漂流マイクロプラスチックを媒体とした化学物質汚染とその蓄積プロセスの解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12206
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 三小田 憲史 富山県立大学, 工学部, 助教 (80742064)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: マイクロプラスチック / 収着 / 河川

Outline of Annual Research Achievements

マイクロプラスチック（MP）は疎水性の汚染物質を環境中において蓄積することが懸念されている。マイクロプラスチックは材質や形状、発生経路が多岐にわたると予想されるが、それらの諸因子がどのように影響するかはまだ解明されていない。本研究ではマイクロプラスチックに対する汚染物質の蓄積の実態とそのメカニズムに関する評価を目的とした。2020年度は主に多環芳香族炭化水素の一種であるピレンのマイクロプラスチックに対する基本的な吸着動態を検証するとともに、河川マイクロプラスチックおよびそこに含まれる多環芳香族炭化水素の評価を行った。まず予備実験としてプラスチック粒子を加えた溶液を攪拌して経時的に測定し、吸着平衡に達する時間を確認した。その際、ポリエチレン粒子に対するピレンの吸着は比較的速やかに進行することが示された。次に、吸着に関与するパラメータを調べるため、粒径や材質、入手元が異なるプラスチックを用いて、類似の吸着実験を行った。プラスチックのサイズが小さいほど吸着量は高く、またポリエチレンの方がポリスチレンよりも高い吸着量を示した。ただし、入手元が異なる場合には結晶化度や添加剤使用量の違い等によって吸着量が大きく変化することも確認した。さらに環境中で生じる変質が吸着に与える影響を検証するために、キセノンランプを使った模擬的な劣化実験を行った。実験の結果、照射を行った粒子ではピレンの吸着量が対照区よりも増加し、照射時間とともに吸着量が増加する傾向になった。
また実際の河川においてもマイクロプラスチックを検出した。多くは破片状のポリエチレンであった。次に、プラスチックと判定された漂流物を混合して、超音波抽出およびシリカゲルカラムによる前処理に供試し、GC/MSでPAHsの分析を行った。PAHsは環数の少ない成分を中心としてマイクロプラスチックから検出された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの感染拡大によって調査のための出張や実験を十分に行うことができず、当初の計画に遅れが生じたため。

Strategy for Future Research Activity

初年度に得られたデータを基に、対象とする粒子の種類を絞り劣化の影響に着目しながら定量的に評価したい。まず、種々の条件においてプラスチックの劣化促進実験を行い、外的要因がプラスチックにどのような影響を及ぼすか評価する。さらに、このプラスチックを吸着実験に用いることで、実験結果から劣化と吸着量との関連性をさらに明らかにしていく予定である。また、初年度に河川マイクロプラスチック中から低分子のPAHsが主に検出された理由を検証するために、異なるPAHsを用いた吸着実験を行い、蓄積速度や動態の差異について検証する。PAHsは河川に流入する前の陸域においてもプラスチックへの吸着が生じている可能性があるため、吸着場についても考察や検討を行いたい。また、環境マイクロプラスチック試料中の残留濃度についても引き続き検証を進める。さらに、プラスチックへの蓄積挙動をより詳細に評価するためポリマーやサイズ別に分けた試料の分析手法についても検討する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスのために、実験や調査に遅れが生じたことと、参加を予定していた学会が中止またはオンライン開催になったため。