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2021.06.08

環境問題をプラスチックから考えてみる:海は灰皿ではない

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道端で見かける紙巻タバコの吸殻

20210608plasticDebris.png 2020年11月から2021年6月初めまで,10-20日の間隔をおいて16回,家の前の約170mの道路を1往復して,プラスチックのごみを拾っている。1回あたりに拾うごみの量は約46(17.9~128.6)g。毎日調査しているわけではないので,あくまでも仮定の話だが,拾ったごみが前回のごみ拾いから何日経っているか,その日数で割ると,約170mの道路に毎日約3gのプラスチックのごみが溜まっていくことになる。その変動幅は1.5~6.8gと小さい。拾ったゴミの中身はプラスチックの破片やペットボトル,コンビニのおにぎり包装紙などある中で,数としては紙巻タバコのフィルター付き吸殻が多い。個数で全体の約68(52~79)%になる。
 道路は台地上である。そのため,軽ければ風や雨でそのまま斜面を下っていくであろうし,大きいごみは車に踏みつけられて細かくなって側溝の鉄格子の蓋の隙間から落ちると考えられるから,それほどごみが多い場所ではないと推測している。フィルター付き吸殻は軽いがその形状や雨水を吸いやすい性質のため,道端に留まりやすいのかもしれない。また,吸殻の銘柄は多岐にわたるが,特定のいくつかの銘柄がたくさん拾われている。タバコの銘柄は人によって好みがあるから(もちろん広く吸われている銘柄はあるにしても),それほど多くない数の喫煙者がいつもこの道沿いで吸殻を捨てていると考えることができる。何れにしても,降雨時に川や海まで流れ下るプラスチックゴミを少しでも減らすべく清掃は続けている。

海岸清掃で拾われる吸殻

 海岸ではどのくらいの吸殻があるのだろうか。意外に多いという印象はある。推定では,毎年世界中で消費された6兆本のタバコから4.5兆本の吸殻が環境中に捨てられる(*1)。実際,タバコの吸殻は様々な場所でのビーチの清掃やごみの調査で最も多く収集されたアイテムであるとされている(*2)。
 古いデータだが,2000年の国際海岸クリーンアップ(ICC)の日本国内の結果では,ごみ個数の14.9%が吸殻であった(*3)。さらにOcean Conservancyが2012年に公表した毎年の世界で行われる海岸清掃のデータでは,ゴミの数として19~38%は吸殻などタバコ由来のゴミとされる(*1)。
 アメリカでは紙巻タバコの吸殻はゴミとして問題となっており,ICCの2007年の報告では,ボランティアが拾った168.4万本の吸殻は全てのごみの33.6%だが,実際には捨てられた吸殻のごく一部に過ぎないとされている。それは例えばカリフォルニア州のオレンジカウンティでより幅広く行われたビーチの海岸清掃の同年の値として,ICC全体の20倍以上の量が推定されたからだ(*4)。

吸殻のフィルターは自然界で思ったようには分解しない

 タバコのフィルターはプラスチックの一種,酢酸セルロース(セルロースアセテート)。
 酢酸セルロースは天然高分子であるセルロースをアセチル化することによって調製される。酢酸セルロースは280 nmより短いUV波長によって光化学的に分解されるが,紫外線を吸収するための発色団(*5)がないため,太陽光での光分解性は限られている(*6)。したがって,太陽からの紫外線は理想的な条件下でフィルターを細かく分解するが,素材を細かくするだけでそのものがなくなるわけではなく,水中や土壌中に細かくなって拡散していく(*4)。
 セルロースはセルラーゼ酵素を利用する生物によって生分解(*7)されるが,アセチル基が追加されているため,生分解の最初のステップでエステラーゼの存在が必要である(*6)。吸殻の分解率に関して擬似現場的環境条件で2年間実験したところ,吸殻のセルロース化学組成が環境条件の影響を予想外に受けにくく,生分解は限定的であった(*8)。
 Joly & Coulis(2018)(*9)は,近年,生分解されやすいとされる新しいタイプのセルロースを用いたタバコフィルターが市場に登場したことから,新しいセルロースと従来のプラスチックセルロースフィルターについて,6か月間野外で,未使用と喫煙済みで,土面とコンポスト内で分解実験を行なった。コンポスト内においては新しいセルロースは従来型よりも早く減少したが,その場合でも喫煙された後だとタバコの煙がフィルターを通過する際に蓄積されるタールやその他の化学物質でフィルターの生分解は阻害された。また,フィルター消失に関するモデル計算では,喫煙済みの従来型のフィルターはコンポスト内と土面でおよそ7.5~14年,新しいセルロースは2.3~13年と推定され,大きな違いはなかった(ただし,フィルターの周りに巻かれた紙の分解とフィルターの分解は分離できていないため,推定値は過小評価の可能性がある)。さらに,喫煙済みのセルロースフィルターが完全に消失するまでの推定時間は通常のコンポストによる産業上の処理サイクルよりも長いので,新しいセルロースフィルターが普及したとしても,消費者の不適切な処理に対する免罪符にはならないと指摘している。

吸殻の環境中での有害性

 Moriwakiほか(2009)(*10)は,上田市の信州大学の周辺3.2 kmで,ポイ捨てゴミの調査を行なった。研究によると,ポイ捨てゴミの数は吸殻がもっとも多く(平均150/km/月),吸殻の溶出実験でヒ素,ニコチン,多環芳香族炭化水素(PAH),鉛,銅,クロム,カドミウムなどの重金属が検出され,これらポイ捨てされた吸殻が環境に悪影響を及ぼしていることを指摘した。
 ドイツの研究者グループが吸いたての吸殻と,都市(ミュンヘン)の道端やルール河川域にポイ捨てされていた吸殻を集め,16種のPAHの濃度のレベルを比較したところ,街頭に落ちている吸殻に比べ,喫煙直後の吸殻で含有量は有意に高かった。そして高分子量PAHよりも揮発性と水溶性が高く,親油性が低い,低分子量のPAHが吸殻から環境,そして水域に拡散していると予測された。また,吸殻に残っているPAHs,特に高分子量のPAHsが吸殻によって環境中を運ばれ,この経路を介して最終的に水域に到達するリスクが考えられることから,毎年放出される吸殻の数を考えると,吸殻由来のPAHsは無視できない量が自然界に拡散し,水源水質汚染の脅威と考えられている(*11, 12)。さらに近年では,BTEX(*13)についても吸殻から水圏環境への拡散が示唆されている(*14)。
 このように,吸殻から有害化学物質が自然界に放出されていることが次々と明らかになり,生態系への影響も危惧されている。例えば,1リットルの水に0.125個の吸殻で淡水産のミジンコ(Daphnia magna)が致死することが知られている(*15)。また,淡水産二枚貝にごく薄い吸殻浸出液に晒したところ,底質に潜るのに時間がかかったり,行動に有意な影響があった。筋肉組織の分析から,浸出液中に見られた金属が生体内蓄積していることから,こうした金属の影響が行動変化を誘発している可能性が指摘され(*16),自然界の場合であれば被食等による個体群減少を被る可能性がある。
 さらに小魚を用いた標準的な急性毒性試験でタバコの吸殻由来の浸出液の影響を分析し,魚へのタバコの吸殻浸出液のLC50(*17)を測ったところ,喫煙後の吸殻(フィルター+タバコ)からの浸出液のLC50は,カタクチイワシのようなマリントップスメルト(Atherinops affinis)とクチボソのようなファットヘッドミノー(Pimephales promelas)の両方で,海水あるいは淡水1リットル当たり吸殻約1本だった。喫煙したタバコのフィルター(タバコなし)からの浸出液は,両方の魚種でLC50値はそれぞれ1.8および4.3本/Lだった。未喫煙のフィルター(タバコなし)では,両魚種のLC50値はそれぞれ5.1および13.5本。吸殻浸出液の毒性は,非喫煙フィルター(タバコなし)から喫煙フィルター(タバコなし),喫煙タバコ吸殻(タバコフィルター+タバコ)へと増加することがわかった。この研究では,吸殻からの浸出液が代表的な海洋および淡水魚種に対して急性毒性があることを示しているとともに,驚いたことに非喫煙のフィルターですらわずかながら毒性を示した(*18)。
 このように,吸殻は化学物質が浸出する毒性だけでなく,喫煙していないフィルターそれ自体でも有害と考えられるが(*15, 18),喫煙後のフィルターには別の問題もある。吸殻のフィルターがばらけて繊維状のマイクロプラスチック(マイクロファイバー)となっているということだ。
 マイクロファイバーは環境中で普通にみられるタイプのマイクロプラスチックの1つだが,海岸清掃で頻繁に遭遇するタバコの吸殻がばらけるとおよそ15,000を超える繊維になる。喫煙済み吸殻のフィルターから生成されたマイクロファイバーの分解率は低く,吸殻1本が1日に約100本の0.2 mm以下のマイクロファイバーを放つ。大まかな見積もりで年間約30万トンの毒性のあるマイクロファイバーが水環境中に放出されていることになり,マイクロプラスチックの主な供給源の一つと結論付けられる(*19)。マイクロファイバーは海洋生物に誤食され,食物網に取り込まれていると考えられる(*20)。

吸殻対策に苦慮する

20210608_arukitabako.png 1950年代に,タバコがガンやその他の重大な疾病の原因となるという科学的証拠が次々と示されてから,セ酢酸セルロースのフィルターが紙巻きタバコにつけられるようになり,喫煙者は1960年頃からフィルター付き紙巻きタバコのシェアが上昇して,1993年にはほぼ99%がフィルター付きタバコに移行した(*4)。そして1980年代初頭から,受動喫煙による健康への懸念から(例えば,Shimazu, 2016)(*21),屋外での喫煙が増加して,このことが排水溝や道路などから自然界に流出する吸殻が増えている可能性が考えられる(*4)。
 EU議会は2019年に「特定のプラスチック製品による環境への影響の低減に関する欧州議会および理事会の指令」により,タバコ業界に対し,使い捨てプラスチックを減らす対策の一環として,吸殻清掃のための資金拠出を義務付けている(*22)。しかし,様々な対策がこれまで取られてきたが,吸殻対策はどれも功を奏していない。ポイ捨てする人は自分自身の行動をポイ捨てとして認識していない可能性があることからターゲットを絞ることが難しいという指摘もある(*2)。
 拡散した吸殻を水圏環境から取り除くことはほぼ不可能なので,量を減らす唯一の方法は環境への吸殻の放出を減らすことである。その方策に関して,政策立案者は法律に加えて,メディアや学校の能力を活用して,特に若者の公教育などのより基本的な慣行を訴求することが推奨される(*11)。20210608_tabako_kinshi_mark.pngさらにNovotny & Slaughter (2014)(*1)は以下のような政策提案をしている。

  1. タバコごみの毒性やその他の環境への影響に関する一般の認識を高める
  2. 拡大生産者責任の原則を適用する
  3. 「予防原則」を適用する
  4. タバコパッケージへのラベリング
  5. 預け金と返却の仕組み(タバコは吸殻が販売者あるいは廃棄物処理施設に返却されたときに返金される「吸殻デポジット」を付けて販売することにより,喫煙者がより責任ある行動をとるように促し,吸殻の回収者に収入をもたらす可能性がある。それはまた喫煙のコストを増加させ,結果としてタバコの消費に効果をもたらす。さらに販売者が返却された吸殻の受け入れをためらうことが考えられるので,そのことがタバコ小売店の数を減らす効果が期待できる。)
  6. 原価回収(潜在的な環境毒性や観光への潜在的な影響を除外しても,都市へのタバコのポイ捨ての削減コストは相当なものである。中規模の都市圏(サンフランシスコなど)でタバコ製品ごみの外部経済的損失を緩和するコストは,1パックあたり約0.2~0.4ドルの料金で相殺できる。これらの料金はタバコの価格を上昇させることで消費を削減する。)
  7. 訴訟(タバコ産業に対して米国の州が提起した訴訟は,主に,喫煙に起因する州が資金提供する医療費の回収に焦点を当てている。環境コストに関しては,タバコ産業界は,製品に関連する清掃および迷惑費用の責任を問われる。拡大生産者責任(EPR: Extended Producer Responsibility)の原則の下で,被告の製品の通常の使用による環境への損害を防止できなかったという被告の不当な行為の証拠である(ここでも,「予防原則」が適用される)。さらに,州または地方自治体によるタバコ産業に対する訴訟は,環境浄化および迷惑行為の費用を回収する手段と見なされることも考えられる。)
  8. 製品仕様の変更(州は,フィルター付きタバコが環境への危険や迷惑行為と見なした場合,フィルター付きタバコの販売を禁止することを検討できる。フィルター付きタバコの販売が禁止された場合,タバコの嗜好性が低下することで,一般的なタバコの消費や子供の喫煙開始が減少する可能性がある。タバコについているフィルター自体はマーケティングツールであり,健康器具ではない。したがって,フィルター付きタバコの販売を禁止することは,州または地方レベルで吸殻の環境および経済的負荷を大幅に削減する手段と見なされる可能性がある。)

 パイプ,葉巻,キセルを愛する愛煙家であれば,タバコの葉に火がついて薫せたときの香りや味を楽しむので少なくとも嗜好品であるタバコが人工的なゴミを排出することは少ないと考えられる。そういう意味では,愛煙家個人への健康影響あるいは火の不始末といった問題はあるにしても,少なくともフィルターによる環境や生態系への問題は生じない。紙巻きタバコのフィルターそのものを規制するというのは有効な提案といえる。

(文責: 野村英明)


注*)

  1. Novotny TE & E Slaughter (2014): Tobacco product waste: an environmental approach to reduce tobacco consumption. Current Environmental Health Reports, 1, 208-216.
  2. Smith EA & T Novotny (2011): Whose butt is it? tobacco industry research about smokers and cigarette butt waste. Tobacco Control, 20 (suppl 1), i2-i9, 2011.
  3. 藤枝 繁・小島あずさ・大倉よし子(2007):日本における国際海岸クリーンアップ(ICC)の現状とその結果. 沿岸域学会誌, 20, 33-46.
     JEAN(Japan Environmental Action Network:海ごみ解決を目指す非営利の組織)
     URL:http://www.jean.jp/
  4. Novotny TE, K Lum, E Smith, V Wang & R Barnes (2009): Cigarettes butts and the case for an environmental policy on hazardous cigarette waste. Int. J. Environ. Res. Public Health, 6, 1691-1705.
     2002年には世界で5.6兆本のフィルター付きタバコが消費され,2025年までに9兆本が消費されるとの試算。世界で年間84.5万トンの吸殻がごみとして発生するとされている。
     2007年,アメリカでは,1.35兆本のフィルター付きタバコが生産され,3600億本以上が消費された。これらのタバコのフィルターに約68万トンの酢酸セルロースが使用された。
  5. 発色団(chromophore)とは,主に紫外部を含む光を吸収する原子または原子団のことで,有機物が色をもつ原因となる。
  6. Puls J, SA Wilson & D Hölter (2011): Degradation of cellulose acetate-based materials: a review. Journal of Polymers and the Environment, 19, 152-165.
     なお,光分解に関しては,多くの消費者製品で美白剤として使用されている二酸化チタンを添加することにより分解性を向上させることがでる。
  7. 生分解(biodegradation)とは,生物による分解のことで,主に細菌などの微生物が担う分解をいう。
  8. Bonanomi G, G Incerti, G Cesarano, SA Gaglione & V Lanzotti (2015): Cigarette Butt Decomposition and Associated Chemical Changes Assessed by 13C CPMAS NMR. PLoS ONE, 10, e0117393.
  9. Joly F-X & M Coulis (2018): Comparison of cellulose vs. plastic cigarette filter decomposition under distinct disposal environments. Waste Management, 72, 349-353.
  10. Moriwaki H, Kitajima S, Katahira K. (2009): Waste on the roadside, 'poi-sute' waste: its distribution and elution potential of pollutants into environment. Waste Management, 29, 1192-1197.
  11. Dobaradaran S, TC Schmidt, N Lorenzo-Parodi, MA Jochmann, I Nabipour, A Raeisi, N Stojanovic & M Mahmoodi (2019): Cigarette butts: an overlooked source of PAHs in the environment? Environmental Pollution, 249, 932-939.
  12. Dobaradaran S, TC Schmidt, N Lorenzo-Parodi, W Kaziur-Cegla, MA Jochmann, I Nabipour, HV Lutze & U Telgheder (2020): Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) leachates from cigarette butts into water. Environmental Pollution, 259, 113916.
  13. BTEXとは,ベンゼン,トルエン,エチルベンゼン,キシレンの頭文字を表す。これらに代表される揮発性芳香族炭化水素は高い毒性とともに,揮発性や水溶性といった性質上汚染が散しやすいことが知られている。特に石油製品を使用する精油所,ガソリンスタンドや化学工場等で漏洩による土壌汚染が発生している。
  14. Dobaradaran S, TC Schmidt, W Kaziur-Cegla & MA Jochmann (2021): BTEX compounds leachates from cigarette butts into water environment: A primary study. Environmental Pollution, 269, 116185.
  15. Register K (2000): Cigarette butts as Litter - toxic as well as ugly? Underwater Naturalist, 25, 23-29.
  16. Montalvão MF, TQ Chagas, TG da Silva Alvarez, C Mesak, AP da Costa Araújo, AR Gomes, JE de Andrade Vieira, TL Rocha & G Malafaia (2019): Cigarette butt leachate as a risk factor to the health of freshwater bivalve. Chemosphere, 234, 379-387.
  17. LC50(50% Lethal Concentration)とは,急性毒性試験で,溶解した状態の化学物質に暴露された生物の50%が,試験期間内に死亡する半数致死濃度。
  18. Slaughter E, RM Gersberg, K Watanabe, J Rudolph, C Stransky & TE Novotny (2011): Toxicity of cigarette butts, and their chemical components, to marine and freshwater fish. Tobacco Control, 20 (Suppl 1), i25-i29.
     タバコ栽培で使用する農薬や,紙巻きタバコの製造工程で使用される化学物質があり,その残留物は紙巻きタバコに含まれている可能性がある。さらに,4000を超える化学物質がタバコのタールや煙を介して環境に放出される可能性がある。
  19. Belzagui F, V Buscio, C Gutiérrez-Bouzán & M Vilaseca (2021): Cigarette butts as a microfiber source with a microplastic level of concern. Science of the Total Environment, 762, 144165.
  20. Cole M (2016): A novel method for preparing microplastic fibers. Scientific Reports, 6, 34519, 1-7.
  21. Shimazu H (2016): Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Cigarettes and Cigarette Smoke. Environment and Pollution, 5, 15-25.
  22. 濱野恵(2019): EUの海洋ごみ対策及び循環経済への転換に向けた取組―特定のプラスチック製品による環境への影響を低減する指令―.外国の立法,No. 282,45-74.

ポイ捨てする男性,ポイ捨て禁止マークのイラスト(いらすとや:https://www.irasutoya.com