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食品の安全・品質に関する技術講座 第110 回
食品の包装技術と環境汚染（2）プラスチックごみと人の健康
Plastic Debris and Human Health

キーワード：マイクロプラスチック，ナノプラスチック，添加剤，食物連鎖，生物増幅，生態毒性，炭素収支，氷晶核，血液脳関門
Microplastic, Nanoplastic, Additives, Food chain, Biomagnification, Ecotoxicity, Carbon budget,
Ice nucleus, Blood-brain barrier

広海

1. はじめに筆者の一人の広海は，海洋環境科学を専攻する立場から，海洋に流出するプラスチックごみのもたらす海洋生

十朗

Juro HIROMI陶慧

Kei TAO

ずは海におけるプラスチックの挙動についてプラスチッ
クの基本に関わる知識を含めて解説する．

2. 海に流入したプラスチックの挙動態系への脅威に主たる関心を寄せてきた．しかしなが

図１は海の生態系におけるプラスチックの挙動を模式ら，プラスチックごみが一方的に海へと流出するだけで的に示すものである（山下ほか 3））．プラスチックはそのはなく，シーフード食を通じて人へと還流し，遂には人サイズにより，マクロプラスチック macroplastic（数 cmの健康に脅威となる可能性も見えてきた．さらには，大～数十 m），マイクロプラスチック microplastic（5 mm

気中に存在するプラスチックが直接的または間接的に人以下，以下 MP と表記），さらに小さなものをナノプラの健康を脅かす可能性も指摘されるようになるなど，プスチック nanoplastic（1μm 以下，EU では 0.1μm すな

ラスチックごみ問題は想像以上に深刻である．本講座でわち 100 nm 以下という定義．以下 NP と表記）のようは，プラスチックごみの持つ危険性について，まず海洋に分類される．MP は一次 MP と二次 MP に分類され，生態系へのインパクトという視点から概述し，次いで人

前者は元々が微小なマイクロサイズであり，たとえばの健康への脅威，さらには気象異変の要因を示唆する最パーソナルケア商品（スクラブ洗顔，マイクロビーズな近の知見を紹介し，最後にプラスチックごみを削減するど）のスクラブ粒，これは 5．
で後述するように下水処理ための提言を述べる．

場を経由していずれは海に流出する．ほかにも，化学繊プラスチック問題は，第一義的には海洋環境の問題で維の衣類の繊維くず（マイクロファイバー），これは大気あった．2010 年に世界で生産されたプラスチックの総量中に浮遊し，または洗濯の排水から下水処理場を経て海は 2 億 7 000 万トンで，そのうち，海に流出したプラスに流出するものもある．車両タイヤからの粉塵なども含チックは 480 万～ 1 270 万トン（中央値 875 万トン）と推定されている．すなわち，海に漏れ出る率は 1.8 ～ 4.7 ％（中央値 3 ％）である．これに基づき，Jambeck et al.1）はインフラ構造に適正な改良がなされず今後も陸から海に流入し続ければ，海に蓄積する累積量は 2025 年までに今の 10 倍にもなる，と警告した．また，1950 年代から 2015年までに生産された累積プラスチックは 83 億トンで，2050 年までに累計で 330 億トンの生産が見込まれる．これに漏れ出る率 3 ％をかけると 10 億トンのプラスチックが海に蓄積するものと推定される．この量は世界の海の魚類の全生物量の 8 億トンを超える 2）．
本稿では，プラスチックごみ問題について人の健康との関わりに主眼を置くものではあるが，先24

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図１ 海洋生態系におけるプラスチックの挙動（山下ほか 3））

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まれ，大気中に浮遊したまま移動するものや，雨とともに海や陸に降下するものもある．二次 MP はマクロサイ

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3．プラスチックの主要な添加剤と毒性ズのプラスチック製品が劣化・破砕し，微細化したもの

表１に示すとおり，プラスチックには様々な添加剤がである．改めて図１を見ると，まず，通常はマクロプラ使用されている．ノニルフェノール（NP）は酸化防止剤

スチックが海に流出され（これに加えてレジンペレットとしての用途のほかにも腐食防止剤，また界面活性剤とという加工・成型前のプラスチックの原料となるものが，して工業用の洗浄剤にも広く使われている．内分泌攪乱

直径数 mm の粒の状態で流出する場合もある），波浪や作用が知られ，2012 年には我が国の環境基準法に基づく紫外線などにより破砕，微細化，すなわち MP，そして水質汚濁に係る生活環境の保全の基準の項目として新たNP へと変化し，これらは摂食を経て海洋動物に体内にに加えられた．その基準値は海域の例を示すと，水域類入る．またあるものは，海底へと沈降し堆積物の一部に型により異なり 0.7μg/L 以下，あるいは 1μg/L 以下でなり，そこに生息する底生動物に摂食される．プラス

ある．ビスフェノール A（BPA）はポリカーボネートのチックを摂食した動物は内臓損傷，炎症反応，摂食障害原料，またポリ塩化ビニル（いわゆる塩ビ）の可塑剤とを招き，腸閉塞あるいは窒息死に至る可能性がある．としても利用される．内分泌攪乱作用が知られ，日本の食りわけ NP は危険である．淡水の魚類（ヨーロッパブナ）

品衛生法ではプラスチック製品からの溶出試験規格をの実験報告であるが紹介する．Mattsson et al.

は実験2.5μg/ml（＝ 2.5 ppm）以下としている．アミン系の酸的にヨーロッパブナに NP（粒径が 40 nm のポリスチレ化防止剤のうち，6PPD は老化防止剤としてゴムタイヤン粒子）を暴露した結果，実験魚の腸，精巣，肝臓からに添加されるが，走行中に摩耗した粉塵は環境中で変性ポリスチレン粒子が検出された．さらに，NP は血液－し 6PPD キノンとなり，ギンザケに対する急性毒性が知脳関門を通り抜け，脳に蓄積したことを確認した．6．
でられる（たとえば，Tian et al.8））．紫外線吸収剤のベン

後述するように 100 nm 未満のプラスチックは生物のすゾトリアゾール類やベンゾフェノン類も内分泌攪乱作用べての器官に吸収される．

や生殖毒性を持つ．フタル酸系の DEHP（フタル酸ジエ4）

水揚げされた魚介類はシーフードとして人の口に入チルへキシル）や DINP（フタル酸ジイソノニル）は可る．Tanaka and Takada5）は東京湾で採集されたカタク

塑剤の代表的なものであるが，主にポリ塩化ビニル

チイワシ 64 個体の約 8 割の消化管から合計 150 粒（1 尾（PVC）のなどのプラスチックを柔らかくするために使用当たり平均 2.3 粒）の MP（約 8 割が 0.1 ～ 1 mm）を見つされる．これらもまた，発がん性，生殖毒性，内分泌攪けた．魚類をはじめとする多くの食用海産物（たとえば，乱作用が知られる．ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）

貝類，カニ，エビ，海藻など）中から検出された MP には，動物や人に対して毒性（発がん性，内分泌攪乱作

ついては実に多くの報告例があり，数量や形状などにつ用，神経毒など）を持つものも知られている．

いては WHO に詳しい．Danopoulos et al. は，2017 年

プラスチックから溶出（滲出）した添加剤は，水溶性の人一人当たりのシーフードの年間消費量は 20.39 kg（内ではなく脂溶性なので生体内に蓄積する可能性がある．

訳は魚類が 15.21 kg，貝類が 2.65 kg，甲殻類が 2.06 kg，こうして食物連鎖の過程に入り込むことで生物濃縮頭足類が 0.47 kg）という FAOに基づき，シーフード（biomagnification 生物増幅ともいう）し，栄養段階の高を消費することで一人当たり年間で最大 53 864 粒の MPい動物の体内では元の濃度よりもはるかに高濃度になるを取り込むと試算した．摂取による人体への影響は未解こともありうる．もう一つの化学的な脅威は，プラス

明だが，安全だという証拠もない．予防原則に基づき食チックは疎水性が高く（親油性），油とくっつきやすいの品からの摂取量を減らす対策が必要だ．以上のとおり，で，水中に存在する様々な汚染物質（たとえば，PCB，シーフードは人の体にプラスチックの入るルートの一つDDT などの残留性有機汚染物質（POPs）や，ベンゾピであるが，まだほかにもある．これについては 6．
で後述

レンなどの多環芳香族炭化水素（PAHs））がプラスチッ

する．

クに吸着しやすいことである．これらの物質は発がん性

6）

7）

6）

表１ プラスチックの主要な添加剤
酸化防止剤

フェノール系
ノニルフェノール（NP），ビスフェノールA（BPA），ジブチルヒドロキシトルエン（BHT）など
アミン系
6PPD（N-（1,3- ジメチルブチル -N’- フェニル -1,4- フェニレンジアミン）
紫外線吸収剤 ベンゾトリアゾール系，ベンゾフェノン系 ベンゾフェノン，2- ハイドロオキシベンゾフェノン
可塑剤
フタル酸系
フタル酸エステル類（DEHP，DINP など）
難燃剤
臭素系
ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDEs）
透明化剤
リン酸エステル金属塩系，ソルビトール系 ジベンゾジリデンソルビトール，ジ - アリキル - ベンジリデンソルビトール
帯電防止剤
グリセリン，脂肪酸，エステル類，界面活性剤，カーボンブラック

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食品技術講座が知られる．プラスチック由来の化学物質の生物組織へならない．
「運び役」は動物プランクトンが植物プランクの移行は摂食実験や飼育実験により証明されている（たトンを摂食して排泄される糞粒（faecal pellets）である．

とえば Teuten et al. ，Tanaka et al. ）．化学物質とア

つまり，糞粒は生物ポンプの一部として海洋における有レルギーとの関係も確認されている．たとえば，ダニア機物の中・深層への鉛直フラックスの増加に寄与するのレルゲンをあらかじめ接種したマウスに DEHP を投与すである．Cole et al.13）は MP の存在が生物ポンプに与えると，アトピー性皮膚炎を増悪させることが報じられてる影響を知る目的で室内実験を行った．粒径が 20.6μmいるのポリスチレン MP（1 000 個/mL）と天然の餌（単細胞藻：9）

10）

．

11）

4．海洋生態系の機能に対する潜在的脅威～1 650 細胞/mL）の中で，代表的な動物プランクトンであるカイアシ類 Calanus helgolandicus の飼育をしたとこ

人間の生存は食料や水，気候の安定など生態系から無ろ，その糞粒の排泄量は有意に減少し（p ＜ 0.001），沈償で与えられる様々な恵みにより支えられている．2001

降速度は 2.25 倍も遅くなり，また糞粒はバラバラになり年から 2005 年にかけて行われたミレニアム生態系評価やすくなった．つまり，MP は動物プランクトンによる（MA）ではこの恵みを生態系サービスと呼んだ．生態系

植物プランクトンの摂取量を減らし，また糞粒の性質やサービスは供給サービス，調整サービス，文化的サービ沈降速度を変える働きがあり，その結果，海洋の炭素のス，そして以上の 3 つのサービスを根底から支える基盤吸収能を減退させる潜在性を帯びている．

サービスの 4 つに分類される．これらの中で調整サービスは，生態系が持つ機能の一つである物質循環機能のなせる“技”である．図２に 2020 年代における地球の炭素5. プラスチックの陸圏・気圏における挙動と人体への侵入ルート循環の模式図を示す 12）．化石燃料の燃焼や森林破壊と近年になって MP や NP は，海洋へ一方的に流入する土地利用によって，炭素重量に換算して年間に約 109 億以外に，海洋から大気へと還流することや海洋―大気間トンが大気に放出される．そのうち，51 億トンが大気にで循環することの重要性も注目されている（たとえば，残留し，34 億トンが森林に，25 億トンが海洋に吸収されAllen et al. 14））．この理由は以下のとおりである．すな

る．炭素（二酸化炭素）が海洋に吸収されるには，溶解

わち，大気中に浮遊する MP や NP はエアロゾルとともポンプ，生物ポンプ，そしてアルカリ度ポンプというメに検出されており 15），これらのプラスチックの存在は雲カニズムが働く．生物ポンプとは文字どおり生物が主役を形成する氷晶核となることから，将来的に人為的気候となるポンプである．これを簡単に言うと，植物プラン変動をもたらすかもしれない 16）．また，大気中のこれらクトンは二酸化炭素を吸収し光合成によって有機態の炭のプラスチックは，強い紫外線によって劣化が進むこと素を合成するが，この後，中・深層に沈降することなくでメタンやエタンなどのガスを発生することが確認され表層で枯死・分解するなら，再び二酸化炭素として海水ている 17） ことから，大気中の MP や NP は温室効果をに戻るだけのことになるので中・深層へと運ばなければ促進するという可能性もある．
人間の住む陸圏におけるプラスチックごみの発生と移動について述べる（表２）．化学繊維衣類の洗濯によって，プラスチックごみ（マイクロファイバー）は下水処理場を通して河川そして最終的には海へと至る．一方，物干し乾燥中の衣類から出る繊維くずや走行する車両のタイヤの摩耗粉塵は，直接大気や水圏へと移動する．また，洗い流しのスクラブ粒子は，使用後に下水処理場を経て，河川そして最終的には海へと至る．これ以外にも発生源として農耕地やごみ処理場などがある．
以上のプラスチックごみは，以下のようなルートを通じて人体へと移動するものと考えられる．すなわち，大図２

人為起源炭素収支（2020 年代）の模式図
IPCC（2021）をもとに気象庁が作成．各数値は炭素重量（トン）に換算したもので，もっとも細い矢印およびその数値は産業革命前の状態を，より太い 3 つの矢印およびその数値は産業活動に伴い変化した量を表す．2010 ～2019 年の平均値（億トン炭素）を 1 年あたりの値で表す（気象庁 HP 12））．

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気中のプラスチックごみは人の呼吸により肺に侵入し，河川水や海水のプラスチックごみは水道水，ミネラル水，牛乳，ジュースなどの飲み物，塩，砂糖，ハチミ
ツ，ビールなどの製造過程で混入し，やがては人体（消化管）へ，またパーソナルケア商品の洗顔クリームやス
キンクリームなどのマイクロビーズのように皮膚から体食品技術講座

表２

陸上におけるプラスチックごみの発生ならびに移動先

プラスチックごみの発生源
化学繊維衣類の洗濯排水
化学繊維衣類の物干し乾燥中の繊維くずパーソナルケア商品（洗い流しのスクラブ製品）
走行中の車両タイヤからの摩擦粉塵

中間経路
下水処理場
－下水処理場－

143

つかの例を挙げれば以下のとおりである．ビー

移動先
河川水，海水大気，水圏河川水，海水大気，水圏

ルからは 4 ～ 21 MPs/L（サイズ 0.1～5 mm），牛 乳 で は 6.5 ～ 2 040 MPs/L（5 ～ 7μm）， 塩
では 2 ～ 550 MPs/kg（3 ～ 3.5μm）であった．
MP または NP が人体に侵入したとして，プラスチックの粒径と器官への侵入の可否について見てみる．図３は哺乳類の体内における MP や NP の運命をまとめたものである 21）．
150μm（0.15 mm）以上の MP は器官に吸収されないと考えられているが，それ以下のサ
イズの MP は腹腔からリンパへ，そしてリンパ節で合流しながら最終的に鎖骨の下で 1 本の太いリンパ管に合流し静脈に，さらに循環

図３ 哺乳類の体内におけるナノ，マイクロプラスチックの運命（Lusher et al.21））器系へと移動するものと推定される．20μm 程
度の MP は一部の器官を通り抜け，もっとも小さな 0.1μm 未満のものはすべての器官に内へ移動するものもあると思われる．いったいどれほど達し，細胞膜を通過して血液―脳関門や胎盤をも通過での MP が存在するのであろうか？

きるものと考えられる．

化学繊維の衣類（フリース）の洗濯後の排水中から，最大 2 g のマイクロファイバーが出たという報 告 18）があ

6. 人の体内から発見されたプラスチックと健康被害る．ただし，これは化繊衣類の素材（ポリマーの違い）やWright and Kelly22）は図３を受けて，NP は肝臓や筋撚り方，着古しの状態などの条件によっても異なるであ肉そして脳にも現れる可能性があることを指摘したが，ろう．Shalumon and Ratanatamskul19）はスクラブ洗顔2020 年に入るとさらに人の血液から 23），母乳から 24），料内の MP を調べ，ポリエチレン粒子が多く，その粒径そして肺から 25）もプラスチックが検出されるようになっは素材により異なるが 242 ～ 902μm の範囲にあることた．また，最近では心臓から 26），胎盤 27）から，さらにはを明らかにした．皮膚の角質層は 1μm 以上の粒子は通精巣，精子から 28）の報告例も見られる．以下に基本的過させないな検出情報を述べる．

ので直接体内に入ることはないであろう．

20）

しかし，これらのスクラブ粒子は最終的に海に流出し，血液からポリエチレンテレフタレート（PET），ポリエチそこで物理的に破砕されて微細な NP へと変化すること

レン，ポリスチレンなどが検出され，それぞれの検出濃度になるので，スクラブ製品の生産・利用は避けなければの 最 大 は 2.4μg/mL，7.1μg/mL，そ し て 4.8μg/mL でならない．

あった．なお，サイズについては記載がない．母乳にお空気中の MP については，WHOの報告より屋外のいてもっとも多かったポリマーはポリエチレン，ポリ塩例を紹介すると，少ないものでは平均 0.41 MPs/m （サ化ビニル，ポリプロピレンで，サイズは 2 ～ 12μm の範イズの範囲は 12.35 ～ 2 191μm），多い方の例では平均囲にあった．数量に関する記載はない．肺については，

282 MPs/m（サイズ 5 ～ 30μm）であった．比較的大き13 の試料中 11 試料から合計 39 の MP が検出され，全部6）33なサイズも認められるが，注意しなければならないことはで 12 種類のポリマーが認められたが，もっとも多かっ環境中で物理的な変性を経て MP が NP へとさらに小型たのはポリプロピレンであった．検出された数は平均で化することである．飲料水については ，WHO 6）にまとめ

1.42±1.50 MPs/g，平 均 的 な サ イ ズ は 長 さ が 223.10±られているように多くの既往値がある．水道水では多い方

436.16μm（12 ～ 2 475μm），幅は 22.32μm（4 ～ 88μm）

で 1 247 MPs/L（サイズの範囲は数μm～数百μm），ミネであった．心臓からは PET ならびにポリウレタン（PU）

ラルウォーターにおいては報告例は実に様々で平均的なが多く検出され，その割合はそれぞれ 77 ％，12 ％であっものは見いだせないが，最大で 5.4×10 MPs/L という値た．検出された数は試料により異なったが，心膜からはが見られる．ここで，飲料水中のプラスチックの粒径と存PET が最多で 74 116 MPs/g 検出された．なお，サイズは在する数量の間には負の相関関係が認められ，サイズが20 ～ 469μm の範囲にあった（20μm 未満は検出限界）．

1～5μm のものは数が 100～10 000 粒の範囲にある．食品

胎盤から検出されたプラスチックの多くはポリ塩化ビニ類についてもWHOに既往値が数多くまとめられていル（43.27 ％），ポリプロピレン（14.55 ％）で，検出数の平る．やはり出現数やサイズの範囲はきわめて広いが，いく均値は 2.70±2.65 MPs/g（範囲は 0.28～9.55 MPs/g），サ76）

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144

食品技術講座イズは20.34～307.29μmの範囲にあったが，多くは100μmすことである．とりわけ人に対しては，内分泌攪乱作用以下であった．精巣からは平均で 11.60±15.52 MPs/mL，のみならず免疫系への影響をも明らかにしなければなら精子では平均で 0.23±0.45 MPs/mL 検出された．両者をない．また，（2）食物連鎖を通した添加剤の生物増幅の実

通じてポリスチレンが多く（67.7 ％），そのサイズは 20 ～態と（3）最終的に人に対して濃縮された添加剤の暴露量，100μm の範囲にあった．ただし，心臓や胎盤のそれぞあるいは長期的に蓄積された量と，健康リスクとの関連れから検出されたサイズが 469 や 307μm の MP は循環器性を解明することに焦点が当てられなければならない．には入りきらないと思われる．

我が国は一人当たりのプラスチックごみの排出量が世次の問題は，体内にあるプラスチックがもたらす健康界で 2 番目に多い．3R（リサイクル，リユース，リデュー被害についてである．この類の知見はまだ多くはない．

ス）のうち最優先すべきはリデュースである．加えて，ここでは人の肝臓，腎臓への健康被害に関する Goodmanリフィル（詰め替え）も進めたい．さらにはプラスチッ

et al.の報告を紹介する．ヒト胎児の腎由来の細胞株

クの生産の減量化，および使い捨てプラスチックの大幅（HEK293）ならびにヒト肝がん由来細胞株（HepG2）にな減量化に向けて代替品の利用を促進することも喫緊の粒径 1μm のポリスチレンを最大濃度 100μg/mL で暴課題である．国や産業界ならびに国民をあげての取り組

露して，細胞の増殖，細胞の形，そして代謝の変化を調みの加速が求められている今，施行から 1 年経過した我べた．結果として，細胞の生存能力を減少させることはが国の「プラスチック資源循環促進法」は早急に見直さなかったが，細胞の増殖は抑制され，また細胞は変形れる必要がある．その際には，少なくとも欧州委員会のし，ポリスチレンの取り込みには有意な変化が生じた．

「プラスチック指令」を指針とするべきである．たとえさらには，肝臓と腎臓で ROS（活性酸素種）のレベルがば，同指令にある（1）手軽な値段で容易に入手できるプ上がることがわかった．ROS を無毒化する SOD2（スーラスチック製品の販売の禁止，（2）消費の削減を目標にパーオキサイド抗酸化酵素）ならびに CAT（カタラー

した代替製品の利用，（3）生産者の義務としてプラスゼ）のポテンシャルを減らすことも裏付けた．

チック製品類の廃棄物の管理や清掃にかかる費用の一部

29）

以 下 に 記 す の は 人 で は な い， 遺 伝 子 改 変 マ ウ ス（C57BL/6）を用いた実験的な研究である．Li et al.30）は，を負担すること，（4）回収目標としてデポジット・リファンド制度の導入などである．

タイヤの摩耗粉塵（1μm 未満のサイズで最多は 100 nm）
文によって肺線維症が誘発されたことを報じている．機能的 RNA の 一 つ で あ る miR-1a-3p が 繊 維 状 の ア ク チ ン
フィラメントとなって細胞の骨格形成を抑制することも明らかとなった．Kopatz et al.

は，ポリスチレンの NP31）

ならびに MP を 6 個体のマウスに経口投与した結果，粒径 0.293μm のものが 2 時間後にマウス脳内から検出されたと報じた．さらに彼らは，マウスにコンピュータモデリングを駆使した実験から，体内に取り込まれた MPや 1μm の NP が血液―脳関門を通過して脳に到達する
た め に は， そ の 表 面 に 形 成 さ れ る 生 体 分 子 コ ロ ナ（biomolecular coronas）と呼ばれる複合体が重要であり，コロナを構成するコレステロール分子がプラスチックの膜への取り込みを促進することを明らかにした．

7. おわりに以上のことから，プラスチックごみは海洋も含めた水圏，陸圏ならびに気圏のいたるところに存在し，現在，人を含むあらゆる生物の健康被害または生存そのものに対する脅威となっていることがわかった．このことが冒頭（はじめに）で，プラスチック問題は第一義的には海洋環境の問題であった，と書いた所以である．今後取り組むべき研究面での課題は，（1）プラスチックの添加剤の生態毒性や人の健康被害に関する知見を飛躍的に増や28

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広海十朗

Juro HIROMI北海道大学水産学部水産増殖学科卒業
同大学大学院水産科学研究科中退
日本大学生物資源科学部前教授
博士（農学）
日本大学名誉教授
三洋テクノマリン㈱技術顧問

陶慧

Kei TAO

日本大学大学院農学研究科食品工学専攻修士
課程修了
博士（生物資源科学）
日本大学生物資源科学部食品開発学科
Department of Food Science andTechnology, College of Bioresource
Sciences, Nihon University
准教授
原稿受理

2024 年 1 月 9 日

冷凍 2024 年 4 月号第 99 巻第 1153 号

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