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  • 私たちの海岸におけるプラスチックペレットの本当の危険性は何でしょうか?

    ここ数週間、スペイン北西部の海岸では大規模な環境災害が発生している。ペレットまたはペレットとして知られる小さなプラスチックの球が何百万個もガリシア州の海岸に現れ始め、市民や科学界に警戒を呼び起こしている。この現象は商船トコナオ号からポルトガル海域に26トン以上のこの物質が投棄されたことに端を発し、この廃棄物がもたらす危険性について緊急の議論を引き起こした。

    チャフは精製プラスチックの一種で、パッケージから玩具に至るまで幅広い製品の製造原料として機能し、複数の種類があります。

    私たちの海岸におけるプラスチックペレットの本当の危険性は何でしょうか?
    プラスチックペレット — cl2004lhy/iStock

    ペレットが自然に与える直接的な影響

    ガリシア海岸でのプラスチックペレットの出現は、それが本当に化学的に無害であり、まだ証明されていないとしても、海洋動物相に直接的かつ差し迫ったリスクをもたらします。

    この種の材料を使ったこれまでの研究では、魚や鳥などの海洋動物がペレットと自然の餌を混同することが多いことがわかっています。この混乱により、特に密度が高い場合、これらの粒子の誤飲につながる可能性があります。

    その摂取による問題の 1 つは、海洋動物の消化器系の閉塞であり、これは栄養失調、健康状態の悪化、そして極端な場合には死につながります。一方で、大きな動物の胃腸管にこれらのプラスチックが蓄積すると、たとえ深刻な障害がなくても、必須栄養素を吸収する能力が制限され、成長と生殖に影響を与えます。

    しかし、危険はペレットの摂取に限定されません。これらのプラスチックは、分解されるとマイクロプラスチックになり、プランクトンなどの小さな生物によって容易に消費され、その後魚や人間を含む他の捕食者に渡され、食物網に組み込まれるという追加のリスクがあります。 。

    プラスチックは単独では到着しません

    投棄されたペレットは主に食品保存材料に広く使用されているポリエチレンであるようで、原則として化学的に無害です。しかし、これらの資料は単独で到着するわけではありません。ペレットを製造するには、安定剤、酸化防止剤、またはプラスチックを光の影響から保護するフィルターとして機能する一連の化合物が使用されます。

    これらの物質の多くは、そのままでは水生生物に対して非常に有毒であり、通常の状態でプラスチックに埋め込まれていても問題はありませんが、これらのプラスチックは海洋環境に耐えるように設計されていません。海水、その動き、太陽への絶え間ない暴露は、この素材で作られた製品に通常与えられる家庭での使用とは大きく異なる条件を生み出します。材料の侵食や劣化を引き起こし、中長期的に深刻な影響を与える状態。

    私たちの海岸におけるプラスチックペレットの本当の危険性は何でしょうか?
    時間の経過とともに、海の破片は侵食され、新たな影響を生み出す — FernandoPodolski/iStock

    これらの有毒物質が放出される可能性に加えて、プラスチック粒子が媒体に溶解している物質を吸着する性質があります。 SMCスペインのラス・パルマス・デ・グラン・カナリア大学の研究者、アリシア・エレーラ・ウリバリ氏の言葉を借りれば、「環境中には非常に低濃度の化学汚染物質が存在するが、それらはペレットの壁に付着しており、それが原因となる」そのため、それらを摂取する海洋生物にとってより危険になります。これらの物質は、化粧品に使用される重金属、殺虫剤、紫外線フィルターなどです。

    この曝露は、内分泌かく乱から重要な器官への直接的な損傷に至るまで、海洋動物にさまざまな健康上の問題を引き起こす可能性があります。このプロセスに生物濃縮の現象が加わり、食物網全体にわたる汚染物質の毒性影響が拡大し、最終消費者を含むより広範囲の種に対するリスクが増大します。ビーゴ大学海洋研究センターの研究者リカルド・ベイラス氏が主導した研究では、マイクロプラスチックの毒性は主に化学添加物とそれに吸着した物質の浸出によるものであり、マイクロプラスチック自体によるものではないと述べています。

    汚染物質を含んだペレットによる汚染の長期的な影響が特に懸念されています。ペレットは紫外線や機械的作用などの環境要因によって劣化するため、吸着した汚染物質が環境中に放出される可能性があります。これは、海洋生態系の健全性、そして潜在的には人間の健康に対する継続的なリスクを表しています。

    私たちの海岸におけるプラスチックペレットの本当の危険性は何でしょうか?
    ペレットの表面には病原性微生物が蓄積し、バイオフィルムを形成する可能性があります — Dr_Microbe/iStock

    病原菌の媒介としてのチャフ

    有名なペレットは海洋生態系に物理的および化学的リスクをもたらすだけではありません。また、生物学的リスクも伴います。プラスチック（中程度の大きさのペレットと、それが分解されるマイクロプラスチック粒子の両方）は、微生物の定着と増殖に理想的な表面を提供し、バイオフィルムとも呼ばれるバイオフィルムを形成します。これらのバイオフィルムは、層ごとに積み重ねられた生物の蓄積であり、それ自体が分泌する物質のマトリックスで覆われており、さまざまな細菌、藻類、真菌、原生動物を運ぶことができます。コロニーマトリックスは、有害な環境条件や抗菌処理から微生物を保護します。

    懸念されているのは、バイオフィルムが病原菌の貯蔵庫として機能し、海洋生物や人間にとって中長期的なリスクとなる可能性があり、無視すべきではないということです。さらに、バイオフィルムに存在する一部の微生物は、地域の動植物に悪影響を与える侵入種または毒素産生種である可能性があります。これらのバイオフィルムの存在は、自然の生態学的プロセス、特に海洋環境における栄養循環を変化させる可能性があります。

    そして、最善の解決策は何でしょうか?

    明らかに、最善の解決策は予防です。あるいは、それができなかった場合、この悪い経験は将来への学びとして役立つでしょう。

    被害が発生した今、海岸からプラスチックペレットを除去することが急務ですが、そのプロセスが慎重かつ協調的な方法で実行されることも重要です。サンティアゴ・デ・コンポステーラ大学の生態毒性学研究者ズレマ・ヴァレラ氏によると、ガリシア海岸で行われている行為の中には、確かに善意から行われているものの、解決するよりも多くの問題を引き起こしている可能性があるという。

    私たちの海岸におけるプラスチックペレットの本当の危険性は何でしょうか?
    プラスチックは除去する必要がありますが、砂丘などの他の生態系にダメージを与えずに除去することが不可欠です — Valilung/iStock

    たとえば、影響を受けた地域の砂丘は海岸線を保護する上で基本的な役割を果たしており、独特の生物多様性の本拠地となっています。これらの生態系の脆弱性を考慮しない清掃活動は、砂丘の浸食や植生の喪失につながり、瓦礫がある場所を超えて深刻な環境被害を引き起こす可能性があります。

    その一方で、制御されずに砂浜をかき集めたりふるいにかけたりすると、土壌に生息する無脊椎動物の群落に悪影響を与える可能性があります。無脊椎動物は土壌に生息し、非常に傷つきやすく、その維持は沿岸生態系の健全性にとって不可欠です。侵襲的な清掃方法はこれらの生息地を乱したり破壊したりする可能性があり、食物連鎖やビーチの生態学的バランスに影響を与えます。さらに、少し注意しないと、もみがらの粒子が踏みにじられて埋もれてしまい、除去が困難になり、影響が大きくなる可能性があります。

    このような困難に直面して、私たちはこのチャフを除去する最適な方法について Zulema Varela に相談しました。 「それは非常に複雑です」と彼女は私たちに言いました、 「私は方法を知りません、私は知りません」と研究者は認めた。明らかなことは、損害を最小限に抑えながら効率を最大化する統一プロトコルが必要であるということです。この意味で、当局がこの議定書をできるだけ早く実施すること、また、作業員やボランティアを指導し教育するために保全専門家の参加を関与させることが不可欠である。

    効果的な対応には、当局、環境団体、地域社会の間の慎重な調整が必要です。汚染物質を除去しながらこれらの生態系を保護することの重要性についての教育と意識を高めることが最良のツールです。

    参考文献:

    • Arias-Andres、M. et al. 2018. マイクロプラスチック汚染により、水生生態系における遺伝子交換が増加。環境汚染 (バーキング、エセックス: 1987)、 237、253-261。 DOI: 10.1016/j.envpol.2018.02.058
    • バティスティ、C.ら。 2020. 小規模な環境活動には問題解決アプローチの必要性: ビーチゴミの清掃へのプロジェクト管理ツールの適用。環境。 DOI: 10.3390/環境7100087
    • Beans, C. 2023. マイクロプラスチックは感染症を広めているのでしょうか?米国科学アカデミー紀要、120 (31)、e2311253120。 DOI: 10.1073/pnas.2311253120
    • ベイラス、R. et al. 2020. 化学的に定義されたマイクロプラスチックの水生毒性は、機能性添加剤によって説明できます。危険物ジャーナル、406 。 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.124338
    • カマチョ、M. et al. 2019. カナリア諸島のビーチからの海洋プラスチックごみに含まれる有機汚染物質。総合環境の科学、 662、22-31。 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.12.422
    • Oberbeckmann, S. et al. 2018. 環境要因はマイクロプラスチック上での特定の細菌集合体の形成をサポートします。微生物学のフロンティア、8 ． DOI: 10.3389/fmicb.2017.02709
    • ターナー、A.ら。 2020. 金属と海洋マイクロプラスチック: 環境からの吸着と製造時の添加、鉛を例に挙げます。水の研究、173 。 DOI: 10.1016/j.watres.2020.115577

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  • 私たちの海には490万トンのプラスチックゴミが漂っている

    新しい推定によると、世界の海には490万トン以上、または171兆個のプラスチックが浮遊している。この発表は、地球の海洋の保護を目的とした歴史的な国連公海条約の署名からわずか数日後に行われた。

    米国カリフォルニア州ジャイルズ研究所のマーカス・エリクセン率いる研究者らは、「問題を根源から阻止する、プラスチック汚染に関する強力で法的拘束力のある国連世界条約が必要だ」と述べている。

    やるべきことはたくさんあります

    世界的なプラスチック危機の範囲は、控えめに言っても衝撃的です。驚くべきことに、ほとんどポルノのようだが、現在の海洋中のプラスチック粒子の数は、2005 年以来前例のないほど増加しており、このままのペースで続ければ、プラスチックが海に入る割合は2040 年までに 2.6 倍に増加することになる。

    「現在の世界のプラスチック粒子の存在量は、110万トンから490万トンの重さで約820億から3580億個と推定されています」と、専門家らはジャーナルPloS Oneに掲載された研究でコメントしている。

    私たちの海には490万トンのプラスチックゴミが漂っている
    海のプラスチックゴミ – iStock

    プラスチックの海

    研究者らは、1979年から2019年までの6つの海域（北大西洋、南大西洋、北太平洋、南太平洋、インド洋、地中海）の11,777観測所からなる海洋プラスチック汚染の世界的なデータセットを分析した。彼らは、風、場所の選択、サンプリング不足による偏りなどの多くの要因を考慮して、この期間における海洋表層の小さなプラスチックの平均個数と質量を推定しました。彼らは、2005年以来、海洋プラスチックの存在量が急速に増加していることを指摘した。これは、世界中の海でプラスチック密度の加速が観察され、世界中の海岸でも報告されており、国際レベルでの緊急の政策介入が必要であると専門家は述べている。

    「現在のペースでプラスチックを生産し続けるのであれば、クリーンアップは無意味であり、リサイクルについてはあまりにも長い間聞いてきましたが、同時にプラスチック業界はリサイクル材料の購入やリサイクルのための設計のいかなる約束も拒否しています。プラスチック問題にその根源から取り組むべき時が来ています」と、この研究の筆頭著者であり、5 ジャイレス研究所の共同創設者であるマーカス・エリクセンは説明します。 「世界の海洋におけるマイクロプラスチックの急激な増加は、私たちが今すぐ地球規模で行動し、浄化とリサイクルに注力するのをやめ、マイクロプラスチックが作るものに対して生涯にわたる企業責任の時代を迎えなければならないという明確な警告です。」

    前例のないレベル

    私たちの海と海洋動物はプラスチックで窒息しています…明らかに十分です。

    数時間にわたる交渉を経て2023年3月4日土曜日に署名された国連公海条約は、公海を保護することを目的とした条約の法的枠組みについて加盟国が合意しており、プラスチック汚染の問題に大きく取り組むべきである。

    参照：

    現在、世界中の海洋に 170 兆個を超えるプラスチック粒子が浮遊していると推定されている、増大するプラスチック スモッグ — 緊急の解決策が必要です マーカス エリクセン、ウィン カウガー、リサ M. アードル、スコット コフィン、パトリシア ビジャルビア ゴメス、チャールズ J. ムーア、エドワード J. Carpenter、Robert H. Day、Martin Thiel、Chris Wilcox 発行日: 2023 年 3 月 8 日 Plos One DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0281596

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  • スペインの科学者がマイクロプラスチックを分解する人工タンパク質を設計

    マイクロプラスチックは、サイズが 5 ミリメートル未満の小さなプラスチック粒子であり、世界中で大きな懸念事項となっています。これらの小さな粒子は、特に包装、繊維製品、パーソナルケア製品などの日用品から発生し、大きなプラスチック製品の磨耗や劣化を通じて私たちの生態系に侵入します。

    プラスチックはおそらく人新世を示す最も重要な指標の 1 つです。数年前、植物、雨水、南極の氷、さらには血液や母乳など、予想外の場所でマイクロプラスチックが発見されたというニュースは驚きを持って受け止められました。逆説的ですが、私たちは新たな発見があったとしても誰も驚かなくなる段階に達しています。今日知られているすべてのことを考えると、それらがどこにないのかを尋ねるほうがより適切です。

    マイクロプラスチック汚染との闘いは世界的な優先事項であり、科学はこの世界的な課題に対処するために大胆な措置を講じています。プラスチック、特に使い捨てプラスチックの排除、または少なくとも削減は、自然環境におけるプラスチックの存在を防ぐための最も重要な対策の 1 つですが、それはすでに存在する問題を解決するものではありません。それ自体だけでなく、外来種の輸送や感染症の蔓延の促進など、他の望ましくない影響にも寄与します。

    したがって、自然環境中にすでに存在するプラスチックを除去することが達成すべき目標、優先事項となり、科学は多くの貢献をすることができます。

    スペインの科学者がマイクロプラスチックを分解する人工タンパク質を設計
    マイクロプラスチック — Sansert Sangsakawrat/iStock

    「スペインで作られた」発見

    この重要な状況において、バルセロナ スーパーコンピューティング センターのビクトル ガラル氏、CSIC 触媒石油化学研究所のマヌエル フェレール氏、マドリッド コンプルテンセ大学のサラ ガルシア リナレス氏を中心とするスペインの科学者たちは、それぞれの知識を結集しました。バイオテクノロジーと分子生物学の研究で、特定の種類のマイクロプラスチックを分解できる人工タンパク質の合成に成功しました。

    人工タンパク質の設計プロセスは、特定の細菌に存在するFraCと呼ばれる天然タンパク質に基づいています。研究者らは、人工知能技術を利用してこのタンパク質の構造を改変し、マイクロプラスチックの化学結合を切断できる高度に特殊化された酵素に変換した。この修飾は分子レベルで行われ、人工タンパク質がマイクロプラスチックの分解のための効果的なツールとして機能することを保証するために不可欠です。

    プラスチックを分解するたんぱく質

    加水分解として知られる分解プロセスは、マイクロプラスチックの分解にとって重要です。マイクロプラスチックは分解されにくいにもかかわらず、この人工タンパク質の作用により新たな展望が開かれます。このプロセスでは、元のマイクロプラスチックに比べて、ますます小さく、より害の少ない破片が生成されます。

    スペインの科学者がマイクロプラスチックを分解する人工タンパク質を設計
    環境からマイクロプラスチックを排除するには研究が不可欠 — microgen/iStock

    この発見は、科学研究における多分野の協力の重要性を示しています。バイオテクノロジーと分子生物学をスーパーコンピューティング技術と組み合わせることで、革新的な方法で複雑な環境問題に対処することが可能になりました。分子レベルでタンパク質を設計および修飾するプロセスは、地球規模の環境課題に対処する遺伝子工学と合成生物学の力の現れです。

    マイクロプラスチックの分解における設計された人工タンパク質の有効性を評価するために、科学者らは、一部のプラスチック、特にポリエチレンテレフタレート（PET）を分解する能力がすでに知られている参照酵素と比較した。

    比較の結果は、マイクロプラスチックに対処する能力における人工タンパク質の独自性を明らかにし、強調しています。特に、設計されたタンパク質の 1 つ (コード名npFraCm1 ) は、参照酵素と比較してその分解プロファイルに顕著な違いを示します。参照酵素は同じ PET のより小さなフラグメント (TPET) のみを生成する傾向がありますが、新しい酵素はそれを消化して主な分解生成物としてエチレン テレフタレート (ETE) を形成します。これは分子的に非常に単純な残基であり、分解と処理が容易です。

    これは、設計された人工タンパク質がマイクロプラスチックの分解に有効であること、さらにはそれらが独特の分解プロファイルを示すことを証明しています。 npFraCm1 は環境中に残留する可能性のある分解生成物であるため、TPET の生成を防止する npFraCm1 の能力は特に有望です。

    スペインの科学者がマイクロプラスチックを分解する人工タンパク質を設計
    マイクロプラスチック — pcess609/iStock

    長くて有望な道のりの第一歩

    博士課程の学生、アナ・ロブレス・マルティン、ラファエル・アミゴット・サンチェス、ローラ・フェルナンデス・ロペス博士が参加したこの研究は、権威ある雑誌『ネイチャー』に掲載され、数多くの応用への道を開きました。これらのタンパク質が最適化されれば、さまざまな条件下でのマイクロプラスチックの分解に有効な製品の全世代につながる可能性があります。

    これらの種類の資源は、廃水処理、リサイクル工場での導入、さらには大規模用途にも使用できる可能性があります。これを行うには、これらのタンパク質の生産規模の拡大の実現可能性、それらの環境への影響、および分解によって生じる製品の影響を知る必要があります。研究が進むにつれて、これらのシステムに対する規制措置が現れるはずです。

    したがって、それはすぐに適用できないものではありません。道のりはまだ長いですが、この発見は将来への約束を示しています。科学は、最も差し迫った環境問題に対する革新的な解決策を見つける能力を実証し続けており、この事例は、科学的好奇心と地球保護への取り組みを組み合わせることで何が可能になるのかを示す心強い例です。

    参考文献:

    • Robles-Martín, A. et al. 2023. 人工タンパク質ナノ細孔によるサブマイクロおよびナノサイズのポリエチレンテレフタレートの分解。自然触媒作用、1-12。 DOI: 10.1038/s41929-023-01048-6

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  • 科学者がスペインにおけるマイクロプラスチック除去の効率を評価

    自然環境におけるマイクロプラスチックの存在はすでに公知となっています。世界中の科学者は、これらの製品を効果的に分解する方法から、この廃棄物を削減する代替材料の開発に至るまで、あらゆる種類の軽減戦略を模索し始めています。しかし、問題を知るには、さまざまな環境に存在するマイクロプラスチックの量を分析する必要があります。マイクロプラスチックはすでに水、氷、大気中、植物、動物、さらには血液や母乳などの体液中にも存在します。そしてもちろん、評価も必要です。廃水処理プラントにおけるこれらの汚染物質の除去効率。

    この意味で、ハビエル・バヨ率いるカルタヘナ工科大学の研究グループが大きな進歩を遂げ、最近権威ある雑誌「ウォーター・リサーチ」に発表されました。

    科学者がスペインにおけるマイクロプラスチック除去の効率を評価
    下水処理プラントは、汚染物質であるマイクロプラスチックの管理において重要な役割を果たしています — llucky78/iStock

    スペインにおけるマイクロプラスチック撲滅の成功

    マイクロプラスチックは、5 ミリメートル未満の小さなプラスチック粒子として定義され、明らかに汚染しており、ほぼ遍在しており、生態系の健全性を脅かしています。周囲環境におけるマイクロプラスチックの存在に対する下水処理施設の相対的な寄与を理解する必要性は、生態学的健康リスクを理解し、マイクロプラスチックの存在を減らすための対策を実施するために不可欠です。

    バヨとその共同研究者らによって発表された研究では、スペイン南東部の4 つの処理施設から放出されるマイクロプラスチックの濃度と種類の定量的評価が示されています。 4 年間にわたって、彼らは1,200 リットル以上の廃水を分析し、 3,215 個の微粒子を分離しました。

    科学者がスペインにおけるマイクロプラスチック除去の効率を評価
    水のサンプリング — SolStock/iStock

    使用された主な分離方法は、サンプル量に関係なく一貫して使用できるシンプルで信頼性の高いアプローチである塩化ナトリウム生理食塩水による密度抽出でした。溶液の濃度が一定であるため、特定の密度が得られ、マイクロプラスチックが表面に分離して浮遊することができます。この技術により、水サンプルからプラスチック粒子を抽出することが可能になり、その後の分析が容易になります。

    研究の結果によると、この抽出方法は効果的であることが証明され、抽出サイクルを繰り返しても、得られる結果に大きな影響はありませんでした。効率的な抽出方法の選択は、廃水サンプル中のマイクロプラスチックの存在の特性評価を正確に行うために非常に重要です。

    科学者がスペインにおけるマイクロプラスチック除去の効率を評価
    実験室でのマイクロプラスチックの分析 —microgen/iStock

    マイクロプラスチック除去効率

    研究の結果、4つの処理プラントが一次、二次、三次処理段階後にマイクロプラスチックの除去効率が64.3%から89.2%に達したことが明らかになった。一次相は、懸濁液中の固体物質の沈降または濾過による物理的分離であると考えられます。 2番目は、生物学的プロセスによる汚染物質の除去です。そして第三は、化学的プロセスによる廃棄物の除去または残留する可能性のある微生物の中和です。

    研究期間中、秋に採取された廃水サンプルでは、​​他の季節に比べてマイクロプラスチックの量が常に多く、粒子が小さいことが観察されました。研究者にとって、原因はいくつかあり、相互に排他的ではありません。一方で、調査対象の地域では秋の雨が最も激しくなる傾向があり、この雨が地面や屋根に堆積したマイクロプラスチックの洗浄に寄与し、最終的には下水システムに流入する可能性がある。プラスチックの使用に関する人々の習慣は、夏の終わりと学年の初めにも変化する可能性があります。

    科学者がスペインにおけるマイクロプラスチック除去の効率を評価
    マイクロプラスチックの多くは水中に存在する — dottedhippo/iStock

    考慮されていない他の社会的、環境的、または水処理の原因がある可能性があります。いずれにせよ、著者らは、マイクロプラスチック存在量の季節変動の根本的な原因を完全に理解するには、より詳細な研究の必要性を強調しています。

    有効性に関しては、著者らはこの点について定性的な評価を行っていませんが、最低 64% が許容可能であると考えられます。有効性の評価は、地理的位置や処理場の特有の特性などのさまざまな要因に依存し、その品質の解釈は、環境規制および廃棄物管理目標によって確立された基準に応じて良くも悪くもなります。

    しかし、この研究が提供するものがあるとすれば、それは都市廃棄物の環境への影響を理解することへの優れた貢献であり、水生環境におけるマイクロプラスチックの管理に関する一連の知識を追加することです。この研究は、より具体的には、スペイン南東部におけるマイクロプラスチック問題の詳細なビジョンを提供し、これらの汚染物質が生態系に及ぼす影響を軽減する解決策を探す上での科学的研究の重要性を強調しています。

    参考文献:

    • バヨ、J.ら。 2023年。スペイン南東部の下水処理場から排出されるマイクロプラスチックの特性と除去効率。水研究、244 、120479。DOI: 10.1016/j.watres.2023.120479

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  • マイクロプラスチックを海からなくすことは可能でしょうか？選択肢と障害を探る

    マイクロプラスチックは現在、人新世の指標の 1 つと考えられているほど深刻な環境問題です。これらは、地球、雨、植物、動物、さらには私たちの体内にも存在する小さな粒子ですが、最も多く蓄積するのは海洋です。彼らの世界的な存在は、水生および陸上生態系の健全性、そして最終的には私たち自身の生態系の健全性について、重大な疑問を引き起こします。

    スペインでは、主に包装材から、毎年 200 万トン以上のプラスチック廃棄物が発生します。廃棄物管理の進歩にもかかわらず、廃棄物管理は国民にとって差し迫った懸念事項であると認識されています。マイクロプラスチックの問題は地域を超えています。かなりの割合の小さなプラスチック粒子が都市廃水から侵入するため、効果的な解決策を見つけることが急務となっています。

    マイクロプラスチックを海からなくすことは可能でしょうか？選択肢と障害を探る
    水中のマイクロプラスチック — dottedhippo / iStock – 水中のマイクロプラスチック

    目に見えない脅威にどう立ち向かうのか？

    水域におけるプラスチック粒子の蓄積に関連する問題に対処することは、主にマイクロプラスチックの形態、組成、サイズによる多様性に起因して、かなりの複雑さを伴います。さらに、マイクロプラスチックは食物網に組み込まれています。濾過摂食性の水生生物は、それらを排除することなく捕獲し、体内に同化させることができます。捕食者がそれらを食べ、プラスチックは生態系のさまざまなレベルで生物蓄積します。これらすべてが、効果的な洗浄戦略の実施を著しく妨げています。

    Advanced Materialsに掲載された最近の研究では、水からマイクロプラスチックを除去する革新的な解決策が示されています。四川大学（中国）の研究者Xiaoling WangとJunling Guo 、およびバンクーバー大学（カナダ）のOrlando J. Rojasが主導したこの研究は、この増大する脅威に対処するための革新的な視点を提供する。これは、ポリフェノールをベースとしたbioCapと呼ばれるフローキャプチャ材料を適用することで構成されます。

    マイクロプラスチックを海からなくすことは可能でしょうか？選択肢と障害を探る
    ポリフェノールは、お茶などの植物由来の製品の多くに含まれています — 4kodiak / iStock

    ポリフェノールは、果物、野菜、お茶、コーヒー、チョコレート、ナッツなどの植物およびそれらに由来する製品に自然に見られる化合物です。ポリフェノールの一般的な例には、フラボノイド、非フラボノイド フェノール、およびフェノール酸が含まれます。これらはフリーラジカルの中和を助ける抗酸化特性で知られており、水系でマイクロプラスチックを捕捉して保持するのに非常に効果的であることも示されています。

    bioCap は、水生環境におけるマイクロプラスチックを除去するための持続可能かつ効果的なソリューションとして提案されています。ポリフェノールをベースとした材料を使用すると、マイクロプラスチックの表面に対する親和性など、ポリフェノールの特定の特性の一部が利用され、水からのポリフェノールの捕捉と抽出が容易になります。

    マイクロプラスチックを海からなくすことは可能でしょうか？選択肢と障害を探る
    BioCap 製造スキーム — (Wang et al., 2023)

    自然に基づいたソリューション

    この研究で開発されたポリフェノールのバイオキャップは、既存のマイクロプラスチック捕捉技術を上回ります。第一に、木材のおがくずをベースにしたその製造原料は、再生可能で持続可能な資源であり、再生不可能な資源への依存を減らすことで環境問題に対処するだけでなく、木材産業からの廃棄物の責任ある管理にも貢献します。

    第二に、異なる性質の広範囲のマイクロプラスチックを捕捉する際の bioCap の顕著な有効性を強調しています。アニオン性粒子と中性粒子を捕捉でき、プラスチック汚染物質の形態や組成の多様性に対処する多用途性と能力を実証します。 bioCap が捕捉に成功したプラスチックのうち 2 つは、ほとんどの飲料容器や繊維製品に存在し、マイクロプラスチック汚染の重要な原因となっているポリマーであるポリエチレン テレフタレート( PET ) と、消費者製品や包装に非常に一般的なプラスチックの一種であるポリスチレンです。

    マイクロプラスチックを海からなくすことは可能でしょうか？選択肢と障害を探る
    木材、バイオキャップの原料源 — Mario Guti / iStock

    これは、特定の種類のマイクロプラスチックの捕捉に特化しているものの、包括的な解決策を提供していない他の既存の技術とは対照的です。

    bioCap の独特の利点は、フェノールによって媒介される多面的な分子相互作用にあり、これによりマイクロプラスチック捕捉においてより高い親和性と効率が可能になります。フェノールの特性を利用することで、捕捉能力の向上に加えて、持続可能で収益性の高いシンプルな戦略が促進されます。複雑で高価なプロセスを必要とした以前の技術と比較して、ポリフェノールベースのアプローチはそのシンプルさと費用対効果の点で際立っており、マイクロプラスチックで汚染された水域を浄化するためのより利用しやすく実用的なソリューションとなっています。

    水の浄化への新たな一歩

    この研究の筆頭著者である研究者 Yu Wang 氏の言葉を借りれば、「BioCap は、マイクロプラスチックの迅速な除去による水質浄化の有望な基盤であり、拡張性があり、再生可能で環境に優しいソリューションを提供します。」 「拡張可能な」品質は、さまざまな規模の汚染や水域のサイズに適応できることを示唆しています。 「再生可能」という特性は、バイオキャップが復元または再利用できることを示しており、長期的な持続可能性に貢献します。さらに、このソリューションを「環境に優しい」と表現することで、水生生態系へのプラスの影響が強調されています。

    マイクロプラスチックを海からなくすことは可能でしょうか？選択肢と障害を探る
    フラスコ内のマイクロプラスチック — microgen/iStock

    この研究は、人間の健康上の懸念に対処することで、捕獲の有効性を評価するだけではありません。生体内でのマイクロプラスチックの生体内分布をプロファイリングすることにより、これらの汚染物質の影響を生物学的レベルで理解するための包括的なアプローチが明らかになります。主要臓器における粒子の蓄積が大幅に減少していることから、bioCap は飲料水によるマイクロプラスチックの摂取に伴うリスクを軽減する効果的なツールであると考えられます。

    環境と健康上の利点におけるこの二重性により、水中のマイクロプラスチックの問題に対する完全かつバランスのとれた解決策としてのバイオキャップの地位が強化されます。そして、問題は複雑であり、したがって複数の解決策が必要ですが、このような研究は希望をもたらし、革新的で持続可能なアプローチによって海洋を保護し、生物圏と私たち自身の健康を守ることができることを示しています。

    参考文献:

    • フェルナンデス、L. 2022.スペインのプラスチック廃棄物 – 統計と事実(化学物質と資源>プラスチックとゴム No 8763)。統計学者。
    • Wang, Y. et al. 2023. BioCap: ポリフェノールベースのフローキャプチャ材料を使用して水からマイクロプラスチックを除去する持続可能なアプローチ。先端材料、35 (36)、1-11。 DOI: 10.1002/adma.202301531

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  • もし人類が絶滅したら地球はどうなるでしょうか？

    人間はどこにいても少しずつ環境を破壊しています。私たちの世界的な影響は計り知れず、私たちの支出により、天然資源の再生と地球の持続可能性の能力を超えています。確かに、私たちは地球上に生息する動植物に対する継続的な破壊の原因となっており、その規模はおそらく私たちには理解するのが難しいでしょう。エコシステムをジェンガのゲームに例えると、私たちは気づかないうちにベースからピースを取り除いていることになります。もうすぐ塔は倒れるだろう。

    大気上層の大気汚染から海底のプラスチックの破片まで、地球上で人類が何らかの形で触れていない場所を見つけることはほぼ不可能です。実際、地球上で最も辺鄙な場所に行けば、プラスチックを見つけることができます。プラスチックは海の中にも存在し、私たちの体内にも存在します。人間の糞便の遺体でさえ、内部にマイクロプラスチックが存在することが特徴付けられています。私たちは毎日プラスチックを食べています。それが私たちの血流に入ると何が起こるかを想像してみてください。

    人類はいつ絶滅するのでしょうか？

    何が人類を滅亡に導く可能性があるかについては、いくつかの理論が発展しており、人類全員が突然消滅する可能性は低いですが、可能性の 1 つは、人類特有のウイルスの出現である可能性があります。この点で、新型コロナウイルス感染症のパンデミックは私たちに警鐘を鳴らしました。しかし、私たちは何も変わっていないようです。

    黙示録的な未来で、科学、芸術、文学に対する私たちのユニークな能力にもかかわらず、最終的に消滅してしまったらどうなるでしょうか?地球とそこに生き残っているすべての生命体は、私たちがいない方が良いでしょうか?これはどのように見えるでしょうか?

    私たちは太陽の前に消えるでしょう

    結局のところ、太陽が赤色巨星に拡大して地球上のすべての生物を絶滅させるずっと前に、人類が消滅する可能性が非常に高いのです。それまでに私たちが宇宙文明として確立されていることを願いましょう。

    人間が地球上で支配的な動物種でなくなったとき、地球上ではどのような根本的な変化が見られるでしょうか?多くの専門家は、人類の絶滅は「起こるかどうか」の問題ではなく、「いつ起こるか」の問題だと考えています。そして、それが非常に近いものであると考える人もいます。 2010年、オーストラリアの著名なウイルス学者フランク・フェナーは、人口過剰、環境破壊、気候変動のせいで人類は次世紀には絶滅する可能性が高いと主張した。人類にとって地球上での生活はますます複雑になっていきますが、残念ながらその責任は私たちにあります。

    もし人類が絶滅したら地球はどうなるでしょうか？
    人類の絶滅 – iStock

    地球は進んでいく

    もし私たちが人新世よりもずっと先の未来に目を向ける機会があったとしたら、私たちが最初に気づくのは、私たちが地球上から姿を消してからわずか 2 ～ 3 日後、世界の大都市圏のほとんどが浸水していることでしょう。地下水からの雨水（雨を迂回させるポンプ）は、人の指揮がなければ機能しません。人間の監視がなければ、原子力発電所や製油所は爆発するでしょう。同じように、すべての衛星が流れ星のように落ちてきます。

    しかし、私たちがいなくても空気はきれいになるため、樹木や植生は一般的に制御不能になり、生命が爆発的に増加し、狩猟やそれがもたらす危険以外の危険のない世界では種が平和に繁殖できるでしょう。自然そのもの。もちろん、自然が景観を回復する速度は、その地域の気候に大きく依存します。熱帯林は、たとえば中東の砂漠などで数千年前の遺跡が今も見られる砂漠とは異なります。

    15年後には、人間によるメンテナンスが行われなかった結果、植生が押し出されたり亀裂が生じたりして、道路は事実上消滅してしまうでしょう。すべてが再びジャングルのように見えるでしょう。

    その後、金属がゆっくりと腐食し、数百年後には高い建物や橋が崩壊し始めます。都市には新しい生命、新しい生態系が出現し、植生がセメントや金属に取って代わられるでしょう。

    海洋も乱獲や海域での人間の行為から完全に回復するだろう。川、森…すべてのものは、人類が地球上に出現する前の姿を再び示すでしょう。

    人間が邪魔をしなければ、生き残った動物やゾウなどの絶滅の危機に瀕した動物は、象牙の取引や狩猟がなければ1世紀以内に回復するだろうし、災害から逃れてなんとか逃れた動物園の動物は、遠く離れた土地で再び生息できる可能性がある。彼らの自然の生息地から。昆虫もこれまでにないほど増殖するでしょう。農薬やその他の化学物質を使用しないことで、野生動物は再び輝きます。この移行により、地球規模での生物多様性の増加が引き起こされるでしょう。

    おそらく、この想像上の未来を垣間見ることで、私たちは地球上での私たちの立場をより長く維持するという目標を持って、自分の行動にもっと気を配るようになるかもしれません。

    チェルノブイリがその例だ

    核災害後のチェルノブイリでの人類の完全な消滅は、地球が私たちなしでどのように継続するかを示す一例です。放射線を使ってそれを行うなら、私たちの影響なしにどうやってそれを行うでしょうか。

    参考文献

    • レスリー、J. (2002)。世界の終わり: 人類滅亡の科学と倫理。ラウトレッジ。

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  • もつれたアリ：スペインの科学者がマイクロプラスチックの新たな影響を発見

    プラスチック廃棄物による汚染がほぼ遍在していることがますます明らかになってきています。マイクロプラスチックは、海水、南極の氷、大気中、雨中、植物、動物、さらには人間の臓器や血液中にも発見されています。プラスチックの最も豊富な 2 つの形態は、粒子状プラスチックと繊維です。

    粒子は食物網に侵入し、生物の体内に蓄積する可能性が高くなります。最も大きなものは動物によって摂取され、最も小さなものは顕微鏡サイズで、根から植物細胞に浸透します。一方、繊維は、量はそれほど多くありませんが、絡み合うため、特に動物相に対してより明白な影響を与えます。魚のえらに糸状のもつれが見つかることは珍しいことではなく、スズメ、ハト、その他の鳥、特に都市部に生息する鳥の脚で見つかることはさらに一般的です。同じことがサメ、カメ、海洋哺乳類でも観察されています。プラスチックとの絡み合いは、重大な、さらには致死的な影響を及ぼし、この種の汚染物質に関連する最大のリスクの 1 つです。

    しかし、粒子状プラスチックと同様に、繊維にもさまざまなサイズがあります。最も大きなものは脊椎動物に影響を与え、その移動性や生命機能を妨げる可能性があり、最も小さなものは昆虫や他の無脊椎動物に同様の影響を及ぼします。最近、スペインの研究者グループが、プラスチック繊維に絡みついた昆虫、特にアリの科学的観察を初めて報告した。

    もつれたアリ：スペインの科学者がマイクロプラスチックの新たな影響を発見
    ラ・パルマ島のテトラモリウム・カルダリウムの標本 — アルマンド・ラウセル・モレノ

    ラ・パルマ島の細心の注意を払ったコレクション

    研究者チームは、マドリード欧州大学教授であり『A World of Plastic』の著者であるアルバロ・ルナで構成されています。 J. Manuel Vidal-Cordero 、Doñana Biological Station (EBD-CSIC) 出身、 『Las Hormigas』の著者。 GBIF若手研究者賞2022の受賞者であるアルマンド・ラウセル・モレノ氏と、この研究は専門科学誌『生態学的昆虫学』に掲載された。

    現地調査は、2022 年 5 月前半にラ・パルマ島で実施されました。島の生息地のほとんどをカバーする 40 の異なる場所から、死骸の岩や木片を持ち上げてサンプルが採取されました。アリとアリ塚の両方、および餌を求めて採餌している間に個体が収集されました。

    もつれたアリ：スペインの科学者がマイクロプラスチックの新たな影響を発見
    合成繊維に絡まったラシウスの標本 — アルマンド・ラウセル・モレノ

    しかし、研究を実施するには、汚染を避けるために最大限の注意を払ってサンプルを収集する必要がありました。マイクロプラスチックの存在を考慮すると、掃除機などの従来の昆虫捕獲方法では、採取したサンプルへの遊離繊維の侵入が促進され、その後の絡み合いが発生して結果が偽られる可能性があります。さらに、フィラメントが皮膚に付着していたり​​、研究者の衣服から出ていたりすると、研究が危険にさらされることになります。そこで科学者らは、アリとの接触とアリによる汚染を最小限に抑えるサンプリング方法を採用した。

    アリを見つけたら、小さなサンプル容器（エッペンドルフチューブ）を蓋を開けた状態で置き、アリの進路をその直前で止めます。アリのほとんどは、食物を探索する際に、自分で管の中に入りました。次いで、サンプルをエタノール中で保存し、密封した。

    もつれたアリ：スペインの科学者がマイクロプラスチックの新たな影響を発見
    ルナと共同研究者の研究を図的にまとめたもの — アルマンド・ラウセル・モレノ

    プラスチックに絡まったアリ

    40 か所の場所のうち、見つかった標本はわずか 113 個でした。そのうち 3 件は合成繊維のように見える繊維が絡まっており、この第一印象は、後に実験室分析を通じて 2 件について確認されました。一見すると、このデータは非常に希少で、研究者らも認めているように非常に小さなサンプルのように見えるかもしれませんが、それでも重要です。

    考慮すべき点の 1 つは、アリは受動的に収集されたため、生きていて十分な可動性を持つアリだけがエッペンドルフ チューブに入ることができるということです。動くことができないアリを捕獲することは不可能であるため、この研究サンプルは問題を過小評価している可能性があります。この絡み合いは、餌を探して歩いていて繊維に触れたときに偶然起こった可能性が高いが、アリがそれを餌だと思ったり、餌として集めたものだと思ったりする混乱によって起こった可能性があることを著者らは認めている。建設可能な材料。

    研究者にとって、この影響はこの小さな科学報告が示すよりもはるかに広範囲に及んでいる可能性を排除することはできません。この発見が報告され、2023年9月にウエルバで開催された生物多様性と自然保護の国際会議中に発表された後、ビダル・コルデロ博士も含めて、数人の昆虫学者が合成繊維に絡みついたアリを発見したと著者らに報告した。これはスペイン南部での以前の研究中に行われました。したがって、この研究は、ミル生態学者の間ではすでによく知られていると思われる出来事に関する最初の科学的報告となる。

    もつれたアリ：スペインの科学者がマイクロプラスチックの新たな影響を発見
    アルマンド・ラウセル・モレノ研究が行われたラ・パルマ島

    マイクロプラスチックの影響を研究する新しい方法

    土壌中のマイクロプラスチックの存在に関する研究のほとんどは農業地帯で行われました。しかし、この研究では、アリは人間の影響がほとんどない自然環境で収集されました。具体的には、絡み合ったアリのうちの1匹は、ラ・パルマ島とテネリフェ島の固有種である保護種である山頂ホウキ低木のエリアで採取された。このエリアは、観光客が一定程度流入しているにもかかわらず、島内で最も景観が変化していない場所の1つである。 。

    著者らにとって、道路の近さがおそらくこれらの汚染物質の発生源であり、これらの物質が拡散する手段として機能していると考えられます。しかし、この研究は、プラスチック汚染が陸上生態系に対する広範な脅威であり、通常考えられている範囲をはるかに超えており、多くの場合、無視または見落とされていることを示しています。

    さらに、この研究では関係するアリへの即時的な被害は記録されていないが、直接影響を受けた個体と生態系全体の両方に長期的な悪影響が及ぶ可能性は排除できない。これには、自然行動の変化、無脊椎動物の健康への影響、生態学的相互作用の変化による生態系動態の変化が含まれます。

    もつれたアリ：スペインの科学者がマイクロプラスチックの新たな影響を発見
    合成繊維に絡まったモノモリウム標本 – Armand Rausell-Moreno

    研究者らは、プラスチックへのアリや他の陸生無脊椎動物の絡み合いの蔓延を評価し、これらの遭遇の生態学的影響を理解するために追加の研究を実施することが不可欠であることを認めている。陸上生態系に対するプラスチック汚染の規模と影響を完全に理解するには、これらの研究をいくつかの異なる生息地や地理に拡張する必要があります。

    この記事は、研究の共著者である J.Manuel Vidal-Cordero 博士によってレビューされました。

    参考文献:

    • ルナ、Á.他。 2024. プラスチックと昆虫: 合成繊維に絡まったアリの記録。生態昆虫学、49 (1)、145-148。 DOI: 10.1111/een.13284
    • ラウセル・モレノ、A.ら。 2023.ラ・パルマ島のアリに何が起こっているのでしょうか？ DOI: 10.13140/RG.2.2.17957.47844

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  • 世界で最も汚染された川は何ですか?

    汚染は、人為的な地球変動を引き起こす 5 つの要因の 1 つと考えられており、あらゆる形態の汚染の中で、水に関係するものは現代世界の最大の生態学的問題の 1 つです。海や海洋の汚染の多くは、固形廃棄物、マイクロプラスチック、水に溶解した物質のいずれの形であっても、陸から発生し、そこから水流によって川底に運ばれます。

    一見すると、一方の川には透明できれいな良質の水があり、もう一方の川には大量のプラスチックや毒素が流れている場合、ある川が別の川よりも汚染が進んでいるかどうかを判断するのは簡単です。水域の品質を客観的な方法で定量化できるようにする、物理的、化学的、生物学的マーカーなどの特定のマーカーがあります。しかし、極度の汚染レベルの河川を評価しようとすると、どの河川がより悪いかを識別するのは複雑な作業になる可能性があります。

    ある河川では、別の河川よりも水中に溶解している汚染物質の量がはるかに多いものの、浮遊物質の量は少ない場合があります。どちらの状態が悪いかは、評価の尺度によって異なります。

    この記事では、海に捨てられる廃棄物の量に基づいて、世界で最も汚染された川のいくつかとその廃棄物の危険性について説明します。先に進んで、彼らは全員が「存在」であるが、決して「全員」ではない、と言ってください。確かに、使用される規模によっては、ここで紹介されているものよりも汚染されている川がいくつかあります。

    オハイオ川

    北米のすべての川の河口の中で、最も多量の汚染を示しているのは、ミシシッピ川の大河とその主な合流点であり、その上流支流やミズーリ川よりも先にある。その河口の最大の汚染はオハイオ川です。

    世界で最も汚染された川は何ですか?
    オハイオ川 – オハイオ川

    オハイオ川は、ピッツバーグ、シンシナティ、ルイビル、エバンズビルなどの都市を通過する際に、多くの場合未処理の大量の都市廃水が溜まっているだけではありません。さらに、上流域の鉄鋼部門の大企業や企業、下流域の集約農業が排水を生成したり、ゴミを蓄積したりしており、その浸出液は最終的に川水に流れ込みます。

    この川の魚の組織から検出された殺虫剤のレベルは、DDTなど数十年間禁止されているものも含め、安全と考えられるすべてのレベルを超えています。これらの汚染物質の多くは本質的に生物蓄積性であるため、一度生態系の食物網に組み込まれると除去することが特に困難になります。

    長江、ガンジス川、黄河

    中国とインドは、現在のマイクロプラスチック汚染問題に最も貢献している国です。中国の長江は世界で最も多くのプラスチックが海に沈着する川で、年間30万トンを超えるプラスチックが堆積すると推定されている。

    この廃棄物のほとんどは、5ミリメートル未満の粒子であるマイクロプラスチックの形で現れます。ブラマプトラ川とメグナ川を含むガンジス川系は、毎日最大 30 億個のプラスチック粒子をベンガル湾の海に放出していると推定されています。モンスーンの通過後に減少する量。

    世界で最も汚染された川は何ですか?
    ガンジス川 – ガンジス川

    プラスチック問題とは別に、これらの川は汚染レベルが非常に高く、一部の地域ではその水は漁業や農業用水にさえ適していない。黄河では、不健康な濃度の硝酸塩、アンモニウム、リン酸塩、フェノール、糞便細菌が検出されています。その水にはヒ素や鉛やクロムなどの重金属も含まれており、その水を飲んだり魚を食べたりする人々に深刻な健康リスクをもたらします。これらの危険な汚染物質は、川の水で灌漑されている畑にも蓄積し、植物に保持され、食物連鎖にも入り込みます。

    このような場合、汚染源は、重金属の主な発生源である農業、工業、および未処理または不十分に処理された家庭排水に由来します。

    チタルム川

    チタルム川は、地球上で最も汚染された川であると多くの人が考えています。インドネシアのジャワ島の西部に位置します。長さはわずか 300 km で、セグラ川よりわずかに短く、グアダルキビル川の半分にも満たない。

    世界で最も汚染された川は何ですか?
    チタルム川 – チタルム川

    この川の悲惨な状況は、産業、特に繊維製品からの絶え間ない排出と都市廃棄物、そして不可解なことに埋め立て地としての使用の結果です。一部の研究では、チタルム盆地への利用を「環境犯罪」と分類しており、定量化が困難な非常に危険な有毒廃棄物の形で環境災害を引き起こしている。

    10年以上にわたり、インドネシアの国家当局は、チタルムの清掃、衛生、修復に対する善意を表明し、さらには予算の割り当ても行ってきた。しかし、研究者らは生態系の壊滅的な状況を非難し続けており、解決するための努力はまったく行われていないようだ。

    参考文献:

    ブロックサム、K.A. 2010. 米国大陸中部の大河川における魚組織中の残留性有機汚染物質。全体環境の科学、408(5)、1180-1189。 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2009.11.040

    チェン、Y.ら。 2020. 黄河流域の持続可能な開発: 問題と戦略。 Journal of Cleaner Production、263、121223。DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.121223

    ナッパー、I.E. 2021. 越境ガンジス川の地表水におけるマイクロプラスチックの量と特徴。環境汚染、274、116348。DOI: 10.1016/j.envpol.2020.116348

    リヤディ、B.S. 2020. 有害および有毒汚染による環境被害: インドネシア西ジャワ州チタルム川の事例研究。国際犯罪学および社会学ジャーナル、9、1844-1852。

    朱、X.-T.ら。 2018. [長江河口の表層堆積物におけるマイクロプラスチックの分布と沈着]。 Huan jing kexue = フアンジン ケシュエ、39(5)、2067-2074。 DOI: 10.13227/j.hjkx.201709032

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  • 廃棄物を栄養素に変える: 堆肥化可能なプラスチックの仕組み

    プラスチックは、世界中でますます存在する物質です。何十年にもわたって、消費者産業、特にいわゆる「使い捨てプラスチック」によるこの種の物質の乱用により、現在、ほぼあらゆる場所にマイクロプラスチック粒子が存在するという事実が生じています。プラスチックは海や海洋、大気中、水や雪、植物、魚、さらには私たちの体内にも存在します。

    https://www.youtube.com/watch?v=4pPiJyEzisY&pp=ygVd5buD5qOE54mp44KS5qCE6aSK57Sg44Gr5aSJ44GI44KLOiDloIbogqXljJblj6_og73jgarjg5fjg6njgrnjg4Hjg4Pjgq_jga7ku5XntYTjgb8maGw9e2xhbmd9

    これに関連するもう 1 つの問題は、その製造です。プラスチックの中には、程度はさまざまですがリサイクルできるものもありますが、リサイクルできないものもあり、毎回最初から作らなければなりません。従来のプラスチックのほとんどは石油から製造されていますが、使用する資源は限られており、抽出はますます困難になっており、その抽出にはより大きな環境影響が伴います。

    両方の問題を解決するために、さまざまな進歩が現れていますが、よく混同されるこの 2 つは、バイオプラスチックと生分解性プラスチックです。これらは同じように聞こえますが、実際には異なる側面を指し、異なる結果を意味します。

    廃棄物を栄養素に変える: 堆肥化可能なプラスチックの仕組み
    マイクロプラスチック。 — Pcess609 / iStock

    再生可能資源としてのバイオプラスチック

    「バイオプラスチック」という用語は、生物学に基づいた有機物からの製品の起源を指します。ジャガイモ、大豆、米、トウモロコシなどの植物から（原料はデンプンやセルロースなど）、あるいは発酵プロセス中の微生物からです。

    最も一般的なバイオプラスチックは、デンプンまたはセルロースベースのポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート (PHA)、ポリエチレンフラノエート (PEF)、バイオベースのポリプロピレン (PP) およびポリエチレン (PE)、または 3D プリンティングで広く使用されているポリ乳酸 (PLA) です。

    これらのバイオプラスチックは、ポリクラポラクトン (PCL)、ポリブチレンサクシネート (PBS)、ポリ塩化ビニル (PVC)、ポリスチレン (PS) などの石油から作られたプラスチック(包装の保護として使用、発泡、化石ベースの PP) とは対照的です。 PE、またはポリエチレン テトラフタレート (PET)は、ほとんどすべての液体ボトルに含まれています。

    廃棄物を栄養素に変える: 堆肥化可能なプラスチックの仕組み
    PET プラスチックはリサイクル可能ですが、生分解性や堆肥化はできません。 — サミ・サート / iStock

    生分解性または非生分解性

    ただし、プラスチックの起源は、その考えられる目的地と必ずしも関連しているわけではありません。化石由来のプラスチック (PET、PS、PVC) とバイオプラスチック (PEF、またはバイオベースの PP および PE) の両方にリサイクルできるプラスチックがあります。また、両方のグループに生分解性のものもあります。

    生分解は生化学レベルで作用するプロセスです。プラスチックは、生物によって同化され、化学レベルで分解される場合、生分解性であるとみなされます。時間の経過と十分な生物学的作用により、1 キログラムの生分解性プラスチックは遅かれ早かれプラスチックではなくなり、バイオマスまたは CO2 やメタンなどの単純な化学成分になります。しかし、1キロの非生分解性プラスチックは、どれだけ時間が経っても、たとえその破片がどれほど小さくても、1キロのプラスチックであることに変わりはありません。

    したがって、生分解性の性質は、プラスチックを非常に小さな破片に断片化する可能性、つまり「風化」と呼ばれるプロセス、そしてマイクロプラスチックの深刻な問題の原因のみにあるわけではありません。

    たとえば、化石起源のプラスチックの中で、 PBS と PCL は生分解性ですが、PCV、PS、PET は生分解性ではありません。同様のことがバイオプラスチックでも起こります。 PLA や PHAなど生分解性とみなされるものもあれば、PEF など生分解性ではないものもあります。 PE と PP は、その起源に関係なく、生分解性ではありません。

    廃棄物を栄養素に変える: 堆肥化可能なプラスチックの仕組み
    PLA プラスチックは生分解性があり、3D プリントで広く使用されています。 — マリーナ_スコロパツカヤ / iStock

    堆肥化可能性のジレンマ

    最初は、すべての生分解性プラスチックが堆肥化可能であると考えられるかもしれません。しかし、そのように考えると誤解を招く可能性があります。生分解性であるプラスチックの中には、自然環境で完全に分解するまでに数十年かかり、その間に動植物に毒性や健康上の問題を引き起こす可能性があり、単に廃棄するだけで引き続き重要な汚染要因となります。

    堆肥化可能なプラスチックは、特定の条件下で比較的短時間で分解する特定の種類の生分解性プラスチックです。欧州連合でこの命名法を規制する欧州規格 EN 13432 によると、プラスチックが堆肥化可能であるとみなされるには、堆肥化条件下で満たされる特定の特性を満たしている必要があります。

    • その構造の 90% は、少なくとも 3 か月以内に 2 ミリメートル未満の破片に分解する必要があります。
    • その質量の 90% は少なくとも 6 か月以内に完全に生分解されなければなりません。
    • その存在によって堆肥化プロセスが妨げられたり、害を受けたりすることがあってはなりません。
    • 塩、重金属、揮発性物質、窒素、リン、マグネシウム、カリウムの含有量、および酸性度は、規格で定められた制限内になければなりません。

    したがって、すべての堆肥化可能なプラスチックは生分解性ですが、すべての生分解性プラスチックが堆肥化可能である必要があるわけではありません。また、これらすべての要素が工業用堆肥化のために測定されていることも考慮する必要があります。

    廃棄物を栄養素に変える: 堆肥化可能なプラスチックの仕組み
    OK-Home シールは、家庭用堆肥化装置で廃棄できるプラスチックであることを示します。 — プラスチックを使わない生活

    家庭でプラスチックを堆肥化できますか?

    EN 13432 規格では、堆肥化できる培地に応じて 5 つのレベルの堆肥化が許可されており、それぞれのレベルが以前のレベルよりも制限されています。それぞれの場合において、標準は異なるタイプの証明書を発行します。

    • OK-Industrial Certificate: 湿度と温度の要件により、工業プラントでのみ堆肥化できますが、それ以外の場合は堆肥化できません。堆肥化可能な有機廃棄物容器に廃棄する必要があります。
    • 証明書。 OK-Home :家庭用堆肥化装置 (メーカーが設定した時間に従って) または工業用堆肥化装置で分解できますが、自然界では分解できません。
    • 証明書。 OK-Soil : これらは、深刻な影響を引き起こすことなく土壌中で生分解されるプラスチックですが、水中では生分解されません。
    • 証明書。 OK-Water : 淡水中で生分解することができます。
    • 証明書。 OK-Marine : 塩水では生分解されます。

    最後の 3 つのケースでは、有機廃棄物コンテナを介して家庭用または産業用堆肥化装置で処分することもでき、実際、これが最も推奨される選択肢です。これらは適切な環境にある限り容易に生分解しますが、自然環境中に存在すると、分解する前に動物相に害を及ぼす可能性があり、その量が多い場合は富栄養化プロセスやその他の形態の有機汚染を示唆する可能性があります。

    廃棄物を栄養素に変える: 堆肥化可能なプラスチックの仕組み
    スーパーマーケットで大量購入できる非常に軽い袋は堆肥化可能です。 — CatEyePerspective / iStock

    どのようなプラスチックが堆肥化可能ですか?

    生分解性プラスチックで作られたものが、その起源が何であれ、堆肥化可能かどうかは、明らかにその構成プラスチックに依存しますが、そのサイズ、形状、製造プロセス中の処理、顔料の含有量にも依存します。他の多くの要因。

    したがって、EN 13432 規格によって確立された 5 つのレベルのいずれにおいても、堆肥化可能性はプラスチックの種類を指すのではなく、それぞれの特定の品目を指します。発表によれば、堆肥化可能と考えられているプラ​​スチックには、デンプンポリマー、セルロースポリマー、PLA、PHAがあります。

    最もよく使用されるものの 1 つは PLA です。容器、袋、透明フィルムの製造に使用され、3D プリントで広く使用されています。一般に、その外観に関係なく、 OK-Industrial認定により堆肥化可能であると考えられていますが、非常に軽い袋や透明なフィルムなど、非常に薄い層でのみ OK-Home となります。 3D プリントされたオブジェクトのほとんどは、家庭用堆肥化装置で処分するには大きすぎます。多用途性のため、堆肥化可能なもう 1 つのプラスチックは、通常はトウモロコシやジャガイモから作られるデンプンポリマーです。使い捨てのカトラリーや食器、コーヒーカプセル、ボトル、バッグなどの製造に使用されます。

    繰り返しになりますが、堆肥化の程度は製造される製品によって異なります。たとえば、堆肥化可能なコーヒーカプセルを家庭用堆肥化装置で処分したいと思うのは非常に魅力的ですが、現在では産業用堆肥化装置でのみ処理できるため、有機廃棄物容器に入れなければなりません。

    これら 2 つの素材は、スペインで軽量および非常に軽いビニール袋の製造に好まれています。 2021 年 1 月 1 日以降、王政令 293/2018の規定により、消費者が店頭で購入できるすべてのビニール袋は、軽量とみなされるもの、つまり厚さが 50 ミクロン未満で箱に入っているものと、非常に軽いものは、果物、野菜、その他のバルク製品の包装に無料で利用でき、堆肥化可能です。また、堆肥化可能な有機廃棄物の処理に特化して販売されており、スペインの一部の自治体では国民に無料で提供されています。

    これらはすべて工業的に堆肥化可能な袋であるため、有機廃棄物容器に廃棄する必要があります。いくつかの例外はありますが、画面に OK-Home シールが表示されているものは、特にタイミングに関してメーカーのアドバイスに従って、庭で堆肥化することができます。

    いずれの場合も、厚さが 50 ミクロン以上の高密度の袋と混同しないでください。これらは法的には堆肥化できないプラスチックで作ることができますが、少なくとも 50% はリサイクル プラスチックで作られなければなりません。このようなタイプの袋は、梱包材をリサイクルして黄色のコンテナに移す必要があります。

    参考文献:

    • バイ、C.-L.他。 2022. マイクロプラスチック：分析方法、食品中の存在と特徴、生物相に対する潜在的な毒性のレビュー。全体環境の科学、 806、150263。DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.150263
    • プラスチック袋の消費量の削減と生産者登録簿の作成に関する 5 月 18 日の国王令 293/2018、BOE-A-2018-6651 (2018)
    • 研究イノベーション総局（欧州委員会）。 2020.開放環境におけるプラスチックの生分解性。欧州連合出版局。
    • 容器および包装。堆肥化および生分解によって回収できる容器および包装の要件。容器または包装の最終合格のための試験プログラムおよび評価基準、UNE-EN 13432:2001 (2015)

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  • 大きなプラスチックの島にはすでに先住民が住んでいます（それは良いニュースではありません）

    海は動的なシステムであり、エフェソスのヘラクレイトスが言うように、その中ではすべてが流れ、何も残りません。地球の自転の産物である慣性力を受け、大陸の端に閉じ込められ方向付けられる大量の陸水は、収束領域として機能する支配的な流れと渦を生成します。

    五大渦

    シンク内の汚れた水が排水溝に流れ出るのと同じように、これらの大きな渦は大陸の縁から汚染された水を受け取ります。そこで海流は沈み、惑星全体に再分布しますが、その途中で汚染物質の一部が残り、表面に浮遊したままになります。

    地球の海洋には 5 つの大きな渦があり、北半球に 2 つ (大西洋と太平洋)、南半球に 3 つ (大西洋、太平洋、インド洋) があります。そしてこれまでのところ、北太平洋と南太平洋の少なくとも3か所で、多かれ少なかれ大量のゴミの集積が発見されている。

    大きなプラスチックの島にはすでに先住民が住んでいます（それは良いニュースではありません）
    大きなゴミの島は固体ではなく、むしろゴミが大量に蓄積された領域です。 — 写真: iStock/pkphotoscom

    太平洋ゴミ地帯の形成

    冒頭で述べたように、海ではあらゆるものが流れ、ゴミも同様に流れます。主にマイクロプラスチック粒子で構成される廃棄物は、地球上のすべての水域に存在します。海洋のプラスチックの約 70% は海底にあり、表面に残るのは 15% 未満であると推定されています。このすべてのうち、一部はこれらのゴミの集積で構成されており、最大のものは北太平洋にある巨大なプラスチック島として知られています。

    この「プラスチックの島」は歩くことができる固体ではありません。むしろ、スペインの3倍以上の面積である160万平方キロメートルを超える広大な海域であり、そこではかなり高濃度の浮遊プラスチック廃棄物が見つかっている。

    この「プラスチック島」は50年前に発見され、すでにその大きさは大きく、それ以来成長が止まらなかった。将来の予測は明るいものではありません。2050 年までに、人類は最大 250 億トンのプラスチック廃棄物を海に堆積させると推定されています。

    この汚染が海洋生態系に及ぼす悪影響は明らかで、そこに生息する生物の健康に影響を与えたり、生物の行動を変えたりしています。

    しかし、驚くべき予期せぬ効果があり、科学界の好奇心を呼び起こしています。

    生態系としてのプラスチックアイランド

    メリーランド州エッジウォーターにあるスミソニアン環境研究センターのリンジー・E・ハラム率いる大規模研究チームは、生物地理学的障壁の理解を変える発見をした。それは、浮遊するプラスチックの破片が、沿岸と海洋で構成される生物群集を支えてきたというものだ。種。これらの結果は、権威ある雑誌Nature Communicationsに掲載されました。

    太平洋ゴミベルトでは、マイクロプラスチック粒子がすべての廃棄物粒子の 94% を占めていますが、そのサイズは非常に小さいため、総重量のわずか 8% にすぎません。残りの質量の 92% は大型廃棄物で構成されており、少数ではありますが、はるかに重いです。

    このゴミの集合体は、新しく出現したエコシステムのサポートを表しています。存在する生物の一部は公海環境に属しており、これらの地域では一般的です。しかし、これらの新遠洋生物群集（そう呼ばれている）を構成する種の大部分は、フジツボ、カニ、カサガイなどの沿岸生態系に属しており、これらは浮遊ゴミの中に海岸の良い代替物を見つけました。そして、これらの生物が最も近い陸地から数千キロ離れた地域に到達することは簡単な問題ではありません。

    大きなプラスチックの島にはすでに先住民が住んでいます（それは良いニュースではありません）
    多くの沿岸種は浮遊ゴミに避難できる — ハラム、2021

    種を輸送する新しい手段

    海ではあらゆるものが流れ、種も流れます。海洋を越えた種の移動は、大洋横断分散として知られるよく知られた現象であり、通常、植物、藻類、または浮遊する岩によって形成され、そこに生息する動植物を流れに乗って運ぶ天然のいかだのおかげで起こります。新しい領域へ。

    生命の歴史において、これらの交通手段は時間厳守でした。その背景には植物や動物による島への植民地化がありますが、これらのいかだを構成する材料は通常生分解性であり、旅行者が陸に着く前に死亡する可能性が最も高いため、これは逸話的に起こる現象です。

    しかし、プラスチックでは同じことは起こりません。ゴミを構成するいかだやシェルターは劣化したり分解しにくいため、大洋を越えて分散させる最適な手段となりえます。これにより、人為的廃棄物が長期居住の可能性のある地域に変わります。沿岸の種にとって生息可能な環境となる可能性がある沖合の地域。

    これは、種の分布の変化だけでなく、それらの輸送のダイナミクスの変化も意味します。沿岸生物の個体群は、ゴミいかだに乗って太平洋の巨大なプラスチックの島に到着し、その新遠洋生態系に無期限に留まるか、潮流の変化により新しいいかだが定着する新しい海岸に移動するまで留まることができます。新しい領域。

    人新世のグローバリゼーションは生物地理学的障壁を打ち破り、大陸はこれまで考えられていたような事実上孤立した単位ではなくなりつつあります。外洋域におけるこれらの沿岸種の存続は海洋生物地理学の見方を変えており、生物多様性の将来についてさらに多くの不確実性をもたらしています。

    参考文献:

    • ハラム、L.ら。 2020.外洋の生物多様性に対する海洋ゴミの影響。 2020、B073-06。
    • ハラム、L.E. 2021.公海上の沿岸種の定着による新遠洋群集の出現。 Nature Communications、12 (1)、6885。DOI: 10.1038/s41467-021-27188-6
    • レブレトン、L.ら。 2018. 太平洋ゴミベルトにプラスチックが急速に蓄積している証拠。 Scientific Reports、8 (1)、4666。DOI: 10.1038/s41598-018-22939-w
    • エル・ヴェリックら。 1973年。北太平洋中部の表面にある人工物体。自然、241 (5387)、271-271。 DOI: 10.1038/241271a0

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