サステナビリティ
科学でマイクロプラスチックに対処する – バグと代替素材
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マイクロプラスチックは懸念事項となっています。これらの粒子は5ミリメートル未満で、プラスチックが分解する際に剥がれ落ちます。実質的に至る所に存在し、遍在する脅威です。
ハーバード医科大学の雑誌『Harvard Medicine』に掲載された記事によると、マイクロプラスチックは血液、唾液、肝臓、腎臓、胎盤を含む人体全体で検出されています。
1マイクロメートル未満のマイクロプラスチックは、ナノプラスチックと呼ばれ、細胞に侵入できるためさらに危険です。人体以外でも、マイクロプラスチックは環境、海洋生物、動物に深刻な汚染として浸透しています。
マイクロプラスチックは母乳や新生児の最初の便（胎便）でも見つかっており、マイクロプラスチックの危険性が出生時から私たちと共にある、陰鬱な影のようであることを示しています。
酸化損傷、DNA損傷、遺伝子活性の変化を引き起こす可能性があります。また、既知の発がん性物質でもあり、Harvard Medicineの報告によれば、マイクロプラスチックはマウスの研究で精子数と質の低下、卵巣の瘢痕化、子孫の代謝障害の原因とされています。
これらの有害な影響にもかかわらず、私たち人間は汚染された海産物（魚介類）を通じてマイクロプラスチックを常に吸入・摂取しています。それらは水道水、ボトルウォーター、ビールなどの一般的に消費される飲料にも含まれています。
国連が引用した研究によれば、平均的な成人は塩を通じて年間約2,000個のマイクロプラスチックを摂取すると推定されています。別の最近の研究では、年間平均で39,000〜52,000個のマイクロプラスチック粒子を摂取していることが示されています。
吸入したマイクロプラスチック粒子を加えると、総数は約74,000個になります。水道水を飲む場合はさらに4,000個、プラスチック製ボトルの飲料の場合は9,000個が加算されます。
これらの数値はすでに驚異的に高いものですが、研究者のKieran Coxは、これらのデータは実際のマイクロプラスチック摂取量を過小評価しており、実際にははるかに高い可能性があると考えています。
各国は時折、マイクロビーズやマイクロプラスチックに対する規制や禁止措置を導入しています。しかし、プラスチックの多用途性、安定性、軽量性、低コスト生産に社会がますます依存しているため、いくつかの海域でのマイクロプラスチック量は2030年までに倍増する可能性があります。
世界中の科学者、研究者、そして多くの組織が解決策を常に模索しています。
画期的な発明として、マサチューセッツ工科大学（MIT）の化学工学チームが、特定のマイクロプラスチックに代わる新しい生分解性素材を開発しました。彼らは、一部のヘルス＆ビューティー製品で使用されるマイクロビーズの環境に優しい代替品を設計しました。
出典: MIT News
ヘルス＆ビューティー製品に使用されるマイクロビーズの環境に優しい代替品
アメリカ合衆国は、個人ケア製品におけるマイクロビーズ使用を禁止した最初の国でした。アリゾナ州で始まり、カリフォルニア州、ニューヨーク州、ニュージャージー州など多くの主要州へと拡大しました。
それは2014年のことです。その後、多くの国が米国の道筋に続きました。カナダ、ニュージーランド、北アイルランド、イタリア、英国、スウェーデン、台湾、韓国など、世界の主要な消費者経済国がリストに含まれます。
現在、マイクロプラスチックを源で削減する取り組みとして、MITの研究者グループは生分解性素材のクラスを開発し、美容製品に使用されるプラスチックビーズの代替となり得ます。これらの生分解性ポリマーは、無害な糖類とアミノ酸に分解されます。
MITのKoch統合がん研究所の主任研究者であるAna Jaklenecによると：
「マイクロプラスチック問題を緩和する一つの方法は、既存の汚染を除去する方法を見つけることです。しかし、同様に重要なのは、最初からマイクロプラスチックを生成しない素材を作ることに注目することです。」
このイノベーションを最初に詳細に記述した研究論文では、研究者らは非分解性プラスチックを、標的用途に適した特性を持つ分解性素材に置き換えることを動機としていました。
目的を達成するために、彼らはポリ(β-アミノエステル)（PAE）を基盤とした分解性微粒子（MP）プラットフォームを開発し、糖類とアミノ酸誘導体に分解されます。
このイノベーションのさらに魅力的な点は、応用範囲が多様であり、より多くのことが実現できる点です。研究者は、これらの粒子がビタミンAなどの栄養素をカプセル化できることを示しました。
ビタミンAやその他の栄養素をカプセル化した強化食品は、世界で20億人が抱える栄養不足の大きな解決策となり得ます。ビタミンAに加えて、この素材はビタミンD、ビタミンE、ビタミンC、亜鉛、鉄もカプセル化できます。
これらの栄養素は熱や光に弱いですが、これらのポリマーで作られた適切なカプセルは、沸騰水に2時間まで耐えることができます。粒子はヒト腸上皮細胞培養に曝露し、その影響を測定することで安全性もテストされました。細胞に損傷はありませんでした。
マイクロビーズは洗浄剤にしばしば含まれるものです。研究者は、これらの粒子がマイクロビーズの代替になり得るかも検討しました。
粒子を石鹸の泡と混合したところ、石鹸単体よりもはるかに効果的に皮膚から永久マーカーや防水アイライナーを除去でき、洗浄剤としての目的を十分に果たすことが分かりました。
この素材の多様性について語る中で、論文の第一著者であるMIT化学工学の大学院生Linzixuan（Rhoda）Zhangは次のように述べました：
「私たちは、既存の素材カテゴリを拡張し、新しい素材クラスを開発できることを示す第一歩として、これを使用したいと考えました。」
この研究がマイクロビーズの置換に焦点を当てた一方、ブリティッシュコロンビア大学の別の研究はさらに興味深い提案を行いました。
マイクロプラスチックの蔓延と認識がどのように高まっているかを知るにはこちらをクリックしてください。
バグがマイクロプラスチック除去に役立つ可能性
Biology Lettersに掲載された研究によれば、UBCの動物学者Dr. Michelle Tsengと卒業生Shim Gicoleは、粉砕したフェイスマスク（一般的なプラスチック製品）をブランと混ぜてミールワームに与える実験を行いました。
1か月後、ミールワームは利用可能なマイクロプラスチックの約半分、1匹あたり約150粒を食べ、体重も増加しました。排泄物として排出されたのは、摂取したマイクロプラスチックのごく一部で、廃棄物1ミリグラムあたり約4〜6粒でした。
実験全体で安心できた点は、マイクロプラスチックを食べても昆虫の生存率や成長に影響がなかったことです。ミールワームは自然の清掃者・分解者として知られ、食料や水がなくても最大8か月生存でき、食料が不足すると自分の仲間さえも食べることがあります。
重要なのは、研究の目的が昆虫にマイクロプラスチックを食べさせて除去することだけに留まらない点です。研究者は、昆虫の消化メカニズムから学び、マイクロプラスチックを分解する方法を解明し、プラスチック汚染対策に拡大適用することを目指しています。
Dr. Michelle Tsengによれば：
「もしかしたら、虫を友達として見ることができるかもしれません。私たちは毎日一般的な農薬で何百万もの昆虫を殺していますが、これらの昆虫こそがプラスチックやその他の化学物質を分解する方法を学ぶ手がかりになるのです。」
これまでのプラスチック食性昆虫に関する研究は、生態学的に現実的ではありませんでした。しかし、今回のケースでは、ミールワームは約50％のマイクロプラスチックを摂取し、排泄はごく少量で、生存に影響はありませんでした。
世界中の研究者がプラスチックの歯や爪の脅威と闘う中、規模拡大されたソリューションを提供している大手企業があります。その一例がVeoliaです。
1. Veolia
プラスチック分野において、Veoliaは最大の課題の一つがプラスチックリサイクル施設の不足であることを認識しています。Alliance to End Plastic Waste（AEPW）の創設メンバーとして、プラスチックバリューチェーン全体（生産者、使用者、リサイクラー）から80以上の企業と共に、Veoliaは環境、特に海洋からプラスチック廃棄物を除去するために15億ドルを拠出することを約束しています。
Veoliaはプラスチックリサイクルのための複数のソリューションを提供しています。 それはさまざまな樹脂を処理でき、Veoliaの産業顧客が再利用できます。これには、包装や建設に使用されるポリエチレン（HDPEまたはLDPE）、自動車産業、建設、家具、家電に使用されるポリプロピレン（PP）、主に包装・繊維分野で見られるポリエチレンテレフタレート（PET）が含まれます。
Veoliaは、収集、選別、粉砕、洗浄、配合、押出、そして使用可能な循環ポリマーの生成といった複数段階のプロセスを通じて、バージン素材の代替としてプラスチック廃棄物の回収・リサイクルを提供しています。
Veoliaのプラスチックリサイクルソリューションから生まれた製品は、Anglo-DutchグループReckitt（）のFinish Quantum Ultimate洗浄製品に使用されています。Veoliaのソリューションは、Reckittが2025年までにプラスチック包装の100％リサイクル可能化と、少なくとも25％のリサイクル含有率を実現するという誓約を支援しています。
VeoliaはKoninklijke Van Wijhe VerfおよびDijkstra Plasticsと協力し、100％リサイクルされたポストコンシューマープラスチックから作られた塗料缶を導入しました。Veoliaがプラスチックを顆粒に加工し、Dijkstra PlasticsがそれをKoninklijke Van Wijhe VerfとそのWijzonol塗料ブランド向けの塗料缶に変換しました。
Veoliaは、海洋のプラスチック汚染を資源に変えるプロジェクトであるPlastic Odysseyを支援しました。Plastic Odysseyは、40メートル長の船で、船上でプラスチック廃棄物をエネルギーに変換しました。この遠征は2020年から2023年まで続き、33の寄港地それぞれで既存および新しいリサイクルシステムが地域関係者と共に開発されました。
Veoliaはこのプロジェクトを支援し、グループ本部で会議を開催しました。この会議にはPlastic Odysseyチーム、Veoliaの専門家、フランスのVeolia水事業部のマネージャー（170,000人以上の顧客を動員）とVeolia財団の代表者が集まりました。
プロジェクトの重要性と提供できる支援について語る中で、フランスのVeolia水事業部のマーケティングディレクター、Laure Simonは次のように述べました：
「船の技術的な優秀さに加えて、私たちを魅了したのはPlastic Odysseyプロジェクトの真剣さであり、その価値観はVeoliaのものと一致しています。私たちは消費者に参加の機会を提供したいと考えました：電子請求書の購読ごとに、Veolia Eau FranceはPlastic Odysseyプロジェクトに1ユーロを寄付しました… 170,000人以上の消費者がこのイニシアチブに参加しました。マルセイユでPlastic Odysseyサイトを訪問する抽選に当選した家族は、プロジェクトに非常に熱心でした。」
2024年の最初の3四半期において、Veoliaは売上高32,543百万ユーロ、EBITDA 4,936百万ユーロを記録しました。
マイクロプラスチックとの闘いの未来
マイクロプラスチックとの闘いは世界的に行われています。 例えばEUでは、2019年のTARAミッションとOcean Race Europe（2021年）がバルト海、英仏海峡、地中海からマイクロプラスチックサンプルを採取しました。米国国立環境情報センター（NCEI）は、さまざまな研究航海やフィールドワークから入手可能なマイクロプラスチック汚染データを収集しました。
現在進行中のプロジェクトは4つあり、PLASTICHEAL、Imptox、PLasticFatE、POLYRISKで、2025年に完了予定です。これらのプロジェクトは、マイクロ・ナノプラスチックが人間の健康のさまざまな側面に与える影響と結果を調査することを目的としています。
別のプロジェクトであるAuroraは、マイクロ・ナノプラスチックへの早期曝露が人間の健康に与える影響に焦点を当てています。欧州委員会は、マイクロプラスチックを表層水および地下水の監視リストに含めるべきだと提案しています（環境品質基準指令（EQSD））。
ヨーロッパ以外では、2022年3月に国連環境総会で、175か国がプラスチック汚染の終息に合意しました。単一使用プラスチックやリサイクル技術などの課題に対処する法的拘束力のある合意が2024年末までに策定されることが決定しました。2023年には欧州連合が緩衝プラスチックグリッターの販売を禁止しました。
組織的な指令とは別に、さまざまな研究機関が独自の方法でマイクロプラスチック汚染の脅威と闘っています。最近の2つの画期的な研究はすでに冒頭で取り上げられました。
例えば2021年、海洋キャノピーによるマイクロプラスチック保持に関する最初の実験的研究が行われました。この研究は、海洋キャノピーがマイクロプラスチックの潜在的なバリアまたはシンクとして機能し得ることを示しました。保持量は海草の茎密度とポリマーの比密度が高いほど増加し、流速が低下すると増加しました。
2021年に発表された別の研究では、膜技術による海洋環境でのマイクロプラスチック除去の可能性が検討されました。膜技術は、微細濾過、超濾過、ナノ濾過などの技術を含みます。
2019年に発表された研究によれば、ステークホルダーがプラスチック汚染を削減するための10項目の提言が提示されました。これらは以下を含みます：
(1) 生産と消費の規制
(2) エコデザイン
(3) リサイクルプラスチックへの需要拡大
(4) プラスチック使用の削減
(5) リサイクルに再生可能エネルギーを使用すること
(6) 廃棄物に対する拡大生産者責任（EPR）
(7) 廃棄物収集システムの改善
(8) リサイクルの優先化
(9) バイオベースおよび生分解性プラスチックの使用
(10) 電子廃棄物のリサイクル性向上
しかし、課題はこれらの微小なマイクロプラスチック粒子がしばしば水ろ過システムを通過できることであり、知らずに摂取してしまう可能性があります。大気中に輸送され、地球の最も遠い場所まで拡散します。はちみつ、紅茶、砂糖、果物や野菜にも見つかっています。
カーディフ大学の研究によれば、マイクロプラスチックは肥料として使用される下水汚泥を通じて農地にも流入しています。これにより、土壌表層からの流出により多くのマイクロプラスチックが水路に流れ込む懸念があります。
2015年、米国議会は連邦食品医薬品化粧品法（FD&C法）を改正し、Microbead-Free Waters Act of 2015を可決しました。この法律は、プラスチックマイクロビーズを含む洗い流し用化粧品の製造、包装、流通を禁止します。また、歯磨き粉などの化粧品兼非処方薬（OTC）にも適用されます。
総じて、マイクロプラスチックとの戦いは360度の総合的なものとなっています。研究者、国際機関、企業、各国政府が協力して闘っています。しかし、完全な除去には、これらのマイクロプラスチックを含む製品を製造するユーザーやステークホルダーの認識向上が必要です。
