https://wired.jp/2021/04/15/plastic-is-falling-from-the-sky/
引用させて頂きます。
マイクロプラスティックは、大気中を浮遊して世界を汚染する。しかも排出源は大都市だけではない
大気中には大量のマイクロプラスティックが浮遊しており、風に乗って大自然を汚染している。ところが、米国西部では発生源の大半が大都市ではなく、郊外の高速道路を走るクルマのタイヤと海に蓄積されたプラスティックだった──。そんな研究結果を米国の研究チームが発表した。今回の研究は、地球を循環するマイクロプラスティックの動きに大気が重要な役割を果たしていることを示唆している。
NATURE
2021.04.15 THU 08:30
TEXT BY MATT SIMON
WIRED(US)
Environment
Plastic Garbage
Pollution
Science
米国の西部にあるイエローストーン国立公園やユタ州の砂漠、オレゴン州の森林など人里離れた場所を訪れる機会があれば、深呼吸をして、新鮮な空気とともにマイクロプラスティックを吸い込もう──。
最新のモデリングによると、現時点で米西部の大気中には1,100トンのマイクロプラスティックが浮遊している。そして、マイクロプラスティックは上空から落下し、北米のみならず世界の僻地を汚染している。かつて騒がれていた「酸性雨」にとって代わる新たな問題が、「プラスティックの雨」なのだ。
このマイクロプラスティックは、いったいどこから来たのだろうか？ デンヴァーやソルトレイクシティのような近隣に位置する米西部の大都市が発生源だと思うかもしれない。ところが、『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』で4月12日（米国時間）に発表された最新のモデリングによると、米西部の大気中に浮遊するマイクロプラスティックの84％が実際には地方の道路由来であるという。
さらに全体の11％は、海から運ばれている可能性がある。なお、モデルを作成した研究者は、マイクロプラスティックが1週間近く大気中に浮遊していると考えている。これはマイクロプラスティックが大陸や海を横断するには十分な時間と言っていい。
海から陸への“輸入”が増加
5mm未満のプラスティック片であるマイクロプラスティックには、複数の排出源がある。ひとつが、環境に放出されたプラスティック製の袋やボトルだ。これらは、どんどん小さな断片へと分解されていく。
もうひとつの大きな排出源は洗濯機だ。合成繊維を洗濯すると、小さなマイクロファイバーがはがれ落ち、廃水処理施設に流される。廃水処理施設はマイクロファイバーの一部を、し尿をろ過処理した「スラッジ（汚泥）」に閉じ込め、スラッジは田畑で肥料として利用される。それによって土壌に多くのマイクロプラスティックが混入することになる。
さらに廃水処理施設では、残りのマイクロファイバーを処理済みの排水と一緒に海に放出する。これが何十年にもわたって続いている。プラスティックは分解していくが、実際に消え去ることはない。このため海中のプラスティックの量は急増の一途をたどっている。
microplastics
PHOTOGRAPH BY JANICE BRAHNEY
実際に今回の新しい研究によると、現在は海に流入するマイクロプラスティックの量よりも、海から運ばれてくる量のほうが常に多い可能性がある。別の言い方をすれば、海中にあまりに多くのプラスティックが蓄積された結果、いまでは海から陸へのマイクロプラティックの“輸入”の量が、陸から海への“輸出”の量を上回っている可能性があるのだ。
「これはレガシー汚染の重要性を明らかにしています」と、ユタ州立大学の環境科学者で『米国科学アカデミー紀要』で今回発表された論文の共同執筆者であるジャニス・ブラーニーは語る。「年単位で見た場合、地上で生み出されるプラスティックの量と比較すると、海中のプラスティックの量は圧倒的に多いといえます」
郊外へと向かう道路から大気中に放出
このマイクロプラスティックは、海岸線に漂着してビーチに蓄積するだけではない。波が衝突し合い、風が海上を吹き荒れると、海水の水滴が大気中に吹き飛ばされる。この水滴には当然ながら塩が含まれているが、有機物やマイクロプラスティックも含まれている。
「のちに水分が蒸発し、エアロゾル（大気中に浮遊する微小粒子）だけが残ります」と、今回の研究でブラーニーと共に主執筆者を務めたコーネル大学の研究者のナタリー・マホワルドは説明する。「わたしたち大気科学者の間では、このようにして海塩が運ばれることは昔から知られていました」
ところが別の研究グループが、この現象がマイクロプラスティックでも起きることを2020年に実証した。海風によってマイクロプラスティックが運ばれることが明らかになったのである。
今回、マホワルドとブラーニーは検証範囲を広げ、海洋マイクロプラスティックが大気中に放出されたあと、どのくらい遠くまで運ばれる可能性があるのかを大気モデルを用いて示した。さらに、道路や都市、農地など、ほかのマイクロプラスティック排出源にも注目した。例えば、畑からどれだけの粉塵が発生し、その粉塵にどれだけのマイクロプラスティックが含まれているのかを把握したのである。
次に研究者たちは、この大気モデリングを実際のデータと組み合わせた。ブラーニーは、米西部の遠隔地に点在するエアサンプラーを使うことで、ある特定の時点で上空から落下したプラスティック粒子の数を知ることができた。マホワルドのモデリングは、落下当時の大気と気候の状態を示すこともでき、それによって研究者はプラスティック粒子がどこから運ばれてきた可能性が高いかを追跡できたのだ。
その結果、農業関連の粉塵は米西部の大気中にあるマイクロプラスティックのわずか5％であることがわかった。驚くべきことに、都市から排出されている量はわずか0.4％だった。
「プラスティックがどのように大気中に放出されているかと質問すれば、都心からと誰もが答えるでしょうね」と、ブラーニーは言う。「実際の排出源として、わたしは最も主要な都市を起点として地方へ延びる道路のほうが多いと、個人的には考えています」
microplastics
PHOTOGRAPH BY JANICE BRAHNEY
クルマが道路を走行すると、タイヤの通常の摩耗の一環として微小粒子が飛び散る。この素材は純粋なゴムではなく、合成ゴムなど多くの化学物質を含んでいる。したがって、タイヤの微小粒子は厳密にはマイクロプラスティックといえ、いたるところに存在する。
2019年のある調査では、毎年7兆個のマイクロプラスティックがサンフランシスコ湾に流れ込んでいるという計算結果が出た。そのほとんどがタイヤ由来だとされている。
複雑な大気モデルの重要性
都市では実際のところ、道路交通やごみの分解から驚くほど大量のマイクロプラスティックが生み出されている。しかし、大気中にはそれほど排出していないようだ。
ブラーニーとマホワルドは、これにはふたつの理由があると考えている。ひとつは、風が都市の表面をこすり落として微小粒子を巻き上げる現象を、建物が防いでいる。もうひとつは、大都市圏では人々がクルマをゆっくりと運転するので、車道に落ちたタイヤ粒子のかくはんが小さくなるからだ。
ところが州間高速道路に出ると道がはるかに広々としているので、風が破片を吹き飛ばせる。さらに、マホワルドは次のように指摘する。「クルマは時速60マイル（約100km）で走行しています。これは大量のエネルギーですよね。そのエネルギーで微小粒子を大気中に放出できるのです」
だが、なぜ科学者たちは収集したマイクロプラスティックの特性を調べることで放出源を把握するのではなく、わざわざ高度に複雑な大気をモデル化するという面倒なことをしたのだろうか？
悲しいことに、プラスティックはあまりにも環境中に充満していることから、ある意味では均質化されてしまっているのが現実である。合成繊維や劣化したボトル、パッケージから放出された粒子は互いに混ざり合いながら、絶え間なく大気や陸地、海の間を移動している。このため特定のポリマーの排出源を特定することは難しいというわけだ。
「かなり難しいというより、ほとんど不可能です」と、今回の研究には参加していないスコットランドのストラスクライド大学のマイクロプラスティック研究者であるデオニー・アレンは言う（彼女は海風に含まれるマイクロプラスティックを調査した昨年の研究論文の共著者である）。「モデル化すれば、考えられる排出源を把握できる可能性があります。しかし、バケツやフィルターで収集したプラスティックの種類の化学的特徴を調べるだけでは、その排出源を知る方法はありません」
ゴム片を識別できれば、それがタイヤから放出された可能性が高いかもしれない。「しかし、それ以外のプラスティックについては、どこが排出源だとしてもおかしくありません」と。アレンは付け加える。
地球全体を循環するマイクロプラスティック
このため、マイクロプラスティックがさまざまな環境の間をどのように移動しているかをさらに理解するには、大気モデリングが重要になる。研究者たちは、この大気モデリングに取りかかり始めたばかりだ。
これまでのところ、論文は数十本しか発表されていない。しかし、科学者はどれだけの量のプラスティックが大気から落下しているか、そしてどこに落下しているのかについて、はるかに多くのデータを必要としている。
例えば、今回の新しい研究は米西部に焦点を合わせたものだが、ほかの地域では粒子の生成と分布の特性が異なる可能性がある。米西部の州はかなり乾燥しているので、蒸し暑い南部よりもクルマがマイクロプラスティックを巻き上げやすいかもしれない。
そして欧州では、道路建設の資材に廃プラスティックが利用されていることが多い。これは素晴らしいアイデアだが、タイヤから放出されるプラスティック片と混ざり合って、さらに多くのプラスティックが道路から排出されている可能性もある。
研究者たちは少しずつではあるが、地球全体でマイクロプラスティックがどのように循環しているかについて解明しつつある。ひとつの大きな要因は、この新しい研究で詳しく解説されているように、大気を介した輸送のようだ。
「わたしたちは気泡に覆われたボールの上で暮らしています」と、ストラスクライド大学のマイクロプラスティック研究者で、今回の研究には関与していないスティーヴ・アレンは言う（彼はデオニー・アレンの夫である）。
「境界や境目といったものは存在しません。そして今回の研究結果は、マイクロプラスティックが海に流入したあと、海から再び放出されていることをはっきりと示しています。陸地にプラスティックの雨が降り、再び空中に吹き飛ばされて別の場所に移動します。いったん放出されたら止まることはありません」
「放っておけば、そのまま地球の表面を永遠に動き回り続けるでしょう」と、論文の共同執筆者であるブラーニーは同意する。「そう考えるとゾッとします」
※『WIRED』によるプラスティックごみの関連記事はこちら。
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引用させて頂きます。
マイクロプラスティックは、大気中を浮遊して世界を汚染する。しかも排出源は大都市だけではない
大気中には大量のマイクロプラスティックが浮遊しており、風に乗って大自然を汚染している。ところが、米国西部では発生源の大半が大都市ではなく、郊外の高速道路を走るクルマのタイヤと海に蓄積されたプラスティックだった──。そんな研究結果を米国の研究チームが発表した。今回の研究は、地球を循環するマイクロプラスティックの動きに大気が重要な役割を果たしていることを示唆している。
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このマイクロプラスティックは、いったいどこから来たのだろうか？ デンヴァーやソルトレイクシティのような近隣に位置する米西部の大都市が発生源だと思うかもしれない。ところが、『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』で4月12日（米国時間）に発表された最新のモデリングによると、米西部の大気中に浮遊するマイクロプラスティックの84％が実際には地方の道路由来であるという。
さらに全体の11％は、海から運ばれている可能性がある。なお、モデルを作成した研究者は、マイクロプラスティックが1週間近く大気中に浮遊していると考えている。これはマイクロプラスティックが大陸や海を横断するには十分な時間と言っていい。
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5mm未満のプラスティック片であるマイクロプラスティックには、複数の排出源がある。ひとつが、環境に放出されたプラスティック製の袋やボトルだ。これらは、どんどん小さな断片へと分解されていく。
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さらに廃水処理施設では、残りのマイクロファイバーを処理済みの排水と一緒に海に放出する。これが何十年にもわたって続いている。プラスティックは分解していくが、実際に消え去ることはない。このため海中のプラスティックの量は急増の一途をたどっている。
microplastics
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実際に今回の新しい研究によると、現在は海に流入するマイクロプラスティックの量よりも、海から運ばれてくる量のほうが常に多い可能性がある。別の言い方をすれば、海中にあまりに多くのプラスティックが蓄積された結果、いまでは海から陸へのマイクロプラティックの“輸入”の量が、陸から海への“輸出”の量を上回っている可能性があるのだ。
「これはレガシー汚染の重要性を明らかにしています」と、ユタ州立大学の環境科学者で『米国科学アカデミー紀要』で今回発表された論文の共同執筆者であるジャニス・ブラーニーは語る。「年単位で見た場合、地上で生み出されるプラスティックの量と比較すると、海中のプラスティックの量は圧倒的に多いといえます」
郊外へと向かう道路から大気中に放出
このマイクロプラスティックは、海岸線に漂着してビーチに蓄積するだけではない。波が衝突し合い、風が海上を吹き荒れると、海水の水滴が大気中に吹き飛ばされる。この水滴には当然ながら塩が含まれているが、有機物やマイクロプラスティックも含まれている。
「のちに水分が蒸発し、エアロゾル（大気中に浮遊する微小粒子）だけが残ります」と、今回の研究でブラーニーと共に主執筆者を務めたコーネル大学の研究者のナタリー・マホワルドは説明する。「わたしたち大気科学者の間では、このようにして海塩が運ばれることは昔から知られていました」
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次に研究者たちは、この大気モデリングを実際のデータと組み合わせた。ブラーニーは、米西部の遠隔地に点在するエアサンプラーを使うことで、ある特定の時点で上空から落下したプラスティック粒子の数を知ることができた。マホワルドのモデリングは、落下当時の大気と気候の状態を示すこともでき、それによって研究者はプラスティック粒子がどこから運ばれてきた可能性が高いかを追跡できたのだ。
その結果、農業関連の粉塵は米西部の大気中にあるマイクロプラスティックのわずか5％であることがわかった。驚くべきことに、都市から排出されている量はわずか0.4％だった。
「プラスティックがどのように大気中に放出されているかと質問すれば、都心からと誰もが答えるでしょうね」と、ブラーニーは言う。「実際の排出源として、わたしは最も主要な都市を起点として地方へ延びる道路のほうが多いと、個人的には考えています」
microplastics
PHOTOGRAPH BY JANICE BRAHNEY
クルマが道路を走行すると、タイヤの通常の摩耗の一環として微小粒子が飛び散る。この素材は純粋なゴムではなく、合成ゴムなど多くの化学物質を含んでいる。したがって、タイヤの微小粒子は厳密にはマイクロプラスティックといえ、いたるところに存在する。
2019年のある調査では、毎年7兆個のマイクロプラスティックがサンフランシスコ湾に流れ込んでいるという計算結果が出た。そのほとんどがタイヤ由来だとされている。
複雑な大気モデルの重要性
都市では実際のところ、道路交通やごみの分解から驚くほど大量のマイクロプラスティックが生み出されている。しかし、大気中にはそれほど排出していないようだ。
ブラーニーとマホワルドは、これにはふたつの理由があると考えている。ひとつは、風が都市の表面をこすり落として微小粒子を巻き上げる現象を、建物が防いでいる。もうひとつは、大都市圏では人々がクルマをゆっくりと運転するので、車道に落ちたタイヤ粒子のかくはんが小さくなるからだ。
ところが州間高速道路に出ると道がはるかに広々としているので、風が破片を吹き飛ばせる。さらに、マホワルドは次のように指摘する。「クルマは時速60マイル（約100km）で走行しています。これは大量のエネルギーですよね。そのエネルギーで微小粒子を大気中に放出できるのです」
だが、なぜ科学者たちは収集したマイクロプラスティックの特性を調べることで放出源を把握するのではなく、わざわざ高度に複雑な大気をモデル化するという面倒なことをしたのだろうか？
悲しいことに、プラスティックはあまりにも環境中に充満していることから、ある意味では均質化されてしまっているのが現実である。合成繊維や劣化したボトル、パッケージから放出された粒子は互いに混ざり合いながら、絶え間なく大気や陸地、海の間を移動している。このため特定のポリマーの排出源を特定することは難しいというわけだ。
「かなり難しいというより、ほとんど不可能です」と、今回の研究には参加していないスコットランドのストラスクライド大学のマイクロプラスティック研究者であるデオニー・アレンは言う（彼女は海風に含まれるマイクロプラスティックを調査した昨年の研究論文の共著者である）。「モデル化すれば、考えられる排出源を把握できる可能性があります。しかし、バケツやフィルターで収集したプラスティックの種類の化学的特徴を調べるだけでは、その排出源を知る方法はありません」
ゴム片を識別できれば、それがタイヤから放出された可能性が高いかもしれない。「しかし、それ以外のプラスティックについては、どこが排出源だとしてもおかしくありません」と。アレンは付け加える。
地球全体を循環するマイクロプラスティック
このため、マイクロプラスティックがさまざまな環境の間をどのように移動しているかをさらに理解するには、大気モデリングが重要になる。研究者たちは、この大気モデリングに取りかかり始めたばかりだ。
これまでのところ、論文は数十本しか発表されていない。しかし、科学者はどれだけの量のプラスティックが大気から落下しているか、そしてどこに落下しているのかについて、はるかに多くのデータを必要としている。
例えば、今回の新しい研究は米西部に焦点を合わせたものだが、ほかの地域では粒子の生成と分布の特性が異なる可能性がある。米西部の州はかなり乾燥しているので、蒸し暑い南部よりもクルマがマイクロプラスティックを巻き上げやすいかもしれない。
そして欧州では、道路建設の資材に廃プラスティックが利用されていることが多い。これは素晴らしいアイデアだが、タイヤから放出されるプラスティック片と混ざり合って、さらに多くのプラスティックが道路から排出されている可能性もある。
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「境界や境目といったものは存在しません。そして今回の研究結果は、マイクロプラスティックが海に流入したあと、海から再び放出されていることをはっきりと示しています。陸地にプラスティックの雨が降り、再び空中に吹き飛ばされて別の場所に移動します。いったん放出されたら止まることはありません」
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