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マイクロプラスチックとは、長さが5mm（0.20インチ）未満のあらゆる種類のプラスチックの破片である[1]と、米国海洋大気庁（NOAA）[2] [3]および欧州化学物質庁[4]は述べています。これらは、化粧品、衣類、食品包装、工業プロセスなど、さまざまな発生源から自然生態系に入り込み、汚染を引き起こします。 [1] [5]マイクロプラスチック という用語は、より大きく、顕微鏡的ではないプラスチック廃棄物と区別するために使用されます。現在、マイクロプラスチックは2つの分類が認識されています。一次マイクロプラスチックには、環境に入る前からすでに5.0mm以下になっているプラスチックの破片または粒子が含まれます。[5]これらには、衣類のマイクロファイバー、マイクロビーズ、プラスチックグリッター[6]、およびプラスチックペレット（ナードルとも呼ばれる）が含まれます。[7] [8] [9]二次マイクロプラスチックは、環境に入った後、自然の風化プロセスによってより大きなプラスチック製品が劣化（分解）することで発生します。 [5]二次マイクロプラスチックの発生源としては、水やソーダのボトル、漁網、ビニール袋、電子レンジ容器、ティーバッグ、タイヤの摩耗などがある。[10] [9] [11] [12]どちらのタイプも、特に水生および海洋生態系で高レベルで環境中に残留し、水質汚染を引き起こすことが知られている。[13] 海洋マイクロプラスチックの35％は繊維/衣類に由来し、主にポリエステル、アクリル、またはナイロンベースの衣類の浸食が原因であり、洗濯の過程で発生することが多い。[14]しかし、マイクロプラスチックは空気中や陸上生態系にも蓄積する。 プラスチックはゆっくりと分解するため（多くの場合、数百年から数千年かかる）、[15] [16]マイクロプラスチックは多くの生物の体や組織に摂取され、組み込まれ、蓄積される可能性が高い。 [1]有毒化学物質 海と流出水の両方から来るマイクロプラスチックは、食物連鎖を通じて生物濃縮することもある。[17] [18] 陸上生態系では、マイクロプラスチックが土壌生態系の生存能力を低下させることが実証されている。[ 19 ] [ 20 ] 2023年現在、環境中のマイクロプラスチックの循環と動きは完全にはわかっていない。[5]中国での深層海洋堆積物調査（2020年）では、プラスチックが発明されるよりはるかに古い堆積層にプラスチックが存在することが示されており、表面サンプルの海洋調査ではマイクロプラスチックが過小評価されている疑いがある。[21]
分類
「マイクロプラスチック」という用語は、2004年に英国プリマス大学の海洋生物学者リチャード・トンプソン教授によって導入されました。 [22] [23] [24] [25]
マイクロプラスチックは、今日の世界ではありふれた存在です。2014年には、世界の海には15兆から51兆個のマイクロプラスチックが存在すると推定され、その重量は93,000から236,000トンと推定されました。 [26] [27] [28]
一次マイクロプラスチック
一次マイクロプラスチックは、意図的に製造された小さなプラスチック片です。[5] [29]これらは通常、洗顔料や化粧品、またはエアブラスト技術で使用されます。いくつかのケースでは、薬物のベクターとして医療で使用されていることが報告されています。[30]角質除去ハンドクレンザーやフェイシャルスクラブに使用されるマイクロプラスチック「スクラバー」は、粉砕したアーモンドの殻、オートミール、軽石など、従来使用されていた天然成分に取って代わりました。一次マイクロプラスチックは、エアブラスト技術で使用するためにも製造されています。このプロセスでは、アクリル、メラミン、またはポリエステルのマイクロプラスチックスクラバーを機械、エンジン、船体に吹き付けて、錆や塗料を取り除きます。これらのスクラバーは繰り返し使用されるとサイズが小さくなり、切断力が失われるため、カドミウム、クロム、鉛などの重金属で汚染されることがよくあります。[31]多くの企業がマイクロビーズの生産削減に取り組んでいるものの、化粧品などには分解ライフサイクルが長いバイオプラスチックマイクロビーズがまだ多く含まれています。[要出典]
二次マイクロプラスチック
二次マイクロプラスチックは、海上および陸上で、より大きなプラスチックの破片が物理的に分解および機械的に劣化することで生じた小さなプラスチック片である。[5]時間の経過とともに、日光への曝露による光酸化を含む物理的、生物学的、光化学的劣化が重なり、プラスチックの破片の構造的完全性が最終的に肉眼では検出できないサイズにまで低下する可能性がある。[32]大きなプラスチック材料をはるかに小さな破片に分解するこのプロセスは、断片化として知られている。[31]マイクロプラスチックはさらに分解してサイズが小さくなる可能性があると考えられているが、2017年に海洋で検出された最小のマイクロプラスチックの直径は1.6マイクロメートル（6.3×10 −5インチ）であったと報告されている。[33]不均一な形状のマイクロプラスチックが多いことから、断片化が主要な発生源であることが示唆されている。[17]ある研究では、海水と淡水の両方で、生分解性ポリマーから形成されるマイクロプラスチックの方が非生分解性ポリマーから形成されるマイクロプラスチックよりも多くなることが示唆されている。[34] [35] [追加の引用が必要]
「EPAは、プラスチックを非常に優先度の高い汚染物質として分類しています。ゴミを捨てたり、埋め立て地に何かを入れたりすると、プラスチックはどんどん小さな粒子に分解されます。そして最終的にはマイクロプラスチックになります。空気中、水中、土壌中に存在します。」 - テネシー大学教授マイク・マッキニー。[36]
マイクロプラスチック繊維は、摩耗や合成繊維の衣類の洗濯によって副産物として環境に放出される。[37] [11]合成スチレンブタジエンゴムを一部含むタイヤは、使用すると小さなプラスチックやゴムの粒子に侵食され、塵の粒子になる。他のプラスチック製品の製造に使用される2.0～5.0 mmのプラスチックペレットは、流出やその他の事故により生態系に侵入する。[9] 2015年のノルウェー環境庁のマイクロプラスチックに関するレビューレポートでは、これらの発生源からのマイクロプラスチックが「パイプの始まり」以来人間社会から追加され、その排出が本質的に人間の材料や製品の使用の結果であり、自然界での断片化による二次的なものではない限り、これらの発生源を一次発生源として分類することが有益であると述べられている[38] [不完全な短い引用]
ナノプラスチック
定義によって異なりますが、ナノプラスチックの大きさは1μm（1000nm）未満、または100nm未満です。[39] [40]環境中のナノプラスチックについては、マイクロプラスチックの断片化中に一時的に副産物として生じるものから、潜在的に高濃度で継続的に増加する目に見えない環境の脅威となるものまで、さまざまな憶測が飛び交っています。[41]北大西洋亜熱帯環流にナノプラスチックが存在することは確認されており[42]、光ピンセット（ラマンピンセット）と組み合わせたラマン分光法[43]やナノフーリエ変換赤外分光法（ナノFTIR）または原子間力赤外分光法（AFM-IR）の最近の進歩は、近い将来、環境中のナノプラスチックの量に関する有望な答えとなるでしょう。蛍光は、迅速、簡単、安価、高感度な方法の開発を可能にするため、ナノプラスチックの識別と定量化のためのユニークなツールとなる可能性があります。[44]しかし、ナノプラスチックの問題は複雑であり、ナノスケールの特性や生体分子との相互作用を高い空間的・時間的解像度で基礎レベルで探究する必要がある。[45]
ナノプラスチックは環境や人間の健康にリスクをもたらすと考えられている。[39] [46]ナノプラスチックはサイズが小さいため、細胞膜を通過して細胞の機能に影響を及ぼす可能性がある。ナノプラスチックは親油性であり、モデルではポリエチレンナノプラスチックが脂質二重層の疎水性コアに組み込まれることが示されている。[47]ナノプラスチックは魚類の上皮膜を通過し、胆嚢、膵臓、脳などのさまざまな臓器に蓄積することも示されている。 [48] [49]ナノプラスチックは骨細胞の活動を妨げ、不適切な骨形成を引き起こすと考えられている。[50] [51]人間を含む生物に対するナノプラスチックの悪影響についてはほとんどわかっていない。ゼブラフィッシュ（Danio rerio）では、ポリスチレンナノプラスチックがストレス反応経路を引き起こし、グルコースとコルチゾールのレベルを変化させる可能性があり、これはストレス段階での行動の変化に関連している可能性がある。[52]ミジンコでは、ポリスチレンナノプラスチックが淡水ミジンコ類のDaphnia pulexに摂取され、成長や繁殖に影響を与え、ROS産生やMAPK-HIF-1/NF-κBを介した抗酸化システムなどのストレス防御を誘導する。[53] [54] [55]ナノプラスチックは抗生物質などの有毒な化学汚染物質を吸着することもでき、抗生物質耐性菌との選択的結合を可能にし、その結果、土壌全体に細菌食性線虫Caenorhabditis elegansによってナノプラスチックと抗生物質耐性菌が拡散する。 [56]
出典
マイクロプラスチック汚染の大部分は繊維、タイヤ、都市の塵埃から発生しており[57]、これらは海や環境中のマイクロプラスチックの80%以上を占めています[13] 。
塗料は海洋や水路へのマイクロプラスチックの流出の最大の原因（1.9 Mt /年）であり、他のすべてのマイクロプラスチック流出源（例：織物繊維やタイヤの粉塵）を上回っています。[58]
環境中のマイクロプラスチックの存在は、多くの場合、水生生物の研究を通じて立証されています。これには、プランクトンのサンプルの採取、砂質および泥質の堆積物の分析、脊椎動物および無脊椎動物の摂取の観察、化学汚染物質の相互作用の評価が含まれます。[59]このような方法により、環境中には複数の発生源からのマイクロプラスチックが存在することが示されています。[要出典]
2017年のIUCNの報告書によると、マイクロプラスチックは世界の海洋を汚染する太平洋ゴミベルトの最大30％を占める可能性があり、多くの先進国では目に見える大きな海洋ごみよりも海洋プラスチック汚染の大きな原因となっている。[9]
衣類
研究によると、ポリエステル、ナイロン、アクリル、スパンデックスなどの多くの合成繊維は衣類から剥がれ落ち、環境に残留する可能性がある。[60] [61] [62]洗濯物1枚につき1,900本以上のマイクロプラスチック繊維が剥がれ落ちる可能性があり、フリースは他の衣類よりも170％以上高い割合で繊維を放出する。[63] [64]平均洗濯量が6キログラム（13ポンド）の場合、1回の洗濯で70万本以上の繊維が放出される可能性がある。[65]
洗濯機メーカーは、洗濯機のフィルターが下水処理施設で処理する必要があるマイクロファイバー繊維の量を減らすことができるかどうかの研究も検討している。[66]
これらのマイクロファイバーは、動物プランクトンからクジラなどの大型動物に至るまで、食物連鎖のあらゆるところに生息していることがわかっています。 [9]繊維産業全体で生息している主な繊維はポリエステルで、これは簡単に製造できる安価な綿の代替品です。しかし、これらのタイプの繊維は、陸上、空中、海洋の生態系におけるマイクロプラスチックの生息に大きく貢献しています。衣類を洗濯する過程で、衣類は1リットルの水につき平均100本以上の繊維を失います。[64]これは、製造時にモノマー、分散染料、媒染剤、可塑剤が放出されることが原因と思われる健康への影響と関連しています。家庭内でのこれらのタイプの繊維の発生は、屋内環境にあるすべての繊維の33%を占めることが示されている。[64]
繊維は、平均的な人間の曝露量を決定するために、屋内と屋外の両方の環境で研究されてきました。屋内の濃度は1.0～60.0繊維/m 3であるのに対し、屋外の濃度は0.3～1.5繊維/m 3とかなり低いことがわかりました。[67]屋内での沈着率は1日あたり1586～11,130繊維/m 3で、1mgの塵に蓄積すると約190～670繊維/mgになります。[67]これらの濃度に関する最大の懸念は、子供や高齢者への曝露が増加し、健康に悪影響を与える可能性があることです。[要出典]
容器および包装
プラスチック容器はマイクロプラスチックやナノ粒子を食品や飲料に放出する可能性があります。[68]
ボトル入り飲料水
ある研究では、11の異なるブランドのボトル入り飲料水の93％にマイクロプラスチック汚染が見られました。研究者らは1リットルあたり平均325個のマイクロプラスチック粒子を発見しました。[69]検査されたブランドのうち、ネスレ ピュアライフとゲロルシュタイナーのボトルには、それぞれ1リットルあたり930個と807個のマイクロプラスチック粒子（MPP/L）が含まれており、最もマイクロプラスチックが含まれていました。 [69]サンペレグリノ製品は、マイクロプラスチックの密度が最も低いことがわかりました。水道水と比較して、ペットボトルの水には2倍のマイクロプラスチックが含まれていました。[69]ナノプラスチックを検出できる別の研究では、1リットルあたり24万個の破片が見つかりました。直径が5mmから1μmが10％、1μm未満が90％でした。[70] [71]
汚染の一部は、水を瓶詰めして包装する工程から来ている可能性があり、[69]また、水を浄化するために使用されるフィルターから来ている可能性もあります。[70]
哺乳瓶
2020年に研究者らは、現代的な調製手順を踏んだポリプロピレン製 乳児用哺乳瓶は、 48の地域で1人1日あたり14,600〜4,550,000個の粒子に及ぶマイクロプラスチックの乳児への曝露を引き起こしていることが判明したと報告した。マイクロプラスチックの放出は温かい液体ほど高く、弁当箱などの他のポリプロピレン製品でも同様である。 [72] [73] [74]意外なことに、シリコンゴム製の哺乳瓶の乳首は、繰り返し蒸気滅菌することで時間の経過とともに劣化し、マイクロサイズおよびナノサイズのシリコンゴムの粒子が放出されることを研究者らは2021年に発見した。研究者らは、このように熱劣化した乳首を1年間使用すると、赤ちゃんは660,000個以上の粒子を摂取すると推定した。[75] [76]
使い捨てプラスチック製品
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プラスチックカップや、内側に薄いプラスチックフィルムを張った紙製のコーヒーカップなどの一般的な使い捨てプラスチック製品は、通常の使用中に1リットルあたり数兆個のマイクロプラスチックナノ粒子を水中に放出します。[78] [79] [80]使い捨てプラスチック製品は水環境に流入します[81]そして、「使い捨てプラスチックを削減する地方および州全体の政策は、地域社会がプラスチック汚染に対処するために実行できる効果的な立法措置であると特定されました」。[82] [83]
最近の研究では、温水や冷水にさらされたポリエチレン袋や紙コップからマイクロプラスチックが放出されるかどうかが調査された。この研究の目的は、これらのマイクロプラスチックが重要な抗酸化酵素である牛肝臓カタラーゼ（BLC）に与える影響を評価することだった。研究者らは、ポリエチレン袋と紙コップの両方が高温および低温条件下でマイクロプラスチックを放出することを発見した。これらのマイクロプラスチックはBLCに結合し、その構造を変化させ、その活性を低下させる。カタラーゼは細胞を酸化ダメージから保護する上で重要な役割を果たすため、BLCの活性低下は細胞の酸化還元バランスを乱す可能性がある。[84]
建設と改修
プラスチックは建設・改修業界で広く使用されています。ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリルを含む材料は、時間の経過とともに分解してマイクロプラスチックを放出する可能性があります。 [ 85 ]建設プロセスでは、使い捨てのプラスチック容器と包装が廃棄され、プラスチック廃棄物が増えます。 [86]これらのプラスチックはリサイクルが難しく、最終的には埋め立て地に行き着き、そこで長い時間をかけて分解され、土壌に浸出したり、空中にマイクロプラスチックを放出したりします。[87] [88]空中に浮遊するマイクロプラスチックの粉塵は、改修、「建物、橋、道路の再建プロジェクト」[89]および電動工具の使用中に生成されます。[90]
建設および改修部門におけるプラスチック廃棄物の発生による環境への影響のため、この問題に対処する廃棄物管理慣行が必要である。[91] [92] [93]多くの研究者が廃棄物の削減と持続可能性の向上を目指して建設プロセスにおけるプラスチックなどの廃棄物の使用を調査してきたが、建設は本来環境に優しい活動ではない。プラスチック廃棄物を凝集体としてコンクリートに追加することで削減する取り組みがなされてきた。しかし、生成される膨大な量のプラスチック廃棄物の問題を解決するための1つの解決策は、マイクロプラスチックの浸出という別の深刻な問題をもたらす可能性がある。この分野の未知の部分は非常に大きく、早急な調査が必要である。[92]
化粧品業界
一部の企業は、天然の角質除去成分をマイクロプラスチックに置き換えており、通常は「マイクロビーズ」または「マイクロエクスフォリエート」の形をしています。これらの製品は通常、プラスチックの一般的な成分であるポリエチレンで構成されていますが、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ナイロンから製造することもできます。[94]これらは、洗顔料、ハンドソープ、その他のパーソナルケア製品によく見られ、ビーズは通常、使用後すぐに下水道に流されます。ビーズはサイズが小さいため、下水処理場の予備処理スクリーンで完全に保持されず、一部が川や海に流れ込みます。[95]下水処理場は、設計が小さいため、平均でマイクロビーズの95〜99.9％しか除去できません。そのため、1リットルあたり平均0〜7個のマイクロビーズが排出されます。[96]世界中の処理施設が1日あたり160兆リットルの水を排出していることを考えると、毎日約8兆個のマイクロビーズが水路に排出されていることになります。この数字には、廃水処理後に肥料として再利用される下水汚泥には依然としてこれらのマイクロビーズが含まれていることが知られています。[97]
多くの企業が製品へのマイクロビーズの使用を段階的に廃止することを約束しているが、マイクロビーズを主成分とするフェイシャルスクラブ製品は今でも少なくとも80種類販売されている。[96] [検証失敗]これにより、英国だけで年間80トンのマイクロビーズが排出され、野生生物や食物連鎖に悪影響を与えるだけでなく、毒性レベルにも悪影響を及ぼしている。マイクロビーズは、農薬や多環芳香族炭化水素などの危険な化学物質を吸収することが証明されているからである。[96]欧州化学物質庁（ECHA）による規制提案や、国連環境計画（UNEP）およびTAUWの報告書によると、化粧品やパーソナルケア製品には500種類以上のマイクロプラスチック成分が広く使用されているという。[98]
化粧品からマイクロビーズが除去されたとしても、プラスチックが入った有害な製品が販売されている。例えば、アクリレート共重合体は、汚染されると水路や動物に有毒な影響を及ぼす。[99]アクリレート共重合体は、ボディケア製品に使用するとスチレンモノマーを放出し、人のがん発症リスクを高める。[100]ニュージーランドのようにマイクロビーズを禁止している国は、アクリレート共重合体などの他のポリマーを無視することが多いが、これらも人や環境に同様に有毒である可能性がある。[101]
2015年のマイクロビーズフリー水法以降、米国では歯磨き粉やその他の洗い流し化粧品におけるマイクロビーズの使用が中止されましたが、 [102] 2015年以降、多くの業界が代わりにFDA承認の「洗い流し」金属化プラスチック グリッターを主な研磨剤として使用する方向にシフトしています。[103] [104] [105]
漁業
レクリエーションや商業目的の漁業、船舶、海洋産業はすべて、海洋環境に直接流入する可能性のあるプラスチックの発生源であり、マクロプラスチックとして、また長期にわたる分解後の二次マイクロプラスチックとして生物相にリスクをもたらします。海岸で観察される海洋ゴミは、沿岸や海流によって運ばれた物質が浜辺に打ち上げられたことでも発生します。漁具は海洋発生源を持つプラスチックゴミの一種です。プラスチックモノフィラメントラインやナイロンネット（ゴーストネットと呼ばれることもあります）などの廃棄または紛失した漁具は、通常、中性浮力であるため、海洋内のさまざまな深さを漂う可能性があります。さまざまな国が、産業やその他の発生源からのマイクロプラスチックがさまざまな種類の魚介類に蓄積していると報告しています。インドネシアでは、全魚種の55％に製造されたゴミの証拠があり、これは67％と報告したアメリカと同様でした。[106]しかし、インドネシアのゴミの大部分はプラスチックであり、北米では大部分が衣類や一部の種類の網に含まれる合成繊維でした。魚がマイクロプラスチックに汚染されているという事実から、それらのプラスチックとその化学物質が食物連鎖の中で生体内に蓄積されるということが示唆される。[要出典]
ある研究では、ハシブトミズナギドリの胃の中にあるプラスチック由来の化学物質、ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）を分析した。その結果、鳥の4分の1が、獲物には自然には存在しない高臭素同族体を持っていたことが判明した。しかし、PBDEは鳥の胃の中にあったプラスチックを通じて鳥の体内に入り込んだ。したがって、食物連鎖を通じて移行しているのはプラスチックだけではなく、プラスチック由来の化学物質も移行していることになる。[107]
製造業
プラスチック製品の製造では、顆粒や小さな樹脂ペレットが原料として使用されます。米国では、生産量が1960年の290万ペレットから1987年には2170万ペレットに増加しました。 [108] 2019年の世界のプラスチック生産量は3億6800万トンで、その51％がアジアで生産されました。世界最大の生産国である中国は、世界全体の31％を生み出しました。[109] 陸上輸送や海上輸送中の偶発的な流出、梱包材としての不適切な使用、処理工場からの直接流出により、これらの原材料が水生生態系に入り込む可能性があります。KIMOスウェーデンは、80μmメッシュを使用してスウェーデンの水域を評価したところ、典型的なマイクロプラスチック濃度は1m 3あたり150～2,400個であることがわかりました。プラスチック製造施設に隣接する港では、濃度は1m 3あたり102,000個でした。[31]
便利な原料プラスチックが頻繁に使用される多くの工業施設は、水域の近くにあります。生産中に流出した場合、これらの材料は周囲の環境に流入し、水路を汚染する可能性があります。[38] 「最近では、アメリカ化学協会とプラスチック工業会の共同イニシアチブであるOperation Cleansweepが、各産業が操業中にペレットの損失をゼロにすることを目標としています。」[31]全体として、マイクロプラスチック汚染の一因となっている特定の産業や企業を対象とした研究は大幅に不足しています。
個人用保護具
COVID-19パンデミックの発生以来、医療用フェイスマスクの使用量は急増し、1枚あたり約8,900万枚に達した。[110]使い捨てフェイスマスクは、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエステルなどのポリマーで作られています。環境中にプラスチック粒子廃棄物が追加されるため、フェイスマスクの生産、消費、ポイ捨ての増加が環境課題のリストに追加されました。使い捨てフェイスマスクは分解後、より小さなサイズの粒子（5mm未満）に分解され、マイクロプラスチックの新たな発生源となる可能性があります。[111] 1枚の外科用フェイスマスクは、1日あたり最大173,000本の繊維を放出する可能性があります。[110]
海洋汚染に関する提唱と研究に取り組む団体「オーシャンズ・アジア」が2020年2月に作成した報告書では、「香港の海にさまざまな種類と色のマスクが存在する」ことが確認されている。[111]
下水処理場
下水処理場は廃水処理場（WWTP）とも呼ばれ、主に家庭から排出される廃水から、さまざまな物理的、化学的、生物学的プロセスを使用して汚染物質を除去します。[112]先進国のほとんどの処理場には、一次処理と二次処理の両方の段階があります。一次処理段階では、従来のフィルター、浄化槽、沈殿槽を使用して、油、砂、その他の大きな固形物を除去する物理的なプロセスが採用されています。[113]二次処理では、細菌や原生動物が関与する生物学的プロセスを使用して有機物を分解します。一般的な二次技術は、活性汚泥システム、散水ろ床、人工湿地です。 [113]オプションの三次処理段階では、栄養素（窒素とリン）の除去と消毒のプロセスが含まれる場合があります。 [ 113 ]
マイクロプラスチックは、処理施設の一次処理段階と二次処理段階の両方で検出されています。1998年の画期的な研究では、マイクロプラスチック繊維が下水汚泥と下水処理場の排出口の持続的な指標となることが示唆されました。[114]ある研究では、マイクロプラスチック1リットルあたり約1個の粒子が環境に放出され、除去効率は約99.9％であると推定されています。[112] [115] [116] 2016年の研究では、ほとんどのマイクロプラスチックは、固形物スキミングと汚泥沈殿が使用される一次処理段階で実際に除去されていることが示されました。[112]これらの処理施設が適切に機能している場合、下水処理場から海洋や表層水環境へのマイクロプラスチックの寄与は不釣り合いに大きくはありません。 [ 112] [117]多くの研究によると、下水処理場は確かに水路へのマイクロプラスチックの負荷を軽減しているが、現在の技術開発ではこの汚染物質を完全に水から浄化することはできないことが示されています。[118] [119]
一部の国では下水汚泥を土壌肥料として使用しており、汚泥中のプラスチックが天候、日光、その他の生物学的要因にさらされ、破砕を引き起こす。その結果、これらのバイオソリッドからのマイクロプラスチックは、雨水排水路に流れ込み、最終的には水域に流れ込むことが多い。[120]さらに、いくつかの研究では、マイクロプラスチックが一部の下水処理場で濾過プロセスを通過することが示されている。[31]英国の研究によると、6大陸の海岸にある下水汚泥処分場から採取したサンプルには、1リットルあたり平均1個のマイクロプラスチック粒子が含まれていた。これらの粒子のかなりの量は、洗濯機の排水からの衣類繊維であった。[64]
交通機関
車とトラックのタイヤ
タイヤの摩耗は、（マイクロ）プラスチックの環境への流出に大きく寄与している。デンマークにおけるマイクロプラスチックの環境への排出量は、年間5,500～14,000トン（6,100～15,400トン）と推定されている。二次マイクロプラスチック（例えば、自動車やトラックのタイヤや履物から）は、一次マイクロプラスチックよりも2桁も重要である。環境中のより大きなプラスチックの分解によるマイクロプラスチックの形成は、この研究では考慮されていない。[121]
一人当たりの排出量は0.23～4.7kg/年と推定され、世界平均は0.81kg/年である。自動車のタイヤ（摩耗が100%に達する）からの排出量は、飛行機のタイヤ（2%）、人工芝（摩耗12～50%）、ブレーキ（摩耗8%）、路面標示（摩耗5%）など、他のマイクロプラスチック発生源からの排出量よりも大幅に高い。路面標示の場合、最近の現地調査では、ガラスビーズの層で保護されており、その寄与は1人当たり年間0.1～4.3gに過ぎないことが示された。[122]これは、二次マイクロプラスチック排出量全体の約0.7%を占め、この値はいくつかの排出量推定値と一致している。[123] [124]排出量と経路は、道路の種類や下水道システムなどの地域要因によって異なる。海洋に流れ込むプラスチックの総量に対するタイヤの摩耗の相対的寄与は、5～10%と推定されている。大気中の粒子状物質（PM 2.5）の3～7%はタイヤの摩耗で構成されていると推定されており、世界保健機関が2012年に300万人の死者を出すと予測している大気汚染による世界的な健康被害の一因となっている可能性があることを示している。タイヤの摩耗による汚染は食物連鎖にも入り込むが、人間の健康リスクを評価するにはさらなる研究が必要である。[125]
配送
海運は海洋汚染に大きく貢献している。ある統計によると、1970年には世界中の商船隊が23,000トン以上のプラスチック廃棄物を海洋環境に投棄した。1988年、国際協定（MARPOL 73/78、付属書V）により船舶から海洋環境への廃棄物の投棄が禁止された。米国では、1987年の海洋プラスチック汚染研究管理法により、海軍艦艇を含む海洋へのプラスチックの排出が禁止されている。[126] [127]しかし、海運は依然としてプラスチック汚染の主な発生源であり、1990年代初頭には約650万トンのプラスチックを排出していた。[128] [129]調査によると、ハワイの海岸で見つかったプラスチックの約10％はヌードルである。[130] 2012年7月24日、香港沖で発生した大嵐の後、150トンのプラスチック原料やその他のプラスチック原料が輸送船から流出した。中国石油化工集団（シノペック）の廃棄物が大量に海岸に堆積したと報告されている。[38]これは大規模な流出事故だが、研究者らは小規模な事故も発生しており、海洋マイクロプラスチック汚染にさらに寄与していると推測している。[38]
暴露経路
空気
空中マイクロプラスチックは、屋内外だけでなく大気中でも検出されています。2019年の研究では、マイクロプラスチックが風に乗って遠隔地に大気中を運ばれることがわかりました。 [131] 2017年の研究では、屋内の空中マイクロファイバー濃度は1立方メートルあたり1.0〜60.0マイクロファイバー（そのうち33％がマイクロプラスチックであることがわかりました）でした。[132]別の研究では、テヘランの路上ほこり中のマイクロプラスチックを調査したところ、路上ほこりのサンプル10個から2,649個のマイクロプラスチック粒子が見つかり、サンプル濃度は路上ほこり30.0 gあたり83粒子〜605粒子（±10）の範囲でした。[133]マイクロプラスチックとマイクロファイバーは、雪のサンプル[134]や、発生源から遠く離れた高山の「きれいな」空気中でも見つかりました。[135] [136]しかし、淡水生態系や土壌と同様に、空気中のマイクロプラスチックの完全な影響と重要性を理解するには、さらなる研究が必要です。[137]
水
海洋
海洋生態系におけるプラスチック汚染に関する懸念が高まっているのが、マイクロプラスチックの使用です。マイクロプラスチックは幅5ミリメートル未満のプラスチックのビーズで、[138]ハンドソープ、洗顔料、その他の角質除去剤によく含まれています。これらの製品を使用すると、マイクロプラスチックは水ろ過システムを通過して海に流れ込みますが、サイズが小さいため、下水処理場の予備処理スクリーンで捕捉されない可能性があります。[139]これらのビーズは、海洋生物、特に濾過摂食者にとって有害です。濾過摂食者はプラスチックを簡単に摂取して病気になる可能性があるためです。マイクロプラスチックはサイズが大きいため除去が難しいため、大きな懸念となっています。そのため、人間は環境に安全な角質除去剤を使用した製品を購入することで、これらの有害なプラスチックの使用を避けることができます。
プラスチックは地球上で広く使用されているため、マイクロプラスチックは海洋環境に広く存在しています。たとえば、マイクロプラスチックは砂浜[140]や表層水[141]のほか、水柱や深海の堆積物にも見られます。マイクロプラスチックは、死んだ生物物質 (組織や貝殻) や一部の土壌粒子 (風で吹き飛ばされ、川によって海に運ばれる) など、他の多くの種類の海洋粒子の中にも見られます。人口密度と都市中心部への近さが、環境中のマイクロプラスチックの豊富さに影響を与える主な要因であると考えられてきました。氷床コア
プラスチック汚染はこれまでも南極の表層水や堆積物、北極の海氷で記録されてきたが[142]、2009年に初めて南極の海氷でプラスチックが発見され、東南極から採取された氷床コアから14種類のポリマー由来の96個のマイクロプラスチック粒子が検出された。[143]南極の海氷中の比較的大きな粒子サイズは、地域的な汚染源を示唆している。
淡水
マイクロプラスチックは、世界中の水生環境で広く検出されています。[144] [145]淡水生態系におけるマイクロプラスチックに関する最初の研究は2011年に発表され、ヒューロン湖の堆積物サンプル1平方メートルあたり平均37.8個の破片が見つかりました。さらに、研究では、MP（マイクロプラスチック）が五大湖のすべてに存在し、平均濃度は43,000 MP粒子km −2であることがわかりました。[146]マイクロプラスチックは米国以外の淡水生態系でも検出されており、たとえば、2019年にポーランドで実施された研究では、研究対象となったマズールィ湖沼地帯の30の湖すべてでマイクロプラスチックが存在し、密度は1リットルあたり0.27〜1.57粒子でした。[147]カナダでは、3年間の研究でウィニペグ湖のマイクロプラスチックの平均濃度が193,420粒子km −2であることがわかりました。検出されたマイクロプラスチックはいずれもマイクロペレットやビーズではなく、ほとんどがより大きな粒子の分解によって生じた繊維、合成繊維、または大気中の降下物であった。[148]研究された淡水生態系でこれまでに発見されたマイクロプラスチックの最高濃度は、ライン川で記録された4000 MP粒子/kgである。 [ 149]
土壌
マイクロプラスチックのかなりの部分が世界の土壌に蓄積すると予想されているが、水生環境以外の土壌中のマイクロプラスチックに関する研究はほとんど行われていない。[150]湿地環境では、マイクロプラスチックの濃度は植生被覆率や幹の密度と負の相関関係にあることがわかっている。[144]水処理施設がマイクロプラスチック繊維を完全に濾過できず、洗濯機から出る繊維状の二次マイクロプラスチックが土壌に蓄積する可能性があるという推測もある。さらに、ミミズ、ダニ、トビムシなどの土食性の土壌動物は、摂取したプラスチック片を消化プロセスでマイクロプラスチックに変換することで、土壌中の二次マイクロプラスチックの量を増加させている可能性がある。しかし、さらなる研究が必要である。有機廃棄物の使用と土壌中の合成繊維との関連を示す具体的なデータはあるが、土壌中のプラスチックに関する研究のほとんどは、プラスチックの存在を報告するだけで、起源や量については触れていない。[9] [151]土壌に施用された繊維を含む土地利用型廃水汚泥（バイオソリッド）に関する対照研究では、施用後数年経っても繊維が半定量的に回収されたことが報告されている[要確認] 。 [152]
塩と魚介類
2015年に中国で市販されている食卓塩15銘柄を調査したところ、海塩には湖塩、岩塩、井戸塩に比べてマイクロプラスチックがはるかに多く含まれていることが判明した。これは、海塩は海洋水汚染によって汚染されているのに対し、岩塩や井戸塩は採取、風乾、包装といった生産段階で汚染されている可能性が高いためだと考えられている。[153] 2017年の推計によると、魚介類を食べる人は1年に11,000個のマイクロプラスチックを摂取することになる。2019年の研究では、砂糖1キログラムには440個のマイクロプラスチック粒子、塩1キログラムには110個の粒子、ボトル入りの水1リットルには94個の粒子が含まれていることがわかった。[154] [155] [156]
環境への影響
2008年、ワシントン大学タコマ校で開催された国際研究ワークショップでは、マイクロプラスチックの存在が記録されていること、粒子の滞留時間が長いこと、将来的に蓄積される可能性が高いこと、海洋生物による摂取が実証されていることなどから、マイクロプラスチックは海洋環境における問題であると結論付けられました。[157]
2019年に欧州連合の科学的助言メカニズムが発表した科学的証拠の包括的なレビューによると、マイクロプラスチックは環境のあらゆる場所に存在していた。マイクロプラスチック汚染による広範な生態学的リスクの証拠はまだないが、汚染が現在の速度で続くと、1世紀以内にリスクが広がる可能性がある。[137]
2020年現在、マイクロプラスチックは、ヨーロッパ、北米、南米、アジア、オーストラリアの沼地、小川、池、湖、川などの淡水系で検出されています。[144] [158]米国の6つの州の29の五大湖の支流で採取されたサンプルにはプラスチック粒子が含まれていることが判明し、その98％は0.355mmから4.75mmのサイズのマイクロプラスチックでした。[159]同様に、マイクロプラスチックは発生源から遠く離れた高山でも見つかっています。[135]
2021年9月、 ハリケーン・ラリーは、ピーク時にカナダのニューファンドランド島を通過した際に、 1日あたり113,000個の粒子を堆積させた。バックトラジェクトリモデリングとポリマータイプ分析により、これらのマイクロプラスチックは、ハリケーンが北大西洋環流の北大西洋ゴミベルトを横切った際に海洋起源であった可能性があることが示された。[160]
2023年現在、マイクロプラスチック汚染研究は急速に成長しており、海洋と河口環境が最も頻繁に研究されている。研究者たちは、効果的な解決策につながる可能性のある研究データのより良い共有を求めている。[161]
2023年時点では、長期にわたるプラスチックの劣化と汚染物質の放出の影響はほとんど見過ごされてきたと述べられています。環境中に大量に存在し、劣化にさらされ、何年もかけて腐敗し、有毒化合物が放出されることは、毒性負債と呼ばれています。[41]
海洋生物と淡水生物
マイクロプラスチックは5 mm未満なので目立ちません。このサイズの粒子はあらゆる種が利用可能で、食物連鎖の底部に入り、動物の組織に埋め込まれます。マイクロプラスチックとナノプラスチックは、摂取または呼吸によって動物の組織に埋め込まれる可能性があります。[1]動物におけるこれらの粒子の生体内蓄積の最初の実証は、長期間にわたって高濃度のマイクロプラスチックに動物をさらし、摂取と呼吸によってそれぞれ腸と鰓にこれらの粒子を蓄積するという制御された条件下で行われました。堆積物を食べるゴカイ( Arenicola marina ) などのさまざまな環形動物種は、消化管に埋め込まれたマイクロプラスチックを蓄積することが示されています。同様に、海岸のカニであるCarcinus maenasなどの多くの甲殻類は、呼吸管と消化管の両方にマイクロプラスチックを取り込むことが確認されています。[61] [162] [163]魚はプラスチック粒子を餌と間違えることが多く、消化管を塞いで誤った摂食信号を動物の脳に送ることがあります。[13]しかし、2021年の研究では、魚は意図的ではなく、不注意でマイクロプラスチックを摂取していることが明らかになりました。[164] 野生動物におけるマイクロプラスチックとナノプラスチックの生体内蓄積の最初の発生は、サケの皮膚粘膜で記録され、ナノプラスチックと粘膜が捕捉するウイルスの外殻との類似性に起因するものでした。[165]この発見は完全に偶然の産物でした。研究チームは、脊椎動物からキチンを初めて分離することを主な目的として、魚の皮膚の成分の詳細な分子分離プロセスを開発していたからです。 [166]
アルゼンチンのラプラタ川 河口の海岸で行われた研究では、11種の沿岸淡水魚の腸内にマイクロプラスチックが存在することがわかった。これら11種の魚は、腐食性、プランクトン食性、雑食性、魚食性の4つの異なる食性を示す。[167]この研究は、淡水生物によるマイクロプラスチックの摂取を示したこれまでの数少ない研究の1つである。
マイクロプラスチックが動物の体内を通過するのに最大14日かかることがある（通常の消化期間は2日）が、粒子が動物のえらに絡みつくと、完全に排出されなくなることがある。[162]マイクロプラスチックを含んだ動物が捕食者に食べられると、マイクロプラスチックはより高次の栄養段階の摂食者の体内に取り込まれる。例えば、科学者は、小型濾過摂食者でマグロやメカジキなどの商業用魚の主な餌であるランタンフィッシュの胃の中にプラスチックが蓄積していると報告している。[168] [169]マイクロプラスチックは化学汚染物質も吸収し、それが生物の組織に移行する可能性がある。[170]小動物は、偽の満腹感によって食物摂取量が減り、その結果、マイクロプラスチックによって飢餓やその他の身体的危害を受けるリスクがある。[要出典]
動物プランクトンはマイクロプラスチックビーズ（1.7～30.6μm）を摂取し、マイクロプラスチックに汚染された排泄物を排泄する。摂取と同時に、マイクロプラスチックは動物プランクトンの付属肢や外骨格に付着する。[7]動物プランクトンは、他の海洋生物の中でも、植物プランクトンと同様にジメチルスルフィドなどの類似の情報化学物質を放出するため、マイクロプラスチックを摂取する。[171] [検証が必要] [172]高密度ポリエチレン（HDPE）、低密度ポリエチレン（LDPE）、ポリプロピレン（PP）などのプラスチックは、ジメチルスルフィド臭を発生させる。[171]これらのタイプのプラスチックは、ビニール袋、食品保存容器、ボトルキャップによく見られる。[173]緑と赤のプラスチック繊維は、プランクトン生物や海藻に見られる。[174]
海底のゴミを食べる非選択的腐肉食動物である底生 ナマコなどの底生動物は、大量の堆積物を摂取する。4種のナマコ（Thyonella gemmate、Holothuria floridana、H. grisea、Cucumaria frondosa）は、各堆積物処理からのプラスチック対砂粒比に基づいて、PVC断片を2〜20倍、ナイロンライン断片を2〜138倍（生物あたり最大517本の繊維）摂取したことが示されている。これらの結果は、個体がプラスチック粒子を選択的に摂取している可能性があることを示唆している。これは、ナマコの受け入れられている無差別な摂食戦略と矛盾しており、マイクロプラスチックが提示された場合、すべての非選択的摂食者と推定される動物に発生する可能性がある。[175]
重要な水生濾過摂食者である二枚貝も、マイクロプラスチックやナノプラスチックを摂取することがわかっています。 [176]マイクロプラスチックにさらされると、二枚貝の濾過能力が低下します。[177]その結果、免疫毒性や神経毒性などの複数の連鎖反応が発生します。[178] [179] [180]免疫機能の低下は、貪食作用とNF-κB遺伝子活性の低下により起こります。 [178] [180]神経機能障害は、 ChEの阻害と神経伝達物質調節酵素の抑制の結果です。 [180]マイクロプラスチックにさらされると、二枚貝は酸化ストレスも経験し、これは体内で化合物を解毒する能力が低下していることを示しており、最終的にはDNAに損傷を与える可能性があります。[179]二枚貝の配偶子と幼生もマイクロプラスチックにさらされると障害を受けます。発育停止や発育異常の発生率は上昇し、受精率は低下する。[176] [181]実験室環境で二枚貝がマイクロプラスチックやPOPs、水銀、炭化水素などの他の汚染物質にさらされると、毒性の影響が悪化することが示された。[177] [178] [179]
マイクロプラスチックを摂取できるのは魚類や自由生活生物だけではない。Pocillopora verrucosaなどのサンゴもマイクロプラスチックを摂取することがわかっている。[182] 主要なサンゴ礁形成生物であるイシサンゴは、実験室条件下でマイクロプラスチックを摂取することがわかっている。 [183] これらのサンゴへの摂取の影響は研究されていないが、サンゴは簡単にストレスを受け、白化してしまう可能性がある。マイクロプラスチックは、実験室で曝露された後、サンゴの外側に付着することが示されている。[183] サンゴの外側への付着は潜在的に有害である可能性がある。なぜなら、サンゴは外側にある堆積物や粒子状物質を処理できず、粘液を分泌してそれを剥がし、その過程でエネルギーを消費し、死亡の可能性が高くなるためである。[184]
海洋生物学者は2017年、ベリーズ沖のターネフ環礁の海草の4分の3にマイクロプラスチックの繊維、破片、ビーズが付着していることを発見した。プラスチック片は、エピビオント（海草に自然に付着する生物）によって覆い尽くされていた。海草は堡礁生態系の一部であり、ブダイの餌となり、ブダイは人間に食べられる。海洋汚染速報で発表されたこの発見は、 「水生維管束植物におけるマイクロプラスチックの初めての発見であり、世界中の海洋植物におけるマイクロプラスチックの2番目の発見」となる可能性がある。[185]
2023年に発表された研究では、マイクロプラスチックへの曝露がヤドカリの認知能力を低下させ、それがヤドカリの生存率に影響を与える可能性があることが実証されました。[186]
微生物、土壌生態系、陸生植物
マイクロプラスチックは土壌生態系に影響を及ぼし、カドミウムなどの有毒金属の吸収が増加するため、陸生植物の成長を阻害する可能性があります。[187] [188] [189] [ 190]マイクロプラスチックはミミズ の体重を減少させる可能性があります。[191]
微生物はマイクロプラスチックの表面にも生息し、 バイオフィルムを形成することがあります。2019年の研究によると、[192]バイオフィルムは独特の構造を持ち、特別なリスクを伴います。マイクロプラスチックのバイオフィルムは、異なる種間の重複を増やすコロニー形成のための新しい生息地を提供することが証明されているため、水平遺伝子伝達を通じて病原体や抗生物質耐性遺伝子[193]が拡散します。その後、水路を介した急速な移動により、これらの病原体は発生源から、特定の病原体が自然に存在しない可能性のある別の場所に移動し、潜在的な病気を拡散する可能性があります。[192]マイクロプラスチック汚染物質が抗生物質耐性遺伝子や細菌 の媒介物として機能する可能性があるという懸念があります。[194] Eggerthellaなどの臨床的に重要な細菌属は、水と比較して河川のマイクロプラスチックに 3 倍以上豊富に存在していました。[193]
動物
2019年、ヨーロッパイモリ（Triturus carnifex）の標本で両生類の胃の内容物からマイクロプラスチックが見つかったというヨーロッパで最初の記録が報告されました。これはまた、世界中で有尾目イモリに関する最初の証拠となり、プラスチックの新たな問題が遠隔地の高高度環境でも脅威であることを浮き彫りにしました。[195]マイクロプラスチックはクロウタドリ（Turdus merula）とウグイス（Turdus philomelos）からも見つかっており、陸上環境にマイクロプラスチックが遍在していることを示しています。[196]
2023年、プラスチック廃棄物を摂取して消化管に傷を負った海鳥で、プラスチックのみによって引き起こされる新しい病気であるプラスチック症が発見されました。 [197] 「鳥がプラスチックの小片を摂取すると、[...]消化管に炎症を起こします。時間が経つにつれて、持続的な炎症により組織が傷つき変形し、消化、成長、生存に影響を与えます。」[198]
残留有機汚染物質と新規有機汚染物質
プラスチック粒子は、吸着によって、環境中や周囲の海水中によく存在する合成有機化合物（残留性有機汚染物質や新興有機汚染物質など）をその表面に高濃度で濃縮して運搬する可能性がある。[199]マイクロプラスチックは、POPsを環境から生物に移行させるキャリアとして機能する可能性があり、トロイの木馬効果とも呼ばれている。[200] [128] [129]最近の論文では、マイクロプラスチックが医薬品やパーソナルケア製品などの新興有機化学物質を吸着できることも示されている。[201] [202]吸着ポテンシャルは、水マトリックス、pH、イオン強度、微粒子の老化によって影響を受ける。[201]
製造時にプラスチックに添加された添加物は摂取すると浸出する可能性があり、生物に深刻な害を及ぼす可能性があります。プラスチック添加物による内分泌かく乱は、人間と野生動物の生殖の健康に影響を及ぼす可能性があります。[129]
地球物理学
マイクロプラスチックは砕波や海の泡の安定性を高め、海のアルベドや大気と海洋のガス交換に影響を及ぼす可能性があります。[203]海洋中のマイクロプラスチックは、海水のしぶきを介して大気中に再流入する可能性があります。[204]
人間の健康
2009年、ヒトのマイクロプラスチック摂取量の平均/中央値は、一部の人々がヒトにとって安全であると考えるレベルであったが、一部の個人は時々これらの制限を超え、これによる影響は、もしあったとしても不明であった。[130] 2010年の時点で、食物連鎖の末端である人間が食べた空気、水、食物からのマイクロプラスチックへの曝露による吸収と保持の程度は不明であった。[205] [206] [207] 2018年まで、マイクロプラスチックがヒトの体内に蓄積するかどうか、またどの程度蓄積するかは不明であった。 [206] [208]欧州連合の科学的助言メカニズム が発表した2019年の科学的証拠の包括的レビューによると、ナノプラスチックとマイクロプラスチックのヒトの健康リスクについてはほとんどわかっておらず、わかっていたこともかなりの不確実性に囲まれていた。主な制限は、これまでの研究の質と方法論であった。このレビューでは、「実際の人体へのリスクについて確固とした結論を出す前に、慎重に選ばれた人体モデルにおいて、異なるサイズ、形状、タイプのNMP（ナノ（0.1mm未満）およびマイクロプラスチック）の組み合わせの潜在的な毒性モードを理解する必要がある」と結論付けている。[137] また、2019年には、科学者らは平均的な人当たりの年間マイクロプラスチック消費量は約39,000～52,000個のプラスチック粒子であると推定した。これは年齢や性別によって異なる。[209]マイクロプラスチックはカタラーゼなどの抗酸化酵素と相互作用し、その活性を変化させ、細胞の酸化還元バランスを乱す可能性がある。[84]
2020年には、食品を介したマイクロプラスチックの摂取は比較的少ないかもしれないと示唆する人もおり、ムール貝を食べるよりも家庭内のほこりに含まれるマイクロプラスチックに人間がさらされる可能性の方が高いと予測されている。[210] 2022年と2023年の時点で、環境から人体に侵入するマイクロプラスチックの量はまだ十分に解明されていない。[211] また、マイクロプラスチックが人体に与える影響の危険性はほとんど解明されていなかった。汚染物質にさらされてから関連する健康影響が明らかになるまでに長い時間がかかる可能性があるため、この分野の研究は困難である。[194]
マイクロプラスチック汚染は、呼吸器疾患や炎症など、さまざまな人間の健康への悪影響と関連していると言われていますが、これが原因であるかどうかはわかっていませんでした。[211]
防止
防塵対策
提案されている粉塵抑制対策としては、トレックスやアゼックなどの材料を切断する際に「切断エリアを防水シートで覆う、保護テント内で切断する、電動工具に真空バッグを使用する」などがあります。これらの対策にかかるコストは低いです。」[90]
処理
一部の研究者は、プラスチックを焼却してエネルギーとして利用することを提案しており、これはエネルギー回収として知られています。プラスチックのエネルギーが埋め立て地で大気中に失われるのとは対照的に、このプロセスではプラスチックの一部をエネルギーとして再利用することができます。しかし、リサイクルとは異なり、この方法では生産されるプラスチック材料の量は減りません。したがって、プラスチックのリサイクルはより効率的な解決策であると考えられています。[130]
生分解は、大量のマイクロプラスチック廃棄物に対するもう1つの可能な解決策です。このプロセスでは、微生物が酵素を使用して合成ポリマーを消費し、分解します。[212]これらのプラスチックは、分解されるとエネルギーの形で、また炭素源として使用できます。微生物は下水処理に使用できる可能性があり、これにより周囲の環境に流出するマイクロプラスチックの量を減らすことができます。[212]
フィルタリング
廃水処理施設によるマイクロプラスチックの効率的な除去は、社会から自然の水系へのマイクロプラスチックの移行を防ぐために重要です。処理施設で捕獲されたマイクロプラスチックは、処理施設で生成される汚泥の一部になります。問題は、この汚泥が農場の肥料として使用されることが多く、プラスチックが流出水を通じて水路に入ることです。[13]
2019年のGoogle Science Fairの優勝者であるフィオン・フェレイラは、磁性流体を使用して水中からマイクロプラスチック粒子を除去する装置を開発しています。[213]
収集装置
オランダの財団であるオーシャン・クリーンアップが行ったコンピューターモデリングでは、海岸近くに設置された収集装置により、その地域のマイクロプラスチックの約31％を除去できることが示唆されている。[214] 2018年9月9日、オーシャン・クリーンアップは世界初の海洋清掃システム001、別名「ウィルソン」を立ち上げ、太平洋ゴミベルトに配備されている。[215]システム001は長さ600メートルで、U字型のスキフとして機能し、自然の海流を利用して海面上のプラスチックやその他のゴミを限られた領域に集中させ、船舶で抽出する。[216]このプロジェクトは海洋学者やプラスチック汚染の専門家から批判を受けているが、広く国民の支持を得ている。[217] [218] [219]
さらに、一部の細菌はプラスチックを食べるように適応しており、一部の細菌種は（特定の種類の）プラスチックを食べるように遺伝子組み換えされています。[220] マイクロプラスチックを分解する以外にも、微生物は汚染されたサンプルからバイオフィルムマトリックス内のマイクロプラスチックを捕捉し、そのような汚染物質をより簡単に除去できるように、新しい方法で設計されています。 [221]バイオフィルム内のマイクロプラスチックは、設計された「放出」メカニズムによってバイオフィルムの分散を介して放出され、マイクロプラスチックの回収が容易になります。[222]
教育とリサイクル
リサイクルキャンペーンを通じて教育を増やすことも、マイクロプラスチック汚染に対するもう一つの解決策として提案されている。これは小規模な解決策ではあるが、教育は特にプラスチック廃棄物が集中している都市環境では、ポイ捨てを減らす効果があることがわかっている。[130]リサイクルの取り組みが強化されれば、プラスチックの使用と再利用のサイクルが生まれ、廃棄物の排出量と新しい原材料の生産が減少する。これを達成するには、州はリサイクルに関するより強力なインフラと投資を採用する必要がある。[223]小さなプラスチックをリサイクルできるようにリサイクル技術を改善し、新しいプラスチックの生産の必要性を減らすことを提唱する人もいる。[130]
2013年4月、イタリアの芸術家マリア・クリスティーナ・フィヌッチは、意識を高めるために、ユネスコとイタリア環境省の後援の下、「ゴミベルト州」を設立しました。 [224] [225 ]
2013年2月、米国環境保護庁（EPA）は、使い捨てプラスチック廃棄物が水路に流れ込み、最終的には海に流れ込むのを防ぐための「ゴミのない水域」イニシアチブを立ち上げました。[226] 2018年現在、EPAは国連環境計画・カリブ海環境計画（UNEP-CEP）および平和部隊と協力し、カリブ海のゴミの削減と除去に取り組んでいます。[227] EPAはまた、サンフランシスコ湾岸地域で、カリフォルニア大学の3つのキャンパスで使い捨てカップ、スプーン、ストローなどの使い捨てプラスチックの使用を減らすことを目的としたプロジェクトを含むさまざまなプロジェクトに資金を提供しています。[228]
フロリダマイクロプラスチック啓発プロジェクト（FMAP）は、沿岸水サンプル中のマイクロプラスチックを調査するボランティアのグループです。多くの組織がマイクロプラスチック対策を提唱し、マイクロプラスチックに関する啓発を広めています。[229]国連の持続可能な開発目標14 の目標を達成することを目指した世界的な啓発活動は、 2025年までにあらゆる形態の海洋汚染を防ぎ、大幅に削減することを望んでいます。 [230]
資金調達
クリーン・オーシャンズ・イニシアティブは、欧州投資銀行、フランス開発庁、ドイツ復興金融公社（KfW）といった公的機関によって2018年に立ち上げられたプロジェクトである。彼らの目標は、2023年までに最大20億ユーロの融資、助成金、技術支援を提供し、海洋に到達する前に水路から汚染物質（マクロプラスチックとマイクロプラスチックに重点を置く）を除去するプロジェクトを開発することだった。 [13]この取り組みは、河川や沿岸地域に重点を置いて、プラスチック廃棄物とマイクロプラスチックの排出量を最小限に抑える効率的な方法を実証する取り組みに焦点を当てている。[231] イタリアの国立開発協力促進機関および金融機関であるCassa Depositi e Prestiti （CDP）とスペインの促進銀行であるInstituto de Crédito Oficial （ICO）は、2020年10月に新しいパートナーになりました。 [232] [233] [234] 2023年12月現在、クリーン・オーシャン・イニシアチブは40億ユーロの目標の80％を超える約32億ユーロの資金を調達しました。 署名されたプロジェクト提案には、スリランカ、中国、エジプト、南アフリカでの廃水処理の改善、トーゴとセネガルでの固形廃棄物管理、ベナン、モロッコ、エクアドルでの雨水管理と洪水対策が含まれており、2,000万人以上が恩恵を受けることになっています。[235] [236]
2022年2月、同イニシアチブは2025年末までに資金調達目標を40億ユーロに引き上げると発表した。同時に、欧州復興開発銀行（EBRD）はクリーン・オーシャンズ・イニシアチブの6番目のメンバーとなった。[231] 2023年2月までに、同プログラムは目標の65％を達成し、アフリカ、アジア、ラテンアメリカ、ヨーロッパの2000万人以上の人々に恩恵をもたらす60のプロジェクトに26億ユーロを費やした。 [232] [237] 2022年の初めまでに、この目標の80％以上が達成され、16億ユーロが、固形廃棄物、廃水、雨水管理の強化を通じてプラスチック、マイクロプラスチック、その他の汚染物質の排出を最小限に抑える公共部門と民間部門のイニシアチブへの長期資金として使用されている。[231]
2021年1月、欧州投資銀行とアジア開発銀行は、アジア太平洋地域におけるクリーンかつ持続可能な海洋とブルーエコノミー のための協力プロジェクトを推進するために、 「クリーンかつ持続可能な海洋パートナーシップ」を結成した。 [238] [239]
政策と法律
マイクロプラスチックが環境に及ぼす有害な影響についての認識が高まるにつれ、さまざまな製品からマイクロプラスチックを除去したり禁止したりすることを提唱する団体も現れている。[1] [240]そのようなキャンペーンの1つが「Beat the Microbead」で、パーソナルケア製品からプラスチックを除去することに焦点を当てている。[94]自然保護のための冒険家と科学者は、水サンプルを収集して科学者に環境中のマイクロプラスチックの拡散に関するより優れたデータを提供するプロジェクトであるグローバルマイクロプラスチックイニシアチブを運営している。[241] ユネスコは、マイクロプラスチック汚染が国境を越えた問題となるため、研究および世界的評価プログラムを後援している。[242]これらの環境保護団体は、健全な生態系を維持するために、企業に製品からプラスチックを除去するよう圧力をかけ続けるだろう。[243]
中国
2018年、中国は他国からのリサイクル可能な廃棄物の輸入を禁止し、他国にリサイクル計画の見直しを迫った。[244]中国の揚子江は、海に流れ込むプラスチック廃棄物の55％を占めている。マイクロプラスチックを含めると、揚子江には1平方キロメートルあたり平均50万個のプラスチックが流れている。[245] サイエンティフィック・アメリカンは、中国が海洋に投棄するプラスチックの30％を占めていると報告した。[246]
香港
香港政府は2024年にプラスチック制限規制の第一段階を実施し、外食時にマイ食器を持参すること、使い捨て食器の使用を控えること、買い物時にマイショッピングバッグを持参することを市民に奨励するプロモーションビデオを制作した。商店は顧客に関連するプラスチック製品を提供することを禁止されている。香港政府はこの新しい規制を通じて、発生源でのプラスチック削減を目指している。[247] [248]
アメリカ合衆国
米国では、いくつかの州がマイクロプラスチックの環境への悪影響を軽減するための措置を講じている。[249] イリノイ州は、マイクロプラスチックを含む化粧品を禁止した米国初の州である。[130]連邦レベルでは、 2015年12月28日にバラク・オバマ大統領が署名し、マイクロビーズフリー水法2015が制定された。この法律は、歯磨き粉や洗顔料など、角質除去機能を果たす「洗い流す」化粧品を禁止している。家庭用洗剤など他の製品には適用されない。この法律は、製造に関しては2017年7月1日に、州間取引への導入または導入のための配送に関しては2018年7月1日に発効した。[250]カリフォルニア州は2020年6月16日に「飲料水中のマイクロプラスチック」の定義を採用し、その汚染と人間の健康への影響を研究するための長期的なアプローチの基礎を築いた。[251]
2018年7月25日、マイクロプラスチック削減修正案が米国下院で可決された。[252]この法律は、海洋汚染と闘うために設計されたSave Our Seas Actの一部であり、NOAAの海洋ごみプログラムを支援することを目的としている。特に、この修正案はNOAAの五大湖陸上海洋ごみ行動計画を促進し、五大湖のプラスチック汚染に関する検査、清掃、教育を増やすことに向けられている。[252]ドナルド・トランプ大統領は2018年10月11日に再承認および修正法案に署名し、発効した。
日本
2018年6月15日、日本政府は、特に水環境におけるマイクロプラスチックの生成と汚染を削減することを目的とした法案を可決した。[253]環境省が提案し、参議院で全会一致で可決されたこの法案は、洗顔料や歯磨き粉などのパーソナルケア製品におけるマイクロプラスチックの生成削減を具体的に目的とした、日本で可決された初の法案でもある。[253]この法律は、海洋プラスチックごみの除去に焦点を当てた以前の法律から改訂されたものである。また、リサイクルとプラスチック廃棄物に関する教育と国民の意識を高めることにも焦点を当てている。[253]環境省はまた、海洋のマイクロプラスチックの量を監視する方法についていくつかの勧告を提案している（勧告、2018）。[254]しかし、この法律では、マイクロプラスチックを含む製品の製造を継続する者に対する罰則は規定されていない。[253]
欧州連合
欧州委員会は、マイクロプラスチックが環境に与える影響についての懸念が高まっていることを指摘している。[255] 2018年4月、欧州委員会の主席科学顧問グループは、 EUの科学的助言メカニズムを通じて、マイクロプラスチック汚染に関する科学的証拠の包括的なレビューを委託した。[255]証拠のレビューは、欧州のアカデミーによって指名された作業部会によって行われ、2019年1月に提出された。[256] SAPEA報告書に基づく科学的意見は2019年に委員会に提出され、それに基づいて委員会は、マイクロプラスチック汚染を抑制するために欧州レベルで政策変更を提案すべきかどうかを検討する。[257]
2019年1月、欧州化学物質庁（ECHA）は、意図的に添加されるマイクロプラスチックの制限を提案した。[258]
欧州連合は世界全体の10％を占め、毎年約15万トンのマイクロプラスチックを排出している。これは1人当たり年間200グラムに相当し、1人当たりのマイクロプラスチック排出量には地域差が大きい。[154] [259]
欧州委員会の循環経済行動計画は、プラスチック包装など主要製品のリサイクルと廃棄物削減に関する義務的要件を定めている。この計画は、製品へのマイクロプラスチックの添加を制限するプロセスを開始する。製品のライフサイクルのすべての段階でマイクロプラスチックをより多く捕捉するための措置を義務付ける。例えば、この計画では、タイヤや繊維からの二次マイクロプラスチックの放出を減らすことを目的としたさまざまな政策を検討する。[260]欧州委員会は、マイクロプラスチック廃棄物やその他の汚染にさらに取り組むために、都市廃水処理指令を更新する予定である。その目的は、産業廃水や都市廃水の排出から環境を保護することである。EU飲料水指令の改訂版は、飲料水中のマイクロプラスチックが定期的に監視されることを確実にするために暫定的に承認された。問題が見つかった場合、各国は解決策を提案しなければならない。[13]
合成ポリマー微粒子に関するREACH規制は2023年10月17日に発効した。[261] [262]
イギリス
2017年環境保護（マイクロビーズ）（イングランド）規制は、マイクロビーズを含む洗い流しタイプのパーソナルケア製品（角質除去剤など）の製造を禁止している。[263]この特定の法律は、遵守されない場合の特定の罰則を規定している。遵守しない者は罰金を支払う必要がある。罰金が支払われない場合、製品メーカーは停止通知を受け取る可能性があり、これによりメーカーはマイクロビーズの使用を禁止する規制に従うまで生産を継続できなくなる。停止通知を無視すると刑事訴訟が行われる可能性がある。[263]
ハイチ
ハイチには廃棄物の収集と処理のための共同システムがなく、[264]そのため、プラスチックは都市部の排水路に廃棄されることが多く、それが分解されてマイクロプラスチックになります。熱帯の気温と平均12時間の日照時間のため、[明確化]都市部の水路に存在するプラスチックはより急速に分解する可能性があります。ポルトープランス湾へのプラスチックの排出は、この生態系を廃棄物に含まれる多くの環境ハザード汚染物質や、特に海洋酸性化などの気候ハザードにさらします。[265]
2012 年 8 月 9 日、ハイチ政府は、食品用のポリエチレン製袋および発泡スチロール製品の製造、輸入、販売、使用を禁止する法令を公布しました。しかし、カリブ海諸国 14 か国 (3 分の 1 以上) は、使い捨てのビニール袋や発泡スチロール容器を禁止しています。
2013年7月10日、再び「食品用発泡スチロール製品の輸入、製造、販売」を禁止する2番目の法令が公布された。2番目の法令を支持するため、環境省、司法公安省、貿易産業省、経済財務省は、2018年1月に公表した文書で、旅団の専門家を現地に派遣し、同法令の適用を強制すると発表した。[266]
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まず、「ナノプラスチック」を構成するものを定義する必要があります。 ナノ粒子は、バルクの粒子とは異なる特定の特性を示し、一般的に少なくとも1つの次元が100nm未満の粒子と見なされます。 [...] しかし、ナノプラスチックについては、明確なコンセンサス分類には達しておらず、サイズに基づく複数の定義が提案されています。 [...] ナノプラスチックは最も知られていないタイプのプラスチック廃棄物ですが、潜在的に最も有害でもあります。 [...] ナノプラスチックは、直接放出された結果、またはより大きな粒子の断片化の結果として環境中に発生する可能性があります。 マイクロプラスチックと同様に、[...] したがって、一次ナノプラスチックまたは二次ナノプラスチックに分類されます。
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出典
この記事には、フリーコンテンツ作品からのテキストが組み込まれています。Cc BY-SA 3.0 IGO (ライセンス声明/許可) に基づいてライセンスされています。テキストは、国連環境計画の「Drowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics」から引用しました。
外部の
- 人間の肺にマイクロプラスチックが存在する証拠 2023年1月18日アーカイブウェイバックマシン
- NOAA 海洋ゴミプログラム
- ダニング、ブライアン（2021年11月16日）。「Skeptoid #806: 環境マイクロプラスチック」。Skeptoid 。 2022年6月28日閲覧。
- 食品、水、空気中のマイクロプラスチックに関する研究。2024年
