環境への影響
プラスチックごみの分布は、風や海流、海岸線の地理、都市部、貿易ルートなどの特定の要因によって大きく変化します。 また、特定の地域の人間の人口も大きく影響しています。 プラスチックは、カリブ海のような閉鎖的な地域で発見されやすい。 生物の本来の環境ではない遠隔地の海岸に生物を分布させる手段として機能している。 これにより、生物学的多様性の低い特定の地域における生物の多様性や分散性が高まる可能性がある。 また、プラスチックは、残留性有機汚染物質や重金属などの化学汚染物質のベクターとしても使用される可能性があります。
Plastic pollution as a cause of climate change
2019年には、新しいレポート「Plastic and Climate」が発表されました。 それによると、2019年には、プラスチックの生産と焼却により、8億5,000万トン相当の二酸化炭素（CO
2）の温室効果ガスが大気中に放出されることになります。 現在の傾向では、これらの排出源からの年間排出量は、2030年には13億4,000万トンに増加します。 2050年には、プラスチックは560億トンの温室効果ガスを排出する可能性があり、これは地球に残された炭素予算の14％に相当します。 2100年には2,600億トンとなり、炭素予算の半分以上を排出することになります。
Effects of plastic on land
陸地でのプラスチック汚染は、その土地に住む人間を含む植物や動物に脅威を与えます。 陸上に集中しているプラスチックの量は、海の4倍から23倍と推定されています。 陸上で準備されたプラスチックの量は、水中のそれよりも多く、かつ濃縮されています。 誤って管理されたプラスチック廃棄物の割合は、東アジア・太平洋地域では60％、北米では1％となっています。
塩素処理されたプラスチックは、有害な化学物質を周囲の土壌に放出し、その化学物質が地下水やその他の周辺の水源、さらには世界の生態系にまで浸透する可能性があります。 これは、水を飲む生物種に深刻な害をもたらす可能性があります。
水道水のプラスチック汚染
2017年の研究では、世界中で採取された水道水サンプルの83％にプラスチック汚染物質が含まれていることがわかりました。 これは、プラスチックによる世界の飲料水の汚染に焦点を当てた初めての研究で、汚染率94％の米国の水道水が最も汚染されており、次いでレバノン、インドと続きました。 一方、イギリス、ドイツ、フランスなどのヨーロッパ諸国は、汚染率が最も低いものの、それでも72％と高い数値を示しました。 つまり、人々は1年間に3,000～4,000個のプラスチックの微粒子を水道水から摂取している可能性があるのです。 今回の分析では、ナノメートルの2500倍の大きさである2.5マイクロメートル以上の粒子が検出されました。 この汚染が人間の健康に影響を与えているかどうかは今のところ不明ですが、もし水にもナノ粒子の汚染物質が含まれていることが判明すれば、人間の幸福に悪影響を及ぼす可能性があると、この研究に関連する科学者は述べています。
しかしながら、プラスチックによる水道水の汚染は、人間、大気、水、土壌の間で汚染がどのように移動するかという関連性と同様に、まだ研究されていません。
プラスチックの洪水への影響
プラスチックのゴミが排水溝を詰まらせ、多くの都市で洪水被害を増加させています。
プラスチックの海洋への影響
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太平洋の海流がゴミの3つの「島」を作っています。
プランクトンのプラスチック粒子のカウント密度のモデル結果（赤の方が密度が高い）
海に入るプラスチックごみは年々増加しており、海に入るプラスチックの多くは5ミリ以下の粒子になっています。 2016年の時点で、世界の海には約1億5,000万トンのプラスチック汚染があり、2025年には2億5,000万トンにまで増加すると推定されています。 別の調査では、2012年には約1億6500万トンだったと推定されています。
Ocean Conservancyは、中国、インドネシア、フィリピン、タイ、ベトナムが海に投棄するプラスチックの量は、他のすべての国の合計よりも多いと報告しています。
ある調査では、海には5兆個以上のプラスチック片（小さなマイクロプラスチック、大きなマイクロプラスチック、メソプラスチック、マクロプラスチックの4つのクラスに定義される）が浮かんでいると推定されています。
海に流れ込んだゴミは、海洋生物や人間にとって有害です。
プランクトン、魚、そして最終的には人類が食物連鎖を通じて、これらの毒性の高い発がん性物質や化学物質を摂取しています。
海の近くや海中のゴミの大半はプラスチックでできており、海洋汚染の根強い原因となっています。 多くの国では固形廃棄物の管理が不適切なため、プラスチックが水系に入るのをほとんど制御できません。 The 5 Gyres InstituteのMarcus Eriksen博士によると、プラスチック汚染の粒子は5.25兆個あり、その重さは27万トンにもなります（2016年）。 このプラスチックは海流に乗って、オーシャンジャイアーと呼ばれる大きな渦に蓄積されます。 ガイヤーの大部分は、プラスチックで埋め尽くされた汚染の捨て場となります。
海洋プラスチック汚染の発生源
2019年10月、海洋プラスチック汚染のほとんどが中国の貨物船から来ているという調査結果が出たとき、Ocean Cleanupのスポークスマンはこう言いました。 “誰もが、レジ袋やストロー、使い捨てパッケージの使用をやめることで海を救うことを話しています。
海水を汚染しているプラスチックごみの約20％（560万トン）は、海洋由来のものです。 国際条約であるMARPOLでは、「プラスチックの海洋投棄を全面的に禁止している」とされています。 商船は、プラスチックを含む貨物、汚水、使用済み医療機器などの廃棄物を海に排出しています。 米国では、1987年に制定された「海洋プラスチック汚染研究管理法」により、海軍艦艇を含むプラスチックの海中排出が禁止されています。 艦艇や調査船は、不要と判断された廃棄物や軍需品を排出します。 プレジャーボートからは、誤って、あるいは不注意で漁具などの廃棄物が排出されます。 海洋における最大のプラスチック汚染源は、廃棄された漁具（罠や網を含む）であり、地域によってはプラスチックごみの90％を占めると推定されています。
大陸のプラスチックごみは、主に雨水の流出、水路への流入、または沿岸水域への直接排出によって海洋に流入します。 海中のプラスチックは海流に沿って移動し、最終的には「Great Garbage Patches」と呼ばれる形になることがわかっています。 プラスチックが海流をたどるルートについては、船会社からの偶発的なコンテナの落下がきっかけとなっています。
プラスチック廃棄物の発生量は、海から排出されるプラスチック汚染の量を上回っています。
マイクロプラスチックやマクロプラスチックの海への影響は、海洋生態系へのプラスチックの投棄による直接の浸透ではなく、世界中の海につながる、あるいは海への通路を作る汚染された河川を介して受けています。 河川は、状況に応じて発生源としても沈降源としても機能します。 河川はプラスチックの大部分を受け入れて集めますが、かなりの割合で海への流入を防ぐこともできます。 最近の調査では、河川は海洋環境におけるプラスチック汚染の主な原因となっており、その割合は80％近くに達しています。 海にあると記録されているプラスチックの量は、常に海に流入しているプラスチックの量よりもかなり少ないです。 英国で行われた調査によると、消費者関連のみのマクロプラスチックの支配的なタイプは「トップ10」となっています（下表参照）。 この調査では、192,213個のゴミがカウントされ、平均71％がプラスチックで、59％が消費者関連のマクロプラスチックでした。 淡水汚染が海洋プラスチック汚染の主な原因であるにもかかわらず、淡水から海洋への汚染の量に関する研究やデータ収集はほとんど行われていません。 大半の論文は、淡水環境や自然の陸地環境が主な原因であるにもかかわらず、プラスチックごみのデータ収集はほとんど行われていないと結論づけています。
海洋プラスチック汚染の陸地由来の原因
陸地由来のプラスチックの貢献度の推定値は大きく異なります。 ある研究では、海洋水中のプラスチックごみの80％強が陸上由来で、毎年80万トン（88万ショートトン）の責任を負っていると推定しています。 2015年にJambeckらが算出したところによると、2010年に192の沿岸国で2億7,500万トン（3億300万ショートトン）のプラスチックごみが発生し、480～1,270万トン（530～1,400万ショートトン）が海に流入しており、その割合は最大でも5％に過ぎません。
「Science」誌に掲載された研究で、Jambeckら（2015）は、海洋プラスチック汚染の世界的な10大排出国は、多い順に、中国、インドネシア、フィリピン、ベトナム、スリランカ、タイ、エジプト、マレーシア、ナイジェリア、バングラデシュであると推定しています。
懸念されている排出源は、埋立地です。 埋め立てられたプラスチックの廃棄物のほとんどは、パッケージなどの使い捨てのものです。 このようにプラスチックを廃棄すると、蓄積されていきます。 埋め立て処分は、焼却処分に比べてガス放出のリスクが少ないものの、スペースに制限があります。 また、埋立地と環境の間の保護層であるライナーが破損し、有害物質が漏れて周辺の土壌や水を汚染することも懸念されます。 海の近くにある埋立地では、内容物が風や、川や小川などの小さな水路によって簡単に掃き集められ、海に運ばれるため、海洋ゴミの原因となることが多い。 海洋ゴミは、効率的に処理されなかった汚水が川を通って海に運ばれることによっても発生します。
ゴミパッチ
ゴミパッチとは、海流の影響と人間によるプラスチック汚染の増加によって引き起こされた海洋ゴミ粒子の渦です。 人為的に発生したプラスチックやその他のゴミの集合体は、海洋生物に影響を与える生態系や環境問題を引き起こし、海を有害な化学物質で汚染し、温室効果ガスの排出にも貢献します。
最もよく知られているのはGreat Pacific garbage patchで、海洋ゴミやプラスチックの密度が最も高く、特定の気象条件の下では宇宙からも見えるほどです。
その他にも、北アメリカとアフリカの間にある「北大西洋ゴミパッチ」、南アメリカ東部とアフリカの先端にある「南大西洋ゴミパッチ」、南アメリカの西にある「南太平洋ゴミパッチ」、南アフリカの東にある「インド洋ゴミパッチ」などが確認されていますが、小さい順に並んでいます。 年間約1億トンのプラスチックが発生し、そのうち約10％が海に流れ込むと言われています。 国連環境計画は最近、”1平方マイルの海には “約46,000個のプラスチックがあると推定しています。
太平洋では
北太平洋亜熱帯収束帯
太平洋旋風の中、具体的には北緯20度から40度の範囲で、海洋ゴミが浮遊している大きな物体が見られます。
風のパターンと海流のモデルによると、北太平洋のプラスチックごみは、ハワイ諸島の北に見られる北緯23°〜37°の亜熱帯収束帯(STCZ)と南西-北東の線が交わるところで、特に密集していることがわかっています。
太平洋には、前者が日本沖、後者がハワイとカリフォルニアの間にある、西部ゴミパッチと東部ゴミパッチという2つの塊があります。 この2つのゴミパッチは、いずれも大規模な太平洋ゴミパッチの一部であり、ハワイ諸島の北岸にあるプラスチックの破片の部分を介してつながっています。 これらのゴミパッチには、およそ9,000万トン（1億ショートトン）のゴミが含まれていると言われています。
2017年4月に発表された研究では、南太平洋旋風の影響により、南太平洋の遠隔地にある無人島ヘンダーソン島で「世界のどこよりも高い密度のプラスチックごみ」が報告されました。 ヘンダーソン島のビーチには、3,770万個、重さにして17.6トンのゴミがあると推定されています。 ノースビーチでの調査では、10メートルの区間に毎日17～268個の新しいゴミが打ち上げられていました。
動物への影響
プラスチック汚染は動物を汚染し、人間の食糧供給に悪影響を及ぼす可能性があります。 プラスチック汚染は、大型の海洋哺乳類にとって非常に有害であると言われており、『Introduction to Marine Biology』という本では、海洋哺乳類にとって「唯一最大の脅威」であると説明されています。 ウミガメなどの海洋生物の中には、胃の中に大量のプラスチックが含まれていることがわかっています。 このような場合、プラスチックが消化管を塞いでしまうため、通常、動物は餓死してしまいます。 また、海棲哺乳類が網などのプラスチック製品に絡まって、危害を加えたり殺したりすることもあります。
絡みつき
ゴーストネットに絡みついたウミガメ
プラスチックごみへの絡みつきは、魚、アザラシ、カメ、鳥など、多くの海洋生物の死因となっています。 これらの生物は、ゴミに巻き込まれて窒息したり、溺れたりしてしまいます。 絡まったままだと餓死したり、捕食者から逃れられずに死んだりします。 また、絡まってしまったために、ひどい裂傷や潰瘍ができてしまうこともあります。 2006年に発表されたレポート「Plastic Debris in the World’s Oceans」によると、少なくとも267種の動物がプラスチック破片に絡まったり、飲み込んだりして被害を受けていると推定されています。 また、海のプラスチック汚染により、年間40万頭以上の海洋哺乳類が死亡していると推定されています。 海洋生物は、ゴーストネットなどの廃棄された漁具に巻き込まれます。 漁に使われるロープや網は、ナイロンなどの合成素材で作られていることが多く、漁具の耐久性や浮力が高くなっています。 これらの生物は、円形のプラスチック包装材にも引っかかり、動物が成長し続けると、プラスチックが肉に食い込んでしまいます。 また、網などの機材が海底を引きずり、サンゴ礁にダメージを与えることもあります。
消化
海洋動物
モート海洋研究所では、海の中にクラゲに似たビニール袋を展示しています。
ウミガメはプラスチック汚染の影響を受けています。 いくつかの種はクラゲの消費者ですが、しばしばプラスチックバッグを自然の獲物と間違えてしまいます。 このプラスチックの破片が食道を塞ぎ、ウミガメを死に至らしめることがあるのです。 オーストラリアの科学者による2018年の研究によると、赤ちゃんのウミガメは特に脆弱です。
クジラもそうです。 打ち上げられたクジラの胃の中からは、大量のプラスチックが発見されています。 マッコウクジラの胃の中にプラスチックの破片が現れるようになったのは1970年代からで、何頭ものクジラの死因になっていることが指摘されています。 2018年6月には、タイの海岸に打ち上げられた瀕死のゴンドウクジラの体内から80個以上のプラスチックバッグが発見されました。 2019年3月には、フィリピンに打ち上げられた死んだクビアカボウクジラの胃の中に88ポンドのプラスチックが入っていました。 2019年4月には、サルデーニャ島沖で胃の中に48ポンドのプラスチックが入ったマッコウクジラの死体が発見されたことを受けて、世界自然保護基金は、プラスチック汚染が海の生物にとって最も危険な脅威の一つであると警告し、2年間で5頭のクジラがプラスチックによって死亡したことを指摘しました。
最も小さなプラスチックの破片の一部は、海面下200〜1000メートルの真っ暗な中深海と呼ばれる海洋の遠洋域の一部で、小魚に食べられています。 この魚については、数が多いということ以外はあまり知られていません。 彼らは海の暗闇に身を隠し、捕食者を避け、夜になると海面に泳いできて餌を食べます。
Scripps Institution of Oceanographyが行った調査によると、27種141匹の中深海性魚の胃の中に含まれるプラスチックの平均含有率は9.2%でした。 北太平洋におけるこれらの魚によるプラスチック破片の摂取率は、彼らの推定では年間12,000〜24,000トンでした。 中深海性の魚で最も人気があるのはランタンフィッシュです。 この魚は、回転する海流の大きなシステムである中央海流に生息しています。 ランタンフィッシュは、消費者が購入するマグロやメカジキなどの魚の主な餌となっているため、消費者が摂取したプラスチックは食物連鎖の一部となります。
別の研究では、ハワイ沖の養殖海域で、プラスチックのかけらが稚魚の数を7対1で上回っていることがわかりました。 何百匹もの幼魚を解剖した結果、多くの魚種がプラスチックの粒子を摂取していることがわかりました。 プラスチックは、マグロなどの捕食者やほとんどのハワイの海鳥に食べられるトビウオからも発見されました。
鳥類
ヘルゴランド島のキタゴンドウは、古い網やその他のプラスチック廃棄物だけで作られた自分の巣に閉じ込められています
プラスチック汚染は、海だけに生息する動物に影響を与えるだけではありません。 海鳥も大きな影響を受けています。 2004年には、北海のカモメの胃の中に平均30個のプラスチックが入っていたと推定されています。 海鳥は、海面に浮かんでいるゴミを獲物と勘違いすることが多いのです。 彼らの餌はすでにプラスチックの破片を摂取していることが多いため、プラスチックが餌から捕食者に移ってしまうのです。 摂取されたゴミは鳥の消化器官を塞ぎ、物理的なダメージを与え、消化能力を低下させ、栄養失調、飢餓、死に至る可能性があります。 また、ポリ塩化ビフェニル（PCB）と呼ばれる有毒化学物質は、海でプラスチックの表面に濃縮され、海鳥がそれを食べた後に放出されます。 これらの化学物質は体の組織に蓄積され、鳥の生殖能力、免疫系、ホルモンバランスに深刻な致命的影響を与えます。 浮遊するプラスチック片は、潰瘍や感染症を引き起こし、死に至ることもあります。 海洋プラスチックの汚染は、海に出たことのない鳥にまで及ぶ可能性があります。 親鳥が餌と間違えて、自分の雛にプラスチックを与えてしまうことがあります。 海鳥のヒナは、成鳥のように餌を吐くことができないため、プラスチックの摂取に対して最も脆弱です。
ニュージーランドの多くの海岸でプラスチックのペレットが高濃度であることが最初に観察された後、さらなる研究により、さまざまな種類のプリオンがプラスチックの破片を摂取していることがわかりました。 飢えたプリオンはプラスチック片を餌と勘違いし、鳥の砂肝や胃袋からプラスチック片がそのまま発見されたのです。
ミッドウェイ環礁に生息する推定150万羽のレイシアホウドリは、いずれも消化器系にプラスチックを保有しています。 ミッドウェイ環礁は、アジアと北米の中間に位置し、ハワイ諸島の北にあります。 この辺境の地で、プラスチックの詰まりはこれらの鳥にとって致命的なものとなっています。 これらの海鳥は、自然の食物源に似ていることから、赤、ピンク、茶、青のプラスチック片を選びます。 プラスチックを摂取すると、消化管が塞がれて餓死してしまいます。 また、気管が塞がれて窒息することもあります。 また、プラスチックの破片が動物の腸内に蓄積され、動物に誤った満腹感を与えてしまうこともあり、これも飢餓の原因となります。 海岸には何千羽もの鳥の死骸があり、かつて胃袋があった場所にプラスチックが残っている。 プラスチックの耐久性は、遺体の中でも明らかです。
人間と同じように、可塑剤にさらされた動物にも発育障害が起こります。
人間と同じように、可塑剤にさらされた動物は発達障害を起こす可能性があります。具体的には、ヒツジがビスフェノールAを胎内に投与された場合、出生時の体重が低くなることがわかっています。 また、カエルの発育を妨げ、体長が減少することもあります。
人体への影響
製造業で使用される化合物は、大気や水に化学物質を放出することで環境を汚染します。 フタル酸エステル類、ビスフェノールA（BRA）、ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）など、プラスチックに使用されている化合物の中には、厳重な監視下に置かれているものがあり、非常に有害な可能性があります。 これらの化合物は安全ではないにもかかわらず、食品包装材、医療機器、床材、ボトル、香水、化粧品などの製造に使用されています。 これらの化合物を大量に使用すると、内分泌系を破壊し、人体に悪影響を及ぼします。 BRAは、エストロゲンと呼ばれる女性ホルモンを模倣します。 PBDは、人体の代謝、成長、発達に大きな役割を果たす重要なホルモン腺である甲状腺ホルモンを破壊し、損傷を与えます。 これらの化学物質の暴露レベルは、年齢や地域によって異なりますが、ほとんどの人はこれらの化学物質の多くに同時に暴露しています。 日常の平均的な曝露量は、安全でないと判断されるレベルを下回っていますが、低用量の曝露が人間に与える影響については、さらに研究を進める必要があります。 また、これらの化学物質が人間にどの程度の物理的な影響を与えるかについては、不明な点が多い。 プラスチックの製造に使用される化学物質の中には、人間の皮膚に接触すると皮膚炎を起こすものがあります。 多くのプラスチックでは、これらの有害化学物質は微量しか使用されていませんが、有害成分が不活性物質やポリマーによってプラスチック内に含まれていることを確認するために、多くの試験が必要となります。
また、目障りで自然環境を楽しめないという点でも、人間に影響を与える可能性があります。
臨床的意義
プラスチック製品が広く普及しているため、人口のほとんどがプラスチックの化学成分に常にさらされています。 米国では、成人の95％が尿中に検出可能なレベルのBPAを持っています。 BPAのような化学物質への曝露は、生殖能力、繁殖能力、性成熟の障害やその他の健康への影響と相関しています。
甲状腺ホルモン軸
ビスフェノールAは、代謝や発育などの生体機能に影響を与える甲状腺ホルモン軸に関連する遺伝子発現に影響を与えます。 BPAは、甲状腺ホルモン受容体（TR）の転写コレスポンダー活性を増加させることで、TRの活性を低下させる。 これにより、トリヨードサイロニンに結合する甲状腺ホルモン結合タンパク質のレベルが低下します。
性ホルモン
BPAは、性ホルモンの正常な生理レベルを乱します。 BPAは、アンドロゲンやエストロゲンなどの性ホルモンと正常に結合するグロブリンと結合し、性ホルモンのバランスを崩します。 また、BPAは性ホルモンの代謝や異化にも影響を与える。 また、BPAは性ホルモンの代謝や異化にも影響を与え、抗アンドロゲン作用やエストロゲン作用を示すことが多く、生殖腺の発達や精子の生産に支障をきたすことがあります。