環境管理 51 号（2022）＿＿＿＿

特集：海域環境の持続可能な利用と保全・再生 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

海洋プラスチック汚染の現状と今後
九州大学 応用力学研究所 教授 磯辺 篤彦

要 旨
本報告では，海洋プラスチックごみの発生源やマイクロプラスチックへの破砕過程，それらの行方や今後の研究課題について解説した．これまで海域に流出したプラスチックごみの総量約2500 万トンの 67%は，マイクロプラスチックに破砕したのち，海水より重い素材のため海底に沈むか，生物付着などを介した沈降などを経て，海岸や海面近くから姿を消したと推計された．ただし，現在確認される海洋プラスチックの総量は，これまで陸域に投棄されたプラスチックごみの約 5%に過ぎず，残りの 95%は陸で行方不明となっている．とは合理的でない 6)．多様なごみの種類が示唆するとこ

１．はじめにろは，私たちの日常が海洋プラスチックごみの発生源で安価なシングル・ユース(使い捨て)プラスチックは，総あることだろう．

じて大量に消費され，大量に廃棄され，そして一部が環特に捨てる前提で使われる使い捨てプラスチックは境中に流出する．プラスチック循環利用協会の集計 1)に処理が個人に委ねられて管理が難しく，回収経路からよれば，現在，わが国では年間で約 900 万トンのプラスの 1〜2%程度の漏れは避けがたい．最近になって，私チックが廃棄され，このうち 84%は焼却熱回収や輸出をたちは世界の川や海岸，そして海面から深海までに発含むリサイクルに，残りの 16%は埋め立てや焼却廃棄見された 1200 万件に及ぶ海洋ごみ(プラスチック以外も(単純焼却)されている．合わせて 100%だが，実のところ，含む)の調査結果を発表した 5)．この論文によれば，これ年間で 14 万トン程度(1~2%)の廃棄処分されたプラスチまで最も多く見つかった海洋ごみは，テイクアウト食品

ックは，回収経路から外れて環境中に漏れると推算されに用いる使い捨てプラスチックで，これらが全体の 2/3ている 2)．世界全体で環境漏出する廃棄プラスチック量程度を占める．中でも最多はレジ袋のようなプラスチッは年間 3,200 万トンであり 2)，そのうち 200 万トン前後は，ク・バッグで，全体の約 14%であった．
海岸に漂着したプラスチックごみを半年ほど放置して街中から川を介して海に流出し，海洋ごみ(海洋での漂着ごみと漂流ごみ)となるらしい3)．実際に，漂着ごみのおけば，紫外線や寒暖差による劣化が進行し，これにうち個数比にして約 70%は廃棄プラスチックなのであ海岸砂との摩擦などの物理的な刺激が加わることで破．ここでは，最近の研究成果をもとに，流出したプラ

砕する 7)．破砕が進んでサイズが 5 mm を下回った微細

スチックごみによる海洋汚染の現状と今後の研究課題

片を，私たちはマイクロプラスチックと呼んでいる(写真を紹介する．

1)．同じ期間を陸に置いたものに比べ，海中に置いたる

4)

場合はプラスチック劣化の進行は遅い 7)．そもそも海中

２．海洋プラスチックごみの発生であれば，水温は気温ほど変動しないし，物理的な刺激は海岸に比べて弱い．これらを勘案すれば，主なマ海洋プラスチックごみは，漁業をはじめ海洋に投棄されたものを含むが，それは全体の 20%程度に過ぎない

イクロプラスチックの生成機会は漂流中ではなく，漂着後の海岸であると考えられる．

(集計によって，この割合はさらに下がる場合がある)5)．

例えば東京都新島の和田浜海岸では，漂着プラスチ行楽客が海岸で不用意に捨てたプラスチックごみもある

ックごみの平均滞留時間(漂着から海へ再漂流するまでが，過去 5 年間に海岸調査された海岸漂着ごみの多様の時間)は約半年と見積られている 8) ．この期間は，海性をみれば，海岸利用だけでごみの起源を説明するこ岸の地形条件や，気象・海象条件にも依存するだろうが，－27－

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漂着プラスチックごみが劣化するのに十分な時間である．

ができない．漂着と再漂流は天候の荒れるタイミングで繰り返されて，数ヶ月や一年に一度程度の調査であれば，平均的な漂着数を決定することは難しい．まして，海洋に漂うマクロプラスチックの総量は船舶からの目視観測に頼って，高い精度は期待できそうにない．
それでも，Eriksen et al. (2014) 10)は，最近までの観測結果と数値シミュレーションと合わせた解析に基づいて，世界の海に浮遊するプラスチックごみの総量(マイクロプラスチックを含む)を，約 25 万トンと見積もった．そして，一年間の環境流出量が 3,200 万トン(うち海洋流出が200 万トン)であるにもかかわらず，そして過去 70 年以上

写真１ 日本海で曳網採取されたマイクロプラスチックもプラスチックを使い続け，そして捨て続けてきたにもか
このように，プラスチックごみが漂流と海岸漂着，そしてかわらず，現在の海洋で現存量がわずか 25 万トンとい再漂流を繰り返すことで，次第に細かなマイクロプラスう少なさが，世界の研究者を戸惑わせた．これでは，環チックが生成されるのであろうが，詳細な生成機構につ境中に捨てられたプラスチックごみのほとんどは行方不いては，ほとんど研究が進んでいない．環境中に漏出し明ということになる．

たプラスチックごみが劣化と破砕を繰り返してマイクロプ

この海で消えたプラスチックごみの行方について，最ラスチックに変化するまで，どれほどの時間規模を要す

近にな って 私 たちが 発 表 し た論 文 (Isobe & Iwasaki,るのか．プラスチックは自然環境下でどこまで細かく破2022)11)を紹介しよう．年間で約 200 万トンに及ぶ川から砕するのか．たとえ高分子化学やプラスチック材料工学

海に流出するプラスチックごみと，その 20%となる漁業の専門家であっても，マイクロプラスチックに至るまでのプラスチックごみを世界の海に与え，海流に乗せて移動劣化は，これまで研究の動機付けがなかったであろう．

させ，行方を追跡した粒子シミュレーションである．海洋

ただ，世界の海洋における浮遊マイクロプラスチックの表層(海面から<1 m 水深程度まで)に漂う海洋プラスチ広がりを勘案すれば，プラスチック製品が世界に出回っックを対象とした．このシミュレーション実験は，1961 年てのち現在までの約 70 年という期間は，廃プラスチックから現在までの期間を想定して行った．プラスチックごが海洋に流出し，大量のマイクロプラスチックが生成さ

みの現在の投入量をベースに，河口のある国ごとにれ，そして海洋に広く浮遊するには十分であったことだ

GDP 推移に比例させて投入量を経年変化させた．結果

けは確かである．

として，期間全体では世界の海に総計で約 2,500 万トンに及ぶプラスチックごみを投入した．シミュレーションの

３．海洋プラスチックの行方中で，プラスチックごみに見立てた仮想粒子は，海岸漂着と海への再漂流を繰り返し，次第に劣化と破砕が進

川から海に至ったプラスチックごみは，漂流と漂着をんでマイクロプラスチックとなって，最後には海洋表層か繰り返しつつ，それでも分解に数百年から数千年を要ら消えるように設定した(観測できないほどの微細片化，するとされる 9)．よって海洋に存在し続けるプラスチック

生物付着に伴う深海への沈降，海岸砂への吸収などが，ごみであるが，その総量の推算は難しい．荒天のたびすでに報告されている)．

漂着と再漂流を繰り返す漂着プラスチックごみの総量を，

このシミュレーション実験の結果は，これまで世界の海岸で正確に見積もる体制は，わが国のみならず世界海で観測された浮遊マイクロプラスチック量や，海岸漂で整っていない．海岸でごみの漂着数を目視で計量す着したプラスチックごみの量をよく再現するものであった．

ることはできるが，そもそもアクセスの悪い海岸では調査

この研究によって明らかになったプラスチックごみの行－28－環境管理 51 号（2022）

ただ，いまのところ，マイクロプラスチック由来の障害方は次の通りである．
これまで世界の海に流出した 2500 万トンのプラスチが実海域の生物に見つかったとの報告はない．まだ実ックごみのうち，約 26%(650 万トン)は目視できるサイズ

海域での浮遊数が，海洋生物に影響を与えるほど多くのプラスチックごみとして，約 7%(175 万トン)はマイクロはないのだろう(図 1 上)．それでも私たちの研究 13)によプラスチックとして，いまも世界の海で漂流と漂着を繰りれば，50 年後の太平洋ではマイクロプラスチック浮遊量返している．そして，約 67%(1,675 万トン)は，マイクロプが他の浮遊懸濁物と比べて優位となり，粒子影響が海ラスチックに破砕したのち海水より重い素材のため海底洋生物へ負担を与えるほどになると予測された(図 1 下)．に沈むか，あるいは上記の消失過程を経て海岸や海面ただ，この予測は，曳網調査を主体とした現在の観測近くから姿を消したと推計された．

体制で採取できる，数百 μm 以上のマイクロプラスチックを対象としている．細かなマイクロプラスチックは，網目

４．海洋生態系への影響を抜けて採取できないのである．一方で，粒子影響を論じた実験は，それよりも二桁以上はサイズの小さなマイ人目に付きやすいプラスチックごみであれば，これがクロビーズを用いることが多い．実験と観測(および観測

海岸に大量に蓄積することで景観汚染となることは容易を再現するよう調整されたシミュレーション)にはサイズのに想像がつく．また，化学繊維のロープや漁網の海洋ギャップが大きく，まだ海洋生物の影響を予測するには生物への絡まりや，プラスチック片の海鳥による誤食は，課題が残る．

インターネットで画像も多く出回って，よく知られた海洋プラスチック汚染の実態であろう．それでは，人目につきにくいマイクロプラスチックについて，その海洋環境影響はどのようなものだろうか．
まず，小さなマイクロプラスチックであれば，容易に海洋生物に誤食される．実際に，これまで鯨から動物プランクトンに至る多種多様な海洋生物の体内からマイクロプラスチックの検出が報告されている．すでに海洋生態系に広く深くマイクロプラスチックが侵入したことを疑う研究者はいないであろう．
海を浮遊するにつれて表面に吸着する海水中のポリ塩化ビフェニル(PCBs)など残留性有機汚染物質や，もともとプラスチックに含まれる添加剤は，マイクロプラスチックと共に誤食を通して海洋生物に移行する．そして，

図 1 太平洋における 8 月の浮遊マイクロプラスチック
重量濃度(上：2016 年現在, 下：2066 年)．Isobe et al.
(2019)13)によるシミュレーション結果

体内で脱着したのち何らかのダメージを与える危惧がある 12)．化学汚染物質だけではない．添加剤を含まない未使用のプラスチックビーズを水棲生物に摂食させ，発５．今後の研究課題現した障害を報告した「粒子影響(粒子毒性)」の実験結
果も，最近になって数多く報告されている 12)．障害の種

上 述 し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 (Isobe & Iwasaki,類は，死亡率の上昇や体長の低下，あるいは炎症など

202211))によって，1960 年代から現在までに海洋流出し様々である．いずれ毒ではないが栄養にもならないプラ

たプラスチックごみは，約 2,500 万トンに上ると推定されスチックを摂取することは，生物にとって種の劣化につた．2,500 万トンを与えたことによって，過去から現在まながる大きな負担なのである．

での海洋プラスチック現存量が，シミュレーションで精度－29－

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水より軽く遠方に運ばれつつも，容易に腐食分解しよく再現できたのである．
さて，ここで大きな疑問が浮かぶ．いま世界で環境中ない．いま海に大量に流入するプラスチックごみは，永に漏出しているプラスチックごみ量が年間 3,200 万トン

い地球史にあって初めて現れた物質である．これによっならば，シミュレーションと同じく GDP 推移に比例させるて生態系を含む地球環境は変質していくのだろうか．あことで，1960 年代から現在までの総量を求めることがで

るいは地球環境の強靭性によって，海洋プラスチック汚きて，これは約 5 億トンであった．一方で，プラスチックご染は回避されるのだろうか.

みの海洋での総量は，海面近くから姿を消したものを含めて 2500 万トン程度(5 億トンの 5%程度)なのである．残

参考文献

りの 95%はどこに行ったのだろうか．

1) プラスチック循環利用協会: 2018 年プラスチック製品の生産・廃棄・再資源化・処理処分の状況 マテ
リアルフロー図.(2019).
2) J. R. Jambeck, et al.: Plastic waste inputs from land
into the ocean. Science, 347, 768-771 (2015).
3) L. Lebreton et al.: River Plastic emissions to theworld’s oceans”. Nat. Comm., 8(1),1-10 (2017).
4) J. G. B. Derrek: The pollution of the marine
environment by plastic debris: a review. Mar. Pollut.
Bull., 44, 842-852 (2002).
5) C. Morales-Caselles et al.: An inshore-offshore s
orting system revealed from global classification ofocean litter. Nat. Sustain，4(6),484-493 (2021).
6) 磯辺篤彦: 海洋プラスチック問題の真実 –マイクロプラスチックの実態と未来予測–．DOJIN 選書 86,
化学同人, 188pp.（2020）.
7) A. L. Andrady: Microplastics in the marineenvironment. Mar. Pollut. Bull., 62(8), 1596-1606(2011).
8) T. Kataoka et al.: Analysis of a beach as a timeinvariant linear input/output system of marine litter.
Mar. Pollut. Bull., 77, 266-273 （2013）.
9) D. K. A. Barnes et al.: Accumulation andfragmentation of plastic debris in globalenvironments. Phil. Trans. R. Soc. B 364, 1985-1998(2009).
10) M. Eriksen et al.: Plastic pollution in the world’soceans: More than 5 trillion plastic pieces weighing
over 250,000 tons afloat at sea. PLOS ONE 9(12),e111913 (2014).
11) A. Isobe & S. Iwasaki: The fate of missing ocean
plastics: Are they just a marine environmentalproblem?. Sci. Total Environ., 825, 153935 (2022).
12) L. C. de Sá et al.: Studies of the effects ofmicroplastics on aquatic organisms: What do weknow and where should we focus our efforts in thefuture?. Sci. Total Environ., 645, 1029-1039 (2018).
13) A. Isobe et al.: Abundance of non-conservative
microplastics in the upper ocean from 1957 to 2066.
Nat. Comm., 10(1),1-13, (2019).

この陸で消えたプラスチックの行方は，まだよくわかっていない．土壌に吸収されたもの，生物圏が吸収したもの，大気中を浮遊するもの，そして川や湖など陸水中に捕捉されているのだろう．いずれ今まで私たちが認識していた海洋プラスチックは，地球環境に漏れたプラスチックごみにとって氷山の一角にすぎない．これら陸で消えたプラスチックごみは，地球環境におけるプラスチックの巨大なストックであり，海洋流出に至るまでの挙動追跡や，その過程での環境影響評価は，注視すべき今後の研究課題である．
海洋プラスチックや陸のプラスチックごみは，劣化と破砕を繰り返すことで微細片化する．十分に微細片化が進行すれば，いま私たちが曳網調査で採取しているサイズよりも細かなものに変わっていくだろう．微細なマイクロプラスチックであれば，数多い実験報告が示すとおり，生物への粒子影響が懸念される．
マイクロプラスチックの地球環境への負荷を考えるとき，悲観的なシナリオはこうである．曳網調査の網目を抜けるほど微細なマイクロプラスチックは，質量保存を保ちつつ破砕を重ねて，すでに(いずれ)閾値を超えた量が海に浮遊する．誤食を介した種の劣化が小生物に始まって，食物連鎖がつなぐ大型生物へ影響が波及するだろう．楽観的なシナリオはこうである．海洋表層からマイクロプラスチックが消える事実は，輸送の過程で地球のどこかにプラスチック片が吸収されることを示唆する．
例えば，生物付着に伴う重量の増加と深海への沈降である．小さなプラスチック片ほど浮力を得にくいため沈みやすいであろう．地球の環境復元機能は，太陽光が届くことで生物生産の活発な海洋表層から，次第にマイクロプラスチックを切り離すのかもしれない．

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