2021 Fiscal Year Research-status Report
マイクロプラスチック含有重量を簡便に測定する手法の開発
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20K12208
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
朝倉 宏 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (00391061)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マイクロプラスチック / 底質 / 含有重量 / 測定手法開発 / 重液 / 選別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マイクロプラスチック（MPs）を簡便かつ迅速に重量測定ができる手法を開発することを目指すため、三種類の実験を行った。
第一に、純水や海水では浮上させられないMPsを浮上分離させることのできる重液として飽和CaCl2溶液を考案した。水道水や海水で浮上するプラは主にPEやPPなどの軽質プラであり、それ以外のPVCやPET素材の重質プラは沈下する。一方、重液として常温（20℃）の飽和CaCl2を用いると、PEやPPだけでなく、PVCやPETなどの重質プラを90%以上浮上させることができた。複数種の軽質プラと重質プラに砂を混ぜ，海岸底質に混合するMPsを模擬的に作成した。水道水の後に重液を用いた浮上選別を行い，軽質プラ／重質プラ／砂の3分画に分離できることが分かった。これは，海外や遠距離から漂着する軽質プラと，国内内陸から流下してくる重質プラを区別して評価できる可能性があることを示唆している。
第二に、MPsとともに浮上してくる木などの非プラ性有機物を除去する手法の開発を行った。前年度ではH2O2を加えた煮沸処理によって木くずの分解を試みたが、どれほどH2O2の量を多くしても残存率が40%程度であったものの，木くずが沈降することが分かった。そこで，木を水に浸漬させ煮沸することで完全かつ短時間で木を沈下させることができた。複数種の軽質プラと重質プラに木くずを混ぜ，木くず混じりのMPsを模擬的に作成した。水道水に投入時には木くずと軽質プラが浮いていたが，煮沸後に木くずは沈んだ。その後の水道水および重液を用いた浮上選別を行い，軽質プラ／重質プラ／木くずの3分画に分離できることが分かった。
第三に，長崎県内の複数個所の海岸底質中のMPs含有重量調査を開始した。定点観測によって，漂着速度を概算した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請者提案の重液によるMPs軽質および重質プラ分離効率の把握と，煮沸による模擬試料の分離効率評価を行うことを計画した。軽質プラ（ポリエチレン（PE），ポリプロピレン（PP）など）と，重質プラ（塩化ビニル（PVC），PET樹脂（PET）など）をそれぞれ複数種購入し，破砕・分画して，模擬標準MPsを作成できた。水道水と重液（塩化Ca飽和溶液）を用いて煮沸処理すると，軽質プラ／重質プラ／砂／木をそれぞれに分離できることが分かった。
長崎県内の白浜海岸で定点調査を開始した。1度の調査によって現場のMPsが回収されるので，次回の調査時に存在するMPsは，新たに漂着などした分になる。したがって，次回の存在量を調査間隔期間で割ると，MPsの漂着速度として提示できる。これはMPs漂着のポテンシャルを表すので，ある新規の調査場所の1回きりのMPs含有量調査結果より価値がある。長崎県内の平戸および五島福江島においてMPs含有量調査を実施した。白浜と比較しても存在量が多く，またそのような地点が多いことが分かった。MPsが特に多い箇所（ホットスポット）と清浄な個所（非ホットスポット）における存在量は100倍以上異なることもわかった。したがって，ある調査地点におけるMPs存在量の代表値は，これらの存在量の偏りを表現する必要があることが分かった。
このように分離手法の開発と，現場調査方法の改善が進行しているので，当初の研究計画を概ね遂行できていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
実際の海岸底質とMPsを混合した模擬試料を用いて，申請者提案の方法によるMPs分離測定方法の効果を評価する。また，長崎県内外の多数の海岸や河川で採取した底質を対象とした，MPs含有重量調査を行う。
実際の海岸底質とMPsを混合し提案するMPs分離測定方法の効率を評価する。長崎県内の海岸底質を10か所程度採取し，模擬標準MPsを混合する。提案する方法でMPsを分離測定し，MPsの回収率を得る。このとき木や外骨格の混入量が多いとMPs回収率が低下する恐れがあるため，混入量に応じた分離条件（重液濃度や温度など）を探索する。
海岸底質の深さ方向のMPsの分布を測定し，MPs含有量調査時に必要な底質採取深さを提案する。特に砂をコア状に採取する際には砂の穴が崩壊しやすいので，簡易な矢板などで保護しながら試料を簡便に採取する方法を開発する。海岸底質中の特にMPsで汚れている個所（ホットスポット）だけを調査対象としても当該海岸におけるMPs含有量の代表値にはならない。そこで，ホットスポットと非ホットスポットの数か所を調査対象地点として，ホットと非ホットの面積比は目視見積もりするなどしてMPs含有量の代表値を提示する手法を開発する。砂浜海岸の調査事例は多数見られるが，礫浜海岸など粗い粒子の海岸における調査事例はない。掃除機や強制浮上などの方法でMPs粒子を採取する手法を開発する。
長崎県内外の海岸および河川底質を採取しMPs含有重量調査を行う。長崎県内他4か所は4季節×2年の変動を得ることを目標とする。長崎県外は1年に一度とする代わりに，車両などで移動しながら多地点で採取・分析する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの感染拡大により，現場出張の開始が遅れた。また，現場出張を数回見送った。
翌年度は，次年度使用額となった66万円を有効に旅費として使用し，県外の現場を回って調査する。
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