International Pellet Watch（IPW）：
海岸漂着プラスチックを用いた地球規模での POPs モニタリング
International Pellet Watch（IPW）:
Global monitoring of POPs by using beached plastic resin pellets
高田 秀重

＊

Hideshige TAKADA＊

東京農工大学農学部
Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology

摘要レジンペレットとはプラスチックの中間材料で，輸送・取り扱いの過程で環境中へ漏出し，世界中の海岸に漂着している。ペレットは海水中の POPs（残留性有機汚染物質）を 100 万倍程度に濃縮・吸着している。IPW（国際ペレットウォッチ）では海
岸でのペレットの採取と東京農工大学への送付を世界的に呼びかけ，届いたペレット
中の POPs の分析を行い，分析結果を web（http://www.pelletwatch.org/）で公開している。2005 年の開始以来，
世界 50 か国約 400 地点からペレットが送付されてきた。
PCBs（ポリ塩化ビフェニル類）についてはレガシー汚染，DDTs（ジクロロジフェ
ニルトリクロロエタン類）についてはマラリア対策での使用等により高濃度域が観測された。HCHs（ヘキサクロロシクロヘキサン類）と他の有機塩素系農薬については
南半球での汚染が示唆された。国や地域レベルでの pellet watch と組み合わせて，
e-waste（電気・電子機器廃棄物）などのローカルな POPs 負荷源を明らかにしてきた。
さらに，POPs の汚染レベルの経時変化の把握へも応用された。

キーワード：残留性有機汚染物質，ジクロロジフェニルトリクロロエタン，
ヘキサクロロシクロヘキサン類，ポリ塩化ビフェニル類，
マイクロプラスチック

Key words：persistent organic pollutants（POPs）, DDTs, HCHs, PCBs, microplastic
1．地球規模の低コストモニタリングの重要性
ポリ塩化ビフェニル類（PCBs; Polychlorinatedbiphenyls）や有機塩素系農薬等の残留性有機汚染物
質（POPs; Persistent organic pollutants）
による汚染は地球規模に広がっている。PCBs は北半球中緯度域に位置する先進工業化国で主に使われていたが，大気を通した長距離輸送と PCBs 自体の安定性のために汚染は地球規模で広がっている。また，PCBs を含む
電気・電子機器及びその廃棄物（e-waste; electronic
waste）の越境移動により，環境への負荷源自体も世1）
界的に拡散している 。有機塩素系農薬についても使用域も赤道域あるいは南半球に拡大し，汚染の地
1）
球規模での広がりを加速している 。国連では残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約によりPOPs 汚染についてのさまざまな国際的な取り組みを求めており，その一つが継続的な地球規模でのモニタリングである。汚染の程度を把握することは，汚染による影響の評価や対策立案に不可欠である。
POPs は地球上に均一に分布しているわけではなく，POPs の汚染源の地域分布と POPs の性質に応じた輸送により，その濃度には大きな地域差がある。
POPs 汚染のホットスポットの検出等の平面分布の把握は，効果的に対策を講じるうえで不可欠である。さらに，モニタリングを継続することにより，汚染の経時的な傾向を把握することも重要である。
国際的あるいは各国での規制の効果を評価するためにも，モニタリングを継続し，規制前後で結果を比較することが必要である。
POPs は海水中では低濃度で存在する。そのため，海水から POPs を抽出して分析するためには大量の海水が必要となる。例えば汚染レベルの高い東京湾の海水中の PCBs の測定でも 10 リットル以上の海水が必要となる。このような大量の海水の採取，保存，輸送，分析を地球規模で多地点で行うためには多大な労力と費用がかかる。そこで，海水中から受付；2014 年 5 月 7 日，受理：2014 年 12 月 24 日＊
〒 183-8509 府中市幸町 3-5-8，e-mail：shige@cc.tuat.ac.jp
2014 AIRIES

135

高田：プラスチックによる地球規模POPsモニタリング

POPs を濃縮している媒体をモニタリングに使うことが有効であり，実用的である。海洋生物が汚染物質を濃縮する性質を利用した方法が，ムラサキイガ
イ（Mussel）やカキなどの二枚貝を汚染の記録者とし2），3）て利用する Mussel Watch 等のバイオモニタリン
グであり，長年実施されている。しかし，採取地から POPs の微量分析を行う研究室までの輸送には，冷蔵・冷凍が必要であり，輸送コストがかかる。堆積物も海水中から POPs を濃縮しているので，モニタリング媒体として使われているが，採取には装置が必要であり，輸送に冷蔵・冷凍が必要である点はバイオモニタリングと同様である。国内での試料の冷凍輸送は比較的容易な時代となったが，国際的に冷凍試料を輸送するには多大なコストがかかる。
POPs の残留性を考えると POPs モニタリングはこれからも長期間続けていく必要があり，低コストなモニタリングが不可欠である。このような必要性に応えうる地球規模の POPs モニタリングが International
Pellet Watch（IPW, 国際ペレットウォッチ）である。
2．レジンペレットとは？
IPW は海岸に漂着しているレジンペレットというプラスチック小粒（図 1）を分析することで，沿岸海域の POPs 汚染をモニタリングするプロジェクトである。レジンペレットは円盤状，円柱状，あるいは球状の直径数 mm のプラスチック粒である。このプラスチック小粒はプラスチック製品の中間原料である。化学工場で石油からプラスチックが合成される際に，このレジンペレットの形で合成される。レジンペレットは袋詰めされ成型工場へ運ばれた後，型に入れられ加熱成型され，さまざまなプラスチッ
ク製品となる。しかし，工場間での輸送や取り扱いの過程や加工の過程で，一部のレジンペレットが環境中に漏出している。プラスチックの中で量的に主要なポリエチレン（Polyethylene），ポリプロピレン（Polypropylene）は水よりも軽いため，これらのレ
ジンペレットは雨で洗い流され，水路，河川を経て最終的に海洋へ運ばれる。海洋を漂流しているレジンペレットの一部は海岸に漂着する。レジンペレッ
トはコンテナ船で海上輸送される場合もあり，コン
テナの脱落事故等により，レジンペレットが直接海洋へ負荷される場合もある。2012 年の 7 月に香港でコンテナが船から落下する事故があり，香港の海岸ではレジンペレットが数センチの層をなして漂着する事故も起こっている。海洋環境中のレジンペレッ
4）トの存在は，1972 年に Carpenter and Smith により
サルガッソー海で初めて報告された。プラスチックの生産量の増加とプラスチックの安定性のため，世界の海洋中のプラスチック漂流量は増加し，レジン
ペレットは世界中の海岸に漂着している。IPW では2014 年現在，世界 5 大陸 50 か国約 400 の海岸へのレジンペレットの漂着を確認している。
プラスチックは炭化水素を構成単位とするポリマ
ーであり，固体状の油と見なすことができる。POPsの多くは親油性の高い化合物であるので，プラスチ
ックと高い親和性がある。そのため，海水中の POPs
はプラスチックレジンペレットに吸着している。新品のレジンペレット（バージンペレット）をステンレ
ス製の籠に入れて川崎港に浮かべ，数日おきに回収
し，ペレット中の PCBs を測定し，実験開始時点にはバージンペレットから検出されなかった PCBs が5）
時間の経過とともに増加していくことを確認した 。
海岸で採取したペレットとその海域の海水中の PCBs濃度の比較から，濃縮倍率は百万倍程度と計算された（表 1）。レジンペレット一粒（約 0.02 g）
で 20 リットルの海水，5 粒で 100 リットルの海水に対応することになる。100 リットルの海水の輸送には多大な労力がかかり，それを国際的に行うのは大変困難である。しかし，ペレットは輸送の際に冷凍する必要もなく，採取者はペレットをアルミホイルで包み，分析機関に郵送するだけでよいので，試料輸送の手間と経費が極めて低コストである。レジンペレットを用いた POPs のモニタリングを「pellet watch」（ペレットウォッチ）と呼んでいる。
3．International Pellet Watch（IPW）

図1

136

プラスチックレジンペレット．

我々の研究室では 2005 年から海岸漂着レジンペ
レットを使った地球規模モニタリング，すなわち6）
IPW を開始した 。海洋汚染関係の国際学術雑誌へ6）の呼びかけ記事 の掲載，IPW ホームページ（http://7）
www.pelletwatch.org/） での呼びかけ，国際学会での講演，海外の知り合いの研究者への依頼等により，世界の市民，研究者に海岸でレジンペレットを拾い，エアメールで東京農工大学の研究室に送ってもらうことを呼びかけた。送られてきたレジンペレ
ット中の POPs を分析し，全球的な POPs 汚染マッ

地球環境 Vol.19 No.2

表1

ペレットへの PCBs の濃縮係数．

濃縮係数：ペレット中の PCBs 濃度（pg/kg）を海水（溶存態＋粒子吸着態）中の PCBs 濃度（pg/L）で除して求めた．（n.d.：不検出）2011 年 12 月
CB-66
CB-101
CB-110CB-118
CB-105
CB-149CB-153CB-138
CB-128
CB-187
CB-180CB-170CB-206
Σ13PCBs
2012 年 8 月
CB-66
CB-101
CB-110CB-118
CB-105
CB-149CB-153CB-138
CB-128
CB-187
CB-180CB-170CB-206
Σ13PCBs

海水中濃度（pg/L）
Pellet 中濃度 濃縮係数
溶存態 粒子吸着態 合計（log 値）（pg/L） （pg/L） （pg/L） （ng/g）
61.5
28.6
24.8
13.0
3.1
4.1
4.3
4.6
0.1
n.d.
0.3
n.d.
n.d.
144

47.8
23.3
25.8
23.7
8.9
11.2
15.3
20.4
2.8
1.4
3.0
3.0
0.2
187

109.3
51.9
50.6
36.7
12.0
15.3
19.6
25.0
2.9
1.4
3.2
3.0
0.2
331

17.2
54.0
92.0
46.9
21.8
45.6
79.2
130.9
18.1
8.7
14.2
14.1
0.1
543

5.20
6.02
6.26
6.11
6.26
6.47
6.61
6.72
6.79
6.78
6.64
6.67
5.93
6.21

15.3
4.0
3.9
1.7
1.1
0.8
0.3
0.4
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
27

112.5
39.9
36.7
30.4
8.0
12.1
15.3
20.2
2.2
1.2
2.1
0.3
0.04
281

127.8
43.9
40.6
32.1
9.1
12.9
15.6
20.6
2.2
1.2
2.1
0.3
0.04
308

12.2
18.9
35.9
15.4
6.1
54.8
90.3
112.8
19.5
20.6
39.4
28.6
0.5
455

4.98
5.63
5.95
5.68
5.83
6.63
6.76
6.74
6.95
7.24
7.27
7.93
7.09
6.17

Σ13PCBs は CB-66, 101, 110, 118, 105, 149, 153, 138, 128, 187, 180, 170, 206 の合計値

プを作成し，ホームページにアップし，モニタリン
グ結果を公開している。IPW の利点は試料採取及び輸送が極めて低コストであり，市民でも参加できることである。試料採取に特別な機材やトレーニング
は必要ない。実際にアメリカ西海岸からは，学校の環境学習の一環として小学生が採取したものが送られてきている。さらに試料の輸送においても冷凍・冷蔵の必要なく，エアメールで送るだけと簡単で低コストである。低コストで世界の汚染マップが描けることが本プロジェクトの最大の利点である。
プラスチックはパッシブサンプリング（海水中に吸着剤を一定期間浸けておき，回収後，吸着材中のPOPs を測る方法）の吸着材としてペレットウォッ
8），9）
。パッシブ
チとは独立して研究が行われてきた
サンプリングではポリエチレン等の薄いシートがよ8）く用いられている 。プラスチックシートは厚さが50 µm 程度のため，数日程度で吸着平衡に達する。
一方，レジンペレットは直径が数 mm であるため，

135−145（2014）

ポリエチレンシートに比べると吸着平衡に達するま
でにはるかに時間がかかる。フィールドでのペレットを用いた長期間の吸着実験では，ペレットへのPOPs の吸着は数か月から 1 年程度で平衡に達する
10）ことが明らかにされている 。ペレットへの疎水性
有機汚染物質の吸着が平衡に達するのに時間を要す
る要因としては，比表面積が小さいため単位重量の11）
プラスチックと接触する水の量が少ないこと ，ペレットが数 mm の厚さをもつので汚染物質がペレッ
ト表面からペレット内部へ浸透するのに時間がかか12）る ，などのメカニズムが報告されている。室内実
験では，溶存相からペレットへの吸着過程が調べられてきたが，実際の海洋環境では POPs の一部は懸濁物に吸着している（表 1）。PCBs の吸脱着における懸濁物とペレットの相互作用についても考慮する必要がある。さらに，ペレットの表面に付着生物が存
13）
在し ，それらが POPs の吸脱着に影響を与える可能性も考えられる。また，ペレットが海水表面に浮
14）
くため，POPs を濃縮しているマイクロレイヤー（microlayer，海の表面の油膜のようなうすい膜）から POPs を吸着する可能性もある。吸着速度に影響を与える要因等についてさらなる研究が必要であるが，平衡に達するまでに数か月から 1 年程度かかるということは，後述するような粒間での POPs 濃度の違いの原因ともなり，ペレットの分析やデータの取り扱いの際に注意を要する。
4．ペレット中の POPs の分析法
材質や海水中の滞留時間の違いによる影響を抑えるために，ポリエチレン製で，無着色，一定の黄変を示すペレットのみを選別し，分析に供する。これ
15），16）から，ポリプロピレン製のプラスまでの研究
チックに比べてポリエチレン製のプラスチックのほうが親油性の汚染物質の吸着能が高いことが明らかになっているため，ポリエチレン製を選んだ。ペレッ ト の 材 質 の 判 別・ 分 類 に は 近 赤 外 分 光 光 度 計（PlaScan-W，オプト技研
（株）
・
（株）
システムズエン
ジニアリング社）を用いた。また，プラスチックの
黄変は添加剤の酸化によって起こるため，黄変度はペレットの海洋環境中の滞留時間を反映していると
10），16）。そこで，一定の範囲の黄変度（黄考えられる度 40～50）のペレットを選ぶことにより，環境中での滞留時間についてのバラツキをある程度抑えた。
このようなペレットを 1 地点について 25 粒選別し，5 粒ずつを一組にして 5 組分析した。分析法の詳細
17），18）に記載した。黄変ポリエチレンペレット
は既報を溶媒抽出し，シリカゲルカラムクロマトグラフで精製・分画後，PCBs，p,pʼ-DDT，p,pʼ-DDD，p,pʼ-DDE，o,pʼ- DDT，o,pʼ-DDD，o,pʼ-DDE，HCHs（α，β，γ，δ異性体），Heptachlor（ヘプタクロル），Heptachlor
epoxide（ヘ プ タ ク ロ ル エ ポ キ シ ド ）A，Heptachlor137

高田：プラスチックによる地球規模POPsモニタリング

epoxide B，ドリン類（Aldrin（アルドリン），Dieldrin（ディルドリン）），Trans-chlordane（トランスクロルデン），cis-Chlordane（シスクロルデン），α-Endosulfan（エンドスルファン），β-Endosulfan，Alkanes（アルカン），Hopanes
（ホパン）
，PAHs
（多環芳香族炭化水素）
を GC-MS（Gas Chromatograph Mass Spectrometry,
ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ 質 量 分 析 計 ）及 び GC-ECD（Electron Capture Detector，ガスクロマトグラフ電子捕獲型検出器）で分析した。PCBs の分析に当たっ
13ては，抽出後に C で同位体ラベルした PCBs を回収率補正用内部標準物質（サロゲート）として添加し，回収率をモニターしたが，後述するように再現性と回収率が良好であったことから，回収率補正は行わなかった。DDTs，HCHs 及びその他の有機塩
素系農薬，Hopane についてもサロゲートを用いた回収率補正は行わなかった。PAHs については重水
素ラベルしたサロゲートを抽出後に添加し，その回収率を使って回収率補正を行った。PCBs は塩素数
1～10 までの全 38 同族異性体を GC-MS で定量しているが，そのうち 13 同族異性体（CB66，101，110，
149，118，105，153，138，128，187，180，170，
206）の合計濃度をΣ13PCBs として，PCBs 濃度を表現した。PAHs については 3 環～7 環の 26 種の合計をΣ26PAHs として表した。全成分の抽出以降の操作における再現性と回収率は，ペレットの抽出液を使って予めチェックした。ペレット 200 粒分のヘキサン抽出液を 200 mL に定容し，そこから 5 mL を
4 連で分析し，再現性をチェックした。各成分の分析濃度の相対標準偏差は 15％以内であった。同じ抽出液 5 mL に標準物質を添加して分析し，無添加の分析結果を引き算して，添加回収率を求めた。各成分の添加回収率は 80％以上と良好であった。
ペレットへの汚染物質の吸脱着は可逆的で，漂着海岸周辺を漂っている間に平衡に向かって POPs の吸脱着が進み，ペレット中の POPs 濃度はその海岸周辺の濃度を反映するようになると考えられる。しかし，ペレットは一粒一粒別々な経路でさまざまな漂流時間を経て採取された海岸に漂着しているた
め，中には漂着海域とは離れた海域で高濃度（あるいは低濃度）の POPs にばく露され，漂着海域で平衡に達するための十分な時間がなく漂着しているため，他のペレットよりも極端に高濃度（あるいは低濃度）をとるペレットが存在する。このような粒間の POPs 濃度の変動は同じ海岸で約 50 粒のペレッ
16）
トを一粒一粒分析した結果から示されている 。粒間での濃度の変動は 2 桁程度であった。ペレットへの POPs の平衡に要する時間が数か月から 1 年程度と長時間であることがこのような変動の背景にある。IPW での分析においても各地点の 5 組間で濃度の変動は 1 桁～2 桁程度である。IPW ではこのような変動をもつペレット中の POPs 濃度からその地点の POPs 汚染レベルを代表する値を得るために，以138

図 2 レジンペレット中の PCBs 濃度と同海域のイガイ中の PCBs 濃度の相関．
レジンペレット中の PCBs 濃度は各地点についての 5 組の分析の中央値．データのとり方については文献 17）参照．

下のような検討の結果，5 組の POPs 濃度の中央値17）を取ることにしている 。世界各地 26 地点において，PCB 濃度とその水域の mussel 中の PCBs 濃度の関係を検討した。mussel を使った POPs のモニタ
リングは 1970 年代から行われている信頼性の高いモニタリングである。ペレット採取海域の mussel 中19）－ 21），の PCBs 濃度は，文献で報告されている値
アメリカについては NOAA（National Oceanic andAtmospheric Administration，アメリカ海洋大気庁）
22）の Mussel Watch の値 ，日本と熱帯アジアの一部については我々自身の測定によるものである。各地
点のペレット中の PCBs 濃度の中央値と mussel 中の PCBs 濃 度 に は よ い 相 関 が 認 め ら れ た（図 2，2。同様のデータセットについて，各地点 5 組
r =0.77）のペレット中の PCBs 濃度の算術平均値，幾何平均値についてそれぞれ Mussel 中の PCBs 濃度との相2はそれぞれ 0.44，0.65
関を検討したが，相関係数（r ）と中央値の場合と比べると相関は弱かった。恐らく，極端な高濃度をもつ組の値を完全に削除する場
合と，その影響が残る形の違いと考えられる。さらに，海水中の PCBs 濃度と海岸漂着ペレット中のPCBs 濃度との比較を，東京湾お台場において，2011 年 12 月と 2012 年 8 月の 2 回行った。Σ13PCBsの濃縮倍率は log 値で 6.21 と 6.17 と二つの季節でよく一致し，海岸漂着ペレットが周辺海水中の POPs
濃度をよく反映していることを示している。海岸に漂着するペレットは確かにいろいろなところから流れ着いたものであり，それに起因する汚染物質濃度の変動は存在する。しかし，材質と黄変度を揃える
こと，さらに常に 5 組の分析を行い，その中央値を取ることにより，その地点の汚染状況を反映したモ
ニタリング結果を得ることが可能である。

地球環境 Vol.19 No.2

5．PCBs の地球規模での分布，負荷源，経年変化

南アフリカ

ガーナ

ギリシャ

オーストラリア

インド

フィリピン

マレーシア

ベトナム

図3

PCBs 濃度は相対的に低濃度であり，陸上からの負荷の寄与は小さいと考えられる。一方，ペレット中で比較的高濃度の PCBs が検出されたマニラ（フィリピン）では，大気中 PCBs 濃度が他の地域に比べ

日本

図 3 に世界の海岸漂着レジンペレット中の PCBs
濃度を示す。本稿の汚染マップでは，地図のスペースの関係で測定した全 175 地点分のデータをプロッ
7）
トできないが，IPW のホームページ では全データ
を各国や地域の地図や Google Map，Google Earthと連動させた形等で公開しているので，そちらも参
照いただきたい。PCBs 濃度は米国の東西海岸と五大湖周辺，日本，西ヨーロッパなど先進工業化国とブラジル，オーストラリアの都市域で高濃度となり，東南アジアとアフリカでは低濃度となる傾向が見られた。PCBs は先進工業化国で 1970 年代前半までさまざまな工業用途で使用され，1970 年代後半以降開放系での使用は禁止となったが，それまでに使用・放出された PCBs は工業地帯の水域堆積物中に高濃度で堆積している。それらの堆積物中の PCBs
が堆積物の再移動，再懸濁，溶出により海水中に回帰して，依然として水域を汚染していると考えられる。堆積物が二次的な負荷源となっている，いわゆ
るレガシー汚染が原因と考えられる。ペレットで高濃度の POPs が検出された地点を含めて世界 9 か所
で堆積物と大気（ポリウレタンフォームを使ったパ
ッシブエアサンプル（大気中に 1～3 か月つるしておいたポリウレタンフォームに吸着した大気中の汚染
物質試料））中の POPs も測定し，負荷源の推定を行った（図 4）。堆積物中とパッシブエアサンプルの採23）
取・分析法の詳細は Kwan ら に記載した。ペレットで高濃度の PCBs が検出された地点のうち，日本（東京湾）
やギリシャ（アテネ近郊）では，同時期に採取・測定した堆積物中でも PCBs 濃度が高く，レガ
シー汚染が確認された。これらの地点では大気中の135−145（2014）

図 4 海岸漂着レジンペレット，パッシブエアサンプル，
堆積物中の PCBs 濃度．
∑13PCB は CB-66, 101, 110, 149, 118, 105, 153, 138, 128, 187,
180, 170, 206 の合計値．

海岸漂着レジンペレット中の PCBs 濃度．

単位は∑13PCB-ng/g-pellet，∑13PCB は CB-66, 101, 110, 149, 118, 105, 153, 138, 128, 187, 180, 170, 206 の合計値．

139

高田：プラスチックによる地球規模POPsモニタリングて著しく高く，逆に，堆積物中の PCBs 濃度は低濃度であり，陸上からの負荷の寄与が大きいと考えられる。PCBs を含む機械からの漏れの可能性や電気・電子廃棄物の処分施設からの負荷が疑われる。
南大西洋のセントヘレナ島，インド洋のココス島など，大陸から離れた離島からも有意な濃度の PCBsが検出された（図 3）。これらの離島では PCBs の使用や直接の負荷は考えられないことから，工業化された地域で使用・放出された PCBs が大気経由で長距離輸送されたものと考えられる。大陸から 100 km以上離れた六つの離島で採取されたペレットの分析に基づき，グローバルバックグラウンドレベル（大気を通した輸送により地球上どこでも広く検出され24）
る汚染物質のレベル）を算出した 。Σ13PCBs のグ
ローバルバックグラウンドレベルは 10 ng/g-pellet と推定された。このレベルは離島だけでなく，各国の都市，工業地域等から離れたリモートな地点で観測
18），25）
とも整合性がある。さらに，そのされるレベルようなリモートな地点では，PCBs の組成も低塩素の同族異性体の割合が高くなり，大気経由での輸送と調和的である。このグローバルバックグラウンド
レベル 10 ng/g-pellet を超える濃度の POPs が検出される場合には，ローカルな発生源の存在が示唆される。
ガーナで国全体の海岸線を網羅する形で行われた
pellet watch の結果，首都アクラ周辺でローカルな25）
PCBs の負荷源の存在が明らかになった 。首都アクラから離れた東西のリモートな地点における PCBs
濃度は 1～15 ng/g で大気経由由来のグローバルバッ
クグラウンドレベルが確認された。しかし，首都アクラ周辺と近傍のチェム市では 39～69 ng/g の PCBsが観測され，ローカルな負荷源の存在が示唆された。
ガーナの工業化は比較的最近始まったので，PCBs
製品の工業用途への使用はない。しかし，PCBs を含む電気・電子製品や廃棄された製品（e-waste）
がガーナに輸入されている。それら製品の廃棄・解体にともなう PCBs の周辺環境への流出が，アクラとその近傍での相対的に高濃度な PCBs の原因と考えられた。実際にアクラには e-waste の解体場が存在する。そこで，その e-waste 解体場の脇を流れる河川の上流と下流で堆積物を採取し，PCBs の測定を行った。その結果，e-waste 解体場の下流では，堆積物中の PCBs 濃度が上流側に比べて高かった。これ
25）
らの結果から，e-waste の寄与が示唆された 。同様のバックグラウンドレベルを超える PCBs 汚染は赤道ギニアでも観測されている。大型船舶の解体も含
め，PCBs を含む e-waste の途上国への持ち込みと管理の不十分な環境での解体，有害化学物質の流出が，IPW からも見えてきた。
ペレット中の POPs 濃度が周辺海水中 POPs と平衡に達するのに数か月から 1 年程度かかるが，5 年から 10 年程度の間隔で同じ海岸でペレットを採取・140

分析することにより，その海域の POPs 汚染の経年変化の解析が可能である。南アフリカの鳥類学者
Dr. Peter Ryan は 1980 年代に鳥の消化管の中にペレットを検出して以来，そのもとになる海岸漂着ペレットを経年的に採取，保管していた。彼らは 1984 年
から 5 年ごとに南アフリカ全域 7 地点でペレットの採取を行い，冷蔵庫で保管していた。IPW を開始して間もなく，Dr. Ryan から経年採取ペレットが我々の研究室に送られてきた。そこで我々は，3 地点について 10 年間隔になるように分析し，POPs の経年変化を考察した。PCBs については 1980 年代～2000
年代の 20 年間で 30％～60％の濃度の減少が認めら26）れた 。PCBs の規制後は濃度が漸減していることが明らかになった。ペレットの経年採取・分析はアメリカ西海岸ロサンゼルス沿岸（4 地点）でも行わ
れ，2005 年から 2010 年の 5 年間で PCBs 濃度範囲は 48 ng/g～413 ng/g から 28 ng/g～133 ng/g へと減少し，同じ地点ごとに比較すると 5 年間で 40％～80％の濃度減少が認められた。一方，同時期（2002年から 2011 年）に東京湾（3 地点）でも経年採取・分析 を 行 っ た が， 濃 度 範 囲 は 98 ng/g～287 ng/g と259 ng/g～450 ng/g で，同じ地点同士で比較しても濃度減少は認められなかった。大洋に面した開放的な海域（ロサンゼルス沿岸）ではレガシー汚染の低減が大きく，閉鎖性の強い内湾（東京湾）ではレガシー
汚染が長期間続くことが示唆された。
6．DDTs と HCHs の地球規模での分布
DDTs の分布（図 5）
は PCBs とは大きく異なった。
DDTs 濃度が 50 ng/ 以下の低濃度の地点が世界的に広がっていた。これらの地点では DDT に対してその分解産物（DDE，DDD）の割合が大きかった。一方，ホンコン，ベトナムでは高濃度（数百 ng/g）のDDTs が複数の地点で観測され，これらの海域ではDDTs の流入があったものと考えられる。ホンコンとベトナムでは，DDT がその分解産物（DDE，DDD）に対して卓越する組成を示し，DDTs の近年の使用が示唆された。気候やマラリアの発症なども考えると，ベトナムではマラリア対策に散布された DDTが負荷源であると考えられる。同様の高濃度の DDTsと相対組成における DDT の卓越はガーナやブラジ
ルの赤道に近い地点でも観測され，マラリア対策用の DDT が負荷源であると推察された。しかし，気候的にマラリア対策での DDT の使用が考えられな
いような地点（アテネ，アルバニア，シドニー）でもDDT が卓越した高濃度の DDTs が観測された。い
ずれも港湾に近い地点であることから，船底防汚剤に用いられる DDT の寄与が考えられた。アメリカ
沿岸では全般に DDTs 濃度は低かったが，ロサンゼ
ルス沿岸で DDTs 濃度は高かった。この周辺には，
かつて大規模な DDT の製造工場・廃棄場が存在し地球環境 Vol.19 No.2

135−145（2014）

図5

海岸漂着レジンペレット中の DDTs 濃度．

図6

海岸漂着レジンペレット中の HCHs 濃度．

単位は DDTs-ng/g-pellet，DDTs は p,p’-DDT, p,p’-DDE, p,p’-DDE の合計値．

単位は HCHs-ng/g-pellet，HCHs はα-HCHs, β-HCHs, γ-HCHs, δ-HCHs の合計値．

ており ，過去の使用に由来する DDTs の残留と考えられた。
HCHs は世界的には 5 ng/g 以下の地点が広がっていた（図 6）。南半球の地点で相対的に高濃度の HCHsが検出された。それらの濃度は数十 ng/g で PCBs
や DDTs に比べて一桁低かった。HCHs の累積生産量（リンデン（γ-HCH）が 72 万トン）が DDTs
（300 万トン）や PCBs（130 万トン）よりも低いこと，疎水性も PCBs や DDTs よりも低いこと，揮発性が DDTs
や PCBs よりも高いことなどが，HCHs の検出濃度の低さに寄与していると考えられる。赤道域のガー
ナを除き北半球では高濃度での検出は観測されなかったが，南アフリカ，モザンビーク，セントヘレナ
27）島，オーストラリア，ニュージーランドで数十 ng/gの HCHs が検出された（図 6）。HCHs の立体異性体のうちγ-HCH が 90％以上を占めるその組成から，殺虫効果の高いγ-HCH を主成分とする殺虫剤リンデンの使用が示された。このように，これらの南半球の国々で近年までリンデンが使用されていたことが考えられる。HCHs は 2008 年にストックホルム条
約での規制対象物質に登録された。図 6 に示したモ
ザンビークの HCHs の濃度は 2007 年に採取された試料についての値である。2013 年に同じ地点で採取を行い，HCHs を測定した結果，濃度は大きく低減していた。ストックホルム条約の規制の効果がみられた可能性がある。
141

高田：プラスチックによる地球規模POPsモニタリング

Cyclodiene（シクロジエン）型の有機塩素系農薬は測定地点が 38 地点で HCHs，DDTs に比べて少ないが，その中で高濃度で検出された地点も限られていた。Heptachlors がブエノスアイレス（アルゼンチン）で，Chlordanes がブエノスアイレスとシドニー（オーストラリア）
で高濃度であった。濃度は数十 ng/g～150 ng/g で あ っ た。Heptachlors に つ い て は
Heptachlor epoxide の占める割合が高く，農薬としての過去の使用が示唆された。Chlordanes についてはアメリカや日本でも比較的高い値が見られた。
ドリン類においては，Aldrin は全ての地点で低い濃度（7 ng/g 以下）であり，それは環境中での不安定性のためと考えられた。一方，Dieldrin は，高濃度（数十～200 ng/g）に検出される地点（ブエノスアイレス，
シドニー，メルボルン）が認められた。α-Endosulfan
もアルゼンチン，フランス，ギリシャで比較的高濃度であった。HCHs も含め，有機塩素系農薬については全般的な傾向として，南半球での汚染が顕著であった。UNEP（United Nations Environment
1）
Programme，国連環境計画）が指摘 するように，
今後，南半球のモニタリングを強化していく必要がある。
7．多環芳香族炭化水素と石油汚染マーカーHopane
ストックホルム条約での規制物質ではないが，その毒性，生物濃縮性，環境残留性から国際的にも注視されている PAHs についても IPW では測定を行っている。多くの地点で，50 ng/g～500 ng/g の範囲の定量限界に比較的近い濃度で検出された一方，散発的に高濃度（1,000 ng/g～数万 ng/g）の PAHs が検出される地点があった。PAHs の起源は石油汚染由来のものと燃焼由来のものに大別され，環境試料中の PAHs の起源推定はアルキル同族体と非アルキル
28）
PAHs の比率から行われる 。50 ng/g～500 ng/g の比較的低濃度の地点は，アルキル同族体 / 非アルキ
ル PAHs 比が低く，燃焼由来の地点が多数であった。一方，高濃度で PAHs が検出される地点では，アルキル同族体 / 非アルキル PAHs 比が高く，石油汚染性の PAHs による汚染を受けている地点が多かった。それらの地点では工場や石油精製所などから18）の恒常的な石油の負荷 や石油流出事故による負荷や途上国でゴミ処分場などからの石油流入，などが観測された。
石油汚染由来の PAHs について，石油の起源をマーカー物質の Hopane を使って推定する手法が，ター29）
ルボールや堆積物について応用されてきた 。ペレットについても Hopane は検出され，石油の起源推
18）
定に応用の可能性が示唆された 。ペルシャ湾，北海，熱帯アジア・アフリカの都市域等の恒常的な石油汚染が懸念される海域や特定の石油流出事故があった海域で，石油汚染をペレットの PAHs や Hopane
142を使って解析することも今後重要であろう。
8．将来の方向ポリエチレンシートや樹脂型の吸着材を大気や水に長期間さらして受動的に吸着させるパッシブサン
プリングの研究が進展して，世界的なモニタリング
30）の提案も行われている 。しかし，設置の手続きや機材の送付に費用がかかる点は避けがたい。それに比べても pellet watch は低コストであり，既に世界中にペレットが広がっている現実も考えると設置の必要もない究極的なパッシブサンプリングと考えられる。もちろん，粒間での滞留時間と滞留経路の変動に起因する不確かさは存在する。しかし，一次ス
クリーニング的（sentinel）モニタリングと位置づけて，pellet watch でバックグラウンドよりも高い汚染が検出された場合に，その地域にパッシブサンプ
ラーを設置したり，水や堆積物や生物を直接採取して，より精密なモニタリングや調査を行っていき，
汚染レベルの精密な把握や発生源特定を行っていくという枠組みを，国際的な POPs モニタリングの枠
組みの中に組み込むことがコストパフォーマンスの面からも重要である。実際に，そのような方式でガーナでは e-waste の解体場が PCBs の負荷源として25）特定された 。国際的な POPs 汚染のモニタリングの枠組みへの組み込みという点では，UNEP の GEO-5（5th Global Environment Outlook，地球環境概況第 5次報告書）の海洋の POPs 汚染のセクションで IPW
1）の PCB マ ッ プ が 引 用 さ れ た り ，UNESCO/IOC（Intergovernmental Oceanographic Commission，
政 府 間 海 洋 学 委 員 会 ）の Transboundary Waters
Assessment Programme（TWAP，国際越境水域評価
31）
32）
プログラム） に IPW が組み込まれ ，その支援で，国レベルで行われている pellet watch と IPW を統合していくための国際ワークショップが 2014 年 5 月に
東京農工大学で開催された。IPW が公的な枠組みでのモニタリングへ組み込まれることが望まれる。
ペレットの採取には特殊な器具や訓練が不要で，専門家でない方々が気軽に参加できる。POPs 自体は見ることができないが，ペレットは目に見えるので，ペレットを通して POPs 汚染を実感しやすい。
プラスチック汚染等の海洋汚染全般の環境啓発活動にもなる。IPW は環境啓発活動も兼ねた市民参加型
モニタリングである。実際に IPW へは世界中で約 20の NGO や約 100 人の個人が参加している。海洋のPOPs という目には見えない汚染を，目に見える形にして市民の関心や理解を深めるうえでも，IPW は
有用な取り組みである。
本稿ではレジンペレットを POPs のモニタリング
媒体として用いたが，レジンペレットはマイクロプ
ラスチックの一種で，それ自体の環境影響も懸念されている。マイクロプラスチックとは大きさが 5 mm

地球環境 Vol.19 No.2

以下のプラスチックを総称するもので，使用後に環境へ漏出したプラスチック製品が紫外線などにより破砕され微細化したものや，マイクロビーズなどとして化粧品などに含まれているものなど，さまざまな起源をもち，レジンペレットもマイクロプラスチ
33）
ックの一種である 。マイクロプラスチックはその大きさに応じて動物プランクトンから海鳥やクジラに至るまでさまざまな生物が餌と区別できずに取り34）込むことから，生物への影響が懸念されている 。
特に，マイクロプラスチックが吸着した化学物質の35）
生物影響への懸念は大きい 。レジンペレットは製品の破片に比べれば通常量的に少ないが，普遍的に存在することと，形・大きさが一定しており科学的に取り扱いやすいことから，マイクロプラスチックに吸着する化学物質に関する研究やリスク評価において大きな役割を果たしている。さらに，レジンペ
レットに POPs が含まれるということは，マイクロ
プラスチック全般に POPs が含まれることを意味しており，市民がマイクロプラスチックの危険性を理解するうえでも重要な役割を果たしている。これらの点からも，IPW の継続と発展は重要である。
謝

辞135−145（2014）

Bulletin, 6, 111.
3）Farrington, J. W., E. D. Goldberg, R. W. Risebrough,J. H. Martin and V. T. Bowen（1983）U.S. "Mussel
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〈http:www.pelletwatch.org/〉
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MacFarlane and P. M. Gschwend（2007）Polyethylene
Devices: Passive Samplers for Measuring Dissolved
Hydrophobic

世界各地からペレットを採取，送付して下さった
ボランティアの方々に感謝いたします。IPW の分析に従事した，岩佐悟君，緒方優子さん，湯山将樹
君，Be Geok Yeo さん，伊東万木さん，細田隼基君，
齊藤雄君，Mahua Saha 博士，山下麗博士，水川薫
子博士に感謝いたします。特に，伊東万木さんには
表 1 と図 4 の未発表のデータを提供していただきました。IPW の創生期に POPs 分析のために GC-MS/MS（Polaris Q）を貸与して下さいました元サーモエ
レクトロン（株）松本普社長，PlaScan のアップデー
ト等でお世話になりましたオプト技研（株）並びに（株）
システムズエンジニアリング社に感謝いたします。ホームページに関してさまざまなご助言をいた
だき，管理やアップデートを行っていただいている
STUDIO FLEX の飛口栄子様に感謝いたします。科
研費萌芽研究（17651005）での IPW の立ち上げ後，2008 年から継続して助成いただいております三井物
産環境基金（71-057 並びに R11-G4-1053）に感謝いたします。

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高田：プラスチックによる地球規模POPsモニタリング

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135−145（2014）

高田秀重

Hideshige TAKADA

東京農工大学農学部教授。環境中における微量有機化学物質の分布と輸送過程についての研究を行っている。対象は河川，沿岸域，大気，湖沼など地球表層全般。東京湾とその流域と熱帯アジア，ア
フリカが主なフィールド。本稿で取り上げた疎水性有機汚染
物質とともに，合成洗剤や医薬品・抗生物質や合成甘味料な
ど水溶性の汚染物質も対象とする。GC-MS や LC-MS/MS よる高感度で信頼性のある機器分析，現場百ぺん，molecularmarkers による潜在的汚染の検知，モニタリングとともにプロセス研究の重視が研究のキーワード。1998 年からプラス
チ ッ ク と 環 境 ホ ル モ ン の 研 究 を 開 始 し，2005 年 以 来International Pellet Watch を主宰している。2012 年から現在
ま で， 国 連 の 海 洋 汚 染 専 門 家 会 議（GESAMP; Group ofExper ts on Scientific Aspects of Marine Environmental
Protection）のマイクロプラスチックのワーキンググループのメンバーとして，
海洋プラスチック汚染の評価を行っている。
信条は No-single use plastic!

145