2020年2月13日(木)第35回全国環境研究交流シンポジウム「プラスチック問題と資源循環」

プラスチック資源循環とマイクロプラスチックを巡る
化学物質管理に資する研究展開
国立環境研究所
資源循環・廃棄物研究センター

鈴木剛
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発表内容
１．はじめに２．プラスチックのライフサイクル
３．プラ資源循環戦略
４．プラ資源循環とマイクロプラスチック
５．マイクロプラスチックを巡る化学物質管理

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発表内容
１．はじめに２．プラスチックのライフサイクル
３．プラ資源循環戦略
４．プラ資源循環とマイクロプラスチック
５．マイクロプラスチックを巡る化学物質管理3

暮らしと産業を支えるプラスチック

食品の容器包装

電気電子機器

建材

自動車

医療用用具

⚫ 軽量且つ耐久性があり、加工しやすく断熱性に優れるため、食品の容器包装、電気電子機器、自動車、建材や医療用用具など、様々な製品に使用されている⚫ 保存性の向上や輸送エネルギーの効率の改善に貢献している
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Geyer et al. (2017)廃プラスチックの環境中への流出

Unit: Mt

⚫ 1950～2015年に世界で生産されたプラスチックは83億トン、これに再生プラスチックを加えると89億トン⚫ 使用中のプラスチック製品が26億トン (30%) 、リサイクルされた廃プラスチックが6億トン (9%) 、焼却されたものが8億トン (13%)、生産量の78%に相当する49億トンが埋め立てや環境中へ流出
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Eriksen et al. (2014)

海洋プラスチック

Small microplastic: 0.33～1.00 mm

Microplastic: 1.01～4.75 mm

Small microplastic: 0.33～1.00 mm

Microplastic: 1.01～4.75 mm

Mesoplastic: 4.76～200 mm

Macroplastic: >200 mm

Mesoplastic: 4.76～200 mm

Macroplastic: >200 mm

密度分布(個/km2)

重量分布(g/km2)⚫ 海洋プラスチックによる海洋汚染は地球規模で拡がっている⚫ 重量ベースでは大きいプラスチック粒子の排出量が多く、密度ベースでは小さいプラスチック粒子の排出量が多い
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UNEP (2016)

マイクロプラスチック

一次マイクロプラスチック

二次マイクロプラスチック⚫ 5 mm以下の微小なプラスチックの総称⚫ 一次マイクロプラスチックは、小さいサイズで製造されたプラスチックであり、歯磨き粉や洗顔料のマイクロビーズ、プラスチック製品の原料であるレジンペレットが該当⚫ 二次マイクロプラスチックは、大きいサイズのプラスチックが、自然環境中で微細化したものが該当
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発表内容
１．はじめに２．プラスチックのライフサイクル
３．プラ資源循環戦略
４．プラ資源循環とマイクロプラスチック
５．マイクロプラスチックを巡る化学物質管理8

PlasticEurope (2010); (2019)

プラスチックの生産量
2009

2018

200

生産量 (Mt)

150

100

500

欧州

北中米

南米

中東・アフリカアジア⚫ 2018年の世界の生産量は3億5900万トンであり、2009年と比較して1億2900万トン増加している⚫ アジアで2倍強、伸長は中国で顕著に増加 (3450万トン→1億77万トン) 、日本で横ばい (1121万トン→1067万トン)
9Geyer et al. (2017); プラスチック循環利用協会 (2019)廃プラスチックの年間排出量
7%

13%

6%

包装・容器等
消費生活・業務用製品等

世界14%

2015年

0%
4%
4%

3億200万トン

47%

輸送

3%
1%

建材

7%

電気・電子機器

8%

産業機械
繊維

包装・容器等
電気・電子機器等

日本*
2018年
893万トン

47%

建材
農林水産
輸送

その他
生産加工ロス

その他

6%

家庭用品等

20%

12%

*合成ゴム・繊維含まない⚫ 世界と日本共に、包装・容器等廃棄物が47%程度を占める⚫ 世界では消費生活・業務用製品等と輸送が、日本では電気・電子機器等と家庭用品等が続く
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PlasticEurope (2019)；プラスチック循環利用協会 (2019)

回収した廃プラスチックの排出先

43%

欧州
2018年

28%

32%

■ リサイクル■ エネルギー回収■ 埋立(+単純焼却)

日本*
2018年

56%

2910万トン

891万トン16%25%*合成ゴム・繊維含まない⚫ 欧州では、リサイクルされたものが32%、エネルギー回収されたものが43%、埋め立てられたものが25%⚫ 日本では、リサイクルされたものが28%、エネルギー回収されたものが56%、単純焼却および埋め立てられたものが16%
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Jambeck et al. (2015)

廃プラスチックの不適切な処理および海洋流出⚫ 世界全体で必ずしも適切な処理やリサイクルが行われていない⚫ 陸上から海洋へ流出した海洋プラスチックによる地球規模の環境汚染が懸念されている
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NHK. BS世界のドキュメンタリー. プラスチック・チャイナ.
http://www6.nhk.or.jp/wdoc/backnumber/detail/?pid=180412

廃プラスチックの輸入規制⚫ 中国や周辺国 (マレーシア、タイ、ベトナム等) の廃プラ輸入規制⚫ 日本の廃プラは輸出量減、国内での処理が必要
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発表内容
１．はじめに２．プラスチックのライフサイクル
３．プラ資源循環戦略
４．プラ資源循環とマイクロプラスチック
５．マイクロプラスチックを巡る化学物質管理14

プラスチック資源循環戦略(2019年5月策定)
国内外における廃プラスチックの有効利用率の低さ
マイクロプラスチックを含む海洋プラスチックによる環境汚染
中国や周辺国による廃プラスチック等廃棄物の禁輸措置に対応した
国内資源循環体制の構築の必要性⚫ 使い捨て容器包装等のリデュースをはじめとして環境負荷の低減に資するプラスチック使用の削減⚫ 未利用プラスチックを含む使用済プラスチックの徹底的かつ効果的・効率的な回収・再生利用⚫ バイオプラスチックの実用性向上と化石燃料由来プラスチックとの代替促進等を推進
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発表内容
１．はじめに２．プラスチックのライフサイクル
３．プラ資源循環戦略
４．プラ資源循環とマイクロプラスチック
５．マイクロプラスチックを巡る化学物質管理16

プラスチック循環利用協会 (2019)廃プラスチックのリサイクル
分類(日本)

リサイクル手法 ISO15270

マテリアルリサイクル プラ原料化(材料リサイクル)
プラ製品化

電気電子機器・筐体

容器包装

ケミカルリサイクル

Mechanical
Recycle

原料モノマー化
高炉還元剤
コークス炉化学
Feedstock
原料化
Recycle
ガス化
油化

サーマルリサイクル(エネルギー回収)

ペットボトル
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セメント原・燃 Energy
Recovery
料化
廃棄物発電
RPF/RDF

PlasticEurope (2019)

欧州の廃プラスチック処理状況(その他)

198万トン

エネルギー回収1240万トン

リサイクル
945万トン(包装・容器等)

747万トン

埋立725万トン⚫ 2018年に回収した廃プラスチック2910万トンのうち、リサイクルされたものが945万トン、そのうち包装・容器等のマテリアルリサイクルが80%程度を占める
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プラスチック循環利用協会 (2019)

日本の廃プラスチック処理状況
ケミカル
リサイクル
39万トン

エネルギー回収502万トンマテリアルリサイクル(PETボトル)

53万トン(包装用フィルム) 24万トン(家電・筐体等) 21万トン

208万トン(その他)

単純焼却・埋立110万トン

141万トン⚫ 2018年に回収した廃プラスチック891万トンのうち、リサイク

ル (ケミカル＋マテリアル) されたものが247万トン、そのうちマテリアルリサイクルが84%を占めている⚫ 包装・容器系や家電系プラのマテリアルリサイクル量が多い
19*合成ゴム・繊維含まないマテリアルリサイクルの流れ
廃プラ

収集

分別

マイクロプラスチックの生成

破砕

洗浄/選別

再商品化

マイクロプラ含有排水の発生⚫ 一般的な廃プラスチックのマテリアルリサイクルでは、破砕と洗浄・選別が必ず含まれる⚫ 破砕時にはマイクロプラスチックが生成し、洗浄・選別時にはマイクロプラスチックを含む排水が発生する⚫ マイクロプラ含有排水の適切な管理が必要
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プラスチック循環利用協会 (2019)PETボトルのマテリアルリサイクル

マイクロプラスチック含有排水？

ペットボトル21

家電製品協会 (2019)

家電系プラのマテリアルリサイクル

電気電子機器マイクロプラスチック含有排水？
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発表内容
１．はじめに２．プラスチックのライフサイクル
３．プラ資源循環戦略
４．プラ資源循環とマイクロプラスチック
５．マイクロプラスチックを巡る化学物質管理

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マイクロプラスチックの排出実態

テレビ・筐体エアコン・筐体

ペットボトル

包装容器排水⚫ 国内外の各種廃プラのマテリアルリサイクルを通じて生成するマイクロプラスチックの排出実態を把握し、排出インベントリを作成して排出源としての重要度を考察する
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写真：講演者撮影Worm et al. (2017)

マイクロプラスチックの環境動態・生物移行
排出量

粒子形状

プラ種類

粒子サイズ

⚫ 廃プラ由来のマイクロプラスチックの排出量、粒子形状、種類、粒子サイズを把握し、環境動態・生物移行を考察する
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Galloway and Lewis (2016); Worm et al. (2017)

マイクロプラスチックの曝露影響
排出濃度
粒子サイズ・形状

含有・吸着化学物質
生体内反応性⚫ 廃プラ由来のマイクロプラスチックの排出濃度、粒子サイズ・形状、含有・吸着化学物質、生体内反応性を把握し、生物における曝露影響を考察する
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Isobe et al (2015); Kataoka et al (2018); Koelmans et al. (2017);
Worm et al. (2017); Burns and Boxall (2018)

パーセンタイル

２つの評価指標：粒子特性
100

■ 繊維状
■ 破片状
■ ビーズ／球状■ フィルム状■ その他■ スポンジ状

△ 海水
● 淡水

7550

□ 日本・河川水□ 東アジア・海水

25010-410-2 100個／L

102

環境水中で検出される密度濃度

環境水中で検出される粒子形状■ ポリエチレン■ PET樹脂■ ポリアミド■ ポリプロピレン■ ポリスチレン■ ポリ塩化ビニル■ ポリビニルアルコール■ その他／不明

環境中で検出される粒子サイズ

環境水中で検出される種類⚫ マイクロプラスチックの密度濃度、粒子形状、種類、粒子サイズといった粒子特性を評価指標として、排出実態、環境動態・生物移行、曝露影響にアプローチ
27Koelmans et al. (2017)

２つの評価指標：含有・吸着化学物質⚫ マイクロプラスチックが含有・吸着する樹脂添加剤や残留性有機汚染物質といった化学物質を評価指標として、排出実態、環境動態・生物移行、曝露影響にアプローチ
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Burns and Boxall (2018)

研究展開に際して環境中濃度

生態毒性試験結果

環境中マイクロプラスチック密度濃度と生態毒性試験結果⚫ 環境モニタリングと生態毒性試験の結果のギャップ

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Burns and Boxall (2018)

研究展開に際して生態毒性試験で評価されたマイクロプラスチックについて⚫ 環境モニタリングと生態毒性試験の結果のギャップ⚫ 実際に検出されるマイクロプラ特性と試験条件のギャップ⚫ 排出源を想定した事例が少ない
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現地調査の一例

排水処理施設排水含有プラ

⚫ 国内の廃プラ・マテリアルリサイクル施設の排水と含有プラ⚫ 排水処理してプラ湿式選別に再利用(施設外に出ない)
31

写真：講演者撮影

現地調査の一例

再生プラのペレット施設排水

排水含有プラ⚫ 国外の玩具類・生活用品等廃プラのマテリアルリサイクル施設で生じた排水と含有プラスチック小片⚫ 排水処理をしないで施設外に排水32

写真：講演者撮影

現地調査の一例

収集・圧縮収集・破砕⚫ 国外のペットボトルのマテリアルリサイクル⚫ 排水処理をしないで施設外に排水33

写真：講演者撮影

謝辞

国立環境研究所
資源循環・廃棄物研究センター

VNU ハノイ自然科学大学
環境技術研究開発研究センター

宇智田奈津代氏
松神秀徳 主任研究員
道中智恵子 高度技能専門員
Wannomai Tatiya 氏

Pham Hung Viet 教授
Lee Hu Tuyen 室長

愛媛大学
沿岸環境科学研究センター

愛媛大学大学院農学研究科
附属環境先端技術センター

国末達也 教授
Nguyen Minh Tue 研究員

高橋真 教授34