北西部の科学者が蔓延するプラスチック汚染の原因を研究

シアトル在住のボランティア、デボラ・ウーリーさんは、シアトルのゴミ拾いのために指定されたエリアで海洋ゴミを集めています。 (ダン・デロング/InvestigateWest)

シアトル在住のボランティア、デボラ・ウーリーさんは、シアトルのゴミ拾いのために指定されたエリアで海洋ゴミを集めています。 (ダン・デロング/InvestigateWest)

シアトルの曇り空の土曜日、ボランティアのグループがゴールデン・ガーデンズ・パークのビーチの狭いエリアでゴミを探していた。 5ガロンのバケツを手に、彼らはゆっくりと扇形に広がり、円錐形でマークされたほぼ長方形のゾーンを探索し、草むらから水辺まで同じ場所を何度か通過しながら、そこに属さない最も小さなものでも探します。

オレゴン州のジェフ・マークリー上院議員とロン・ワイデン上院議員、バーモント州のバーニー・サンダース上院議員、マサチューセッツ州のエリザベス・ウォーレン上院議員は、バイデン政権がプラスチック汚染への取り組みで主導権を握ることを望んでいる。 今月初めの書簡の中で、彼らはアンソニー・ブリンケン国務長官に対し、この問題に関する世界的な合意を生み出すために創設された国連政府間交渉委員会の今週の第1回会合で他国との合意を確保するよう求めた。 。 「プラスチック汚染は、私たちの公衆衛生、経済安全、そして地球の将来の幸福に対する明らかな現在の脅威です。直ちに大胆な行動をとらなければ、この脅威は増大し続けるだけです」と彼らは書いている。

ビーチの奥で行われている他の週末の清掃活動とは異なり、このグループには、食べかすやおもちゃから小さなホイル片、そしてもちろん多くの種類のプラスチックに至るまで、見つけたすべてのものを分類して記録するための特別な指示が与えられています。

ボトル、カップ、さらにはスマーフのアクションフィギュアなどの大きな破片から、長さ 5 mm 未満の破片、フィルム、繊維、発泡体などの小さなマイクロプラスチックまで、プラスチックはこのグループが発見する最も一般的な汚染物質の 1 つであり、清掃員の活動を反映しています。全国各地で定期的に見かけます。

最近、この問題に国際的な注目が集まっていますが、プラスチックは分解されずに小さな破片に分解され、何千年も環境中に残るため、事態は悪化するばかりです。 バイデン政権の6月の発表を受けて、使い捨てプラスチックは2032年までに国立公園から段階的に廃止される予定で、国連は2024年末までに世界のプラスチック汚染をなくすための法的拘束力のある計画を策定する予定だ。

しかし、この清掃員のようなグループは、「これはどこから来たのか?」というより基本的な質問への答えに貢献しています。

これらのボランティアは、2018年から2021年にかけてワシントン州で開発され、現在は環境保護局の指導を受けて全米のボランティア団体で使用されている「逃亡ゴミ評価プロトコル」に従っている。 その考えは、標準化されたデータを州および地方の規制当局に提供して、汚染源をより効果的に攻撃できるようにすることです。

「私たちは州中のさまざまな場所で同じことを行っており、ここと高速道路の近く、路地と他の海岸のゴミがどのように見えるのかを確認しています。」 プロトコルの開発に協力した団体、ゼロ・ウェイスト・ワシントンのエグゼクティブ・ディレクター、ヘザー・トリム氏はこう説明する。 携帯電話の地理ピンを使用して、清掃エリアの周囲にあるコーンの位置をマークします。これにより、後で地図を作成できるようになります。 「彼らが収集しようとしているデータは、サイト間で同等のものになるだろう」

シアトル市は人々が人気の公園に到着し始める数時間前にすでにこのビーチの大きな瓦礫を除去していたにもかかわらず、ピュージェット音響管理者と協力する20人ほどのボランティアは結局バケツにゴミを詰めることになる。

ボランティアのヴァレリー・チューさんとデビッド・コラドさんは、ビーチのゴミ拾いを手伝った後、芝生の上に座り、材料をトレイに仕分けている。 他のボランティアはトレイを天蓋の下に設置されたテーブルに運び、詳細なラベルを貼ったプラスチック容器にさらに細かく分割します。

InvestigateWest によるレポート プロジェクト。21 世紀で最も問題のある汚染物質の 1 つであるプラスチックを調査しています。 このシリーズは、Sustainable Path Foundation から資金の一部を提供されました。

ゴミはキャンプで出たものでしょうか？ 釣り具からでしょうか？ 家庭用品ですか？ 犬の排泄物ですか？ クォートサイズのコンテナには、基本的に見つけられるあらゆるアイテムを入れることができ、数十ものカテゴリが用意されています。 次に、最年少のボランティアの何人かが、各コンテナ内のアイテムの数を数え、そのカテゴリのゴミの重さを量り、その結果を記録係に口述するのを手伝います。

予想通り、プラスチックはあらゆるカテゴリーにわたって最も一般的な物質の 1 つです。

シアトル地域で毒物学の研究に携わっており、ピュージェット音響管理者と定期的にボランティア活動をしているチューさんは、プラスチックが環境にもたらす可能性がある問題を痛感していると語る。

「マイクロプラスチックに関して言えば、多くの場合、衣服からこれらのマイクロファイバーに汚染物質が付着します」とチュー氏は説明する。 「これらすべての汚染物質に関して言えば、何が物質をより有毒にするのかを示す研究はほとんどありません。」

基本的に、PCB（ポリ塩化ビフェニル）や難燃剤など、すでに環境を汚染している化学物質は、プラスチック上で光り、他のより有毒な物質に変化する可能性がある、と彼女は言う。 しかし、それらの組み合わせが人間、野生動物、環境に与える影響についてはほとんど知られていません。

ボランティアらがビーチで見つけた繊維はほとんどがマイクロプラスチックとして分類するには大きすぎるが、これらの材料の一部は最終的にそのサイズまで分解される可能性がある。

そして、このような団体は毎日全国各地で清掃活動を行っていますが、プラスチックの寿命の終わりから目をそらして、その始まりに焦点を当て始めています。 何かが変わるとしたら、世界中のプラスチックの生産と包装の選択肢を変える必要がある、と彼らは言う。

「プラスチックの始まりと、その中でこうした大企業が果たす役割について、より多くの人に知ってもらうのは良いことだ」とピュージェット港湾管理者のスチュワードシップ・コーディネーター、ジリアン・フリッポ氏は言う。年。 「このデータはより大規模な変化、より大きな全体像に向けて進むだろうし、それが何らかの政策に役立つ可能性があることを期待している。」

人々は「このプラスチックの蛇口を閉める」ことに集中すべきだと彼女は言う。

プラスチック汚染が世界中に蔓延している現実は驚くべきものです。

研究室で魚、甲殻類、哺乳類、人間の腸や筋肉組織を検査する場合、科学者たちは基本的にすべての生き物の中にプラスチックが存在することを発見しました。

プラスチック汚染は、海の最深部や最も人里離れた山頂など、最も自然のままの地域でも見つかっています。

川沿いで見つかった海のゴミやビニール袋は、私たちが依存している海域にプラスチックが存在することを目に見えて思い出させますが、それはおそらく自宅の水道の蛇口からも出ている可能性があります。 道路上のゴミは、その土地がプラスチックで汚染されている明らかな兆候であり、北極を含む地球上の遠隔地にある氷と雪のサンプルにはプラスチックが含まれていることが示されており、プラスチックが私たちが吸う空気そのものを通って移動していることを示唆している。

研究者や市民科学者が指摘しているように、これはプラスチック製のストローや飲料ボトルによって引き起こされるだけの問題ではありません。 それは、使い捨てのビニール袋やプラスチック製のカトラリーだけではありません。また、果物、野菜、その他の食品を新鮮に保つために使用されるプラスチックフィルムの量が増加していることでもありません。

マイクロプラスチックはビール、ハチミツ、ブロッコリー、肉、魚などから検出されており、世界中の人々や生き物が避けられずマイクロプラスチックを摂取しています。

しかし、避けるべき食品に関するパニックキャンペーンは効果がありません。

「私たちが理解しようとしているのは、プラスチックがどこから来たのかということです。」 ポートランド州立大学の沿岸海洋生態学の専門家で、同大学の応用海岸生態学研究室を率いるエリーゼ・グラネック教授はこう語る。 「その情報がどこから来たのかを把握できなければ、経営陣や政策に対して提言を行うことは非常に困難です。」

幸いなことに、過去 10 年間でマイクロプラスチック研究への関心が高まったことで、科学者たちはその発生源とマイクロプラスチックを阻止するために何ができるかを理解し始めています。

オレゴン公共放送とのプロジェクトで、彼女の学生の 1 人が公共ラジオ局によるポートランド地域周辺の河川のサンプリングを手伝い、これにはかなり遠隔地にある源流付近のテストも含まれていました。 彼らはウィラメット川、ローグ川、デシューツ川のサイトをテストしました。

「あらゆる場所でマイクロプラスチックが見つかりました」とグラネク氏は言う。

見つかったプラスチックの量は最も辺鄙な地域で最も少なく、都市中心部近くでより多かった。

「人口密度と相関関係があるのは当然ですが、自然のままの場所はどこにもありませんでした」とグラネク氏は言う。

魚や海産物の腸内に含まれるマイクロプラスチックが消化過程でどのように取り込まれるかをよりよく理解するために、多くの研究が魚や魚介類の腸内にあるマイクロプラスチックに焦点を当ててきました。 しかし、別のプロジェクトでは、グラネクらは市場で見つかる一般的な魚の切り身を調べた。 マイクロプラスチックは、人々が実際に食べる組織から発見された、と彼女は言う。

「何が起こっているのかというと、生物の筋肉組織の中でもかなり長い繊維が実際に見つかっているのです」とグラネック氏は言う。 「これらの長い繊維は非常に細く、幅は約 20 ミクロンですが、長さは 1 ミリメートルになることもあります。」

しかしそれは、彼女が健康的なタンパク質の優れた供給源であるシーフードを食べることを人々に思いとどまらせたいという意味ではありません。

「これを避けるべきというわけではありません。他の発生源からもマイクロプラスチックを摂取しているからです」とグラネク氏は言う。

この夏、彼女の研究室はグリッド システムを使用してポートランドの一部を研究する予定です。 彼らは、街中にたくさんある苔の中に堆積した小さなプラスチックを探すことで、プラスチック汚染のホットスポットのいくつかを把握しようとします。

タイヤから摩耗するプラスチック粒子は、その汚染の最も一般的な原因の 1 つです。 そのため、研究者らは高速道路や高速道路が大きな発生源になると予想している。

「一部は落下したり風化したりするため、ポートランド北部のリサイクルセンターがおそらく発生源であると考えています」とグラネク氏は言う。 「乾燥機の通気口からマイクロファイバーが放出されることが多くの研究でわかっているので、ランドリー設備がより多くの発生源なのかどうか疑問に思っています。」

どこでも見られる最も一般的なタイプのマイクロプラスチックはマイクロファイバーです。 これらの繊維は通常、洗濯サイクル中にポリエステルやナイロンなどのプラスチック衣類から脱落し、廃水処理プラントではそれらの繊維の約 90 パーセントが捕捉される可能性がありますが、約 10 パーセントは依然として排水中に漏れ出ます。 処理場で捕獲されたバイオソリッドが農業施肥に使用される場合、さらに多くのマイクロファイバーが環境中に排出される可能性があります。

これらの同じマイクロファイバーは、乾燥機の通気口からも空気中に放出されます。 アイダホ州とバーモント州の住宅で乾燥機を使用し、研究者らは明るいピンク色の毛布を手に取り、濡らして乾燥機の低温に1時間入れた。 彼らは、噴出口から最大30フィート離れた表面の雪のサンプルからホットピンク色の繊維を発見し、一部のテストスポットでは千本以上の繊維が見つかった。

ポートランドやシアトルが環境中に排出したマイクロファイバーの数がそれが何を意味するかを考えてみてください、とグラネク氏は言う。 おそらく毎日、数百万匹が環境中に放出されていると考えられます。

政府が検討している解決策の1つは、マイクロファイバーのほとんどを発生源から捕捉するために、乾燥機に特殊なフィルターを義務付けることだ。 これらのフィルターが廃棄され交換されると、ファイバーは最終的に埋め立て地に送られる可能性がありますが、少なくとも大気中に放出されることはありません。

ポートランドから南西に約2時間半、オレゴン州海岸のニューポートにあるオレゴン州立大学ハットフィールド海洋科学センターでは、他の画期的なマイクロプラスチック研究が進行中である。

5月初旬、パンデミック中に完成した同大学の真新しいマイクロプラスチック研究室を歩くスザンヌ・ブランダー准教授。 ブランダーは、水産、野生生物および保全科学、環境および分子毒性学の学科で教鞭をとり、さまざまな方法でプラスチック研究に関わる学生の指導を支援しています。

この5月のツアーには大学院生のチームが同行し、この夏は小さなエビ、生物発光魚、動物の排泄物などに含まれるマイクロプラスチックを研究する予定だ。

研究チームは、各微粒子がプラスチックの種類を特定するための特別な装置を備えているため、全国の政府機関や大学と協力しています。

多くの研究室には長年にわたって FTIR (フーリエ変換赤外分光分析) 装置が設置されていますが、この研究室には、長さわずかミクロンのマイクロおよびナノプラスチックを分析できるマイクロ FTIR があります。 (1 ミクロンは、わずか 1/25,000 インチ、つまり 100 万分の 1 メートルです。)

特別なフードと HEPA フィルターで周囲の汚染物質をできる限り排除した研究室のクリーン ルームで、研究技術者のエミリー ペダーセン氏はプラスチックのサンプルを顕微鏡のようなものの下に置きます。 マイクロ FTIR は赤外線を粒子に通過させ、コンピューターが吸収または反射された光の量を示す波長を作成するときに数回スキャンします。

「戻ってくる波長を読み取り、既知のライブラリと比較します」とペダーセン氏は述べ、多くの研究室が既知の物質をシステムにスキャンしてライブラリの作成に協力したことを指摘した。 「つまり、それは単なる PETE (ポリエチレンテレフタレート) であり、通常の水のボトルまたは包装です。」

このデモンストレーションでは、材料が水筒から作られたものであることは彼女はすでに知っていましたが、チームが動物サンプルに含まれるさまざまなマイクロプラスチックのテストを実行する場合、この機械はそこにあるものを理解するための鍵となります。 また、天然繊維や有機物を人工物質から選別するのにも役立ちます。

「魚の腸からさまざまな繊維の束を引き出す場合、化学的に分析しない限り、それらが合成繊維であるかどうかを見分けるのは非常に困難です」とブランダー氏は言う。

ブランダー氏は、冷凍庫の中に、検査を依頼されたアラスカ産のカワウソの糞のサンプルがあると指摘した。 同校の別の生徒は砂丘のコアサンプルを持って検査を待っている。 Granek もここにサンプルを送ることがあります。

サテライトキャンパスの別の研究室では、大学院 1 年生のオリビア・ボイセンさんが、これから実験する予定の菌類の冷凍サンプルを披露しています。 ランタンフィッシュとしても知られるこの小さな生き物は、他の魚の主要な食料源として機能し、研究チームがテストのためにサケや他の海洋生物を採取するときに偶然拾われることがよくあります。

彼女がイワシほどの大きさの魚が入った瓶を持ち上げると、光が水中深くで生物発光を可能にする器官を捉えて銀色に光ります。 ボイセン氏によると、彼らは日中は深さ約1キロメートルで過ごしているが、夜になると水面近くまで上がって餌を食べるという。

「この膨大な数の魚は毎晩このようなことをしており、その後下に戻ってそこで一日を過ごすのです」とボイセン氏は言う。 「つまり、それらはおそらく、表層から中水域まで送るこのマイクロプラスチックポンプであり、研究することが非常に重要です。」

そのユニークな豊富さと、多くの博物館が数十年にわたって提灯魚をエタノールの瓶に入れて保存しているという事実のため、ボイセンさんはプラスチック生産と汚染の増加を長期にわたって追跡できるかどうかを確認することになる。

最初の完全合成プラスチックはベークライトで、1907 年に初めて製造され、電話、ラジオ、自動車部品、宝飾品の製造にすぐに普及しました。 しかし、プラスチックの生産が本格化し始めたのは 1950 年代から 60 年代になってからです。 近年、安価な素材がかつてないほど多くの製品に使用されるため、生産量は指数関数的に増加し続けています。

ボイセンさんは、1960年代に捕獲され保存されていた菌類のプラスチック含有量が、今年新たに捕獲された菌類に比べて低いことが確認できるのではないかと理論づけている。 今年捕獲された魚は、汚染を避けるためにはるかに厳格な品質管理手段を用いて保存されたが、依然として高レベルのプラスチックが含まれている可能性がある。

また、ブランダー氏と協力しているのは、博士課程 3 年生のサラ・ハットン氏と、ドイツからの博士課程客員学生フェリックス・ビーフェル氏です。

OSUの環境・分子毒性学部で働くハットン氏は、研究室でマイクロプラスチックにさらされて飼育されているシルバーサイドフィッシュの遺伝子発現を研究している。

ビーフェル氏は、研究室で飼育された小さなアミエビを使って、マイクロプラスチックにさらされた後にエビの行動がどのような影響を受けるかを研究している。 彼はそれらを光と闇、そしてさまざまな温度にさらします。

「行動を利用することの良い点は、神経毒性の指標になり得ることです」とハットン氏は説明する。 「私たちは、それが彼らの脳にどのような影響を与えるかに興味があります。もしその生物が異なる形で発達したなら、それはその行動に影響を与えるでしょう。」

研究者がさまざまな生物種でマイクロプラスチックを発見した場合、それが何を意味するのかをより深く理解するには、暴露実験が不可欠だとブランダー氏は言う。

「外に出てマイクロプラスチックを見つけるのは素晴らしいことです」とブランダー氏は言う。 「しかし、それが危険かどうかを知る唯一の方法は、実験室で実験することです。」

さまざまなタイプの組織に非常に多くの人々が所属しているため、人々がポリシーの変更や潜在的な解決策について話し始めると、点と点を結びつけるのが簡単になる可能性があります。

「マイクロプラスチックの分野では、繊維やタイヤの粒子のようなものが私たちが思っていたよりも大きな問題であることがわかる段階に来ていると思います」とブランダー氏は言う。 「つい数年前までは、ストローやカップ、使い捨て製品に焦点が当てられていましたが、これらは依然として大きな問題を抱えており、ビーチのいたるところで見かけるものだと私たちは知っています。」

しかし、堆積物や生物の中に含まれるプラスチックはマイクロファイバーであることが多い、と彼女は言う。

「それによって、どの情報源を追跡する必要があるかがわかります」と彼女は言います。

すでに一部の州では、生産者に製品の使用済みリサイクル費用の支払いを義務付けることで、包装などの上流の供給源をターゲットにしている。 いわゆる拡大生産者責任により、例えばペットボトルで製品を販売することを選択した企業は、すでにそのような方針が可決された一部の地域でのボトルの回収とリサイクルの費用を支払わなければならないことになる。 今年の6月30日、カリフォルニア州はその方向に向けて大きな一歩を踏み出し、使い捨てプラスチックと包装廃棄物を段階的に廃止する全米最強と考えられる法律を可決した。

同様に、「逃亡ゴミ評価プロトコル」の市民科学からのデータは、意思決定の指針となる可能性があります。

このプロトコルは、EPAの太平洋北西部地域のゴミのない水コーディネーターであるマーガレット・マッコーリー氏の後に開発されましたが、同僚の一人は、非常に多くのグループが自発的に提出した情報が比較できないことに気づきました。

「私たちは二人とも、人々が収集し、水質浄化法と[資源保護回復法]に基づいて私たちと共有しようとしていたデータを調べていました」とマッコーリー氏は言う。 「たくさんの賢い人たちが、互いに結びつかないことをたくさんやっていました。」

個々のタバコの吸い殻を数えるグループもあれば、ゴミ袋の数を報告するだけのグループもあるでしょう。 しかし、ゴミ袋の大きさはどれくらいでしたか？ そして、濡れたジーンズと一本のタバコの吸い殻はどう違うのかとマッコーリー氏は尋ねる。

マコーリー氏によると、このプロトコル（「ゴミ」という用語をめぐる意見の相違により、より言葉的な名前が付けられた）により標準化された測定が可能になり、権力者はそれを利用して雨水の許可などを強制することができるという。

許可やその他の法的拘束力のあるメカニズムは、汚染を削減するために圧力をかけることができます。 クリーンアップに費用がかかるほど、人々は上流のソリューションに注目する可能性が高くなります。

ポートランド州の研究者であるグラネック氏は、この問題に真に対処するには、消費者の習慣やボトムアップのアプローチに焦点を当て続けることはできないと述べています。 その代わりに、最初にプラスチックを製造する人々に向けた政策を講じるなど、トップダウンの重点が必要になる可能性が高いと彼女は言う。

「私たちが気づいていることの 1 つは、私たち全員が家庭の習慣をより良くできるということだと思いますが、実際には上流での変化の必要性が非常に重要です」とグラネク氏は言います。

たとえば、人々は主にプラスチックで作られたファストファッション衣料品の購入を減らすことを選択するかもしれないが、本当の影響は上から来るだろうと彼女は言う。

世界中でリサイクル箱に入れられるプラスチックのうち、リサイクルされるのは 10 パーセント未満です。

「一部の業界は自主的な行動を取るだろうが、それは重要だ」とブランダー氏は言う。 「自発的に行動を起こす人もいるでしょうし、それは重要なことです。しかし、規制も必要だと思います。」

特別な乾燥フィルターが必要な場合でも、タイヤの再設計が必要な場合でも、原因の一部に直接対処することが可能です。

そして、プラスチックへの取り組みは重要です。なぜなら、プラスチックが人間の健康に悪影響を与えるかどうかについてはまだ科学は解明されていないかもしれませんが、プラスチックが動物に影響を与え、細胞損傷を引き起こし、生殖と成長に影響を与えることはすでにわかっているからです、と彼女は言います。

「それは私たちの体の中にあります」とグラネクは言う。 「動物への影響を発見した研究は十分にあるので、動物が影響を受けても人間は影響を受けなかったとしたら少し驚くべきでしょう。」

InvestigateWest (invw.org) は、太平洋岸北西部の調査報道に特化した独立系ニュース非営利団体です。 このストーリーは、Sustainable Path Foundation の支援により実現しました。

サマンサ・ウォルフェイル著、オレゴン・キャピタル・クロニクル 2022 年 12 月 1 日

私たちのストーリーは、クリエイティブ コモンズ ライセンス CC BY-NC-ND 4.0 に基づいてオンラインまたは印刷物で再公開される場合があります。 スタイルを変更するか短縮するためにのみ編集し、適切な帰属表示と当社 Web サイトへのリンクを提供するようお願いします。

サマンサ・ウォルフェイルは、21 世紀で最も問題のある汚染物質の 1 つであるプラスチックを調査するプロジェクトの InvestigateWest の主任記者です。