環境研究の最前線 ――

県環境科学国際センター研究員に聞く ②

シロキサンの分析法開発と国際標準化への挑戦
埼玉県環境科学国際センター 化学物質・環境放射能担当

埼玉県環境科学国際センターは、「試験研究」「情報発信」「国際貢献」「環境学習」を 4 つの柱とする環境科学の総合的中核機関です。また、令和４年度からは研究成果の社会実装化を目指した取り組みも進めています。

本連載では、当センターで行われている社会実装に繋がる 6 つの研究を紹介します。

シロキサンの利用と化学物質管理

勇一性が懸念されるため、欧州では洗い流すタイプの日用品（例えば、シャンプー等）への使用が制限されています。日本では、2018 年に D4 と D6 の 2 物質が「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」の監視化学物質へ登録されました。
化学物質の適正管理には、環境への影響評価が必要であり、その第一歩として、環境分析法の開発が不可欠です。本稿では、水中の VMS 分析法の開発とその国際標準化までの道のりについて紹介します。

シロキサン（いわゆるシリコーン）は、耐熱・耐分析法開発

寒性、電気絶縁性、化学的安定性、撥水性等の優れた性質を併せ持つことから、日用品から宇宙開発ま水中の揮発性化合物の測定には、試料水にガスをで多くの産業分野で使用されています 1)。身近な例

通気させて水中に含まれる目的物質を追い出して捕として、化粧品やワックス等が挙げられます（図１）。

集する「パージ・トラップ抽出」が使用されますが、シロキサンのうち、揮発性環状シロキサン（VMS

VMS は揮発性と同時に、有機物と強い親和性を持とする、ユニットが４～６個繋がったものを D4/つことから、有機物の粒子を多く含む試料水への適D5/D6 と示す）は、多くのシリコーン製品の原料用が困難でした。そこで、著者らは「改良型パージ・として使用されるため特に重要です。VMS は、水トラップ抽出」として、図２に示した試料水を入れ環境（底質）中で濃度が半分になるのに 10 年近くた容器を 50℃で加熱し、さらに超音波振動を同時を要するものもあり、魚類への高い蓄積性や慢性毒に与えることで、抽出効率と分析精度が向上するこ

図 1 著者宅で見つかったシリコーンを含む日用品（左）とシリコーン製品の産業分野別年間生産量（右）1)( 国内シリコーン産業が日本経済にもたらす直接的波及効果は、付加価値にして2 兆 4,500 億円との推計がある。)

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堀井

ぶぎんレポート No.273

2023 年 2 月号

図 2 改良型パージ・トラップ抽出器具

抽出時は器具を超音波槽に浸し、さらに加温して抽出をアシストするのが特長。

連載

Profileほ り いゆういち

堀井 勇一

環境研究の最前線

埼玉県環境科学国際センター
化学物質・環境放射能担当専門研究員
博士（理学）

専門は微量有機汚染物質の環境分析、環境動態解析、リスク評価、品質管理など。米国でのポスドク時
代の上司の助言が本研究のきっかけです。シロキサンの環境研究では、分析法の国際標準化という新たな分野に挑戦しました。環境中に存在する化学物質を「正確に測る」ことを基軸として、様々な環境問題の解決に奮闘しています。

よる妥当性評価の実施が義務付けられています。著者は、作業部会（ISO/TC147/WG72）の統括責任者として国際標準化の中心的な役割を果たしまし図 3 ISO 規格の策定プロセス

括弧内は各プロセスの承認要件を示す。
※現在は委員会原案に対する投票は実施されない。

た。新規提案から発行には 3 年を要しましたが、これは ISO 規格の標準的な所要時間です。
この ISO 規格は、国内はもとより、世界中で統一とを見出しました。また、開発にあたり、シリコー的な測定を可能とします。これは、水環境中への排ンを含まない器具・部品や作業工程の具体的な指定出量や環境中濃度の正確な把握、地域ごとの比較検により試料汚染（いわゆるコンタミ）を防止するこ討に繋がるものであり、VMS が環境に与える影響とができ、低濃度の試料まで安定して分析すること等を正しく評価し、排出抑制等の必要な対策を講じが可能となりました。その感度は 1 L 当たり数ナノることに貢献できます。また、本法は、環境省の化グラム（1 ナノグラムは 1 グラムの 10 億分の 1）と、学物質環境実態調査の測定方法としても採用され、従来法と比較して約 10 倍向上しました。

現在、全国調査が実施されています。

国際標準化

おわりに開 発 し た 分 析 法 は、2018 年 に 国 際 規 格（ISO

著者らは、ISO 規格とその応用により、東京湾流20596-1:2018）として発行されました 2）。ISO 規域の包括的な環境調査を実施し、河川水、海水、底格は、社内規格や国家規格と比較して適用範囲が格質について VMS の存在実態、蓄積特性、負荷量推定、段に広くなるため、規格策定のための合意形成の難環境リスク等の解明に取り組んできました 3）。最近易度も高くなります。ISO 規格の策定プロセス（図３）

では、水環境の食物網に注目して、VMS の生物濃は、まず、開発した①測定方法を ISO 技術委員会縮性を明らかにする研究を実施しています 4）。

（ISO/TC147 Water Quality）へ新規提案すること、私たちの生活は、シロキサンに限らず多くの化学から始まります。無事に新規提案が承認されれば、物質から多大な恩恵を得ています。持続可能な社会②作業部会での委員会原案の作成、③国際規格原案の実現には、これら化学物質の環境への影響を理解の照会・策定、④最終国際規格案の策定、⑤国際規し、正しく管理することが必要です。当センター

格の発行と策定プロセスを進めていきます。この間、は、「環境中の化学物質を正確に測る」ことを通じて、国内外での作業部会や多段階の国際投票における意化学物質に対する地域環境の保全や、災害・事故に思決定プロセスを経なければなりません。また、環備えた環境マネジメントシステムの構築に取り組ん

境分野の測定方法の策定では、国際的な比較試験にでいます。

参考文献

1)Horii, Y., Kannan, K. (2019) The Handbook of Environmental Chemistry. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/698_2019_3752)ISO 20596-1:2018 Water quality - Determination of cyclic volatile methylsiloxanes in water - Part 1: Method using purge and trap with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).
https://www.iso.org/standard/72386.html

3)Horii, Y., Ohtsuka, N., Nishino, T., Kuroda, K., Imaizumi, Y., Sakurai, T. (2022) Science of the Total Environment, 838, 155956. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155956

4) 科学研究費助成事業データベース , 基盤研究 (B), 22H03766, 底質及び底生食物網に着目したシロキサン類の多媒体残留蓄積性評価 . https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03766/

ぶぎんレポート No.2732023 年 2 月号

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