タイヤ粉じんが海洋マイクロプラスチックの大半を占める
(thedrive.com)- 自動車汚染の焦点は排気ガスからタイヤ・ブレーキの摩耗粒子へと広がっており、現代の車両ではこれらの粒子排出が排気管からの排出を上回る可能性がある
- 海洋マイクロプラスチックの**78%**が合成タイヤゴム由来だとする分析があり、海洋動物がこれを摂取すると、神経学的影響・行動変化・異常成長と関連する可能性がある
- タイヤ添加剤6PPDはオゾンと反応して 6PPD-quinone に変化し、ギンザケなど複数の魚類に強い毒性を示したが、人体への影響はまだ確認されていない
- 自動車1台の4本のタイヤは、1km走行するごとに超微粒子1兆個を放出する可能性があり、EVは重量とトルクのため、内燃機関車よりタイヤ摩耗による排出が約20%多い
- EUと California EPA がタイヤ・ブレーキ排出と 6PPD 代替を規制し始めており、タイヤ汚染はEV移行後も残る交通環境問題となっている
排気管の外で拡大する自動車汚染
- 道路車両の排出といえば一般に排気ガスを思い浮かべるが、タイヤとブレーキから剥がれ落ちる有害粒子が、より大きな懸念対象として浮上している
- エンジン排出は、未燃燃料、炭素・窒素酸化物、燃焼関連の粒子状物質など、研究が多く進んでいる領域である
- Yale Environment 360 が共有した研究は、タイヤとブレーキの有毒化学物質がこれまで大きく見過ごされており、一般車両の排気管排出を上回る可能性があると見ている
6PPDと海洋マイクロプラスチック
- 2020年の研究は、米国西海岸の河川における**ギンザケ（coho salmon）**への被害を通じて、タイヤ汚染の影響を浮き彫りにした
- タイヤのひび割れと劣化を遅らせるために使われる6PPDが原因物質として確認された
- 6PPDは大気中のオゾンにさらされると複数の物質に変化し、そのうち 6PPD-quinone はギンザケを含む複数の魚類に高い毒性を示す
- 同じ化学物質は人の尿からも検出されたが、潜在的な健康影響はまだ分かっていない
- タイヤゴムは400を超える化学化合物で構成されており、その多くは人間の健康に悪影響を及ぼすことが知られている
- Pew Charitable Trust の報告書によると、海洋マイクロプラスチックの**78%**が合成タイヤゴム由来である
- 海洋マイクロプラスチックに占める合成タイヤゴムの割合: {p:78}
- これらの有毒粒子は海洋動物に摂取される可能性がある
- 摂取された粒子は、神経学的影響、行動変化、異常成長と関連する可能性がある
超微粒子と健康への懸念
- Emissions Analytics は3年間にわたりタイヤを研究し、自動車1台の4本のタイヤが1km走行するごとに超微粒子1兆個を放出すると見ている
- これらの粒子はサイズが100ナノメートル未満のため、肺を直接通過して血液に入り、血液脳関門も通過できる
- Imperial College London のタイヤ摩耗粒子研究は、タイヤ摩耗粒子や他の粒子状物質が、心臓、肺、発達、生殖、がん関連の健康影響に寄与し得るという初期証拠が増えているとまとめている
- 今年 Science of the Total Environment に掲載された研究によると、PM2.5およびPM10のサイズ範囲にあるタイヤ・ブレーキ粒子の排出質量は、現代の車両群における排気管排出の質量を上回ると考えられている
EV移行でもなくならない排出
- この汚染はEV移行だけではなくならない
- Emissions Analytics のデータによると、EVは従来の内燃機関車より重量が大きくトルクも高いため、タイヤから約20%多い物質を落とす傾向がある
- タイヤ・ブレーキ粒子の排出は、気候変動のような問題に直接影響する可能性は低いが、人間・動物・環境全般への潜在的な毒性が主要な懸念として残っている
規制とメーカーの対応
- タイヤとブレーキから出る微粒子は、排気ガスより捕集と測定が難しい
- 排気管からの排出は、エンジン排気からガスを直接捕集または検知すればよい
- タイヤ・ブレーキ微粒子は、排出量を正確に反映する方法で捕集するのがより難しい
- EUはEuro 7基準により、2025年からタイヤとブレーキの排出を規制する予定である
- 米国では California EPA が2024年までに、タイヤメーカーに 6PPD の代替化学物質を見つけるよう求め、今後環境に流入する 6PPD-quinone を減らそうとしている
- メーカー各社は、代替タイヤ組成から粒子排出を捕集する特殊な静電方式まで、さまざまな対応を模索している
- 規制当局がより正確なデータを得るほど、自動車汚染においてタイヤ・ブレーキ粒子が占める比重はさらに大きくなる可能性がある
1件のコメント
Hacker Newsの意見
高速道路やかなり混雑した道路の近くに住んだことがあるなら、驚くような話ではない
高速道路の脇に家を借りたことがあるが、騒音は我慢できる程度だったものの、数週間もすると裏のベランダ全体に黒い粉じんが薄く降り積もって使えなくなり、夏でも窓を開けられなかった
雨が降ると黒い沈殿物が雨水の流れに沿って集まって流れていくのが見え、何のろ過もなくそのまま海へ流れ込んでいた。自動車の負の外部性は想像以上に大きいのに、車はさらに増え、さらに大型化し、“green leaf”や“PZEV”のステッカーで環境に優しいふりをしている
自動車インフラがないため空間効率が大きく向上し、理論として知っていた以上に、実際にははるかに快適だった。こういう経験をすると現状がますます嫌になり、楽園はとても近いのに遠いもののように感じる
気候変動と温室効果ガスだけに集中していると他の問題を見落とし、脱炭素の過程で一部はむしろ悪化させかねない
雨が降らないと、あらゆる平らな面がやがて黒い粒で覆われた。タイヤ粉じんだけでなく、ディーゼルのすすも混じっていたのだと思う
外で野菜を育てている人は文字どおり誰もおらず、それは正気の沙汰に近い行為だった。当時もブレーキ粉じんとタイヤが原因だとは分かっていたが、この物質が思っていたよりさらに有害だというのは残念だ
この問題を間接的に扱いながら博士課程を4年過ごした。Ohio Stateでは10年前からタイヤ粉じん問題に対する実用可能な解決策を持っていたが、資金確保は事実上不可能だった
数十億ドル規模の産業なのに、コストが5%以上上がるとなると誰も浄化に関心を持たない。この問題は50年前からよく知られており、私たちは住む場所や働く場所のすぐそばで莫大な量の炭素をエアロゾル化している
新品のタイヤを全部細かく削って空中に吹き上げ、川に捨てるのと変わらないことを、できる限り速いペースでやっているようなものだ
関心のある人に言うと、解決策は天然ゴムだ。合成ゴムより少し高いが長持ちするので消費者にとっても良く、全体としてはより安く、環境には1,000倍良い。しかしGoodyear、Firestone、Michelinは天然ゴム研究を支援しないか、イノベーションを妨げている
[1] https://hcs.osu.edu/our-people/dr-katrina-cornish
検索しても根拠を見つけにくく、天然ゴムのタイヤも多くの粉じんを生み、肺への害が少ないという資料も見つからない。天然タイヤゴムも植物由来の生ラテックスとはまったく違う、強く加工された物質であり、生分解にも数千年単位かかるように見える
製造の持続可能性が高いという資料はあるが、汚染への影響が大きく低いという根拠はあまり見当たらない
タイヤに対する悪い評判を世間から隠したいのか、それとも利益率の低下を恐れているのか
レーシングカーやダートバイクにはどんなゴムが使われているのかも気になる。その市場ではコストはずっと重要度が低いはずだ
ここで何が抜け落ちているのか気になる
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic_rubber
ゴム農園を作るために原生林が破壊されるようなことがあってはならない
EVへの移行が進む中で、道路財源としてガソリン税を使うやり方は、もはや筋が通らない
すべての車両について、総車両重量を基準にした税へ完全に移行すべきだと思う。4乗則によれば、軸重が大きくなるほど道路に与えるストレスは軸重の4乗に比例して増えるため、Hummerのような重いEVは、ただでさえ重い自分の車よりも x^4 レベルで大きな損傷を与える
重量ベースで自動車税を徴収すれば、より軽い車両を促し、タイヤ摩耗も減らせる
https://en.wikipedia.org/wiki/Fourth_power_law
これを見ると、消費者が車を購入する際に税金をどれだけ払うかをそれほど気にしているようには見えない。全体の税負担を引き上げるような追加措置がなければ、提案されているインセンティブ効果は大きくないだろう
ガソリン税は一般財源に入り、道路の維持・建設も一般財源から支出されるが、ガソリン税で賄えるのは道路費用の半分未満にすぎない
ガソリン税の良い特性の一つはそれを避けられる点なのに、これを置き換えようとして完全なディストピアに向かうのは簡単だ。プライバシーやセキュリティの問題をまったく気にしない層もかなり大きい
将来の道路利用税に軸重を反映することには賛成だが、それが唯一の要因でも、必ずしも最大の要因でもない
より多く摩耗させる車両はタイヤをより早く交換しなければならないので、マイクロプラスチックを多く排出する車ほどタイヤも多く使い、税金も多く払うことになる。税率が上がれば、タイヤ使用量を線形に減らす方向へ調整できる
EVの平均重量が重いという理由だけで、内燃機関車より過度に罰するのは誤りだ。重量は実際に把握できるので、車種平均で丸める必要もない。タイヤを摩耗しにくくする技術を作った企業に報酬を与えることもできる
この問題を取り上げるのはよいが、EVに焦点を当てることは本質をぼかしてしまう
Fully Chargedのこのパネル討論でも扱われている: https://youtu.be/LeHakmL6eEc?si=ebBAn8RSDhmmLfHI
車両運用会社は、タイヤ摩耗に大きな差は見られないと言っている。EVはトルクが大きいが、無茶な運転をしない限り大きな問題ではなく、むしろトルクの急変なしに非常に滑らかに運転することもできる
自動車はEV登場前からずっと重くなってきており、EVがどれも新車であるため必要以上に大きいモデルが多いという問題もある。しかし新しい内燃機関車モデルも同じだ
長期的にはEVの重量を大きく心配していない。バッテリーは高価で、エネルギー密度と車両効率の向上、軽量化は、同じ航続距離に必要なバッテリー量を大きく減らし、価格に大きく影響する
本当に集中すべきなのは、徒歩、自転車、公共交通のインフラだ。電動自転車のおかげで、現実的な時間内に自転車で通勤できるようになり、そのため通勤にEVを使うことがますます減っている
タイヤ摩耗はおおむね weight^4 のような形なので、わずかな重量増でも摩耗を大きく増やす
ただし、3000ポンドから4500ポンドへ増えるEVよりも、実際によく使われている5000〜8000ポンドの車両のほうが大きな問題だろう。4500ポンドのEVも悪いが、6000ポンドのSUVやトラックはもっと悪く、8000ポンドの電動SUVが最悪だろう
乗用車を超えると、セミトラックは道路上のタイヤ摩耗の最大要因である可能性が高い。重量が4乗で効くなら、タイヤ摩耗によるプラスチックの大半はセミトラックから出ている可能性がある
この特定の問題は、徒歩や自転車ではなく貨物列車で解決すべきだ。ラストマイルは難しく、近所の100人がそれぞれ車で店へ行くことも、大型トラック1台が100人により重い荷物を配達することも、どちらも問題がある
それでも列車はゴムを使わず、車輪とレールが鋼鉄なので、鉄や酸化鉄の粒子は生じるだろうが、ゴムよりははるかに少ないはずだ
しかし米国では、1人1台の車を、あらゆる歪んだ政治や不安定な自尊心と結び付けて考えている。人々を自動車から引き離すには、心理戦レベルの長期プログラムが必要で、10年以上かかるだろう。自動車を批判するHNの投稿には毎回、深い怒りがにじみ出る
今後数十年かけて、既存の自動車インフラを徒歩・自転車・公共交通へ置き換える必要がある。微粒子汚染、エネルギー浪費、騒音、高い死亡者数、目的地間の距離拡大、生活の質の低下を減らせるだけでなく、費用も一桁倍の水準で安くなる可能性がある
自動車は移動手段としてかなり高価で、オランダでは医療費削減のため、自転車を1マイルあたり+17セントの利益のように見なすこともある
政策立案者たちは、車のない生活や車の少ない生活を促すのではなく、何も揺さぶらず、同じ陰鬱なスプロールの中で内燃機関車をEVに置き換えようとしている。Yaleの結果は、そのやり方では駄目だということを示している
EVは製造に多くの資源を要し、その分だけ環境破壊と炭素排出も大きく、タイヤ粉じんの問題にも依然として関与する。聖杯はEVではなく、鉄道、公共交通、電動自転車、よりよい都市設計だ
米国人だけでも2022年に3.26兆マイル（5.24兆km）移動しているので、驚くことではない。膨大な量のタイヤ摩耗粒子が環境中に漏れ出しているということ
[1] https://afdc.energy.gov/data/mobile/10315
これは都市設計がめちゃくちゃであることの直接的な結果。単一用途の地域が広く広がり、自動車中心の交通依存度が高く、他の選択肢はほとんどなく、あらゆる政府レベルで道路インフラに巨額の補助金が投入されている。石油・ガス産業には数十億ドルの補助金が入り、業界全体では兆ドル規模の利益を上げている
個人にできることには限界がある。あらゆる政府レベルでの規制が必要で、石油・ガスおよび自動車産業は賠償金を払い始めるべき。プラスチック生産者には課税・規制・監視を行い、都市は再設計・再建する必要がある
持続可能性の聖杯を温室効果ガス排出だけに固定していると、誤った思考様式が生まれるという強い警告と見なせる
私たちは、技術に支えられた文明が地球の隅々を、排出、粒子・化学汚染、生息地の改変・破壊といった数多くの足跡で覆う状態へと流されてきた
オゾン層の減少は初期の警告で、温室効果ガスはまた別の次元であり、マイクロプラスチックや硝酸塩もまた別の問題。終わりが見えない
数十億人のホモ・サピエンスの共同体が広がり、そこから汚染物質が一時的ではなく継続的に、永遠に流れ出す様子を想像すればよい
私たちが直面している課題は巨大だ。外部性をほとんど気にしない、制御不能な技術基盤の経済成長思考をどう反転させるかが核心。大胆なアイデアが必要で、砂に頭を埋めることは選択肢ではない
EVも結局は自動車であり、限界的な変化にすぎない。本当に必要なのは、人々が日常の用事で車の代わりに自転車に乗り、歩くこと
安全な環境にも特別なものは必要ない。未来の望ましい世界はボラードと木々で実現される。今日の米国的な考え方では理解しにくいが、結局そうならざるを得ない
タイヤ粉じんの影響を減らす方法を人々が検討し始めたのは幸い
まだ最適化の対象にしてこなかったので、大きな改善余地がありそう。記事で抜けている点は、EVは内燃機関車に比べてブレーキをほとんど使わないため、ブレーキ粉じんを大幅に減らすということ
最近、Land Cruiserのブレーキパッドを70,000kmで交換したが、大きく重い四輪駆動車であるにもかかわらず、パッドから摩耗してなくなったブレーキライニングは1ポンド前後か、それ以下だったように思う
しかし天然ゴムは企業にとってやや収益性が低く、長持ちしすぎ、品質が高すぎるため、合成ゴムが使われている
タイヤ粉じんは、私たちが問題として残したがっているから問題であり続けている。解決策はあるが、タイヤ会社が使いたがらないため資金確保が不可能
これが資本主義の仕組み。3社が少し高い利益を得るために、何百万人もの人を病気にしている
[1] https://hcs.osu.edu/our-people/dr-katrina-cornish
同じ重量ならタイヤ粉じんはおおむね同程度で、EVが2か月ごとに新しいタイヤへ交換しなければならないレベルでもない。ブレーキ粉じんも実際には非常に少ない
こうした記事は自然に出てくるものではない。化石燃料業界と内燃機関車メーカーは、EVに対する恐怖・不確実性・疑念を広めるために巨額の資金を使っている。今後10年で製品需要が2桁パーセント減少する見通しなので、それを遅らせることに大きな金銭的利害がある
タイヤ粒子が海水で問題ではないという意味ではないが、現在その粒子の大半は内燃機関車から出ている
同じ減速量なら、車軸で摩擦をどう作ってもタイヤ粉じんの発生量は同じではないかと思ったが、実は「brake dust」を「tire dust」と読み間違えていた
現代の車両群で、タイヤとブレーキのPM2.5・PM10粒子の排出質量が排気管からの排出質量を上回るという話は、そのままでは事実ではあり得ないと思う
排気ガスは燃やしたガソリンより質量が大きく、車は100kmあたり数リットルのガソリンを使う。どんな車でも100kmでタイヤやブレーキ材を何kgも失うことはないはず
おそらくPM2.5〜PM10のサイズ範囲の質量だけを指しているのだと思う
乗用車に責任を集中させるのは変だ。トラックははるかに重い
貨物を鉄道に移せば、摩耗するプラスチックもなく、エネルギー効率もはるかに高く、完全電化も可能
この問題には第二次世界大戦の頃から知られている単純な解決策がある。制限速度を下げて取り締まればよい
自動車のほぼすべての外部性は速度に対して超線形に増える。しかも高速道路を除けば、実際の到着予定時間は制限速度に反比例して短くなるわけではなく、それより少し悪くなる程度
交通もネットワークトラフィックと同じく、帯域幅遅延積の制約を受ける