A3-02 低環境負荷プラスチック資源循環システム構築のための環境影響評価手法の開発
研究開発責任者
玄地 裕（国立研究開発法人産業技術総合研究所）
研究開発概要
本研究開発では、共有情報として重要である環境情報と安全情報に着目し、モデル自治体における実証試験を利用した、回収プラスチックの特性やリサイクルプロセスに関する情報収集を通じて、 PLA-NETJ（Plastic Networking for Environmental Transformation Japan）に搭載する安全情報の検討・整理を行うとともに、サプライチェーン全体におけるカーボンフットプリント（CFP）の算定方法を立案する。
安全性評価については、複数の再生プラスチック原料のサンプル（20サンプル以上）について、添加物・不純物・汚染物質を同定し、及び有害性の高い物質に関する暴露量の許容上限値を設定する。また、ポリプロピレン（PP）を主原料とする再生プラスチックの用途・製品から1例以上を取り上げ、リスク評価に用いるシナリオを構築する。
図1. 研究開発の概要
進捗・成果
環境評価
- 静脈側の回収・収集工程やリサイクルプロセス等のデータ収集
- 2024年度に収集した神戸市の家庭から排出される容器包装プラスチックの分別収集、処理の各プロセスのデータをもとにCFPを算出するためのインベントリデータを作成し、自治体回収(自治体による容器包装プラスチックの回収ルート)、コミュニティ回収(資源回収ステーションにおける容器包装プラスチックの回収ルート)、リサイクルしないルート(焼却、埋立)を想定した場合のCFPを算出し比較した。主な結果として、コミュニティ回収は焼却よりもGHG排出量が低くなった。（図３）
図２．リサイクルルート別の評価範囲
図3. GHG排出量の結果
- モデル都市におけるケーススタディ
- 神戸市の家庭から排出されるPP製の容器包装プラスチックを対象として、製品としての購入量、回収ルート別の廃棄量を把握するための物質フロー分析を実施した。PP製の容器包装プラスチックの大部分は自治体回収ルートで回収されており、コミュニティ回収は現状ではわずかな利用に留まった。コミュニティ回収拠点の設置数が増えることで、コミュニティ回収による今後の回収量増加が期待できる。
- PP5品目の回収ルート別でシナリオを作成し、GHG排出量と家庭での洗浄時間の関係性を評価した。シナリオとして、現状（自治体回収とコミュニティ回収が併用される現状を踏まえたシナリオ）、自治体回収（PP製の容器包装プラスチックは全て自治体回収のみで回収されリサイクルされるシナリオ）、コミュニティ回収（PP製の容器包装プラスチックは全てコミュニティ回収のみで回収されリサイクルされるシナリオ）、焼却（PP製の容器包装プラスチックは全て焼却されリサイクルされないシナリオ）を設定し、各シナリオについてGHG排出量を算定した。また、家庭での容器包装プラスチックの分別時に洗浄が実施されることを想定して、容器包装プラスチック分別時の洗浄時間も評価指標として設定した。主な結果として、コミュニティ回収シナリオのGHG削減量は期待できるものの、質の高いプラスチックの回収のために家庭での洗浄時間が増加することがわかった。CFPの観点だけでなく、住民側の洗浄・分別に関する負担も考慮した議論が必要である。
- 神戸市民を対象として、再生プラ製品の購入に際に消費者がどのような価値を重視しているのかを特定した。再生プラ製品が持つ価値として「軽い」、「丈夫」、「耐久性」、「環境ラベル」、「製品の回収・再資源化プログラム」など15項目に分類し、各価値を組み合わせた質問を作成するとともに、構造を回答者に示し、どの価値を最も重視するかを尋ねて各価値の優先順位を重み付けで定量化した。結果として、再生プラ製品が使用された衛生用品の場合、「衛生的」、「安全性」、「価格」が特に重視された。再生プラ製品が使用された自動車部品の場合、「安全性」、「品質」、「価格」、「耐久性」、「丈夫」が特に重視された。再生プラ製品であっても安全性が確保され、バージン材と同等の品質・耐久性等を持つことをアピールすることが、消費者にとっての安心感や購入意欲の向上に繋がると考えられる。
- リサイクル工程でのプロセス設計によるプロセスデータの取得
- 神戸市で回収された容器包装プラのリサイクル工程でのカーボンフットプリント（CFP）を試算し、文献値を基に得られた結果と比較した。
図4. 神戸市で回収された容器包装プラのリサイクル工程
図5. カーボンフットプリントの試算結果
安全性評価
- 再生プラスチック中の物質の同定・定量
独自に入手した市場に流通する44種類の再生プラスチックペレットを対象に、シクロヘキサンを用いて140℃で4時間の加熱処理後、メタノールへの転溶を介した樹脂再沈、窒素吹付による濃縮を行う手法で樹脂中の添加剤を溶出させた。その溶出液中に含まれる酸化防止剤8種およびUV吸収剤8種をGC-MSで分析した。酸化防止剤はUV吸収剤よりも頻繁に、かつ高濃度で検出された。最も頻繁に検出された酸化防止剤は、ペンタエリスリトールテトラキス［3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート］（Irganox 1010）であり、サンプルの98%から検出された（<0.3～>403 μg/g）。オクタデシル 3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート（Irganox 1076）は、39%のサンプルから検出された（<2.0～>265 μg/g）。2,4-ジ-tert-ブチルフェノール（Prodox-146）およびブチル化ヒドロキシトルエン（BHT）は、それぞれ34%（<0.3～39.3 μg/g）および14%（<0.3～83.2 μg/g）で検出された。UV吸収剤のうち、UV770は6.8%（<3.5～76.5 μg/g）で検出されたが、UV327およびUV329は、それぞれ1検体のみから検出された（48.6および1.14 μg/g）。EUの「残留性有機汚染物質に関する改正規則」では、2029年8月4日までに、再生製品中のUV328を意図しない微量汚染物質（UTC）として1 μg/g未満に制限することとされているが、本研究で分析したすべてのペレットはこの要件を満たしていた（すべてのサンプルが定量限界［0.3～0.7 μg/g］未満）。欧州において高懸念物質（SVHC）に指定されているUV-329、UV-320、UV-350などのUV吸収剤については、検出可能な濃度で含まれていたサンプルはごく少数であった。 - 再生プラスチック中の物質によるリスク評価のケーススタディ
リスク評価について図６に示す枠組みで、推計暴露量と許容可能な暴露量（許容量）を比較し、暴露量が許容量を下回っていれば安全と判定する、簡易な手法によるリスク評価を行った。評価対象物質は、輸出入に関わる大多数の企業にとって関心の高い物質群であるRoHS指令対象物質※１とした。評価対象製品として、SIPと関連して製造が試みられている再生PP製の自動車内装材一式を対象とした（図７）。物質・製品についてのシナリオ（使用方法、使用時間、暴露経路等）を作成し、評価に必要なパラメータ群を設定した。特に、製品中の物質濃度については、先行研究を100報ほどレビューし、先行研究において測定された再生プラスチックペレット中の最大の物質濃度を評価に用いた。結果について、小学生や女性運転者など推計暴露量が大きいと見込まれる集団を想定した製品・シナリオにおいても、許容量※２を超過しておらず、全物質で「リスク懸念なし」と判定された。
※１ EUの官報に告示された、電気・電子機器についての化学物質規制
※２ 許容可能な暴露量として、2025年3月現在、日米欧や主要な国際機関から発表された有害性評価書をレビューし、安全側の評価のために、欧州REACHの登録サイトで公表された導出無影響レベル （DNEL）および毒性学的懸念の閾値（TTC）に基づき設定している。
図6. 爪切りホルダー・自動車窓開閉用ボタンパネルで用いたリスク評価の枠組み
図7. 評価対象製品に関する暴露シナリオ・パラメータ設定の概要
主な論文・学会発表
- Tabata, T.: Environmental and social impacts of community-based household plastic waste collection for high-value recycling, Applied Sciences, Vol.16, article 1326, 2026, DOI:10.3390/app16031326.
- Shinohara, N., Kojima, N., Oguri, T., Kajihara, H., Ono, K., Ogura, I., Gamo, M. (2026). Quantification of phthalates, non-phthalate plasticizers, and organophosphates in recycled plastic pellets. Science of The Total Environment 1011: 181108. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.181108.
- Mukoyama, T., Tsai, P., Tabata, T.: People are favorable towards the use of recycled plastic products?, Proceedings of the 20th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, SDEWES2025.1010, 1-8.(国際会議プロシーディングス論文)
- Tabata, T. and Tsai, P.: The role of life cycle assessments in digital product passport implementation for building a plastic circular economy, Circular Economy and Sustainability, Vol.5, pp.3145-3157, 2025, DOI: 10.1007/s43615-025-00552-0.
- Tabata, T., Mukoyama, T., Tsai, P.: Do people prefer using recycled plastic products?, Proceedings of the 20th conference on sustainable development of energy, water and environmental systems, SDEWES2025.0107, 1-13, 2025.
- 田畑智博，石間俊介，華 文韜，塚原建一郎，玄地 裕: 容器包装プラスチック回収ルート別でのインベントリデータの整理, 第53回環境システム研究論文発表会講演集, pp.105-108, 2025.
- 田畑智博: 再生プラスチック製品に対する消費者の抵抗感把握のための調査, 環境科学会2025年会予稿集, p.214, 2025.
- 小島 直也，篠原 直秀，小栗 朋子，小倉 勇，小野 恭子，梶原 秀夫，中村 圭介，山﨑 絵理子，羽成 修康，蒲生 昌志: 再生プラスチックに含まれうる化学物質の安全性評価および評価手法の事業者への展開，環境科学会2025年会，叡啓大学（広島県広島市中区），2025/09/05．
- Caudle, B.; Nguyen, T.T.H; Kataoka, S. “Evaluation of three solvent-based recycling pathways for circular polypropylene,” Green Chemistry, 27, 1667–1678, 2025
- Caudle, B.; Nguyen, T.T.H; Kataoka, S. “Evaluation of solvent-based recycling routes under varying feed and product restraints” 第55回化学工学会秋季大会（2024.9)
- Shinohara, N., Kojima, N., Oguri, T., Kajihara, H., Ono, K., Ogura, I., Gamo, M. “Analysis of Plasticizers, Flame Retardants, Antioxidants, and UV Absorbers in Recycled Plastic Pellets”. SafePlastChem. Monte Verita (Switzerland), 2026.1.
- Shinohara, N., Kojima, N., Oguri, T., Kajihara, H., Ono, K., Ogura, I., Gamo, M. “Content of phthalate esters, alternative plasticizers, and organic phosphorus flame retardants in 46 recycled plastic pellets”. SETAC EUROPE 2025. Vienna (Austria), 2025.5.
- 篠原直秀, 小島直也, 小栗朋子, 小野恭子, 小倉勇, 蒲生昌志. 再生プラスチックペレット中の可塑剤および難燃剤の分析．環境化学討論会，山形, 2025.7.