バイオプラスチックについての真実

2017 年 12 月 14 日

レニー・チョー著、コロンビア大学地球研究所

バイオプラスチックは環境に優しいとよくもてはやされますが、果たしてその誇大宣伝に応えているのでしょうか?

1950 年代以来、世界では 90 億トンを超えるプラスチックが生産されてきました。 そのうち 1 億 6,500 万トンが私たちの海を破壊し、さらに毎年ほぼ 900 万トンが海に流入しています。 リサイクルされるプラスチックはわずか約 9 パーセントであるため、残りの多くは環境を汚染するか埋め立て地に放置され、そこで分解されるまでに最大 500 年かかり、有毒な化学物質が地中に浸出する可能性があります。

従来のプラスチックは石油ベースの原料から作られています。 20パーセント以上の再生可能材料から作られたバイオプラスチックがプラスチック汚染の解決策になる可能性があると言う人もいる。 バイオプラスチックの利点としてよく挙げられるのは、化石燃料資源の使用量の削減、二酸化炭素排出量の削減、分解の迅速化です。 バイオプラスチックは毒性も低く、従来のプラスチックによく見られるホルモンかく乱物質であるビスフェノール A (BPA) が含まれていません。

コロンビア大学地球環境工学部のカルティック・チャンドラン教授は、バイオプラスチックの研究に取り組んでおり、従来のプラスチックと比較して「バイオプラスチックは大幅な進歩である」と考えている。

しかし、バイオプラスチックはまだプラスチック問題に対する特効薬ではないことが判明しました。

バイオプラスチックについて話すときはしばしば混乱があるため、最初にいくつかの用語を明確にしましょう。

バイオプラスチックは現在、包装、容器、ストロー、袋、ボトルなどの使い捨て品のほか、使い捨てではないカーペット、プラスチック配管、電話の筐体、3D プリント、自動車の断熱材、医療用インプラントなどに使用されています。 世界のバイオプラスチック市場は、今年の170億ドルから2022年にはほぼ440億ドルに成長すると予測されています。

バイオプラスチックには主に 2 つのタイプがあります。

PLA (ポリ乳酸) は通常、コーンスターチ、キャッサバ、またはサトウキビの糖から作られます。 生分解性があり、カーボンニュートラルで食用です。 トウモロコシをプラスチックに変えるには、トウモロコシの粒を二酸化硫黄と熱水に浸し、そこでその成分をデンプン、タンパク質、繊維に分解します。 その後、穀粒が粉砕され、コーン油がデンプンから分離されます。 デンプンは、化石燃料からのプラスチックの炭素鎖と同様に、炭素分子の長い鎖で構成されています。 一部のクエン酸は、プラスチックの構成要素である長鎖ポリマー (小さな単位の繰り返しからなる大きな分子) を形成するために混合されます。 PLA は、ポリエチレン (プラスチック フィルム、梱包、ボトルに使用)、ポリスチレン (発泡スチロールおよびプラスチック カトラリー)、またはポリプロピレン (包装、自動車部品、繊維) のように見え、動作します。 ミネソタ州に本拠を置く NatureWorks は、Ingeo というブランド名で PLA を生産する最大手の企業の 1 つです。

PHA (ポリヒドロキシアルカノエート) は、有機材料からプラスチックを生成する微生物 (場合によっては遺伝子組み換え) によって作られます。 微生物は窒素、酸素、リンなどの栄養素を奪われていますが、高レベルの炭素が与えられています。 彼らは炭素貯蔵庫として PHA を生成し、成長と繁殖に必要な他の栄養素がさらに豊富になるまで顆粒として貯蔵します。 その後、企業は、従来のプラスチックと同様の化学構造を持つ微生物から作られた PHA を採取することができます。 PHA は生分解性で生体組織を傷つけないため、縫合糸、スリング、骨プレート、皮膚代替品などの医療用途によく使用されます。 使い捨て食品の包装にも使用されます。

一般にバイオプラスチックは従来のプラスチックよりも環境に優しいと考えられていますが、ピッツバーグ大学の2010年の研究では、材料のライフサイクルを考慮すると必ずしもそうではないことが判明しました。

この研究では、7 つの従来型プラスチック、4 つのバイオプラスチック、および化石燃料と再生可能資源の両方から作られた 1 つを比較しました。 研究者らは、作物の栽培に使用される肥料や殺虫剤、有機材料をプラスチックに変えるために必要な化学処理により、バイオプラスチックの生産により大量の汚染物質が発生すると判断した。 また、バイオプラスチックは従来のプラスチックよりもオゾン層破壊に大きく寄与し、広範な土地利用が必要でした。 ハイブリッドプラスチックであるB-PETは、生態系に有害な影響を与える可能性が最も高く、発がん性物質が最も多いことが判明し、農業と化学処理の両方の悪影響を組み合わせたものであるため、ライフサイクル分析では最悪のスコアを記録した。