河 川環境のプ
プロファイ リングにおおける LC/TTOF MS の活活用
○大窪かかおり,草場潤
潤一,八ヶ代一一郎,北島淳二
二,古川義朗 （佐賀県衛生 薬業センターー）Appplication of LC/TOF MS in profiling of rriver envir
ronment, K.OKUBO,J.KUUSABA,I.YAK
KASHIRO,J.K
KITAJIMA,Y .FURUKAWA( Saga Pref. Inst. of Public Hea
alth & Pharrm .Res.)
1.

序論
公共用水域にお公おける水質事
事故等に対応すすることを目的的とし，これれまで精密質量量の測定が可能
能な LC/TOF MS
M を農薬等ののスクリーーニングに活用用してきた。複雑な成分かから構成されるる環境
試料料に対し，膨大大なピークデータを整理ししその傾向を知知ることがが原因物質の検検索に有用であると考え，農薬および医医薬品
デーータベースを用用いて多変量量解析の手法にによる環境試料料への適用用の可能性を検検討した。
2.

方法

試料は佐賀県内
試
内 A 川 4 地点でで，2011 年 4 月・6 月・9 月
月・11
図1

月のの平常時に採取取した河川水をを対象とした。
。また，2012 年 4A川川採水地点

月にには各地点に加加えて St.4 下流に流入して下ている浄化センンターの処処理排水も同時時に採取した。
。(図 1)
水試料は固相抽水抽出法で 500 倍に濃縮後，L倍LC/TOF MS（Agiilent

表1LC/TOF
F MS 分析条件

LC：Agilent 1200EL65440）により各試試料につき表 1 の条件で 3 回ずつ繰り返返しス

カラム：ZORBAX Eclipse CC18キャャン測定を行っった。また，農農薬混合標準液液（関東化学 60）

移動相：A 0.1%酢酸+5mM 酢
酢酸アンモニウウム/水B 0.1%酢酸+5mM 酢
酢酸アンモニウ
ウム/MeOHを希希釈して 10ngg/mL 相当とななるように添加加し，無添加のの対照
試料料と同様に測定定した。
得られたデータ
得タに対し，Agiilent Mass Hu
unter Qualitaative

2.1x100mm(3.5μm)

グラジェントト： A95:B5(0mmin)-A5:B95(30min-45min)
MS：Agilent 6540 Q-TOF

anaalysis for LCC/MS を用いてて，各試料のス
スキャンデータ
タから

イオン源： AJS-ESI

強度
度 20,000 以上
上の条件でピーーク抽出した。これらのピーークに測定モード： positive

対しし，当所で作成成した農薬デーータベース（約約 750 物質収収録）

キャピラリ電電圧：およよび医薬品等精精密質量データベース（パパーソナルケア
ア用品

フラグメンタター電圧：

1 20Vを含含む約 1,200 物質収録，以下 PPCPs とすする）を適用しして質スキャン範囲囲(m/z)：

90--1,500

3,500VV

量誤誤差 5ppm 以下
下かつ 0.0025DDa 以下でデーータベース検索
索を行
い ， 一 致 し た ピ ー ク を 対 象 に Agilen
nt Mass Proffiler

表2

Proofessional を用いて多変量量解析を行った。

農薬

3.
①

各デー
ータベースのヒヒット数

地点

pr-11
Ap

Jun-1 1

Sep-11

Nov-11N

Apr-112

結果と考察
察12821178-

データベーース検索

22016149-

農薬および医薬農薬品等の各データベース検検索により一致致した

321-189-

とおりである。
物質
質数は表 2 のと。2011 年 4 月の St.1 では農
農薬・41717189-PPC
CPs とも一致しした物質数が最最大となった。農薬は地点間間でヒット数に大きな差差がなかったののに対し，PPCPs では同日採採水のPPCPs

他のの地点よりも多多くの物質がヒットした。これは採水時
時に満地点

Ap
pr-11

Jun-1 1

Sep-11

Nov-11N

Apr-112潮でであったため，，St.1 下流側側にある浄化セセンターからのの排水

1274773が逆逆流し，その影影響を受けている可能性がが考えられた。 農薬

2124865は 4 月～9 月で地地点間および季季節間でヒットトした物質数にには大310-743

きなな差がなく概ねね農繁期を反映していると考えられたがが，季4124841と予想された PPCPs は前述
節変変動が少ないと述の 1 検体が突突出し処理排水----65た結結果となった。
。また，2012 年 4 月に採水した St.4 下流流の浄化化センター排水
水からは 65 物質がヒットし，処理排水水には農薬様々々な PPCP 関連連物質が含まれれていることがが示唆された。しかし，排水が流入しした地点から約約 2km 下流の St.3 でヒットトした
物質質は少なく， このケースでは河川水による希釈等の要要因があるると考えられたた。
②主成分分析
析結果

20112
年 4 月のの主成分分析結結果(図 2)では，St.1 のプロロファ
イル
ルが他と異な る点は農薬・PPCPs とも同同様であるが， St.3

PPCPsと Sｔ.4 に関してては異なる挙動動を示した。A 川流域は上流流から流にわたり農用用地が遍在していることかから，農薬の影影響は下流全域域に広がっていいる可能性があるのに対しし，医薬品関連連物質につついては浄化セセンターからの流入が主でであると考えらられた。
③クラスター
ー分析結果

図2

PCA スコアプロッス
ト(2001 年 4 月)
月

図3型クラスター ツリー(2001 年 4 月)
階層型

2011
2
年 4 月ののクラスター分
分析結果(図 3)では，農薬は St.1のプ
プロファイル が他の地点と若干系統が異異なるが，いずずれの地点点においてもそそれぞれ特徴徴的な物質がヒットしているる。これにに対し，PPCPss は St.1 の系系統が著しく異異なっており， デー
タベベース検索結果
果および主成分分析結果ををより具体的にに説明してている。St.3～～4 間におけるる処理水の影響
響については， 図 4に示示すように重複複する物質が少なく，流入入する排水の影
影響等は反反映されなか った。各浄化センター排水水の影響についいてはそれれぞれ異なる結結果となったがが，流入地点かからの距離が St.1からら排水口まで 200～300m であるのに対し，排水口から St.3までで約 2km あるこ
ことと，山間地地から平野部までの距離が約
約 15kmと比比較的短く流量量の多い河川であることがが一因であるとと考えられれた。
④

農薬添加にによる 2 群間比比較
対照試料と添加対加試料で Volccano プロットを用いて 2 群群間の比較較を行った結果
果を図 5 に示示す。添加したた農薬でポジテ
ティブ
モーードでの測定がが可能な 25 物質のうち，物16 物質は平均値値の差およよび強度の有意意差のいずれも大きいことが確認されたた。この結結果から，対照
照試料と添加試料の間で差差のある物質がが ppbレベ
ベルの試料濃度度でも見つけることが可能能であると考ええられ，水質質事故発生の際際はできるだけ発生地点にに近くかつ原因因物質添加
加農薬の影影響の少ない試試料を対照として採取することの重要性性が改めてて示された。
4.

結論

多変量解析の手多手法により LCC/TOF MS で測測定した河川水
水試料のププロファイリ ングを行った。クラスターー分析ではそれれぞれの地地点に特徴的 な物質の把握が容易になった。農薬につついては事事故発生の際 に対照地点でのサンプリンングを適切に行行うことでで原因物質の迅迅速な把握が期期待できる。PPCPs についてては流入すする下水処理水水と比較することにより，河川環境に及及ぼす影響響を予測するツツールとして有有用であると考考えられた。

図4

処理水の影
影響

図5

農薬添添加による比較較