水域におけるプラスチックの分解

海や河川に漂うプラスチックごみは、分解が遅く、その過程でマイクロプラスチックが生成される可能性があることなども相まって、世界的な問題となっています。 しかし、実際には、水中のさまざまなプラスチックはどのくらいの速さで分解されるのでしょうか？その過程でどのような分解生成物が生成されるのでしょうか？また、どのような環境要因が分解挙動に影響を与えるのでしょうか？現在、GarbsenにあるHannover・ライプニッツ大学機械工学キャンパスの敷地内では、IKK（プラスチック・循環技術研究所）の主導のもと、まさにこれらの疑問に答えることを目的とした独自のインフラが整備されています。プロジェクト名は SkalAb これは「高分子材料の水中分解メカニズムに関する多階層解析」を意味する。欧州地域開発基金（EFRE）は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）パンデミックに対する欧州連合（EU）の対応の一環として、同研究所の設立および技術設備の整備に対し、200万ユーロ以上を助成している。

海や河川におけるプラスチックの分解

海や川に捨てられたプラスチックが完全に分解されるまでには、数百年もの年月がかかることがある。「さまざまなプラスチックが具体的にどのように変化していくのか、正確には分かっていない」と、IKKのプロジェクトリーダーであるフロリアン・ビットナー博士は説明する。プラスチックの分解にかかる時間は、その組成だけでなく、光、温度、水流といった数多くの要因や、それらの相互作用にも左右されるという。 

水域におけるプラスチックの分解挙動の分析

このため、研究者たちは、研究プロジェクトで調査すべきシナリオを、いわゆる「マイクロコスモス」や「メソコスモス」といった異なる規模で再現しようとしている。これらは、水生生態系の自然環境条件を反映したものとなる。  このようにして、研究チームは、塩分濃度、酸素の供給量、波動、水温といったそれぞれの環境条件に応じて、さまざまな物質の分解挙動や主要な分解メカニズムを調査したいと考えています。分解過程は、化学的および形態学的レベルで詳細に分析されます。さらに、水系における分解生成物の測定も行われる予定です。 

適応型高分子材料の開発

これらの分析手法を活用することで、IKKの現在および将来の研究プロジェクトにおいて、分解速度と材料・環境パラメータとの関連性、ならびに分解メカニズムおよび生成される可能性のある分解生成物について、包括的かつ体系的な研究を行うための基盤が初めて築かれることになる。 この研究成果は、とりわけ、より優れた分解特性を備え、ひいては環境負荷を軽減する、改良型あるいは新規のポリマー材料の開発に役立てられる。

(公開日：2022年3月11日)