプラスチックの大きさは、網目の大きさの都合から300μm程度までであったといいます。しかし、田中准教授らの研究グループでは、採取方法などを工夫することにより、現在100μmまでの大きさのサンプルを採取できるようになっています。

  • マイクロプラスチックの採取方法。船に乗って網を引き、数十トンの水からサンプルを採集していく

研究室に持ち帰ったサンプルは、顕微鏡で観察して個数やサイズを測定し、FTIR(フーリエ変換赤外分光光度計)を使ってその成分を同定します。現在はアジレント・テクノロジーが提供するAgilent Cary 630 FTIRと、Agilent 660/610FTIR顕微システムの2台のFTIRでマイクロプラスチックを測定。100μmより大きいサイズのサンプルには前者、100μmより細かいサンプルには後者を用いています。

田中准教授は、より小さいサイズのマイクロプラスチックをいかに効率的に測定するか、ということが今後の課題だと語ります。「660/610FTIR顕微システムでは、理論上5μmサイズのマイクロプラスチックまで測定することができます。粒子が小さくなればなるほど、環境中に含まれるマイクロプラスチックの表面積は大きくなるので、そのぶん吸着される化学物質も増えます。したがって、どんな大きさのプラスチックが環境中にどれくらいあるのかということを調べることは、今後、環境中のマイクロプラスチックの影響を議論するうえで非常に重要です」(田中准教授)

ただし、マイクロプラスチックが小さくなればなるほど、人の手による細かい作業が発生するため、その測定は困難になります。田中准教授らは、より小さいマイクロプラスチックをスムーズに測定できるような測定法の開発にも取り組んでいるところです。

  • Agilent 660/610FTIR顕微システム。100μmより小さなマイクロプラスチックの測定に利用する

一方で、100μmより大きなマイクロプラスチックを測定する630 FTIRは、持ち運びが可能なほどコンパクトなことが特長です。昨年は、学会の市民セミナーでも利用されました。

「マイクロプラスチックの研究をクラブ活動で行っているという広島県の高校生に、実際にプラスチックを持ってきてもらって、セミナーの場でFTIRの測定を体験してもらいましたが、大変好評でしたね。これはコンパクトな630 FTIRならではの反響だと思います。操作が容易で、測定時間も短いので、高校生でも教えてもらえばすぐに自分で測定できるようになるんです。今後は、全国でこのような活動をされている方々のネットワークを作っていくことで、さらに研究が加速していくと考えています」(田中准教授)

  • Agilent Cary 630 FTIR。持ち運びが可能なコンパクトな大きさが特長。100μmより大きなマイクロプラスチックはこちらで測定する

環境や生物にできるだけやさしくできるような世界を

このように、マイクロプラスチックについて、さまざまな視点から研究を進めている田中准教授。一度研究テーマを決めたら、最低10年は続けることを心に決めているそうです。

「そういった意味では、製品を購入した後、実際に使用していくうえでもきめ細やかなサポートをいただけるアジレント・テクノロジーとは、非常に相性が良いと感じています。これからも、丈夫でメンテナンスのしやすい、長く使える製品を提供し続けていただけたらと思っています。」(田中准教授)

環境問題に取り組んでいくためは、研究者だけでなく、一般市民の意識も高めていかなければなりません。田中准教授は、今後の研究の展望について「流域に住んでいる人たちの環境への何気ない意識が、そこに暮らす生物への影響を低減させます。私たちが便利さを享受する一方で、知らないあいだに生態系を支えているさまざまなものに対して影響を与えてしまっているという事実を知ることで、環境や生物にもできるだけやさしくできるような世界のあり方を示していきたいですね」と語ります。

まだまだ未解明の部分が多いマイクロプラスチック。世界中の研究者がその詳細の解明に向けて競っています。田中准教授は最後に「環境問題では、やらなければならないことがたくさんありますが、まずはできることからコツコツと研究を進めていきたいですね」と話してくれました。

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