マイクロプラスチックはどのようにして農地に入り込むのか

Microplastics can enter farmland through a variety of pathways, including wastewater sludge, dust, and fertilizer.
Microplastics are readily found in treated wastewater sludge, which is used to enrich farm soils.Image: Unsplash/Jan Kopřiva
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  • マイクロプラスチックは、粉塵や肥料などさまざまな経路を通じて農地に入り込む可能性がある。

  • マイクロプラスチックは、「バイオソリッド」として知られる処理済みの下水汚泥にも入り込み、作物、土壌、水を汚染するに至る。

  • 農地におけるマイクロプラスチック汚染問題の全容を理解するためには、さらなる研究が必要である。

マイクロプラスチック汚染は、空気、水、土壌を含むあらゆる環境に存在する、世界的な環境問題である。空気、水、および土壌。

マイクロプラスチックは、処理済みの下水汚泥(都市バイオソリッドとも呼ばれる)に多く含まれており、最終的には農業用土壌へと行き着く。

当社の最近の調査では、カナダの都市バイオソリッドにおけるマイクロプラスチックの濃度を調べたところ、バイオソリッド1グラムに数百個のマイクロプラスチック粒子が含まれていることが判明した。これは、空気、水、土壌で一般的に見られる濃度よりもはるかに高い。

カナダでは毎年数十万トンのバイオソリッドが生産されていることを踏まえると、このような高濃度のマイクロプラスチックが環境に及ぼしうる潜在的な影響に細心の注意を払い、カナダの下水処理の流れにおけるマイクロプラスチック濃度を低減する方法を見出す必要がある。

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都市バイオソリッド

都市バイオソリッドは、都市下水の流入水のうち固形分を沈殿・安定化させることで、下水処理場において生成される。

カナダおよび世界各地では、都市バイオソリッドは農地の土壌を改良するために利用されている。これは、リンや窒素など、植物の生育に必要な栄養分を豊富に含んでいるためである。

農地に散布されたバイオソリッド。Image: Branaavan Sivarajah

都市バイオソリッドの施用は、慎重にカナダで規制されており、重金属、栄養分、病原体が対象となっている。しかしながら、マイクロプラスチックなどの新興汚染物質に関するガイドラインは、現時点では存在しない。

現在の下水処理場は、マイクロプラスチックを除去するよう明確に設計されているわけではないが、それでも効率的にマイクロプラスチック汚染物質のほぼ90%を除去している。除去されたマイクロプラスチックは、沈殿した汚泥に濃縮されることが多く、最終的にはバイオソリッドに行き着く。

都市バイオソリッド中のマイクロプラスチック

これまでの研究により、都市バイオソリッド廃棄物は、マイクロプラスチックが農地を含む広範な陸域生態系に入り込む重要な経路であることが示されている。

カナダ環境・気候変動省およびカナダ農業・農産食品省の科学者と協力し、当社は都市バイオソリッド中のマイクロプラスチックについて、カナダ全土を対象とした初の評価を実施した。カナダの9つの州にわたる22カ所の下水処理場のバイオソリッド試料と、バイオソリッドを原料とする2種類の肥料製品を分析した。

バイオソリッド1グラムごとに、数百個のマイクロプラスチック粒子が確認された。観察された最も一般的なマイクロプラスチック粒子の種類は極細繊維で、次いで小さな破片であった。グリッターや発泡体の断片も少量確認された。

バイオソリッド中のマイクロプラスチック粒子の種類別の構成。Image: Jesse Vermaire

カナダの都市バイオソリッド中のマイクロプラスチック濃度は、水、土壌、河川堆積物といった他のカナダの環境媒体と比べて大幅に高い。これは、マイクロプラスチックが下水処理場で生成されるバイオソリッドに濃縮されているというさらなる証拠である。

マイクロプラスチックの削減

下水処理場は、ボトルキャップやビニール袋などの大型プラスチックを都市下水から除去する設備が十分に整っている。しかし、マイクロプラスチック粒子は非常に小さいため、現在の処理設備では捕捉できず、結果として下水汚泥に濃縮されてしまう。

下水の流れではマイクロプラスチックが濃縮されるため、環境中に流入するプラスチック汚染を削減する機会にもなる。カナダ全土の研究者は、マイクロプラスチック汚染が土壌生態系に及ぼす短期的・長期的な生態学的影響について知見を得るべく取り組んでいるが、一つの解決策は既に明確になっている。

マイクロプラスチックは、使い捨てプラスチックの使用を体系的に削減すること、合成繊維製の衣類の洗濯頻度を減らすこと、そして洗濯機用フィルターを使用して極細繊維を除去することにより、発生源で削減できる。こうした取り組みは、下水の流れ、ひいては陸域および水域環境に流入するマイクロプラスチックの量を最小限に抑えるのに役立つ。

マイクロプラスチックを物理的または化学的手段により除去するための新技術を、下水処理場に導入することも検討すべきである。

バイオソリッドが施用される農業生態系において、高濃度のマイクロプラスチックが及ぼす影響を、次のものへの影響も含めて、より深く理解する必要がある:ミミズや昆虫などの土壌生息生物。また、バイオソリッドおよび農業用土壌におけるマイクロプラスチック濃度について、国のガイドラインの策定にも着手する必要がある。

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