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https://wired.jp/2020/06/22/sea-breeze-microplastic/
生活排水などから海へと流れ込んでいるマイクロプラスティックが、実は海にとどまらずに大気へと放出されている──。そんな衝撃的な研究結果が公表された。つまり、海はマイクロプラスティックの「終着点」ではなく、「放出源」でもあったのだ。呼吸で吸い込んだ際の人体への影響、雲として移動した際の降雨への影響など、さまざまな課題が浮上してくる。
2020.06.22 MON 08:30
TEXT BY MATT SIMON
TRANSLATION BY KAORI SHIMADA/TRANNET
砂浜に立ち、爽やかな潮風を胸いっぱいに吸い込む──。そんなとき、実は吸い込んだ空気には細菌やウイルス、微粒子（エアロゾル）化した海塩が含まれている。それらの物質はクジラが海上にジャンプしたときや波が砕けたとき、あるいは気泡が海面に上がって破裂するときに海から空中に放出され、海風や海霧に運ばれたものだ。
海辺で過ごす休日に水を差したくはないが、いまやどこにでも存在するある汚染物質もまた、この放出物質のリストに加わることになる。マイクロプラスティックだ。
マイクロプラスティックとは、プラスティック製のボトルやビニール袋が砕けて小片になったものや、ポリエステル製の衣服から抜け落ちた合成繊維などのことだ。正確に言えば、5mm未満になったプラスティック片を指す。
近年の研究によると、マイクロプラスティックは深海から世界最高峰にいたるまで、世界中で発見されている。このほど欧州と南アフリカの研究者たちが科学誌『PLOS ONE』で発表した論文によると、水中から浮かび上がった気泡がはじけるときにも、大気中にマイクロプラスティックが放出されることが実証されたという。
また、研究者たちはフランスの砂浜の上空の大気からも、マイクロプラスティックを採取している。その調査結果によると、状況は喜ばしいとは言えない。1立方メートルの大気中に最大19個のマイクロプラスティック片が漂っていることがわかったのだ。
計測が実施されたのは汚染が比較的少ない大西洋に面した海辺だったが、汚染が進んだ地中海などでは、おそらくはるかに多くのマイクロプラスティックが放出されていると考えていい。研究者たちの計算によると、全世界で毎年13万6,000トンものマイクロプラスティックが海から大気に放出されている可能性があるという。
■海は「終着点」ではなかった
現在にいたるまで、科学者たちは海をマイクロプラスティックが最終的に流れ着く“汚水だめ”のようなものだと考えていた。服を洗えば、抜け落ちた合成繊維が排水に混ざって流され、下水処理場に流れつく。下水中の合成繊維は処理場で一部が取り除かれるが、残りは処理水とともに流されて海へたどりつくのだ。
プラスティックごみもまた、川に流れ込んで最終的には海へと流れつき、時とともに小さく分解されていく。そして微小なプラスティック片（マイクロプラスティック）となって海流に乗り、はるかかなたまで広がっていく、というわけである。
今年4月にも、マイクロプラスティックがいかに深い海へとたどりつくという別の研究チームによる論文が発表されたばかりだ。マイクロプラスティックは最終的に海底の堆積物に混ざって定着し、海底の生態系を破壊するという。
関連記事：マイクロプラスティックは深い海底にも堆積し、生態系を“汚染”している：研究結果
科学者たちはこれまで、海に流れ着いて小片となったプラスティックは、そのまま海にとどまると考えていた。ところが今回の研究では、小さな気泡によってマイクロプラスティックが大気中に吐き出されることが示された。
海に発生する気泡は極めて複雑だ。海面に上がった気泡は、空気だけでなく“ヒッチハイカー”を連れている。
「気泡は水柱を通って上昇する際に、スポンジのように微粒子を吸収します。このため海塩やウイルス、細菌などのほか、プラスティックの微粒子も吸着しうるのです」と、今回の研究の筆頭著者のひとりでマイクロプラスティックの研究者であるストラスクライド大学のデオニー・アレンは言う。「つまり現在の海で発生する気泡は、微粒子で覆われているようなものなのです」
■蛍光性の物質を用いて実証
気泡が上昇して海面にたどりついたとき、気泡の下半分は水中に没したまま、上半分だけが水面上に突き出した状態となる。
「海面から出た気泡の上半分には非常に薄い水の層が乗っています。気泡がはじける、つまりその水の層がはじけると、気泡に吸着していたナノサイズの物質が大気中に放散するのです」と、もうひとりの筆頭著者でマイクロプラスティックの研究者であるストラスクライド大学のスティーヴ・アレン（デオニー・アレンの夫）は説明する。「さらに、気泡が消えて残された下半分の空間を埋めようとする力が働き、その空間に全方向から海水が流れ込むことで、上に向かって水が噴出します」
アレン夫妻は研究室の同僚とともに、蛍光性の物質を用いてこの現象を再現し、気泡によって空気中に物質が噴出される様子をブラックライト（長波長紫外線光線）で照らして観察した。海で生じる気泡がウイルスや細菌、海塩を大気中に放出することは、それまでにも科学者たちによって認識されていたが、この実験によってマイクロプラスティックも気泡に乗って放出されることが示されたのだ。
海水中の物質が放出される道筋は、気泡だけではない。もっと激しいものとしては、波がある。波が陸地に打ち寄せるとき、海水中のあらゆる種類の汚染物質が空中に放出されている。そうやって大気中に移動した微粒子は、水蒸気を吸収して霧を形成する。
■海はむしろ放出源になっていた
今回の研究で大気中のマイクロプラスティックを採集するに当たって、アレンらはフランスでも特に天候が荒いビスケー湾の海岸沿いを選んで調査を実施した。
採集には2種類の装置を用いた。ひとつは波しぶきを構成する水滴中の微粒子を採集する装置、もうひとつは乾いた海風（海から陸に向かって吹く風）に含まれる微粒子をこしとる装置である。霧がかかった秋の日に調査したところ、1立方メートルあたり19個ものマイクロプラスティックの微粒子が採集された。
ということは、海はこれまで科学者たちが信じていたように、マイクロプラスティックを封じ込めているのではない。盛んに大気中に放出し、地球上のありとあらゆるところに向けてばらまいていると考えられる。
アレン夫妻の以前の研究によると、マイクロプラスティックは風に乗ってはるかかなたまで拡散されている。そのときの調査では、欧州の都市から、手つかずだと考えられているピレネー山脈のフランス側の頂までマイクロプラスティックが運ばれたのだ。
関連記事：マイクロプラスティックは風に乗り、雪深い山脈まで覆い尽くしている：調査結果
■大気へと“還流”するメカニズム
今回の研究結果は、前回のその悲しい調査結果に追い打ちをかけるものとなった。
「地球上にはすさまじい量の水が存在しています」と、デオニー・アレンは言う。「海が汚水だめのようにマイクロプラスティックをとめ置いているだけでなく、海面から放出もしていると考えれば、実に広大な供給源があることになります。ですから、これから大気中に放出されうるマイクロプラスティックの量を左右する可能性もあります」
研究結果により、マイクロプラスティックによる汚染のプロセスが、これまで考えられていたよりもはるかに複雑であることがわかった。「これまでの研究から、プラスティックごみやマイクロプラスティックごみの一部が、波や風によって海から陸に吹き寄せられることはわかっていました。それが今回の研究で、海中のマイクロプラスティックが海の波しぶきによって大気中に放出されうることが初めてわかったのです」と、今回の研究には参加していないマンチェスター大学の地球科学者イアン・ケインは指摘する。
ケインは底層流（海底近くの海流）によってマイクロプラスティックがどのように移動するかを研究している。「プラスティックごみは、たとえ陸地に吹き寄せられてもほとんどが再び移動して、いずれは川などの水中に落ちて海にたどりつくでしょう。一部は土中や植生中に封じ込められて、永遠にその場にとどまります」
つまり、あなたが野菜を食べるとき、その野菜にはマイクロプラスティックが含まれている可能性がある。そのマイクロプラスティックはごみとして海に流れつき、水中から噴出して風に吹かれ、陸地に戻ったのかもしれない。同じように、あなたが吸っている空気は身の回りの物からはがれ落ちたマイクロプラスティックや、かつては海中を漂っていたマイクロプラスティックで汚染されているかもしれない。
■降雨の分布にも影響？
アレン夫妻の今回の研究結果からは、もうひとつ厄介な問題が浮かび上がる。それについてはさらなる調査が必要だが、次のような問題だ。
もしマイクロプラスティックが海由来のほかの微粒子と同様に雲の“種”になる──つまり核として水蒸気を集めて大きな雲をつくりうるのであれば、地球上の水の移動にどのような影響があるのだろうか？
「もしマイクロプラスティックが大量にあれば、雲のサイズが大きくなり、反射率（入射光に対する反射光の比率）も変化します」と、スティーヴ・アレンは言う。つまり、マイクロプラスティックによってより多くの水蒸気が集められることで、雲の白さが増し、より多くの太陽エネルギーを反射するようになる。そうすれば、結果的に地球の気温を下げる上で役立つかもしれない。「そう考えると、気候変動の面では有益でしょうね」
一方で、マイクロプラスティックによって必要以上の水蒸気が雲に封じ込められれば、降雨のパターンが変化することも考えられる、とスティーヴ・アレンは指摘する。「マイクロプラスティックにより大気中の水分が集められ、雨として降らないと、雨はどこか別の場所へ運ばれていきます。そうすると、本来なら降るはずではなかった場所で雨が降り、必要な場所には降らないことになります」
■さらに微細化すれば体内にも浸透する？
さらに、科学者たちの目に“見えなかった”点について考えなければならない。プラスティックは完全に消えてなくなることはない。波や風によって分解され、どんどん小さくなっていくということは、研究者たちの用いるフィルターを通り抜けるほど小さい微粒子も存在するということだ。
「厄介なことに、粒子が細かくなればなるほど大気中に容易に拡散するのです」と、今回の研究には参加していないスクリップス海洋研究所の研究員ジェニファー・ブランドンは言う。「大気中に存在するせいで、非常に遠くまで移動できてしまいます」
例えば、サハラ砂漠の砂は大西洋を難なく渡って、南アメリカに到達する。もしマイクロプラスティックがサハラ砂漠の砂と同様に世界中を自由に移動できるなら、どれだけ人里離れた場所であろうと汚染からは逃れられない。そのうえ、そこにすむ生物に与える影響は計り知れない。
また、サイズと重量が極小の微粒子は、人間などの生物の細胞組織を容易に通り抜けていくかもしれない。例えば、飲み込んで消化管に入れば、腸管膜を通り抜けることも考えられる。飲み込んだり吸い込んだりしたマイクロプラスティックが人体に及ぼす影響についての研究は始まったばかりだが、体にいいわけがないことは容易に想像がつく。
研究者たちは、マイクロプラスティック由来の化学物質が人体の組織に侵入することを懸念しているだけでなく、微粒子の表面で増殖する細菌などの汚染物質の害についても警戒している。この問題は特に海で顕著だが、それは海中を漂うマイクロプラスティックに病原体が集まりやすいからだ。
海辺で1日を過ごして肺にマイクロプラスティックを吸い込んだ場合、どのような影響があるのか──。いまのところ、それは誰にもわからない。
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