環境中のダイオキシン類の由来−パターン分析からわかること−
分析研究部
１飯村文成

はじめにダイオキシン類は、広く環境中に存在し微量でも強い毒性を有することから、社会的関心も高い。日本では 1999 年にダイオキシン類対策特別措置法が制定され、ごみ焼却からの排出抑制を中心に対策が進められてきた。しかし、ダイオキシン類は焼却以外にも種々の経路から非意図的に生成することが知られており、さらなる対策のためには発生源の把握が重要である。こうしたことから、近年ダイオキシン類の同族体・異性体組成からその発生源を解明する試みが行われている。
当所でも、国の機関及び７県と共同で、発生源寄与率を推定する研究を進めており、ここではその考え方と実例について紹介する。
発生源解析の考え方と実例60（％）

発生源を推定するためのパターン分
析の考え方を図１に模式的に示した。
対象とするＡ〜Ｅの化合物の構成比

60

発生源A

40（％）

２200

発生源B

40200Ａ（組成）は発生源によって異なり、環ＢＣ化合物ＤＥＡ

Ｂ

Ｃ化合物

ＤＥ

境中の組成は各発生源の寄与を反映し×ｍた結果であると考えられる。
60化ジベンゾ‑パラ‑ジオキシン（PCDD）、

40（％）

ダイオキシン類についても、ポリ塩
ポリ塩化ジベンゾフラン（PCDF）、コプ×ｎ

環境の組成に合うような 混 合 比（ｍ：ｎ）
を算出する

環境Ｚ

200

ラナーポリ塩化ビフェニル（Co‑PCB）Ａの３種の化合物、200 種以上の異性体

図１からなり、その組成は発生源によって

Ｂ

Ｃ
Ｄ化合物

Ｅ

発生源寄与率の推定（イメージ）異なることから、この考え方が適用できる。
例えばかつて除草剤として使用されていたペンタクロロフェノール（PCP）の製造過程においては図２の反応により、８塩化の PCDD（O8CDD）を中心としたダイオキシン類が副生成することが報告されている。また、ごみ焼却においては、図３のように骨格であるジベClClClClClClHOClClClO+ 2HCl+OHCl

Cl

Cl
ClCl

PCP
PCP

PCP
PCP

O8CDD

図２ClO

Cl

Cl

PCP からの生成例

Cl4ClO

Cl

ｼﾞﾍﾞﾝｿﾞﾌﾗﾝ
図３ClClOCl

4 塩化ｼﾞﾍﾞﾝｿﾞﾌﾗﾝ（2,3,7,8‑T4CDF）

焼却からの生成例

ンゾフランなどが先に生成しそれに塩素が付くなど多くの反応が起こり、ほぼ全ての異性体からなる焼却パターンと呼ばれる特徴的組成を示す。
精度の高い解析には、できるだけ多くの正確なデータが必要となる。このうち、焼却は全異性体が検出される特徴は変わらないものの、ごみの成分、燃焼方式、さらに排ガス対策の方法などによって組成が変わってくる。また、すでに使用が中止された除草剤や、対策済みの塩素漂白といった発生源についても、当時のダイオキシン類排出実態を把握する必要がある。そこで、各発生源における代表的なダイオキシン類組成を把握するため、共同研究先とともに、想定される発生源について調査や情報収集に努めている。
都内環境と発生源におけるダイオキシン類組成を比較すると、図４に示したように
PCDD/F では大気はごみ焼却、水環境では除草剤中の副生成物の影響が強いことがわかる。
また、図５に示したように Co‑PCB はいずれの環境媒体でもごみ焼却の影響は小さく、トランスの絶縁体などに使用されていた PCB 製品の影響を強く受けている。

60#189#157#156#167#114#105#118#169

#126

#123

#156#157#167#156#157

#189

#167

#156#157#189#189#114
#114

#114

#167

#105
#105#105

除草剤

105PCP
CNP

#169

#126

#77

#81

O8CDF

H7CDFsH6CDFsP5CDFsT4CDFsO8CDD

H7CDDsH6CDDs

焼却排ガス

150

異性体割合 (%)

80
60
40200P5CDDs

T4CDDs0#1185#118

10#118異性体割合 (%)

焼却排ガス

15#123#81202060

PCB製品（KC-Mix）*

4020#169#126#77#81

O 8CDF

H7CDFsH6CDFsP5CDFsT4CDFsO 8CDD

H7CDDsH6CDDsP5CDDs

0T4CDDs

同族体割合 (%)

0O8CDF

H7CDFsH6CDFsP5CDFsT4CDFsO8CDD

H7CDDsH6CDDsP5CDDsT4CDDs020#1235

環境大気40#1231060#169

異性体割合 (%)

環境大気

15200

O8CDF

H7CDFsH6CDFsP5CDFsO8CDD

T4CDFsH7CDDsH6CDDs20

同族体割合 (%)
同族体割合 (%)

P5CDDsT4CDDs

0#126

20

水質
底質40#7740#77

水質
底質#8160

異性体割合 (%)

同族体割合 (%)

大気中のダイオキシン類は、対策の効果を反映し現在減少傾向が見られている。しかし、＊（TEQに換算する前）の組成．
KC‑300,400,500,600 の等量混合物
注） 実濃度注） 実濃度（TEQ に換算する前）の組成．

注）実濃度（TEQに換算する前）の組成
異性体名は、IUPACが定めた番号で示した
異性体名は IUPAC が定めた番号で示した

図４

ＰＣＤＤ／Ｆ同族体組成

図５

Ｃｏ‑ＰＣＢ異性体組成

図６(a)に示したように、ヒトの摂取するダイオキシン類は大気からの吸入より食物からがはるかに多く、その中でも魚介類からの割合が高く全体の 70％以上を占める。さらに、図６(b)のように魚介類ではダイオキシン類 TEQ の約 80％を Co‑PCB が占めていることから、ダイオキシン類摂取量を減らすためには水環境中の Co‑PCB の低減が重要と考えられる。そこで、Co‑PCB の発生源の寄与率を計算した。その結果、大気については Co‑PCB の TEQ の
約 70％が焼却由来であるのに対し、水環境中では Co‑PCB のうち焼却由来は約 20％に過ぎず、大半がＰＣＢ製品由来と推定された。特に魚介類中では、生物濃縮性の高い Co‑PCBの寄与はさらに大きくなる。こうしたＰＣＢ製品由来の Co‑PCB に加え除草剤由来の PCDD/Fのように過去に環境中に流出したものが残留しているため、ダイオキシン類摂取量低減のためには、ごみ焼却における発生抑制に加え、これらの製品による汚染拡大の防止が重要である。
大気土壌

また、都内河川の一部で特異

水的なパターンが見られた例では、その他食品

Co-PCB

魚介類

肉、卵、乳製品

塩素漂白の影響が強いことが判明した。現在周辺に発生源となる施設はないことから、過去にPCDD/PCDF(a) 摂取量内訳

図６

排出され堆積したものと考えられ、汚染範囲の確定と除去方法(b) 魚類のダイオキシン類内訳について検討を進めている。
以上の例のように、ダイオキ

ダイオキシン類摂取の内訳

シン類の異性体組成は、通常公表される合計の TEQ だけでは得られない貴重な情報を含んでおり、パターン分析を進めることにより、汚染原因や汚染範囲を的確に把握でき、適切な対策を講ずることが可能となる。また、長期的には焼却に次ぐ発生源対策を行う際の基礎資料となる。さらに、現在の知見で説明が困難な未知の発生源を解明できる可能性もある。

３

おわりにごみ焼却からのダイオキシン類排出量は大幅に低減された。しかし、パターン分析から、土壌や水環境中には、過去に排出されたその他の発生源に由来するものも、大量に残留していることがわかってきた。こうした残留性の有害化学物質は、ダイオキシン類にとどまらず、環境影響が未知の人工化学物質も日々生み出されている。ひとたび汚染された環境の修復には、膨大な時間と労力を要することから、利便性、快適性の追求だけでなく、次世代へ残す環境も考慮した化学物質の適正使用・管理を進めていく必要がある。
用語説

明

ＰＣＰ(ペンタクロロフェノール) 、ＣＮＰ（クロロニトロフェン）
いずれも水田除草剤などとして 1970 年代を中心に多量に使用されていた。不純物としてダイオキシン類を含み、90 年代に除草剤としての登録が失効され、現在は使用されていない。