450年間は劣化しません。マスクを不用意に捨てるとどれくらい害があるのでしょうか？

制作：中国科学普及協会

制作者: Vivian (北京航空航天大学)

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

疫病が猛威を振るう中、外出時のマスク着用は、他人や自分を守るための生活習慣となっているが、そこには「隠れた危険」も伴う……。不用意に捨てられたマスクが「環境保護運動」のきっかけになるかも！

捨てられたマスク（写真提供：veer photo gallery）

マスクは単なる布ではなく、プラスチック製品です。

医療用サージカルマスクのマスク本体は、内側と外側の 2 層の不織布と、中央のメルトブローン生地の層で構成されています。外層は飛沫防止機能を持ち、中間層はフィルターとして機能し、内層は主に着用者から放出される液体や湿気を吸収します。

医療用マスクの一般的な構造（画像出典：参考文献1）

不織布とメルトブローン布はどちらも不織布です。原料は特殊ポリプロピレン樹脂です。ポリマーは溶融状態にあり、特定のプロセスを経て繊維に紡がれ、その後、熱結合または自己結合によって強化されます。

メルトブローン布はマスクの「心臓部」です。メルトインデックスが高く、繊維が細いポリプロピレンで作られています。直径 0.1 ～ 2 ミクロンのポリプロピレン繊維で作られたメルトブローン布は、多孔性が高く、通気性に優れ、濾過抵抗が低いという特徴があります。メルトブローン布はエレクトレット処理を施すことで電荷を帯びるようになります。ウイルスを含んだ飛沫がメルトブローン布に近づくと、静電気によって表面に吸着され、保護の目的が達成されます。

メルトブローン織物の繊維構造（画像出典：参考文献2）

マスクを無作為に捨てることは有害である

現在、人類社会はプラスチックに大きく依存しており、ポリプロピレンをはじめとするプラスチック製品は生活のあらゆる場面に普及しています。毎年800万トン以上のプラスチック廃棄物が海に流入していると報告されており、陸上で目に見える白い汚染はさらに一般的です。

新型コロナウイルスとの戦いで、マスクや防護服、手袋などの医療用品の使用が急増している。流行中、1人1日マスク1枚を使用するという推定に基づくと、世界中で毎月1290億枚の廃棄マスクが発生することになります。マスクが自然環境に不用意に廃棄された場合、分解されるまでに数百年かかる可能性があります。それだけでなく、環境、動物、さらには人間自身にも長期的な影響を及ぼすことになります。見た目がクラゲに似ているため、海に浮かぶマスクを他の生物が誤って食べてしまう可能性があります。 2020年9月、ブラジルの海岸でペンギンの死骸が発見された。検死の結果、胃の中からマスクが発見された。

お腹の中にマスクをつけたペンギン（画像提供：CGTN）

プラスチック汚染の危険性はこれをはるかに超えています。光、波の衝撃、浸食、風化などの外的要因の影響により、プラスチック製品は人間の目では識別できないほど小さなマイクロプラスチックに分解されます。マイクロプラスチックが海洋、淡水、陸地などの生態環境に与える影響は過小評価されるべきではありません。

マイクロプラスチックは小さいが非常に有害である

かつて私たちは、空に白いビニール袋が浮かんでおらず、水に飲料ボトルが浮かんでいないという事実が、プラスチック汚染との戦いにおける成功の証拠であると考えていました。プラスチック汚染に対する意識が高まるにつれ、目に見えない害が徐々に明らかになりつつあります。

水中のマイクロプラスチックは動物プランクトンや他の生物に摂取され、食物連鎖を通じて魚の体内に入り、成長の阻害や異常な行動を引き起こす。食物連鎖の頂点にいる人間は、マイクロプラスチックを含む動物を食べることで、体内にさらにマイクロプラスチックを蓄積することになります。

魚はプラスチック廃棄物を食べ、人間は魚を食べることで生物蓄積が生じる（画像提供：Theoceancleanup）

マイクロプラスチックは私たちが考えている以上に環境中に広く存在している可能性があります。 2019年、米国スクリップス海洋研究所の学者らがサンタバーバラ沖の深さ約580メートルの海底堆積物コアを分析し、繊維、破片、粒子を含む多数のマイクロプラスチックを発見した。

海底堆積物中のプラスチック汚染物質（画像出典：参考文献5）

カナダ海洋保護協会とブリティッシュコロンビア大学の研究者らは、北極圏でポリエステルのマイクロプラスチック繊維も発見しており、その大量の繊維が北大西洋を経由して北極圏に流入している。

繊維や洗濯の廃水から直接排出されるマイクロプラスチック繊維であれ、海流に沿って移動しながら環境によって分解されるマイクロプラスチックであれ、北極への侵入はすでに明らかです。

北極海におけるマイクロプラスチックの蓄積（画像出典：文献6）

エベレスト山のマイクロプラスチック（画像出典：参考文献7）

マイクロプラスチックが空まで上昇し、地中に浸透する能力はすでに私たちを驚かせているが、作物によるマイクロプラスチックの吸収に関する最近の研究はさらに衝撃的である。中国科学院煙台沿岸研究所の研究チームは、モデル作物である小麦とレタスの根、茎、葉に、廃水から吸収されたマイクロプラスチック成分が含まれていることを発見した。

植物の表皮の気孔は比較的大きく、マイクロプラスチックは容易に侵入することができません。しかし、植物の新しい側根の端には目立たない切れ目がいくつかあり、そこがマイクロプラスチックが植物内に侵入する入り口となっている。その後、マイクロプラスチック粒子は蒸散によって根から芽へと運ばれます。

研究によると、世界の人口の約50％の体内にマイクロプラスチックが存在し、マイクロプラスチックは呼吸、飲食を通じて人体に摂取される可能性があることが明らかになっています。マイクロプラスチックが人間の健康に与える影響はまだ不明ですが、マイクロプラスチック汚染の問題は差し迫っています。

恐れることはありません。問題よりも解決策の方が常に多くあります。

困難があるところには必ず解決策がある。人々は象牙の代わりにプラスチックを使って象を狩猟から守る方法を見つけました。今日、プラスチック汚染がますます深刻になるにつれ、私たちも常に解決策を模索しています。

ますます深刻化するプラスチック汚染に直面して、テクノロジーは環境保護の新たな可能性をもたらしました。マスク用メルトブローン生地の問題に対応するため、研究者らは生分解性の改質ポリ（ブチレンアジペート）/テレフタレートメルトブローン材料を設計し、合成しました。この新素材は、フィルター効果を確保しながら、廃棄されたマスクによる環境への汚染も軽減します。

さらに、研究者たちは自然界にプラスチックの天敵を発見しました。例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）を分解できる細菌（Ideonella sakaiensis）、ポリウレタン（PU）の分解を助けるAspergillus tubengensis、ポリエチレン（PE）フィルムを噛んで食べるワックスワーム（インドメクラコナカイガラムシの幼虫）などがいます。

ポリエチレンフィルムを食べるワックスワーム（画像出典：文献9）

最近、スペインのバルセロナ大学の研究者らが『Scientific Reports』に発表した研究では、海草の草原を利用して海からプラスチック廃棄物を除去できる可能性があることが示唆された。温帯種であるP. oceanicaは秋に葉を落とし、その葉鞘やその他の残骸が近くの海岸に堆積します。葉鞘に含まれる木質繊維は海藻繊維ボールと呼ばれるボール状に絡まり、プラスチック汚染物質を捕らえて海岸まで運ぶ可能性がある。海草の繊維ボール1キログラムあたりに1,470個ものプラスチック片が見つかり、地中海の海草の草原の繊維ボールが毎年8億6,700万個のプラスチック汚染物質を捕らえていると推定される。

海藻ボールによって海岸に運ばれるプラスチック汚染物質の処理には依然として多額の投資が必要ですが、多くの問題の解決に役立っています。

海藻ボールに集められたプラスチック繊維（画像出典：文献10）

マイクロプラスチック汚染の現状は深刻ですが、人類も自然も前向きな姿勢でこれに対抗しています。ビニール袋を1枚減らすことからマスクを正しく処分すること、マイクロプラスチックを正しく理解することから前向きでパニックに陥らない姿勢を持つことまで、私たちが行える小さな変化はたくさんあります。

プラスチック製品を完全に排除することは難しいですが、より環境に優しい方法で処分することは可能です。

参考文献:

1. 医療用マスクのフィルター材料の研究の進捗状況。

2. 医療用マスクにおけるポリプロピレン素材の応用

3. 海で失われたプラスチックはどこにあるのか? https://science.sciencemag.org/content/304/5672/838

4. https://theoceancleanup.com/great-pacific-garbage-patch/

5. 沿岸海洋堆積物中のプラスチック粒子の数十年にわたる増加。 https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax0587。

6. 北極海におけるポリエステル繊維の広範な分布は、大西洋からの流入によって促進されている。 https://doi.org/10.1038/s41467-020-20347-1。

7. プラスチック汚染の新たな高みに到達 - エベレスト山におけるマイクロプラスチックの予備的調査結果。 https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.10.020