食塩中のマイクロプラスチック汚染の存在と人の推定暴露量
Presence of Microplastics Contamination in Table Salt and
Estimated Exposure in Humans
By D.A. Syamsu, D. Deswati, S. Syafrizayanti, A. Putra, Y. Suteja
Global Journal of Environmental Science and Management 2024;10:205-224 2024.01.14
要約
背景と目的：マイクロプラスチックは劣化したプラスチック材料から形成される5 mm未満のプラスチック破片であり、環境を汚染する可能性がある。マイクロプラスチックは海洋環境に広く存在するため、世界的な重大な脅威となっている。マイクロプラスチックの存在は、さまざまな環境、特に川や海洋などの水生生態系に汚染を引き起こすと考えられることがよくある。マイクロプラスチック汚染は消費された塩からも検出されるため、人間の健康への影響について懸念が生じている。しかし、塩中のマイクロプラスチックの存在に関する情報は依然として非常に限られている。この研究は、塩中の汚染物質としてのマイクロプラスチックの存在量と特徴を特定し、インドネシアにおけるマイクロプラスチックへの人間の暴露を評価することを目的としている。
方法：分析のためにインドネシアのパダン市とジャンピ市で入手可能なさまざまなブランドから合計21件の塩製品の試料が採取された。マイクロプラスチックの抽出は、30％の過酸化水素を使用して塩試料に含まれる有機物質を除去し、次にそれらを孔径0.45μmのフィルターでろ過することによって実行された。実体顕微鏡を使用してマイクロプラスチックの存在量、形状、サイズ、色を検出し、全反射減衰フーリエ変換赤外分光法を使用してマイクロプラスチックのポリマーの種類を特定した。さらに、推定食事摂取量を計算し、毎日の塩摂取量を考慮することで、マイクロプラスチックへの人間の暴露を予測できる。
調査結果：すべての塩試料から、33～313粒子/kgの範囲で、マイクロプラスチックがかなりの量(p<0.05)で検出された。試料で最も一般的に見つかったマイクロプラスチックの種類は、破片(67.49％)、繊維(23.82％)、フィルム(6.08％)、およびペレット(2.61％)であった。確認されているポリマーの種類には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルなどがある。主なマイクロプラスチックは、サイズが100～300μm(47.3％)、色が黒色(52.88％)であった。インドネシアの成人は、１日当たり5 gの塩を摂取すると年間60.225～571.225個のマイクロプラスチックにさらされ、１日当たり10 gの塩を摂取すると120.45～1142.45個のマイクロプラスチックにさらされると推定される。
結論：分析された21個の塩試料のうち、すべてにマイクロプラスチックが含まれていることが検出された。不適切かつ非衛生的な塩の生産と原料として使用される汚染された海水は、塩のマイクロプラスチック汚染の一因となり、人間の健康に危険をもたらす。インドネシア国民の毎日の塩摂取量を計算することで、彼等の毎日および年間のマイクロプラスチックへの暴露を推定することが可能性である。この研究の結果には、関連する利害関係者によるマイクロプラスチック汚染を防止する取り組み、および塩中のマイクロプラスチックを削減または排除するための食品安全基準に従った適切な塩製造プロセスに関する教育と社会化の提供に役立つ情報が含まれている。さらに、この研究は、塩製品中のマイクロプラスチックへの人体暴露に関する貴重なデータを提供し、政策立案者がマイクロプラスチックに関する標準的な参照を作成するのに役立つ。
はじめに
製造と利用の利便性により、プラスチックの需要はさまざまな分野で大幅に急増しており、最終的にはプラスチック廃棄物の量の顕著な増加につながっている。プラスチック廃棄物は、すべての海洋ゴミの60～80％を占め、地域によっては90～95％に達すると推定されている。毎年、900～2,300万トンのプラスチックが世界中の川、湖、海に投棄されている。この数は2060年までに1億5,500～2億6,500万トンに増加すると予想されている。海洋に流入するプラスチック廃棄物は、海洋および沿岸の生態系に悪影響を与えるため、世界的な懸念となっている。海岸線、海底、地表水路はすべて何十年にもわたって海や川に捨てられたプラスチック廃棄物によって汚染されている。プラスチック廃棄物には、地球環境汚染物質と考えられる5 mm未満のプラスチック粒子であるマイクロプラスチックが含まれている。マイクロプラスチックはサイズが小さいため環境中に残留し、動物細胞に入ると有害な影響を引き起こす可能性がある。マイクロプラスチックは2つの異なる方法で環境に侵入する。一次マイクロプラスチックは工業プロセス中に生成される小さな粒子で、その後、マイクロピーズを含む洗顔料や化粧品など、さまざまな消費者製品に利用される。一方、二次的なマイクロプラスチックは、より大きなプラスチック片が環境中で(生物学的、写真的、または機械的分解によって)分解されるときに形成される。マイクロプラスチックが食物連鎖に浸透し、高い栄養レベルで蓄積する能力は、その表面への残留性有機汚染物質や無機物質の効率的な吸収を促進する疎水性特性によるものと考えられている。JambeckらとTibbettsによると、インドネシアは中国に次いで世界で二番目にプラスチック廃棄物の排出国であり、年間生産量は322万トンである。プラスチック生産の増加と最適ではないリサイクル率の組み合わせにより、プラスチックが河川系に大量に廃棄され、その後プラスチック材料が海洋に流入する原因となる。この現象は海洋生態系でのプラスチックの蓄積を悪化させる。マイクロプラスチックは人間の健康と安全を脅かす可能性のある新たな食品汚染物質であることが確認されている。食品中にマイクロプラスチックが存在し、それが人体に侵入すると、さまざまな健康上の問題を引き起こす可能性がある。マイクロプラスチックは摂取されると腎臓や肝臓などの臓器に移動し、細胞レベルで悪影響を引き起こす可能性がある。ヒト胎児腎細胞およびヒト肝細胞は、1μmのポリスチレン・マイクロプラスチックの潜在的な毒性影響を試験するために一般的に使用されている。ポリスチレン・マイクロプラスチックに暴露されると、細胞増殖が大幅に減少する。腎臓および肝臓の細胞がポリスチレン・マイクロプラスチックに暴露されると、活性酸素種が増加する。さらに、ポリスチレン・マイクロプラスチックは肝毒性を引き起こす。これらのマイクロプラスチックは、肝臓における肝細胞核因子4アルファおよびシトクロムP450ファミリ―2サブファミリーeメンバー1遺伝子の産生を増加させる可能性があり、その結果、脂肪変性、線維症、およびガンのリスクが増加する。いくつかの研究で、魚、貝類、二枚貝、蜂蜜、砂糖、ラガー、塩中のマイクロプラスチックの存在が評価されている。市販の塩中のマイクロプラスチック汚染は、レバノン、スペイン、トルコ、インド、イラン、イタリア、中国、スリランカ、韓国、ベトナム、オーストラリア、フランス、日本、マレーシア、ニュージーランド、ポルトガル、南アフリカなど、世界中のさまざまな国で実施された多数の先行研究でも監視され、報告されている。塩はその製造過程だけでなく、塩を作るために海から取られた水によって汚染される可能性があり、塩にはマイクロプラスチック、有機物、砂粒子が含まれる可能性がある。インドネシアのいくつかの海域におけるマイクロプラスチックの豊富さと特徴は、以前の研究で報告されている。海水中のマイクロプラスチック汚染は、蒸発池での抽出と収集という従来の方法を使用して海水から採取された塩にも存在する可能性がある。太陽と風の熱が蒸発プロセスを促進し、濃縮された塩水が残り、結晶化して塩になる。文献レビューに基づくと、インドネシアのパダン市とジャンビ市で入手できる食塩中のマイクロプラスチック汚染に関する研究は行なわれていない。この研究では、塩に含まれるマイクロプラスチック粒子を特定して説明し、インドネシアの塩のマイクロプラスチック汚染レベルを世界の他の国で生産された塩と比較する。さらに、この研究ではインドネシア成人の年間塩摂取量からマイクロプラスチックへの曝露量も推定している。この研究は、塩中のマイクロプラスチックの量と特徴を特定し、インドネシア国民におけるそれらの暴露を評価することを目的として、2022年にこれら2つの都市で実施された。
材料と方法
試料収集
マイクロプラスチック抽出
マイクロプラスチック特性
視覚的な識別
塩中のマイクロプラスチックに対するヒトへの推定暴露量の評価
統計分析
結果と考察
マイクロプラスチックの定量化
マイクロプラスチックの形状、サイズ、色
マイクロプラスチックのタイプ
塩中のマイクロプラスチックの推定人体摂取量
塩中のマイクロプラスチック汚染の削減技術
以上の章と節は省略。
結論
この研究結果に基づいて、インドネシアのパダン市とジャンビ市で流通している粗塩と細かい塩がマイクロプラスチックで汚染されていることが判明した。マイクロプラスチック粒子は、細かい塩よりも粗い塩に多く見つかる。全試料中のマイクロプラスチックの存在量は、33±9～313±57粒子/kgの範囲である。インドネシア人のほとんどは毎日塩を摂取しているため、塩に含まれるマイクロプラスチック粒子にさらされる危険に曝されている。塩中のマイクロプラスチック汚染は、塩中のマイクロプラスチック汚染は、製塩原料としての海水の汚染や、不適切で非衛生的な製塩施設によって引き起こされる可能性がある。最も一般的に検出されるマイクロプラスチックの形態は破片(67.49％)、次いで繊維(23.82％)、フィルム(6.08％)、ペレット(2.61％)である。サイズに関しては、マイクロプラスチックは<100μm、≧100～300μm、>300～500μm、>500～1000μm、>1000μmのサイズ範囲に分類され、最も支配的なサイズは≧100～300μm(47.3％)である。塩試料中のマイクロプラスチックは、黒、青、黄、赤、透明の5つの異なる色であり、黒がマイクロプラスチックの主要な色(52.88％)である。最後に、ポリエチレン(34.62％)、ポリプロピレン(30.77％)、ポリエチレンテレフタレート(15.38％)、およびポリエステル(3.85％)という4種類のポリマーも特定されている。インドネシアの成人1人当たり、１日当たり5 gの塩を摂取すると年間60.225～571.225個のマイクロプラスチック粒子にさらされ、１日当たり10 gの塩を摂取すると120.45～1142.45個のマイクロプラスチック粒子にさらされると推定されている。マイクロプラスチックには悪影響があるため、その除去戦略を探るためにはさらなる研究が非常に必要である。海水を蒸発させて塩を作るプロセスでは、人間が消費する塩に含まれるマイクロプラスチックのリスクが高まる可能性がある。海水中のマイクロプラスチック含有量を減らすために利用できる方法には、海水からマイクロプラスチックを最大90％の効率で除去する砂ろ過技術の導入などがある。この単純な技術は、インドネシアの小規模塩生産に広く応用されている。この技術以外にも逆浸透膜の使用や、Al2(SO4)3、AlCl3、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)、塩化アルミニウム(AlCl3)、ポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を用いた凝固法の応用も行なわれている。効率が60％を超えるポリ塩化アルミニウムも強く推奨されている。凝固技術は簡単な設定を必要とし、費用対効果が高く、すでにコミュニティで広く使用されている。磁性カーボン・ナノチューブ法は、水中のマイクロプラスチック粒子(ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド)を効率的に吸着除去できることが実証されている。しかし、塩の生産におけるこの新しい実験室で試験された方法の有用性を証明し、食品生産におけるその適用の安全性を評価するには、さらなる研究を実施する必要がある。さらに、大気汚染や廃棄物焼却による浮遊マイクロプラスチック汚染の可能性を防ぐために、沿岸塩生産地域は、陸上および陸上の地域を監視しながら、河口、埋立地、その他の汚染の可能性のある産業からかなり離れた場所に位置することが提案されている。さらに、塩の生産者と取扱者は、塩諸費の安全性を向上させるために、適正製造基準と適正衛生基準に従う必要がある。物理的汚染を軽減するために、海洋水産省による個別の食品安全トレーニング・プログラムに従って、道具、備品、池も適切に調整および維持する必要がある。
