S4-17 PFOS等およびその前駆体を対象にした物性比較と土壌・地下水中の挙動に関する特性の評価について○藤﨑幸市郎1・中村太郎1・塩尻大輔1・生越恵1・鎌田明秀1・
PFOS等およびその前駆体を対象にした土壌・地下水汚染に係る調査・対策方法検討部会1
1土壌環境センター
1. はじめに有機フッ素化合物（PFAS）の一種であるPFCAs※1及びPFSAs※2のうち、海外で規制化されつつある15物質（「PFOS等」と定義）とPFOS及びPFOAの生成が想定される前駆体（以下、「前駆体」という）から、主要な20物質を検討対象として選定し、これらの使用用途や主要な物性等について文献調査を行った。調査対象物質は右記（物質名等は5.表に記載）のとおり。
※1：ペルフルオロカルボン酸類、 ※2：ペルフルオロスルホン酸類

PFCAs： PFBA, PFPeA, PFHxA, PFHpA, PFOA, PFNA, PFDA, PFUnA,PFDoA, PFTrDA, PFTeDA ↑発表原稿から訂正あり
PFSAs： PFBS, PFHxS, PFOS, PFDS
前駆体： PFOSA（FOSA）, 6:2FTS, 8:2FTS, 6:2FTOH, 8:2FTOH※ 短鎖：下線あり
長鎖（PFCAs：総炭素数C8以上、PFSAs：総炭素数C6以上）：下線なし

3. 国内環境での検出物質及び想定される汚染源

2. 国内外における規制

物質名（一例）【1940年頃～2000年初頭】
PFAS（主にPFOS、PFOA及びその関連物質等）の製造・使用に関する規制なし。ただし、国連環境計画（UNEP）等で残留性のある有害物質における製造・使用の国際的規制の方向性が示される。
【2000年代】
POPsに関するストックホルム条約（POPs条約）が採択、2009年にPFOS等が対象物質に追加（附属書B：制限）。各国でPFOSに関する製造・使用規制が進む。人体への暴露状況が報告され、リスク評価の検討も進む。米国
でPFOAの規制を検討。
【2010年代】
国際的なPFOAに関する製造・使用を規制。（2019年にPFOA等がPOPs条
約の対象物質に追加（附属書A：廃絶））

主な用途

国内での主な検出事例

PFOS

半導体用反射防止剤・レジスト、金属メッキ処理剤、泡消火剤、衣類や繊維用の防水・防汚剤等

河川・地下水※・土壌

PFOA

フッ素ポリマー加工助剤、界面活性剤、泡消火剤、半導体用・自動車部品・食品包装材の撥水・撥油剤等

河川・地下水※・土壌

PFHxS

PFOSの代替品等

河川・地下水※・土壌

PFHxA

PFOAの代替品等

河川・地下水・土壌

PFHpA

食品包装・衣類等の撥水・撥油剤、化粧品、泡消火剤等

河川・地下水・土壌

PFNA

食品包装・衣類等の撥水・撥油剤、化粧品、泡消火剤等

河川・地下水・土壌

PFDA

食品包装・衣類等の撥水・撥油剤、化粧品、泡消火剤等

河川・地下水・土壌

PFBS

衣類や繊維用の防水・防汚剤（PFOSの代替品）等

河川・地下水・土壌

PFOSA

食品包装・衣類等の撥水・撥油剤等

地下水・土壌

6:2FTS、8:2FTS

泡消火剤の共配合剤、化粧品等

地下水

6:2FTOH、8:2FTOH

食品包装材の撥水・撥油剤、塗料・含浸剤等

大気※令和2年度 有機フッ素化合物
全国存在状況把握調査（環境省）【想定される汚染源】
・ 泡消火剤の保有・使用施設、使用場所【PFOSとPFOAの合計値】
21地点/143地点で指針値（暫定）を超過
最大値：5,500 ng/L（地下水）

消防署・消防訓練施設、空港、飛行場・基地、地下駐車場、石油コンビナート、化学工場 等【2020年以降】
PFOS及びPFOAを含むPFASの包括的な規制の議論が進む。（2022年にPFHxS等がストックホルム条約の対象物質に追加（附属書A：廃絶）、長鎖PFCA等について審議中）。また、製造・使用だけではなく環境中（土壌・地下水など）へ放出されたPFASに関する対策の検討も進められる。

・ PFASの製造・使用履歴のある施設
・ 廃棄物処理施設
・ 廃棄物処分場の浸出水
・ 下水道処理施設の排水4. PFOS及びPFOAの前駆体に関する情報5. 今後の規制動向と主要なPFOS等及び前駆体の選定

好気的条件下で土壌微生物による生成の報告あり。

●国内の動向【PFHxS】
36地点/47地点で検出
最大値：28 ng/L（河川）・PFHxS ： 2024年春以降に第一種特定化学物質への規制を見据え審議中（2023年1月：3省(厚生労働省・経済産業省・環境省)合同会合）
・PFOS,PFOA代替のPFAS : 環境省を主体として総合的な議論開始（2023年1月：PFASに対する総合戦略検討専門家会議）●諸外国の動向
・C9～C14のPFCAs : REACH規則の制限対象物質とし、規制(2023年2月～)
・PFHxA : REACH規則の制限対象物質とする案の議論中
・PFHpA,PFBS : REACH規則の高懸念物質に選定（今後制限対象の可能性）
PFOS等及び前駆体の選定
・将来的な法規制の可能性等を考慮し、20物質を検討対象物質として選定①8:2FTOH → PFOAまたはより短い ②EtFOSE → PFOSA(FOSA)
炭素鎖のPFCAs(PFHxA, PFHpA)→ PFOS

対象物質●8:2FTOH(PFOAの前駆体)は、欧州の消費者製品 (防水用の含侵スプレー、革製品、カーペット、食品の包装材等)中から検出された。
●PFOSの工業的製法では、PFOSの生成と同時に構造異性体や前駆体も合成され、製品に含まれる。
⇒前駆体は、潜在的な環境汚染物質であり、挙動は無視できない。

物質名（一例）

土壌ｽｸﾘｰﾆﾝｸﾞﾚﾍﾞﾙ設定物質
各国の飲料水/環境水目標値等設定物質
ｱﾒﾘｶ
欧州連合
ｱﾒﾘｶ
ｵｰｽﾄﾗﾘｱ
ｵｰｽﾄﾗﾘｱ
ﾃﾞﾝﾏｰｸﾃﾞﾝﾏｰｸｽｳｪ-ﾃﾞﾝ（USEPA）（EU）（USEPA） ﾆｭｰｼﾞｰﾗﾝﾄﾞ
ﾆｭｰｼﾞｰﾗﾝﾄﾞ

化学式

ペルフルオロブタン酸
PFBA
C3F7CO2H
ペルフルオロペンタン酸
PFPeA
C4F9CO2H
ペルフルオロヘキサン酸
PFHxA
C5F11CO2H
ペルフルオロへプタン酸
PFHpA
C6F13CO2H
ペルフルオロオクタン酸
PFOA
C7F15CO2H
ペルフルオロノナン酸
PFNA
C8F17CO2H
ペルフルオロデカン酸
PFDA
C9F19CO2H
PFUnA
ペルフルオロウンデカン酸
C10F21CO2H(PFUnDA)
PFDoA
ペルフルオロドデカン酸
C11F23CO2H(PFDoDA)
ペルフルオロトリデカン酸
PFTrDA
C12F25CO2H
ペルフルオロテトラデカン酸
PFTeDA
C13F27CO2H
ペルフルオロブタンスルホン酸
PFBS
C4F9SO3HPFHxS ペルフルオロヘキサンスルホン酸 C6F13SO3H
PFOS ペルフルオロオクタンスルホン酸 C8F17SO3H
ペルフルオロデカンスルホン酸
PFDS
C10F21SO3H
ペルフルオロオクタン
PFOSA
C8F17SO2NH2スルホンアミド(FOSA)
6:2FTS 6:2フルオロテロマースルホン酸 C8H4F13SO3H
8:2FTS 8:2フルオロテロマースルホン酸 C10H4F17SO3H
6:2FTOH 6:2フルオロテロマーアルコール C6F13(CH2)2OH
8:2FTOH 8:2フルオロテロマーアルコール C8F17(CH2)2OH〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇

発表原稿から訂正あり↓
322423-53-15533-4233

文献1) 鶴岡佑樹, 大石雅也, 鈴木義彦, 松本直樹, 森一星, 潜在的規制物質の調査・対策スキームの検討部会(2022)：PFOS、PFOA、PFHxSによる土壌・地下水汚染の調査・対策の現状」, 第27回地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会講演集, S1-1.
文献2) Interstate Technology and Regulatory Council [ITRC] (2022)：Fact Sheets: PFAS Water and Soil Regulatory and Guidance Values
Table Excel File, https://pfas-1.itrcweb.org/ (2023.1 確認).

1.E+07

1.E+00
1.E-01
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05

1.E+04
1.E+03
1.E+01
1.E+00
1.E-02

1.E-07

1.E-03

長鎖5678910

総炭素数111213143PFOA ▽1.E-03短鎖

長鎖

短鎖
1.E-0545678910

11121314

総炭素数5678910

総炭素数11121314

3.6×10-5, 1.9×10-4, 1.0×10-4

長鎖74.0×10-5, 8.6×10-3, 1.0×10-4, 1.6×10-4

長鎖6.3×10-6, 1.0×10-5, 4.2×10-2

長鎖8.8×10-5長鎖

3-59

1.4×10-4, 1.7×10-3

長鎖-5

4

1.5×10-9, 1.3×10-1

短鎖

6.1×10-4長鎖2.0×10-6 ～ 3.0×10-4

8.5×10-4長鎖1.6×10-5, 1.9×102

3.5×10-5

1.1×10-6長鎖1.3×10-4, 6.5×106

1.5×10-2, 3.3×10-2, 6.5×10-2

長鎖

428.2

1.64～1.71 1.1, 5.1×102

1.9×10-5

1.1×10-7長鎖1.7×10-6

1.3×10-6

長鎖

528.2

5.5×10-3, 3.6×102

1.69

364.1

1.54～1.59 2.7×10-1, 1.7×10, 1.9×10, 9.8×10

464.1

1.5×10-3, 1.9×10-1, 1.9×10-1, 3.2

1.54～1.63

2.8×10-5, 5.7×103, 1.5×104, 6.2×105 1.4×10-4, 4.6×10-2, 8.0×10-2, 7.1×10-1
3.1×10-4, 6.6×10-3, 1.3×10-2, 2.8×10-2,
2.2×10-5, 5.0×103, 4.2×105, 8.6×106 2.5×10-1▽PFOS

1.E+05

1.E+00

1.E+04

1.E-01

1.E+03

1.E+01
1.E+00
1.E-01
1.E-02

1.E-02

1.E+01
1.E+00
1.E-01
1.E-02▽PFOS

1.E-05長鎖

短鎖345678910

1.E-05
1.E-06短鎖

長鎖1.E-09211

1.E-04

1.E-08長鎖1.E-062

1.E-03

1.E-07

1.E-04

短鎖

長鎖

▽PFOS

1.E+02

1.E-03長鎖

PFSAs（蒸気圧）PFSAs（ヘンリー定数）

1.E-054

7

1.78～1.79 2.4×10-4, 3.9×10-1, 5.1

1.E-04長鎖

53.7×102

1.E-03

1.E-0542

1.E-04

1.E-04

1.E-09

1.E-02長鎖-5-5

1.E-01

1.E-06

短鎖▽PFOA

1.E+02

1.E-01

7.9×10-5, 1.1×10-3, 1.3×10-3, 1.17

1.E+02

1.E+05

6

1.83～1.93

1.E+03

溶解度 (mg/L)

1.E+014-5

1.E+04

1.E+06長鎖-5-1

1.E+00

蒸気圧(25℃) (kPa)

溶解度 (mg/L)

1.E+02短鎖

2.3×10-3-7

ヘンリー定数 (Pa・m3/mol)

1.E+03

ヘンリー定数 (Pa・m3/mol)

1.E+088.9×10-3, 1.0×10-2, 1.0×10-1

6

PFSAs（溶解度）

1.E+013499.1

1.E+09

1.E+04

1.E-08

1.25-1600.1

PFCAs（蒸気圧）

PFCAs（ヘンリー定数）▽PFOA

1.E+05

PFOS
PFDS
PFOSA
6:2FTS
8:2FTS
6:2FTOH
8:2FTOH

500.1

短鎖-5

蒸気圧(25℃) (kPa)【凡例（右表）】 実測値：PFOS、PFOA、PFHxSは文献1)、その他は文献2) ITRC fact sheetの報告値
EPI suite, OPERA：化学構造からの物性推定モデルより得られた演算値【凡例（下図）】 ●：実測値 ●：演算値（EPI suite） ●：演算値（OPERA）

3.1×10-2, 1.2×10-1, 2.6×10-1-5-1

短鎖

2-1-9

短鎖

1.5×10-1, 8.8×10-1, 2.7-1-6-7

炭素鎖長

蒸気圧(25℃)(kPa)
8.5×10-1, 1.3, 4.5-5-1-3

1.E+10〇〇〇〇

対象物質 分子量
比重溶解度(mg/L)
ﾍﾝﾘｰ定数(Pa・m /mol)
調査対象物質は全て一様に水よりも重い（比重1≦）214.0
1.65
4.5×10 , 7.7×10 , 4.9×101.2, 5.1, 1. 2×10PFBA3.3×10 , 1.5溶解度やヘンリー定数、蒸気圧は、文献や算定方法によって評価値が大き PFPeA 264.1 1.71 6.1×10, 1.2×10 , 9.8×10
314.1
1.764.7,2.9×10,1.9×10
2.5×10 , 9.3×10 , 3.3×10PFHxA
く異なる。この要因として、界面活性効果によって物性値の測定結果が安定 PFHpA 364.1 1.79 3.5×10 , 1.2×10 , 1.2×102.2×10 , 5.7×10 , 1.8×10
414.1
1.79
9.5×10
2.3×10 ～ 2.0×10
PFOA
しない可能性や、製造段階で生成された構造異性体の混在により純粋な物 PFNA 464.1 1.75～1.80 1.9×10 , 1.2×10, 1.3×10
1.7×10 , 4.8×10 , 3.4×10514.1
1.76～1.82
1.3×10,2.1,2.6×10,1.2×10,5.1×10
3.6×10 , 2.5×10 , 1.2×10PFDA
質としての評価が難しいことが考えられる。
564.1
1.76～1.85 9.6×10 , 6.0×10 , 9.2×10, 9.3×10
3.6×10 , 1.3×10 , 3.8×10PFUnAオクタノール／水分配係数は、測定操作時にオクタノールと水の界面に乳 PFDoA 614.1 1.77～1.87 6.8×10 , 5.2×10 , 8.3×10
3.7×10 , 4.0×10
664.1
1.92
6.6×10 , 2.8×10
3.7×10PFTrDA化層を形成し、評価が困難との報告あり。
3.8×10 , 1.8×10PFTeDA 714.1 1.78～1.94 3.3×10 , 3.0×10 , 2.3×10300.1
1.81～1.85 1.1×10 , 2.2×10 , 6.9×10
3.1×10 , 2.6×10PFBS下図より炭素鎖数が短いほど、浸透しやすい傾向にあるように読み取れる。 PFHxS 400.1 1.84 6.2
4.1×10PFCAs（溶解度）〇〇〇〇〇〇〇〇〇

6. PFOS等および前駆体の物質特性の比較と特徴

1.E+06〇〇〇〇〇〇〇345

総炭素数67891021134567891011

総炭素数

総炭素数

7. 土壌・地下水中におけるPFOS等の挙動
1.00.6

pH=アルカリ性
pH=中性
pH=酸性0.8

比濃度 C/C0

比濃度 C/C01.0

TracerPFPeAPFHxA
PFOA
PFDA

0.80.40.20.60.40.20.00.0012345678910Pore Volume(A) 飽和カラム試験によるブレークスルー曲線の例※pH=中性、イオン強度=10mMのケース
1.0

IS=1mM
IS=10mM
IS=100mM

0.8

比濃度 C/C0土壌・地下水中でのPFASの挙動に関する既往研究を調査した。
難分解性のPFOS等が地表から水溶液の状態で浸透した場合、土壌中の空気‐水界面および固体‐水界面に吸着する傾向があることから、不飽和帯に留まりながら徐々に深部に浸透した後、一部は飽和帯に到達し地下水汚染を引き起こすと考えられる。
物質ごとの特性や炭素鎖数（図A）、官能基、土壌・地下水中のpH（図B）やイオン強度（図C）によってPFOS等の土壌・地下水中での挙動は異なるものと推察される。
•不飽和帯では、PFSAs、PFCAsともに短鎖ほど土壌の層を速く通過し、長鎖ほど土壌中に残留する傾向にある。
•飽和帯では、短鎖のPFPeA、PFHxA、長鎖のPFOAは、溶液のpHやイオン強度を変化させても比較的高い移動性を示した。また砂への吸着性が高かった長鎖のPFDAはpHを高く、もしくはイオン強度を低く変化させた場合には吸着性が減少し、移動性が高まる可能性が示された。 ↑発表原稿から訂正あり•官能基の種類によって挙動が異なる可能性がある。（日本の黒ボク土を用いた試験においては、PFSAsの方がPFCAsよりも炭素鎖数の影響を受けやすいという報告がある。)

012345678910Pore Volume(B) PFDAに対するpHの影響の例※PFPeA、PFHxA、PFOAに対するpHの影響は少ない

アクリルカラム実験（0.75 inch×30 inch）
比濃度 C：流出濃度
C0：初期濃度Pore Volume：間隙体積0.60.40.20.0012345678910Pore Volume(C) PFDAに対するイオン強度の影響の例※PFPeA、PFHxA、PFOAに対するpHの影響は少ない(A)～(C)図は文献3)を基に作成
文 献 3 ） Lin Qi et al (2022): Effect ofsolution chemistry on the transport ofshort-chain and long-chain perfluoroalkyl
carboxylic acids (PFCAs) in saturated
porous media, Chemosphere 303 135160.

8. おわりに
今回、土壌・地下水汚染の規制動向や主な汚染源、環境中での検出事例を踏まえ、優先して検討を進める主要なPFOS等および前駆体を選定した。また、選定した物質の特性や土壌・地下水中での挙動について、国内外の知見を調査・整理することで、地下環境中での挙動の一端が明らかとなった。一方で、これらの物質は界面活性効果等により物質特性の評価や分類等が難しいことが確認されたため、これら物質特性等の精査により環境中での挙動を把握するとともに、部会での調査成果を踏まえた実効性の高い土壌・地下水の調査・分析方法、効率的な対策方法等の検討に継続して取り組む所存である。