＝講演会抄録＝化学物質の環境内運命と生態毒性
Ecotoxicity and Fate of Chemicals in the Environment

北野 大Masaru Kitano

明治大学
理工学部
応用化学科教授

藤原尚美＊
Naomi Fujiwara

化学物質は，私たちの生活を便利で豊かなものにしている一方で，利用方法を間違えると，ヒトの健康や自然環境に悪影響を及ぼす可能性があることも事実である。今回，北野大先生を当社にお迎えし，有害化学物質の歴史や化学物質の環境へのリスクおよび毒性試験方法などについてご講演頂いた。
Chemical substances make our life convenient and abundant. On the other hand, it is fact that humanhealth and the environment are affected by inappropriate utilization of the chemicals. We invited Dr. Kitano of Meiji University and he lectured us on the history of the harmful chemicals, and the environmental
risk or the toxicity test method.

まえがき
明治大学

1962年にはレイチェル・カーソンによる Silent
理工学部応用化学科の教授であられる北野大先生をお迎えし，ご講演頂いた。北野先生
は，経済産業省の化学物質審議会委員

Spring が出版され，DDT の難分解性，高濃縮の環境内運命の問題が警鐘された。

産業構造審

・ポリ塩化ビフェニル（PCB）は，絶縁性，不燃性

議会委員，環境省の中央環境審議会委員，国連環境に優れており，電気絶縁油，感熱紙，熱媒体に幅計画

残留有機汚染物質レビュー委員会委員も兼任

広く使用されていた。PCB は1929年に米国で工されている。また，きれいな水を地球に戻そうと業化されたが，国内においては1954年に製造が

＊＊

WET

研究懇話会会長としても，ご尽力されている。今回は「化学物質の環境内運命と生態毒性」という題目でご講演を頂いた。本稿はそのご講演内
容の抄録である。

1.

有害化学物質の歴史

・ジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）
は，1874年に独の化学者により合成されたが，殺虫効力を発見したスイスのバウル・ヘルマン・ミューラーが1948年にノーベル賞を受賞した。当時，DDT はダニなどの農業用殺虫剤に活用され，奇跡の薬品と呼ばれた。しかし，散布した殺虫剤は分解されず，ダニ以外の生物に対しても強い毒性があり，生態に影響をあたえることが後に判明した（図１，２）。
2

図１

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DDT の歴史
Vol. 9 No. 2（2013 ／ 2）

図２

DDT の用途および毒性等

図４

PCB の用途および毒性等

図３

図５

PCB の歴史

ダイオキシン類とは開始され，カネクロールと呼ばれた。当時は，PCB のおかげで新幹線が走行するともいわれた。
しかし，1968年にカネミ油症事件があり，初めてPCB が人体に影響を及ぼすことが判明した（図３，４）。
・ダイオキシンは塩素含有物質が燃焼する際などに発生する，非意図的な生成物である。ダイオキシンも DDT や PCB と同じく，難分解，高濃縮の環境内運命のため環境への残留性が問題視されている。ダイオキシンとダイオキシン類は区別されており，ポリ塩化ジベンゾ‐p‐ジオキシン（PCDDs），ポリ塩化ジベンゾフラン（PCDFs），コプラナー

図６

CFC の用途および性状等ポリ塩化ビフェニル（PCBs）をまとめてダイオキシン類と表現する（図５）。

れずに成層圏に達する。成層圏において太陽から・クロロフルオロカーボン（CFC）は，炭素，フッの強い紫外線で分解され，塩素原子を放出する。

素および塩素からなる物質である。冷媒，洗浄

この塩素原子が連鎖反応によりオゾンを分解し，剤，発泡剤，噴射剤などとして広く使用されていオゾン層が破壊された（図６）。

たが，難分解性，低濃縮性の環境内運命により，・これら難分解性物質は環境に排出されてから数十大気中に放出されると対流圏ではほとんど分解さ年の長時間を経て，人体や環境への悪影響が明らVol. 9 No. 2（2013 ／ 2）

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かとなった。問題が起こった後にこれらの物質を考え，環境中の環境内運命データ（分解性，濃縮規制するため，農薬取締法，化学物質審査規制法性）と，暴露シナリオに必要な摂取データ，生活（化審法）等の法律改正が行われた（図７）。

パターンデータなどに基づき暴露量を推定する

2.

環境リスク

（図10）
。

・環境リスクとは，人の活動によって環境に加えら・暴露に関するデータはいろいろあるが，環境内でれる影響への負荷が環境中の経路を通じ，ある条の分解性や濃縮性を予測するには対象物質の物理件の下で人の健康や生態系に影響を及ぼす可能性化学的性状を把握することが重要である。ラボレを示す概念である。この対象は，人の健康への望ベルで物質の構造的な特徴や生態に対する毒性，ましくない影響の「健康に関するリスク」と，生生分解性を，化学物質の同定，純度および環境分態系への望ましくない影響の「生態系に関するリ布，引続き実施される安全試験，スクリーニング

スク」である（図８）。

試験，定量的構造活性相関（QSAR）の５つの視・これらのリスクはリスクの特定，暴露アセスメン
ト，ハザードアセスメント，リスクの判定の４ステップで評価される（図９）。

点から予測することができる（図11）。
・環境中に放出された化学物質は，主に微生物による生物学的な反応による分解を受け，二酸化炭素

・暴露アセスメントは，人や水生生物が化学物質をや水などの無機化合物に変換されるが，生分解性どのような経路でどのくらい摂取するかを毒の種が低いと環境中に蓄積されるおそれがある。この類ではなく量で評価する。また，人が化学物質にため，易生分解試験，本格的生分解試験，シミュ暴露される経路としては，吸入暴露，経口暴露

レーション試験の生分解性試験を組立て，生物学（飲料水＋食物）および経皮暴露を主要な経路と的な化学物質の分解性を調べる（図12，13，14，

図７

図９4

図８

取られた対策

リスクアセスメントの４ステップ

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図10

環境リスク

暴露に関するデータ
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図11

化学物質の物理化学的性状の安全性における役割

図13

図15

易生分解性試験

図16

シミュレーション試験

図12

生分解性試験の組立て

図14

本質的生分解性試験

結果の判定（化学物質審査規制法）

15）。 化 審 法 に お け る 試 験 結 果 判 定 基 準 で は，体内へ物質をとりこみ・生物体内に蓄積およびBOD の分解度が60 ％以上，かつ分解生成物が存排泄からなる相対的な結果を意味する。この生物在しないことを良分解性としている（図16）。

濃 縮 は，Bioconcentration，Biomagniﬁcation，Bio-・生物濃縮とは，水を媒体とする暴露により，生物accumlation の３つの定義からなり，化学物質はVol. 9 No. 2（2013 ／ 2）

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5生態系での食物連鎖等を経て生物体内に濃縮され学物質の生体への取込み速度と排泄速度の比としる（図17）。てもあらわされる。この結果の評価と判定では，・生物濃縮係数（BCF）は，一定の期間水生生物が高濃縮の場合は BCF が5 000倍以上，高濃縮では化学物質の暴露を受けたときの生物体内の濃度をな い 場 合 は BCF が1 000倍 未 満 で あ る。 ま た，水中の濃度で除した値であり，この数値が大きい

BCF が1 000倍以上5 000倍未満の間については，ほど生物体内に濃縮され易い。生物濃縮係数は化排泄性，部位別濃縮性データなどから判断する。
化学物質の濃縮性の評価指標には BCF 以外に化学物質の脂溶性を表す log Pow がある。log Powを求める試験では特性が脂質と類似している1‐オクタノールが使用される。log Pow の実測値０～６の間で，log Pow と BCF は高い相関性がある（図18，19，20，21）。

3.

毒性試験

・毒性とは，化学物質が有している作用のうち，生態を致死させるような作用，器官・組織の形態または機能に異常をきたすような作用をいう。毒性試験の目的は，人の健康への影響および環境生物への影響を評価することにあるが，この毒性が，
図17

図18

図206

構造と機能によって特徴づけられる生態系におい生物濃縮の定義

生物濃縮係数（BCF）

図19

結果の判定と評価法

化学物質の脂溶性（log Pow）

図21

log Pow と BOF の相関

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図22

図24

図23

毒性試験の目的

急性および長期毒性試験の比較

図26

図25

生体毒性試験における４つのエンドポイント

図27

毒性試験の用語の解説

生物毒性試験（OECD での考え方）

試験結果の判定（化学物質審査規制法）て，どのような影響をあたえるのかを，ラボ実験

毒性試験は生死を，藻類生長阻害試験は成長を，にて生物を用いて調べることが毒性試験である

ミジンコ遊泳阻害試験，繁殖試験は挙動と繁殖の（図22）。

エンドポイントを見る。生態系生物への状態を把・生態毒性試験としては，藻類生長阻害試験，ミジ握するために挙動を見ることも試験において重要

ンコ遊泳阻害試験，繁殖試験，魚類急性毒性などである。生態環境への影響は，３種類の生態毒性が挙げられる。毒性試験では生死，成長，繁殖，試験で得られた毒性の結果にて判定する（図23，挙動の４つのエンドポイントがあるが，魚類急性24，25，26，27）。

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図28

図29

優良試験所基準（GLP）

・試験結果等に関する基準への適合性確認，試験成績の信頼性確保などを目的とした優良試験所基準（GLP）制度がある。GLP 組織は，信頼性保証部

謝辞・謝辞（図29）

むすび

化学物質が環境内でどのように変化し生態に影響

門，試験実施部門，施設機器管理部門，試資料管をあたえるのか，また，毒性を調べる必要性と，試理部門で構成され，運営管理者が試験の流れの全験方法の信頼性確保について，有害物質の歴史をも体を確認する。これは，人は間違いを起こすものとに紹介して頂いた。

であることを念頭においているためである（図28）。
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商品市場・技術開発センター 水・汚泥技術開発部 水処理室8＊＊

全排水毒性 Whole Efﬂuent Toxicity

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