多層採水観測で海洋の中層に漂う微細マイクロプラスチックの検出に成功

• 九州大学と東京海洋大学は、海面から水深1000mの多層採水観測(12層)を北太平洋で実施し、海水に含まれる10μm~数百μmサイズの微細マイクロプラスチック(MP, ^※1)を検出した。
• 多層観測と精度の高いMP検出技術によって、浮遊する微細MPの鉛直分布と水塊構造を比較することが初めて可能となった。
• 海水密度が1023-1025 kg/m3の等密度面に沿って、水深100-300mを数十年に渡って漂流する中性浮力に近いMP群と、付着した生物起源物の重みで速やかに深海に沈むMP群の、二つの輸送経路が示唆された。
• 浮遊濃度は、海水1m3あたりで約1000~10000個程度であった。

黒田真央研究員(日本学術振興会)と磯辺篤彦教授(九州大学)、そして内田圭一教授ら(東京海洋大学)のグループは、練習船「海鷹丸」(東京海洋大学)で北太平洋の4測点において海面から水深1000mまでの12層で海水を採取し、浮遊する微細なマイクロプラスチック(以下、MP)の採取に成功しました。これまで世界中で、数百μmを超えるサイズのMPが海面近くの曳網調査によって採取されてきました。数百μmを下回る微細MPの採取を報告した研究は、これまでも世界で11例あるものの、そのほとんどは単層や数層でのポンプ採水や曳網による採取でした。本研究は、海水から高い精度で微細MPを検出する技術を確立することで、ポンプ採水よりも1-2桁少ない合計50L程度の海水量から微細MPを採取した、世界初の多層観測結果です。　

ポリエチレンやポリプロピレンといった海水よりも比重の軽い素材のMPは、海面近くを長く浮遊します。浮遊を続けるうち、表面に藻類やバクテリアなど海洋生物が付着し、重量を増すことで、やがては海底に向かって沈降していきます。この際、浮力の小さな微細MPほど沈みやすいと考えられ、実際に、これまでの観測によって海面下に漂流する微細MPの存在が報告されてきました。

本研究成果は12層から採取された4測点の海水試料から得た結果を統合し、微細MPの二つの輸送経路を示唆するものです。一つは生物付着を経て中性浮力に近くなった一群が、海面から海面下に海水とともに沈み込み、1023-1025 kg/m3の等密度面に沿って水深100-300mの中層を漂う経路です。この経路を通る一群は数十年は海中を漂うと考えられます。もう一群は、生物付着によって海水より重くなった微細MPで、速やかに海底に向かって沈んでいくと考えられます。浮遊濃度は海水1m3あたりで約1000~10000個程度の範囲でした。

本研究成果は米国化学会発行のEnvironmental Science & Technology誌にて2025年9月18日にオンライン・リリースされました。

(※1) マイクロプラスチック（MP）
環境に流出したプラスチックごみが、紫外線による劣化などを経て次第に破砕し、サイズが5mm以下となったもの。ここでは、サイズが数百μmを下回ったものを微細マイクロプラスチックとよぶ。

掲載誌：Environmental Science & Technology, 2025
タイトル：Settling and Along-Isopycnal Subduction of Small Microplastics Into Subsurface Layers of the Western North Pacific Ocean
著者名：Mao Kuroda, Atsuhiko Isobe, Keiichi Uchida, Ryuichi Hagita, and Satoru Hamada
DOI：10.1021/acs.est.5c08983

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応用力学研究所　磯辺篤彦　教授