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エコチャレンジャー

環境問題にチャレンジするトップリーダーの方々との、ホットな話題についてのインタビューコーナーです。

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環境問題にチャレンジするトップリーダーの方々との、ホットな話題についてのインタビューコーナーです。

目次
陸が見えないような東京湾の真ん中の泥の中に、陸由来の化学物質が見つかった驚きが研究の動機になった
プラスチックが強力な吸着剤であることがはっきりし、私の研究の方向性もはっきりした
東京湾の海底の泥からも、さまざまな形状のマイクロプラスチックとして出てきます
浜辺に打ち上げられているものの多くは、元は陸上で使われ、川をとおって海まで流された
お堀の底はほとんどかく乱されていないので、泥の層から汚染の歴史が分かった
【1】半谷高久(はんやたかひさ、1920-2008)
 地球化学者で、東京都立大学(現・首都大学東京)理学部分析化学講座教授(1961〜1984年)。環境庁自然環境保全審議委員、東京都水質審議会委員、日本地球化学会会長、合成洗剤研究会会長などを歴任した。
【2】LAB(Linear Alkylbenzenes:直鎖アルキルベンゼン)
 合成洗剤に使われる界面活性剤(LAS)の原料であるが、未反応物が合成洗剤に含まれる。LABはLASより安定なので、海の泥の中にも蓄積されている。
【3】ノニルフェノール(Nonylphenol)
 アルキルフェノール類に分類される有機化合物で、主に界面活性剤の合成原料として用いられる。難分解性で水生生物における生物濃縮性が高く、環境ホルモン作用が確認されている。
【4】レジンペレット(Resin Pellet)
 プラスチック製品の中間材料、あるいは製品に加工する前段階の粒状プラスチック。円筒・球・円盤形などさまざまな形状があり,大きさは数ミリメートル程度のものが多い。
【5】PCB(Polychlorinated Biphenyl)
 ポリ塩化ビフェニル化合物の総称で、多くの異性体がある。脂肪組織に蓄積され易く、発癌性をはじめ生体への毒性が強い。2001年に、PCBなどの残留性有機汚染物質(POPs)を2028年までに世界から全廃するPOPs条約(通称、ストックホルム条約)が採択された。日本でも2001年にPCB処理特別措置法が制定され、2016年までにPCBの処理の完了が義務づけられている。
【6】ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate)
 飲料容器のペットボトルのほか、フィルム・磁気テープの基材、衣料用のフリースなどにも用いられる。略称は、英語でPET、日本語でペット。
【7】コア(Core)
 海底や湖底の泥(堆積物)の組成などの分析のために、地表から到達点まで掘削機で採取する柱状の試料。

No.052

Issued: 2016.04.22

第52回 東京農工大学農学部環境資源科学科・高田秀重教授に聞く、マイクロプラスチックによる海洋汚染の実態と対策[1]

実施日時:平成28年3月30日(水)10:30〜
聞き手:一般財団法人環境イノベーション情報機構 理事長 大塚柳太郎

陸が見えないような東京湾の真ん中の泥の中に、陸由来の化学物質が見つかった驚きが研究の動機になった

高田 秀重(たかだ・ひでしげ)
高田 秀重(たかだ・ひでしげ)さん
1959年東京生まれ。1986年東京都立大学(現・首都大学東京)大学院理学研究科化学専攻博士課程中退。86年東京農工大学農学部環境保護学科助手。97年同助教授。07年より現職。この間、90年米ウッズホール海洋研究所客員研究員。
主な著作に『環境汚染化学』(丸善出版)、『環境ホルモンの最新動向』(ブックレビュー社)、『東京湾―100年の環境変遷』(恒星社厚生閣)などがある。海洋学会岡田賞・水環境学会論文賞・環境化学会学術賞・海洋立国推進功労者表彰(内閣総理大臣賞)など受賞多数。

大塚理事長(以下、大塚)―  本日はエコチャレンジャーにお出ましいただきありがとうございます。
 高田さんは、化学物質による環境汚染をテーマに幅広い研究に取組まれ、マイクロプラスチックによる海洋汚染の研究はとくに高く評価され、昨年、海洋立国推進功労者として内閣総理大臣賞を受賞されています。本日は、海に漂う「見えないゴミ」といわれるマイクロプラスチックをはじめ、化学物質による環境汚染の実態とその対策などについてお伺いします。どうぞよろしくお願いいたします。
 早速ですが、高田さんが化学物質による環境汚染を研究されるようになったきっかけの紹介から、はじめていただけますでしょうか。

高田さん―  私は中学生・高校生時代に化学部に入っており、多摩川の水質調査をしていました。大学では環境の調査や研究をさらに深めたいと考え、東京都立大学(現・首都大学東京)に入学し、半谷先生【1】の研究室で卒業研究をすることができました。
 卒業研究で、東京湾の海底の泥の中から、合成洗剤などに含まれるLAB【2】と呼ばれる化学物質を発見しました。このことが、現在もつづけている研究のきっかけになったのです。

大塚―  発見とは、具体的にはどのようなことだったのですか。

高田さん―  卒論のテーマは、ある化学物質の分析法の開発で、分析用の試料として東京湾の真ん中の海底の泥を採取していたのです。分析法の開発では、目的とする物質以外を除去するのですが、除去する物質の組成についてもそれなりの理解が必要になります。それで、さまざまな物質を質量分析計で測っていたところ、たまたまLABを見つけたのです。
 陸が見えないような東京湾の真ん中の泥の中に、陸由来の化学物質が見つかった驚きが研究を続ける動機になりました。

プラスチックが強力な吸着剤であることがはっきりし、私の研究の方向性もはっきりした

大塚―  その後、高田さんは多くの研究をされてこられましたが、とくに力を入れられたテーマについてご紹介ください。

高田さん―  環境ホルモンにも関心をもっており、今でも思い出深いのは、ノニルフェノール【3】という化学物質を野外の試料から検出したことです。ノニルフェノールは、当時は合成洗剤に、今は主に洗浄剤に利用されていますが、プラスチックの添加剤としても使われるのです。
 ノニルフェノールを検出したのは1998年でした。私の大学の先輩がレジンペレット【4】という粒状のプラスチックを海岸で拾い、この中にノニルフェノールがはいっているか測ってほしいと持参してくれたのです。

大塚―  環境ホルモンの問題が大きな話題になったころですね。

高田さん―  私はもっぱら水や泥や生物の測定法の開発に取組んでおり、レジンペレットについて知らなかったのです。今振り返ると、先輩が私たちの研究室の測定技術に期待してくれたのだと思います。声をかけていただいたことに感謝していますし、技術を磨いておくことがチャンスをつかむ上で非常に大事だと思います。
 測定の結果、かなり高濃度のノニルフェノールが検出され、有害なことが分かってきました。海岸のレジンペレットという一種のプラスチックに、ノニルフェノールが含まれていることは世界初の発見でした。
 私はこのとき、プラスチックには、もしかしたら周りの海水中から汚染物質が吸着しているかもしれないと考え、PCB【5】も測ってみました。すると、非常に高い濃度が検出されたのです。添加剤は元々はいっているので検出されると思っていましたが、PCBが、測定器が振り切れるほど高濃度で検出されたのに驚きました。プラスチックが強力な吸着剤であることがはっきりし、私の研究の方向性もはっきりしたのです。

東京湾の海底の泥からも、さまざまな形状のマイクロプラスチックとして出てきます

大塚―  今日のメインテーマのマイクロプラスチックに移らせいただきます。まずは、プラスチックについて概略をご説明いただけますか。

高田さん―  私たちの身の回りのプラスチックは、①ポリエチレン、②ポリプロピレン、③ペットボトルのペットとして馴染み深いポリエチレンテレフタレート【6】、④ポリ塩化ビニル、⑤発泡スチロールに代表されるポリスチレンの5種類に大別できると思います。
 ポリエチレンは比較的柔らかいプラスチックで、レジ袋などに使われています。ポリプロピレンはもう少し硬く、弁当箱や食器の容器に使われます。ペットボトルになるペットと、発泡スチロールになるポリスチレンはご存知のとおりです。塩化ビニルは、パイプなどの工業用の素材として使われるものです。

大塚―  これらの5種類はどれも、高田さんが注目されているマイクロプラスチックの対象なのですか。

高田さん―  そうです。しかし、それぞれに特徴があります。たとえば汚染について考えるとき、添加剤がはいっていることが大きな問題になるのは、ポリ塩化ビニルです。ポリプロピレンにも添加剤は多いのですが、海水中の汚染物質を最も吸着するのはポリエチレンです。一方で、ペットは吸着性が高くないことが分かってきました。
 プラスチックが、水中で浮くか沈むかも大きなポイントです。浮くのはポリエチレンとポリプロピレンで、ポリ塩化ビニル、ペット、発泡スチロールは水よりも重く沈みます。と言っても、ペットは中に空気がはいったボトルの状態では浮きますし、発泡スチロールも、最終的には沈みますが、中に空気が残っている間は浮いています。

大塚―  特性は違うものの、どれもがマイクロプラスチックになるのですね。

高田さん―  そうです。東京湾の海底の泥からも、これらの5種類はもちろん、さまざまな形状のマイクロプラスチックとして出てきます。なお、マイクロプラスチックとは5ミリメートル以下のプラスチックを指すのがふつうです。

さまざまなプラスチックのゴミ。左から五大湖水中から検出された洗顔剤等のスクラブ(スケールの陰で見えない)、レジンペレット、太平洋の日本列島沖1000 kmから気象庁調査船で採取されたマイクロプラスチック、海岸漂着レジンペレット、南太平洋イースター島で採取されたプラスチック片。海岸漂着レジンペレットを使ったPOPsの地球規模モニタリングをInternational Pellet Watchという(http://pelletwatch.jp/)
さまざまなプラスチックのゴミ。左から五大湖水中から検出された洗顔剤等のスクラブ、レジンペレット、太平洋の日本列島沖1000 kmから気象庁調査船で採取されたマイクロプラスチック、海岸漂着レジンペレット、南太平洋イースター島で採取されたプラスチック片。海岸漂着レジンペレットを使ったPOPsの地球規模モニタリングをInternational Pellet Watchという( http://pelletwatch.jp/ )。


浜辺に打ち上げられているものの多くは、元は陸上で使われ、川をとおって海まで流された

大塚―  プラスチックは、環境中に棄てられた後、どのように形に変えてマイクロプラスチックになるのでしょうか。

高田さん―  プラスチックがマイクロプラスチックに、言い換えるとボロボロの破片になるのは、主に海辺の砂浜です。紫外線を浴び、繰り返される波の力でボロボロになるのです。海上も紫外線はよくあたるのですが、海水は温度が高くても30度くらいなのに対し、海辺の砂浜は裸足で歩けないほど60度、70度にもなるからです。
 プラスチックが紫外線と熱の作用でボロボロになり、その後、波に洗われてどんどん岸から離れていきます。海岸の清掃をされているNGOの方々が多くおられますが、この方々の努力はマイクロプラスチックを減らす上で非常に大事です。拾われるプラスチックは大きなサイズですが、それらがマイクロプラスチックの発生源だからです。

大塚―  浜辺には、いろいろなものが打ちあげられていますね。不法に投棄されたものが多いのでしょうか。

高田さん―  浜辺に打ち上げられているものの多くは、元は陸上で使われ、川をとおって海まで流されたものです。よくマイクロプラスチックの話や海のプラスチックのゴミの話をすると、聞いておられる方の多くが、海水浴客が捨てたゴミが原因と思われているようですが、そうではないのです。不法投棄されたものもあるでしょうが、大半は海から離れたところで捨てられたもので、雨が降り洗い流されて水路にはいり、川にはいり、最後に海に到達するのです。街の中でポイ捨てされたもの、不注意で風に飛ばされたもの、ゴミの容器から溢れたものなどが多いのです。

お堀の底はほとんどかく乱されていないので、泥の層から汚染の歴史が分かった

大塚―  プラスチックは海にはいってから、どのように変化するのですか。

高田さん―  プラスチックであることには変わりないものの、どんどん小さくります。そして、水よりも比重が小さいポリエチレンとポリプロピレンは浮いたまま小さくなりながら、遠くまで流れていくのです。
 小さくなったマイクロプラスチックの海中での最大の問題は、生物が餌と区別できずに取り込むことです。もちろん、マイクロプラスチックだけでなく、センチメートル級の大きなプラスチックが水鳥などに摂食されることもあります。それも、餌とまちがえて飲み込まれるのです。

大塚―  マイクロプラスチックを摂食するのは魚ですか。

高田さん―  魚だけでなく、甲殻類や貝類も多いですね。二枚貝のカキやムール貝でもよくみられます。最近、動物プランクトンが、植物プランクトンと同じようなサイズのマイクロプラスチックを取り込むことも報告されています。

大塚―  マイクロプラスチックにもさまざまなサイズのものがあり、摂食される場所も海底に近いところから海面までおよぶのですね。

高田さん―  そうです。実は、浮いているマイクロプラスチックには、生物の膜が付着するという性質があり問題を引き起こします。生物の膜は重いので、元々浮いていたポリエチレンやポリプロピレンが沈むようになり、海底の泥の中にはいることが分かってきたのです。
 僕らが海底の泥を採取して測り、その中にマイクロプラスチックがあることを確認しました。ほかの研究者は、大西洋の水深3000メートルから4000メートルの堆積物から、マイクロプラスチックを発見しています。

大塚―  プラスチックが小さくなり、どこにでも存在しているのですね。

高田さん―  僕らは特別な許可をいただき、皇居のお堀で掘削しコア【7】を採取したことがあります。その泥の中にマイクロプラスチックを見つけたのですが、お堀の底はほとんどかく乱されていないので、泥の層から汚染の歴史が分かったのです。下の方の江戸時代に相当する層からは、プラスチックは存在していませんから出てきません。1950年代に相当する、水底から38〜40センチメートル下の層からは少し出てきました。そして、2000年代に相当する層では10倍くらいの量になるのです。

皇居のお堀(桜田濠)でコアを採取する。
皇居のお堀(桜田濠)でコアを採取する。

タイランド湾でコアを採取する。
タイランド湾でコアを採取する。


大塚―  プラスチックの歴史の生き証人のようですね。

高田さん―  同じような発想で、アジア・アフリカの各地で海底の泥を採って分析しています。タイでは、1960年代にはプラスチックはほとんどみられず、その後になって増えはじめます。タイやベトナムを流れるメコン河の流域では、我々もさまざまな環境調査を以前から行っていますので、汚染の原因や影響について幅広い角度から検討できると考えています。

日本とタイで採取された堆積物コアの中のマイクロプラスチック量(乾重量10グラム中の個数;日本はペットだけの量で、タイはすべてのマイクロプラスチックの量)。左:皇居のお堀(桜田濠)、右:タイランド湾バンコク沖
日本とタイで採取された堆積物コアの中のマイクロプラスチック量(乾重量10グラム中の個数;日本はペットだけの量で、タイはすべてのマイクロプラスチックの量)。
左:皇居のお堀(桜田濠)、右:タイランド湾バンコク沖


大塚―  先進国も途上国も似た状況になってきているようですが、マイクロプラスチックの影響は、50年先あるいは100年先にはどのようになるのでしょう。

高田さん―  先ほども申し上げたように、泥の中のプラスチックには生物の膜が付着していることが多いのです。それらの膜が別の生物に食べられると、プラスチックが軽くなり、また浮き上がってくることを心配しています。海底の泥の中に蓄積されていたPCBなどの汚染物質が放出されるかもしれないからです。これをヨーヨー機構と呼んでいます。また、汚染物質が遠くまで流れていくことも懸念され、私たちもそれを検証する研究をはじめるところです。


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