海に漂うマイクロプラスチックの年齢を推定する手法を開発

　旭化成株式会社と九州大学は、マイクロプラスチックの年齢（屋外で紫外線を浴びた経過時間）を推定する手法を開発しました。旭化成 基盤技術研究所と九州大学応用力学研究所 磯辺篤彦教授のグループは、海洋のマイクロプラスチックが生成されるメカニズムに関する共同研究を2019年から行っています。本手法に基づく調査により、海面近くのマイクロプラスチックが1～3年程度で海底に沈降していくことが示唆されました。なお、本研究成果はエルゼビア社発行の国際学術雑誌であるMarine Pollution Bulletin誌にて、先行発表されています。

　海に流出したプラスチックごみは、紫外線照射などによって劣化し、次第にマイクロプラスチック※1と呼ばれる微細片に破砕されます。その結果、いま世界の海洋表層には、約24兆粒のマイクロプラスチックが浮遊していると言われています。自然には分解しづらいプラスチックであれば、今後、分解するまで数百年以上の長期にわたって漂流を続けるとも予想されます。しかし、マイクロプラスチックが海を漂う本当の期間はこれまで不明でした。
　この研究は、マイクロプラスチックが屋外に出てのち、紫外線を浴びた経過時間(年齢)の推定手法を新たに開発したものです。その結果、北西太平洋や赤道といった外洋の海面近くで採取されたマイクロプラスチックは、年齢が1〜３歳の範囲に集中していることが発見されました。一方で、陸近くの日本近海から採取されたものは、0〜5歳と年齢にばらつきが見られました。
　旭化成/基盤技術研究所と九州大学/応用力学研究所/磯辺篤彦教授のグループは、プラスチックの特定波長帯での赤外線吸光強度比(カルボニル・インデックス※2)と置かれていた環境の温度、そしてプラスチックが照射された紫外線強度の時間積分値(累積量)の関係式を、現場実験と加速劣化試験を繰り返すことで見出しました。そして、実際の海洋で採取したマイクロプラスチックが受けた紫外線強度の累積量を求め、海域に平均的な紫外線強度から、紫外線を浴びた経過時間(年齢)を割り出しました。
　この研究によって、海には、浮遊するマイクロプラスチックを１〜3年程度で海面近くから除去する働きがあることが示唆されます。

※1マイクロプラスチック：劣化と破砕を繰り返してサイズが5mm以下となったプラスチックごみ。破砕と劣化で形成されたマイクロプラスチックを二次マイクロプラスチック、洗顔剤など製品に含有され環境にもれたマイクロプラスチックを一次マイクロプラスチックと呼ぶこともあるが、実環境で見つかる大半は二次マイクロプラスチックである。
※2カルボニル・インデックス：ポリエチレンの劣化に伴い生成する化合物(カルボニル)に特徴的な赤外線吸収の強度比。ポリエチレンの劣化が進行するにつれてカルボニル・インデックスは大きくなる。

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掲載誌：Marine Pollution Bulletin
タイトル：Estimation of the age of polyethylene microplastics collected from oceans:Application to the western North Pacific Ocean
著者名：Rie Okubo, Aguru Yamamoto, Akihiro Kurima, Terumi Sakabe, Youichiroh Ide,Atsuhiko Isobe
DOI：10.1016/j.marpolbul.2023.114951

応用力学研究所　磯辺 篤彦　教授