目次

1.はじめに
バイオアッセイは、内海によれば「対象物質を化学薬品の代わりに生物材料を用いて、化学反応の代わりに生物応答を測定し、物質量の代わりに生物作用量を分析値として評価する手法」リと定義される。現在わが国では、有害性、主に致死毒性が認められている物質については、法で定められた環境基準等を遵守することにより、環境での安全性が確保されている。しかし、毒性情報が不十分な物質、また環境中や処理過程での変化体として生ずる物質、特に低濃度および長期曝露により蒜性を発現する微量汚染物質については、そのほとんどが未規制な状態にある。長期毒性のみを発現する物質は、ヒトや生態系への障害が明らかになった時点では既に曝露が危惧されるレベルに達している可能性があり、こうした未規制物質についても将来の安全性を保証する手段が必要となる。しかし、従来通り、個別に化学物質の排出実態を把握し、制御するにしても、数万種以上も存在する物質を分析するだけで、費用、労力、時間の面で限界がある。また、単一物管だけでは、複数物質による複合作用を推測することはできない。さらに、きわめて少量で生物の発育や機能の発現をもたらす物質を検知する際には、化学的手段よりも直接の生物学的効果を指標としたほうが便利なことが多い。そこで、水、空気、土壌等の環境における毒性を総合的に評価する一つの選択肢として、バイオアッセイの利用がさまざまなところで利用されはじめている。本稿では、わが国や諸外国の環境管理の制度として用いられているバイオアッセイについて概説し、その問題点と廃棄物処理分野への適用法について議論する。
2．　化学物質の事前審査におけるバイオアッセイの利用
有害物質による環境汚染を未然に防止するためには、使用される化学物質について、事前に環境中での有害性を評価し、使用を規制することがまず第一に重要である。この種の制度としては、わが国の「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律（昭和48年,化審法）」がある。この法律では、既存の法律で管理されている食品添加物、農薬、肥料、飼料添加物、医薬品等を除いた全ての新規化学物質について、自然的作用により化学的変化を生じにくく（難分解性）、生物の体内に蓄積されやすく（高蓄積性）、かつ、継続的に摂取される場合には人の健康をそこなうおそれ（慢性毒性）があるかどうかを、その製造前又輸入前に審査するとともに、それらの性状をすべて有する化学物質を第一種特定化学物質、蓄積性は低いものの難分解性でかつ慢性毒性の疑いのある化学物質を指定化学物質、指定化学物質のなかで環境の汚染により人の健康に係る被害を生ずると判定した場合には、第二種特定化学物質として指定し、製造(輸入)・使用等を規制する（図１）。審査の中で、分解性、蓉積性および毒性の評価は、水圏での挙動を重視して、それぞれ、生物を用いた試験で判定する。難分解性は、「微生物等による化学物質の分解度試験」、高蓄積性は、オクタノール／水分配比と「魚介類の体内における化学物質の濃縮度試験」で判定する。毒性試験は、表１に示すように、低蓄積性の物質については、哺乳類を用いた反復投与試験と変異原性試験をスクリーニングの毒性試験として用い、高蕃積性またはスクリーニングにより毒性の疑いがあるものについて、慢性毒性試験等を行う。平成7年 12 月末現在、新規化学物質については、5,879件（製造4,404件、輸入1,475件）の届出があり、4,679件(製造3,591件、輸入1,088件)の安全確認がなされている4 )。また、第一種特定化学物質として、PCB等9種、第二種特定化学物質として、トリクロロエチレン等23種、指定化学物質としてクロロホルム等257種（平成8年12月現在）が登録されている"。この他のわが国で重要な化学物質の事前審査制度としては、労働安全衛生法による新規化学物質の有害性調査制度がある ²²。これは、新規化学物質を製造または輸入しようとする事業者に、試験研究などの特別な場合を除き、微生物による変異原性試験（サルモネラ菌および大腸菌計6種を用いた復帰突然変異試験）を行い、結果を届け出ることを義務づけている。また、既存化学物質については、国がガン原性の疑いのある物質について変異原性試験を計画的に行っており、さらには長期吸入試験、経口試験を優先順位の高いものから実施していろ。諸外国で行われている化学物質の事前審査を行う制度としては、経済強力開発機構（OECD）が提唱している上市前最小安全性評価項目（MPD：Minimum Pre- marketing set of Data）や米国の有害物質規制法（TSCA：Toxic Substance Control Act）の試験等がある。わが国の化審法がもっぱらヒトの健康への影響を指向しているのに対し、これら諸外国の制度には、生態毒性試験が加えられている。表1　化審法での毒性試験法39 (a)スクリーニング等性試験①哺乳類を用いる28日間の反復投与毒性試験試験方法  5～6運輸楚蛙ラットで1群5匹、3段階の投与量の経口投与実験(計60匹),およびその回復性試験根察生存率、体重、摂取量、血液検査、検査、組織検査、病理組織学的検査等②変異原性試験a ）編菌を用いる復帰突然変異試験試験方法 ネズミチフス圏 (Ames試験)大腸菌WP2 b）哺乳類の塔養細胞を用いる染色体異常試験(b)長期導性等の試験①優性器性試験②生殖能および後世代におよぼす影響に関する試①催奇形性試験

３．放出物または環境の事後管理におけるバイオアッセイの利用
施設からの放出物の安全性の確保、周囲環境の保全のためにおこなわれるモニタリングにおいて、既知物質以外の全体の毒性を評価するものが、バイオアッセイである。わが国では、環境に関する法的規制に毒性試験は取り入れられていない。ここでは、排水の規制項目として既にバイオアッセイが取り入れられている米国とドイツの事例を紹介する。 3.1 米国における全流出水毒性試験95101米国のクリーンウォーター法（CWA）では、公共水面へ「赤性量の毒性物質を排出することを禁止（no toxic materials in toxic amount）」し、事業者または公共施設が排水を公共水面に放流する場合、国家汚染排出除去システム（NPDES）の排出基準を満たし、定期的なモニタリングを行い、それを報告することを義務づけている。NPDESの排出基準は、公衆衛生および水生生物の保全と処理技術評価を目的として、伝統的な汚染物（糞便性大腸菌と油・油脂）、毒性汚染物、非伝統的汚染物（窒素やリン）について設定されている。毒性汚染物は、これまで既知の個別物質について排出基準が設定されてきたが、CWAの原則にのっとり、流出水に含まれる複数化学物質の相加、相乗および拮抗作用、および未知の物質の影響を含めた全体の毒性を評価する必要性から、生物学的手法（パイオアッセイ）を用いた全流出水毒性（WET）を、毒性汚染物のパラメーターとして推奨してきた。現在、米国環境保護局（U.S.EPA）が認めたWETに用いるバイオアッセイには、 ①　流出水と受水域における淡水、汽水および海洋生物への急性毒性試験②　流出水と受水域における淡水、汽水および海洋生物への短期慢性荷性試験がある。これら試験に用いる生物種、エンドポイント等を表２に示す。これら試験法について、U.S.EPAが推奨している総流出水蒂性基準は次の通りである。 「慢性影響から水生生物を守るため、環境水の毒性は少なくとも3種の試験生物において行い、そのなかで最も感度が高い結果において、1.0 慢性毒性単位（TUc）を超えてはならない。急性影響から水生生物を守るためには、少なくとも３種の試験生物において行い、そのなかで最も感度が高い結果において、0.3急性毒性単位（TUa）を越えてはならない」 10)。ここでいう毒性単位は以下のように求める。 TUc = 100/LC 50 TUa = 100／NOEC
ここで、LC50は急性毒性試水生生物への毒性:験における半数致死濃度、等性、急性、ミジンコ（Daphnia, Ceriodaphnia）,ヒメダカ、 NOECは短期慢性毒性試験淡水生物,ニジマス、カワマス、またはBannerfish Shinerにおける各エンドポイントの死亡率, LC 50 ',  %流出水,華性、急性、に対する無影響濃度（no汽水および海洋性オポッサムエビ, Sheepshead Minnow, observed effect生物, LC, ',またはMenidia sppの死亡率. concentration）である。 %歌出水,バイオアッセイを実際にヒメダカ幼魚の生存と成長.苺性,傻性,ヒメダカ胚幼生の生存と脊形淡水生物,規制等に適用する際には、 NOEC"もしくはIC 2 , ",ミジンコ（Ceriodaphnia）の生存と繁殖結果の信頼性および再現性%流出水.緑藻(Selenastrum)の増殖が常に問題となるが、済性，慢性、 Sheepshead minnow幼魚の生存と成長. U.S.EPAは上記の手法を用汽水および施洋性Sheepshead minnow胚幼生の生存と奇形いた毒性試験結果を化学的生物, NOECもしくはMenidia beryllina幼魚の生存と成長.手法と比較し、両者の変動IC 23 ,  %流出水オポッサムエビ（Mysidopsis bahia）の生存、成長および繁殖力.係数にあまり差がないことアスナロウニ（Arbacia punctulata）の受精.を明らかにしている。また、ワツナギソウ（Champia parvul）の繁殖.試験毎に対照毒性物質（標''半数致死濃度''無影響濃度'' 25%阻害濃度準物質）による試験を同時に行うこと、また慢性毒性試験については、定期的（1ケ月毎）に対照壽性物質による試験を行い、保存している生物の状態を確認すること等の精度管理を義務づけている。 U.S.EPAはこの他に、下水、汚泥および表面水におけるAmes試験等の変異原性試験についてバイオアッセイとしての認可を検討を進めていたが、信頼性がある試験結果が得られていないとして、いまのところ認めていない。また、簡易蒂性試験法として注目されている海洋性発光細菌を用いたマイクロトックス試験は、流出水の生物処理法への影響評価には有用であるが、周囲生態系、すなわち魚類、無脊椎動物および滋類への毒性影響との関係が不明確であるとして認めていない。 3.2  ドイツにおいて排水放流の許可とモニタリングに用いられているバイオアッセイ111ドイツの排水規制では、産業分野毎に操業方法に関する規定を作り、特定の有害性が大きい物質は使用禁止している。放流水は複数の異なるパラメータを組み合わせてコントロールしている。 ①環境に有害であり、規格化された測定法が存在する場合には、個別に無機化合物（例： Pb、Cd、PO43 ）を規制する。 ②毒性、持続性および生物遺縮性によって選ばれた有機物（例えば、EDTA、ヒドラジン、ベンゼン）の放流水中の濃度は個別に制限する。 ③その他の有機物は総合的なパラメータで規制する。これらのうち、③の総合的なパラメータの一つとして、放流が水質に与える影響を直接かつ明確に表し、既知、未知の物質やその分解産物の影響、また、それらの共働および拮抗作用が単一の結果をもたらす単一の方法で計測されるバイオアッセイを適用している。なお、規制の中にバイオアッセイを導入するにあたり、試験のパフォーマンスが、①簡便かつ迅速であるか、②安価であるか、③再現性があるか、また、④試験法が規定の法規制的側面に見合うような明確な結果をもたらすかどうかをあらかじめチェックしている。現時点で、ドイツ排水令（Waste Water Ordinance）の中で用いられている5種の毒性パイオアッセイを表３に示す。これらのバイオアッセイの結果はＧファクター（希釈倍率）として与えられる。ISO規格では、この値はLID (Lowest Ineffective Dilution：最小無影響希釈率）と呼ばれる。Ｇファクターが４というのは、毒性効果を示さないためには、排水を４倍希釈する必要があることをことを意味する。また、Ｇファクターが１というのは、無希釈の排水が毒性効果を示さないということである。
表３　ドイツ排水令（Waste Water Ordinance）の中で用いられているバイオアッセイ"'排水を直接水域に放流する際には、ドイツ連邦水質管理法(German Federal Water Act)にしたがった許可が必要である。許可条件は排水を生み出す産業分野別に定められている。現在、各産業分野で合わせて50以上の規定が存在する。ただし、そのすべてが、ここで述べているバイオアッセイに基づく規定ではない。各産業分野で許可手続きの一部となっているバイオアッセイの概要を表４に示す。工場は水域に排水を出す許可を得るために、これらの要件を満たす必要がある。州政府は必要に応じて要件を付け加えることができる。排水放流の認可のためのバイオアッセイは、地方当局や工場自身によって、モニタリングに広く用いられている。モニタリングでは、魚類を用いた試験は、動物保護のため、特定の試験生物および適用法を選んで置き換えられることが多い。定期的に行う測定では、
ーつまたは二つの他のバイオアッセイ（ミジンコや細菌、藻類）を用い、結果が規定された希釈率を超えた場合にのみ魚類の試験を用いる。通常もっとも感度の高いバイオアッセイが、モニタリングに用いられる。年に一度、排水の組成が変わって、他の試験法のほうが感度が高くなっていないか検査する。地方当局による定期的なモニタリングは、年に１回から月に数回の間で行われている。5回測定した後、4回が規定された限界値以内にあれば要件は満たされる。また、超過値は、限界値の100%を越えてはならない。以上に紹介したバイオアッセイを用いた排水規制は、毒性物質の人の健康への影響というよりは、「生態系への影響」を指向した試験である。少なくとも、これら試験法を紹介した文献9'か、中では、パイオアッセイと人の健康に対する影響との関係は明記されておらず、これは主にリスク評価によって得られた個別化学物質に対する基準が受け持つものと考えられる。
4.規格またはガイダンスに存在するバイオアッセイ法
ここでは、規格またはガイダンスとしてプロトコルが利用可能なパイオアッセイ法について概観する。 4.1日本わが国では、上水、下水、工場排水を管理するうえでの補足的な指標として、上水試験方法（1993年版） 6には、 ①塩素抵抗性試験（p.554-558）、 ②変異原性試験（Ames試験，p.558-563；umu試験，p.563-564）、 ③水中毒物の生物検定（p.595-599）が、また、下水試験方法（1997年版）”には、生物毒性試験として①魚類を用いた試験（急性毒性試験［24, 48, 96時間］, p.527-530), ②ミジンコを用いた試験（遊泳阻害試験［24，48時間］および繁殖試験［21日間］, p.530-532) ③繊毛虫を用いた試験（増殖阻害試験［24，48時間］,  p.532-534) ④業類を用いた試験（増殖阻害試験［24，48時間］, p.535) ⑤細菌を用いた試験（増殖阻害試験［24時間］および発光阻害試験［15分］、p.535-538）また、変異原性試験として、 ⑥エームス試験（p.545-549） ①ウム試験（p.549-552） ⑧レックアッセイ〈p.552-554〉があり、毒性試験以外では、生物濃縮試験、AGP試験、生態系影響評価試験（混合培養系における試験）が記載されている。さらに日本工業規格（JIS） 8には、ミジンコ類の遊泳阻害試験（JIS K 0229:1992）がある。
4.2海外
国際的には、まず、OECDが出版している" OECD Guidelines for the Testing of急性薄性試験データChemicals"が、数多くのバイオアッセイ手急性経口務性法を記載したものとして重要である。これ急性経皮毒性は、化学物質の事前審査制度として先に示急性吸入専性皮膚への刺激性した上市前最小安全性評価項目（MPD）に皮膚過敏症示された項目（毒性試験項目について表5照への刺激性に示す）に対応したものである。表の３種反復投与毒性試験データの生態毒性試験は、化学物質だけではなく14-28日間反復投与試験変異原性試験データ環境試料に適用しうる試験系として、様々生態専性試験データなところで用いられている。魚類に対する急性毒性試験データ (96時間)国際標準化機構（ International   Standardミジンコに対する繁殖試験データ（14日間） Organization, ISO）による国際規格において漢類に対する生長阻害試験データ（4日間）分解／薔薇性データも、様々なバイオアッセイ法の規格化また生物分解性：スクリーニングレベルの生物分解性テは規格化の検討が行われている。今のとこータ（易分解性）ろ国際規格および規格草案のほとんどは、生物遺縮：スクリーニングレベルの生物遺縮性データ〈水－オクタノール分配係数、脂溶性、水溶性、微生物を用いた生物分解性試験、または水生物分解性）生生物を用いた毒性試験（すなわち生態毒性試験）であるが、最近、ドイツの排水規制でも用いられているISO/DIS 13829のumu-testを用いた遺伝子毒性の規格化が進んでおり、人の健康への影響の可能性を評価する試験系として注目される。
廃棄物処理・処分施設管理へのバイオアッセイの適用
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米国およびドイツにおいて、排水規制では（ドイツにおけるumu-testを除いて）「生態系(棲息する水生生物等)に対する影響」を指向したバイオアッセイ試験系が用いられている。また、国際規格等でも環境質の評価に関しては生態毒性を指向した試験が多い。しかし、わが国の廃棄物管理における第一の関心事は、有害物質の「人の健康に対する影響」である。いいかえれば、現時点では、生態系の健康の保全が、最終的には人の健康の保護に繋がることを法的に主張できるほど、環境管理に対する思想が成熟していない。したがって、欧米で用いられているバイオアッセイの体系を、わが国に直接当てはめるのは適当ではない。そこで、人に対する発がん性や催奇形性判定のスクリーニング法として用いられている遺伝子毒性試験を、廃棄物管理へ適用することを考えてみる。
5.1  遺伝子専性試験と環境分野適用への留意点
物理的（放射線など）あるいは化学的（化学物質など）要因が、生物体を構成する細胞の核内の遺伝子（DNA）や染色体などの遺伝情報に障害を与え、染色体異常または遺伝子突然変異を引き起こす性質を変異原性（mutagenicity）という。染色体異常や遺伝子突然変異が生殖細胞に生ずれば遺伝障害（催奇形性）として子孫に伝わる可能性がある。また、発ガン性物質の多くは変異原性を示すという多くの研究より、発ガン性物質のスクリーニングとして変異原性が調べられている。一方、染色体異常や遺伝子突然変異を引き起こす原因としてDNA損傷という現象があり、エンドポイントとしてこれを用いる試験系も数多く開発されている。ここでは、祖父尼の議論 131に従い、変異原性試験と DNA 損傷性試験を併せた試験系を遺伝子幕性（genotoxicity）試験と呼ぶことにする。現在存在する主な遺伝子毒性試験を表７に示す。表に示した試験系は元々単品の化学物表了質や食品、医薬品について、発がん試験の必要性をスクリーニングするために開発された試験系であり、多成分共存が基本である環境分野で利用する際には、いくつかの留意点がある。 ①手法が一般的に（特に施設現場で）用いられるための簡便さ、精度、再現性等の要件を満たしているか。 ②環境試料に対して感度の向上や共存物質の除去のために行われる濃縮・抽出等の前処理操作や毒性試験自体が有する特性（例えば、物質選択性／特異性、複合作用等）をどのように整理して評価し、利用するか、 ③人間以外の生物を用いて得られた試験結果を健康リスク（または人体影響）にどのようにして結びつけるか。 1.その他[].主として染色体異常を検出する試験1.植物細胞を用いる染色体異常試験2．昆虫類を用いる染色体異常試験3.哺乳動物培養細胞を用いる染色体疾害試験4.けっ対類の骨髄細胞を用いる染色体異常試験5.げっ歯類の生殖細胞を用いる染色体界常試験6.けっ追類を用いる小核試験7.けっ出類を用いる優性致死状験8.マウスを用いる相互航座試験9.その他邸.主としてDNA損傷性を検出する試験l.細菌を用いるDNA修復試験(Rec-assay等) 2.哺乳動物細胞を用いる不定期DNA合成(UDS)試験3.哺乳動物細胞を用いる姉妹染色分体交換(SCE)試験1.その他IV.その他の特殊試験l.真核微生物(酵母,放線菌など)を用いる有系分裂集換え2.マウスを用いる精子形態界常試験3、哺乳筋物培業細胞を用いる形態変換試験4.その他遺伝子毒性試験は、発ガン性や催奇形性に至る機序の一部である突然変異や染色体異常、DNA損傷を検知する試験系であるから、試験結果を直接健康リスクや人体影響に結びつけるためには、数多くの仮定を入れなければならない。また、複合汚染を取り扱う場合、物質間の相加性、相乗性ならびに拮抗性を考えると、仮定はより複雑になり、結果の定量的な評価がますます困難になる。すなわち、現段階では、定量的なリスク評価は化学分析値と生物個体を用いた長期試験の結果を用いて行ったほうが正確であり、遺伝子毒性試験はこの評価に至る前のスクリーニング法として位置づけるべきである。現段階では、全ての物質に等しく応答するオールマイティーな遺伝子毒性試験は存在しない。また、短期試験を用いる場合、環境において化学物質が長期曝露によりヒトへの影響が想定されるレベルにあっても、量が少なすぎて十分な応答が得られないこと多く、感度および精度を上げるため、試料に含まれる遺伝子毒性物質をある程度想定して、選択的な濃縮や抽出を行う必要がある。すなわち、試験系と試料の前処理方法の選択が、特定の遺伝子毒性物質を想定した1次的なスクリーニングとなっている159。 ー方、全体的なリスクの存在の有無を調べる意味でのスクリーニングとしては、なるべく幅広い物質を検知するべく、とりこぼしを減らすことが必要となる。このためには、用いる前処理法の物質の選択性と遺伝子毒性試験系の応答の特異性を正確に把握し、なるべく全ての物質群を検知できるような組み合わせるか、または、環境に棲息する生物個体を用いる生態毒性を指向した試験系を援用することが考えられる。さらに、試験系を施設の管理で頻繁に用いる場合には、コストを抑え、結果が得られるまでの時間を最小化するため、従来のように、試料を特別な施設を有する研究室に運んで試験するというスタイルだけでなく、現場で管理者自らが試験をおこなうことを想定しなければならない。このためには、試験系の自動化や、センサー化、分析キット化等の簡易化が必要となる。また、試験結果を、施設の運転やプロセスの改善、さらには排水放流の規制につなげるためには、少なくとも現行の化学分析に対応した精度、再現性を保証することが必要となる。例えば米国のWETの試験では、化学分析に匹敵する精度、再現性を得るために必要な、試験生物の入手先、定期的なリファレンスの毒性物質による試験、飼育条件等について標準法が定められている 109。このようなプロセスを遺伝子毒性試験においても踏襲し、試料の前処理法の標準化を含め環境評価に適合したプロトコルを作り上げなければならない。
5.2リスク検知システムの構成
廃棄物処理施設の管理において、有害化学物質を検知すべきところは、①搬入物、②放出物、③周辺環境である。図2に筆者が提案する廃棄物処理施設（主に最終処分場を想定）の遺伝子毒性試験によるリスク検知システムの一例と、表８にそれぞれの段階において試験系に求められる要件を示す。搬入物の展開検査を想定した一次スクリーニングは、施設管理における有害物質の事前審査である。ここでは、まず第一に、搬入物の含有成分を示す事前情報の入手が重要である。それを補完する遺伝子毒性試験としては毒性応答を色や生物発光で迅速に判定するような、簡易な分析キット型の試験系を複数組み合わせる。また、この時点では、急性毒性最終処分場を想定したリスク検知システム表8各段階において試験系に求められる要件
を示すようなレベルでの物質の混入も予想されるので、マイクロトックス試験等の簡易試験も併用すべきである。また、場合によっては、施設における処理工程に対応して（生物）分解性試験等により、有害物質の処理性や副生成を検査することも考えられる。放出物のモニタリングでは、有客物質の環境への漏洩を未然に防ぐために、応答の迅速さが必須となる。したがって応答の速い、in vitroの試験系の利用、できればセンサーのような形で簡易にかつ連続的な応答が得られることがベストである。また、包括性は、一次スクリーニングで得られた有害物質情報に対応させ、必要な試験法を組み合わせることで達成させる。周囲環境におけるモニタリングは、周辺環境において、地理的、時間的なバックグラウンドとの比較により環境質の変化を検知することを想定する。ここでは、感度、応答速度とも要求は高くないが、現場に常時設置（飼育）し、持続的に包括的な生体影響を評価できるin vivoの（例えば魚を用いた）試験系等が適しているだろう。排出物、周囲環境モニタリングや一次スクリーニングにおける異常値の精査のため行われる二次スクリーニングは、複数の前処理による選択性と特定物質群に特異的な応答を示す変異原性試験手法を組み合わせて、特に変異原活性の高い変異原物質群とその優先順位を推定し、次に続く化学分析による同定・定量、また処理性等の早期対策のための情報を与え、費用、時間および労力を軽減することを想定する。この際には、様々な高感受性株を有する細菌試験が適当であろう。最終的には、試験で得られた全体の毒性に対して重要な個別物質の化学分析値を、哺乳類を用いた長期試験の結果から、例えば発ガンリスク（ボテンシャル）へと半定量的に変換する。場合によっては、試料そのものを用いて、哺乳類を用いた長期試験を行い、リスクを評価する必要もあるだろう。闵2で示した試験システムは、現段階で将来の技術上の進展を考慮して組み立てた一例である。それぞれの試験法には、まだ研究段階であったり、特に手法の簡易性、定量性、再現性という面から課題が残されているものがある。また、特に試料の前処理手法の特性については情報が限られており、検討の余地は数多く残されている。しかし、環境分野へのバイオアッセイを生態毒性だけではなく、人の健康へのリスクへ結び付けてゆくための方法論を積み上げ、実践してゆくことは、わが国における廃棄物管理へのバイオアッセイの適用に向けて必要である。
5.3対策へのバイオアッセイの適用
ある汚染物が環境中に放出されることを防ごうとするとき、我々が取りうる対策は、汚染物の使用を制限、禁止するか、もしくは環境中に放出される前に、除去、隔離または無害化するかのどちらかである。しかし、前者の対策は、汚染物を利用するために生ずる社会的な便益と必ず対立するため、エンドオブパイプ的な後者の対策に頼らざるえないところがある。すなわち、検知された有害物質について、除去・無害化を行う処理技術を対応させなければ問題は解決しない。米国で用いられている全流出毒性（WET）試験は排水規制の指標であるとともに、特徴解析により毒性の原因を追及する毒性同定評価法（toxicity identification evaluation, TIE）とそれに基づき改善策を検討する毒性削減評価法（toxicity reduction evaluation, TRE)という対策の体系に対応したものであり、個別の施設で実際に対策を考える場合に重要である16)。これらの体系では、室内実験によりいくつかのステップ（例えば、ガスによるストリッピングや固相吸着、キレート化、酸化、pHの調整、溶媒抽出、分子ふるい、凝集沈殿等）を踏んで試料の分画をおこない、それぞれについての毒性試験と化学分析を組み合わせて、毒性を有する化学物質（グループ）を追及し、その処理性を把握しようとするものである。図2では二次スクリーニングがこれを意識して設定したステップである。すなわち、有害性の検知以外にも、遺伝子毒性試験系は、現行の処理プロセスの機能を評価し、未解決の部分を把握する際に有用である。この場合には、必ずしも毒性を有する化学物質が正確に同定されていなくても、試験の結果自体が遺伝子毒性ポテンシャルという指標として利用できる。
6.あわりに
本稿では、国内外で制度として存在するバイオアッセイについて概観し、日本の事情に適合させるため、遺伝子毒性試験を廃棄物処理分野に導入することを考え、その際の課題について議論した。本稿で用いた内容の一部が他のところで発表したものと重複していることをお断りし、お許しいただきい。内海英雄：水環境の安全性評価のためのバイオアッセイの今後、水環境学会誌、Vol.19(10)、758-763、 1) ] 996中杉修身：「環境の安全性」、鈴木継美他編、p.97、恒星社厚生閣、1987 2)内海英雄：有害物質のリスク評価、「水質衛生学」、金子光美福著、p.507、技法社出版、1996 3)環境庁：平成８年度版　化学物質と環境　オンライン版、http://www.eic.or.jp/eanet/kurohon/html/、1997 4)国立医薬品食品衛生研究所化学物質情報部:化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律（化審法）、 5) http://www.nihs.go.jp/incident/law/kasin/kasin.html、 1998日本水道協会：上水試験方法（1993年版）、1993 6)日本下水道協会：下水試験法（1997年版）、1997 7) 8)日本規格協会：JISハンドブック環境測定1997、1997 U.S.EPA : Whole Effluent Toxicity: Guidelines Establishing Test Procedures for the Analysis of Pollutants, 9) Federal Register, 60(199), 1995 10)  U.S.EPA : Technical Support Document for Water Quality-Based Toxics Control、EPA/505/2-90-001、1991 11) Holger Brackemann : Bioassays as part of an integrated approach in German approval and monitoring regulations for waste water discharges、 OSPAR Workshop Ecotoxicological Evaluation of Waste Water, 57-63, 1997 12) ISO：Standards of TC 147 / SC 5、http://www.iso.ch/liste/TC147SC5.html、 1997 13）祖父尼後雄：Genotoxicityの翻訳は遺伝毒性でよいのか？、Environ. Mutagen Res.、20、69-70、1998 14）石館  基：変異原性試験のがん研究分野における役割、Oncologia、6、76-89、1983 15）小野芳朗:水中の変異原・発がん物質、Environ. Mutagen Res.、19、63-69、1997 16）デビス L.フォード編（松井三郎、井手慎司監訳）:「環境毒性削減：評価と制御」、環境技術研究協会、1996最終処分場の安全性評価指標としてのAmes試験の適用性と課題福岡大学工学部　松藤康司　立藤綾子昨今，化学物質による生態影響が大きな社会問題になっており，廃棄物の最終処分場におけるこれら化学物質への対応が急務となっている。しかし，最終処分場で対象となる化学物質の種類は多く，また，極微量で混合物として存在している。このため，最終処分場の安全管理手法として個々の化学物質をモニタリングすることは経済的及び技術的にも困難であり，簡便で，少ない指標によって有害物質の存在やその華性の強さを表現できる手法が必要である。これらの観点から，筆者らは変異原性に注目し，最終処分場の安全性評価指標としての変異原性の有用性，試験方法の確立，消長及び除去方法等について検討を行ってきた。ここでは，最終処分場の安全性評価指標としての変異原性の有用性について述べ，適用するに当たっての試験上の問題とその対策例について紹介する。 2.1 浸出水及び処理水水質と変異原活性周知のように，最終処分場浸出水の水質管理は排水基準によって行われ，有機物に関してはBODやCODで処理目標値が設定されている。図1はBOD及びCODと変異原活性の関係を見たものである1 。これから分かるように，変異原活性はBODやCOD濃度と正の相関はなく，BODやCOD濃度が低濃度であっても高い変異原活性を示すことがわかった。また，接触酸化処理+化学疑集沈殷処理された浸出处理水の変異原活性を調べてみると，表1に示すように，浸出水の浄化過程において変異原性が除去されない場合も認められた²' 。
2.2    最終処分場周辺地下水水質と変異原性現在，最終処分場周辺地下水の管理指標として用いられている環境基準と変異原性の整合性について調べた事例が表2である。塩茶イオン濃度が高く，明らかに浸出水の影響が予想される地下水A，B及びDに変異原活性が見られる³’。しかし，それらのいずれにおいても環境基準項目及び要監視項目全てが基準値を満足している。このことは，浸出水及びその影響を受けた地下水中の有害物質は既存の基準項目以外の物質を含んでいることを示唆するもので，変異原性が環境基準を補完する埋立地の安全な管理のための一指標になり得ること示している
現在，廃棄物，浸出水，その処理水及び周辺地下水の変異原性試験は，飲料水や環境水に用いられている方法に準じて行っている。しかし，浸出水は飲料水や河川水等に比べて有機物量は多く，その性状も異なるため，現在用いている方法が廃棄物や浸出水に適しているか検証する必要がある。ここでは，これまでに筆者らが最終処分場浸出水について検討した結果をまとめることにする。変異原物質の濃縮方法は大きくは溶媒抽出法と吸着法に分けられ，表３に示すように各々長所と短所をもっている。各々の濃縮方法及び濃縮時のpHについて検討した結果が表４である*」*」。多環芳香族族化水素を効率よく濃縮できるといわれているブルーレイヨンでは全く変異原活性認められなかったが，CSP樹脂吸着法とジクロロメタン抽出法で変異原物質は効率良く濃縮された。また， CSP樹脂吸着法とジクロロメタン抽出法の陽性率に有意な差はないものの，両濃縮法でその活性の強さを比較すると，ＣＳＰ樹脂吸着法は試料の有機物濃度が高い場合、ジクロロメタン抽出法に比べて検出感度は低くなるが，逆に有機物濃度が低いと高くなる傾向にあった（図2 ） 。これらの結果から，現場レベルの濃縮方法としては，操作が簡便で,低有機物濃度試料に対して検出感度が高いC S P樹脂吸着法を用いる方が，埋立地の安全管理という点では良いと言える。次に， 濃縮時のp Hを酸性( p H 2 ) ，中性( p H 7 )及びアルカリ性( p H 1 0 )の3つに分けて調整し濃縮操作を行い，その変異原活性を比較した。その結果，変異原活性の聽性率はpH2が最も高く，pH7及びpH10で変異原活性を示した試料のほとんどがpH2でも活性を示した（表４）。このことから，濃縮時のpHは酸性条件のみで十分対応できよう。
（１）試験菌株エームス法で用いられる試験菌株はネズミチフス菌TA100, TA98, TA1535, TA1537, TA1538, TA92, TA94, TA102及び大腸菌WP2uvrA, WP2等種々あるが， OECDの化学物質の「変異原性試験法ガイドライン」及び厚生省の「医薬品薔性試験法ガイドライン」ではTA98, TA100, TA1535, TA1537及びWP2uvrAの5種を必須試験菌株と規定している。しかし，現場レベルでのモニタリング指標として利用するには５種の菌株を取り扱うのは煩雑である。 ５種の中でも最も汎用されているのがTA98及びTA100株である。図3は浸出水試料( 4試料)の変異原性についてTA98, TA100, TA1535及びTA1537の4種菌株を比較したものである²¹。この結果からわかるように，授出水の変異原物質はTA98, TA100及びTA1537に感受性を示し，中でもTA98及びTA100株に対する感受性が高かった。更に，変異原活性が認められた浸出水(13試料)についてTA98とTA100の活性の違いを見ると(表5)，13試料のうちTA98で活性を示したのが12試料(陽性率96%)，TA100では9試料(陽性率69%)とほとんどがTA98で活性を示す物質であった³' 。
TA98株及びTA100株におけるS9mix添加の有無による変異原活性の違いを見ると, TA98株では陽性を示した12試料のうち11試料が，TA100株では陽性を示した9試料全てにＳ９ｍｉｘ添加の違いは認められなかった（表５）。 ( 3 )プレインキュベーション法とプレート法通常，変異原性試験には変異原活性の検出感度を上げる方法として，菌株と供試物質を恒温槽で37℃，20分間振盪してプレインキュベーションする方法（プレインキュベーション法）を用いることが多い。しかし，プレインキュベーション法はプレート法に上記の操作を付加する方法であり，若干操作が多くなる。また，供試試料中に試験菌株に対して急性致死作用を示す物質が含まれている場合，プレインキュベーションにより急性致死作用が高まることがある。廃棄物や浸出水の場合，この急性致死作用を示す物質が含まれている可能性がある。そこで，浸出水8試料について両方法の比較実験を行った。その結果，いずれの試料についてもプレート法がプレインキュベーション法に比べて若干変異原活性の強さは小さくなっているが，その検出率は同等であった（表６）。しかし，試料Ｃ及びＦのように，プレート法はプレインキュベーション法に比べて，急性致死作用が軽減された（図４）。以上の結果を総合すると，廃棄物や浸出水のモニタリング指標として変異原性を用いる場合の試験方法としては，主にTA98株，S9mix無添加のプレート法を採用することによって簡便に実施できると言える。
廃棄物や浸出水のように種々の化学物質が混在している試料の場合、上述したように，しばしば変異原性試験の量作用曲線において高濃度側で急性致死作用が見られる（図５）。このため，通常は活性値の低い低濃度側で変異原活性を判定せざるを得ず，誤って陰性と判定したり，活性を過小に見積もったりすることになる。この阻害を軽減する方法としては，①プレート法の採用（3.2(3)参照），②S9mixの添加（図3）が有効であると考えられる。 S9mix添加の効果としては，試験菌株に対して致死作用を示す物質の一部がS 9 m i xに含まれる酵茶系によって解赤されたものと推察される。次に，この阻害物質を濃縮段階で簡易に除去する方法について検討を行った。濃縮操作には溶媒による溶出段階があることから，この溶出段階で除去できれば操作はより簡便になる。そこで，阻害物質の溶媒特性をHPLC分画（表７）により調べ，それに基づいて選択した溶媒を用いて阻害物質と変異原物質都の分離効果について検討した。図6はH P L C分画後の各画分の量作用曲線を示しているが，低極性物質が検出されるF1及びF2画分に阻害物質の存在が認められた6 ' 。この結果を受けて，非極性溶媒のHexaneと極性溶媒の2PrOHとの混合割合を変え，阻害物質の分離を行った結果，阻害物質は10%2PrOH/Hexaneに溶解する物質であることがわかった（図７）。また，変異原物質はこの溶媒に不溶性であった（図８）。以上の結果から，DMSOで溶出する前に，濃縮した試料を10％2PrOH/Hexaneで洗浄する等の前処理操作を加えることで阻害物質を除去できると考えられる。
廃薬物最終処分場の管理項目として変異原性を用いる場合において，我々が到達した変異原性試験方法は以下の通りである。以上廃棄物や浸出水の変異原性試験方法を中心に紹介したが，終点に到達したわけではない。試験方法のみならず，最終処分場の安全性評価指標として変異原性を機能させるには多くの課題が残されている。安全性評価指標として適用する際の大きな問題点の一つは，発ガン性を示す物質の多くは変異原性でスクリーニングされるが，全てではないということである。特に，昨今問題となっているダイオキシン類，フタル酸エステル類及びビスフェノール類等の内分泌撹乱物質のほとんどが非変異有害物質であり，現段階では変異原性で捕挺することができない。このため他のバイオアッセイとの比較，又は補完も必要となろう。二つめは，埋立地から溶出してくる化学物質の中に，後段の水処理過程，又は，放流先の海や河川の微生物代謝によって変異原物質となり得る物質(変異原の前竪物質と呼んでいる。)が存在することである。筆者らの研究¹³¹によると，浸出水の場合，前駆物質から変異原物質への変換は微生物の好気性代謝によって起こることから.前駆物質を検出する方法として畷気処理を提案している。しかし，リスク評価の上でこれら前駆物質を含めて変異原物質と位置付けるかは今後の課題である。三つめは，埋立地及び水処理施設における変異原物質の低減化を効率的に行うため，変異原物質の化学物質の同定や発現メカニズムを明らかにすることである。勤務　本研究は、文部省科学研究「基盤研究（B) (2) NO.08455243」の一部である。 【参考文献】 1)染谷孝,鯉川(武藤)寿美子,立藤綾子,松藤康司,花嶋正孝:変異原性試験による廃棄物埋立処分場浸出水中の微量汚染物質サーベイランス，水環境学会誌,第15巻,第4号, pp.244-253 (1992) 2)鋰川(武藤)寿美子，染谷孝，立藤綾子，松藤康司，花嶋正孝:廃棄物理立処分場浸出水に含まれる変異原物質の特性，廃棄物学会論文誌，第３巻，第３号， PP.51-56 (1992) 3)花鴫正孝，立藤綾子：変異原性試験による廃棄物埋立地の安全性評価，廃棄物学会誌，第９巻，第５号，pp.394-403 (1998) 4)大村実,鯉川寿美子,染谷孝,稲盆建夫,花鳴正孝,石西伸:廃棄物理立処分場の浸出水に含まれる変異原物質の遺縮方法の比較検討，水環境学会誌，第1 5巻,第１号, pp.52-61 (1992) 5)櫻木周一，立藤綾子，松藤康司，花鳴正孝：廃棄物理立地の有害物質の評価指標に関する研究一Ames法における変異原物質の濃縮方法の比較検討一，第18回全国都市清掃研究発表会講演論文集, pp.251-253 (1997) 6)立藤綾子，松藤康司，花嶋正孝，宮野和子：廃棄物埋立地の安全性評価指標に関する研究一変異原性試験(Ames法)における阻害効果の補正及び除去方法の検討一，第８回廃棄物学会研究発表会講演論文集, pp.976-978 (1997)廃棄物焼却による変異原性物質の生成一都市ごみ焼却灰のAmes変異原性一吉野秀吉 （神奈川県環境科学センター 環境工学部）一般廃棄物の焼却によって、排出される焼却残さは全国で年間63万ｔといわれ、その半分以上は焼却厌である。この焼却灰の約5分の1を占める排ガス集じん器からの灰（飛灰）は、廃棄物の処理及び清掃に関する法律の改正により、特別管理一般廃棄物として別処理しなければならないようになった''。飛灰には多量の有害重金属や多種類の有害有機物が含まれている。これらの有害物質の管理と対策を進めるためには個々の有害物質を分灘定量するとともに、総括的な安全性、とくに遺伝子毒性をバイオアッセイで評価することも有効な方法と考えられる。遺伝子毒性の簡易な試験方法としてはAmes変異原性試験法が最も広く利用されている。 Ames法による焼却灰の変異原性については、稲わらの焼却灰²’や石炭フライアッシュ®についての報告があり、これらの中に多環芳香族炭化水素類（PAHs）やニトロソ化合物が含まれ、変異原性を示すとされている。しかし、一般廃棄物の焼却厌の変異原性についての報告はほとんど見られない。そこで、本研究では飛灰のAmes変異原性試験のために開発した抽出方法を用いて都市ごみ焼却灰の変異原性を測定し、変異原性からみた焼却灰の実態を把握するとともに、焼却条件を変化させて運転し、焼却状態と変異原性強度との関係を調べ、さらに飛反を酸、アルカリ処理及び加熱処理して変異原性物質の変化を調べ、変異原性物質の制御の方向を考察した。また、然印灰が埋立処分された場合の変異原性物質の挙動を推定するためにガラスカラムに焼却灰と土壌を充填して水を添加し、水による変異原性物質の異動についても検討した。 Nogueiraら4 'は、EPKを希塩酸で処理した後、トルエン、トルエンとエタノールの連続抽出、ジクロロメタンなどによるソックスレー抽出での抽出能の比較を行い、トルエンのみの抽出が最も多くの変異原性物質を抽出したと結論している。Shaneら6 'は、飛灰と残灰についてジクロロメタンで24時間ソックスレー抽出した抽出液を窒素気流下で溶媒除去した後、 DMSOに再溶解してAmes試験を行い、焼却尻に変異原性を認めている。その他の報告では焼却灰の抽出能についてのものは少なく、捕集した大気粉じんなどの場合に使用するジクロロメタン・メタノール混液やベンゼン、エタノール混液などで抽出していることが多い。都市ごみ焼却灰の変異原性について、Silkowskiら6 'は有機溶媒抽出だけではなく、灰の酸処理液や水処理液、酸処理後の灰からの有機溶媒抽出を行って変異原性物質が高くなる抽出は酸処理後の抽出液と直接有機溶媒抽出を行った場合であり、酸処理液には毒性が認められたとしている。有機溶媒はジクロロメタン：メタノール＝1:1を使用している。化学物質の変異原性は、その活性部位が細胞などのデオキシリポ核酸（DNA）に作用して遺伝子変異を生ずると言われている。たとえばニトロ化合物やヘテロサイクリックアミン類は活性窒素、PAHsや多環芳香族ケトン類は活性酸素がDNAに作用して遺伝子変異を生ずるとされている。変異原性物質は鎖状化合物と環状化合物に大きく分類でき、鎖状化合物にはアルデヒド類などがある。環状化合物には、ベンゼンの付加体やキノリン、ベンゼン環2個から構成されるビフェニールやナフタレンの付加体、3～6具環の多環芳香族炭化水素類（PAHs）とそのベンゼン環の水素がアルキル基やアセチル基、ヒドロキシル基、ニトロ基などと置換した物質がある。その他にキノン類やヘテロサイクリックアミン類、多環芳香族ケトン類がある。変異原性の高いニトロアレーンは、大気中や排ガス中に含まれる芳香族炭化水素および窒素酸化物と紫外線の光エネルギーで合成されることが明かになっている77 。 PAHsは、いずれの燃焼・焼却においても生成されやすいが、多環芳香族ケトン類8 'は木材の燃焼により、ヘテロサイクリックアミン類®は蛋白質の加熱により生成されやすいなど、燃焼・焼却によって生成される変異原性物質に特徴がある。都市ごみや産業廃棄物の焼却施設では種々雑多なものを混焼しているので、多種多様な変異原性物質が生成していると予想されるが、現在同定されているものは4～6員環のPAIIsとそれらのメチル化物10 ′ 、ニトロ化物いである。 Ames試験は、Salmonella菌を用いた変異原性試験である。この菌にはアミノ酸の一つであるヒスチジンを作るための遺伝子が欠損しているため、蛋白質が合成できず、自然界では、菌は生存し、増殖することができない。Ames試験は、この特殊な遺伝子に変異原性物質が作用して、突然変異を起こさせ、ヒスチジンの合成ができるもとの正常な遺伝子に戻る頻度を調べることである。すなわち、変異原性は、菌の増殖が旺盛になって菌数が増加する変化を菌が形成するコロニー数で判定する。この種の菌には、TA92, TA94, TA98, TA100, TA1535, TA1538などの種類がある。このうちTA92, TA98.  TA1538は、ヒスチジン合成遺伝子に対する塩基対置換型の変異活性をもち、 TA94, TA100, TA1538は同様にフレームシフト型の変異活性をもつ。また、TA98, TA100, TA1535. TA1538には、紫外線照射による不活化、化学物質の膜透過性の向上、ビオチン合成遺伝子の欠損があり、TA92. TA94. TA98. TA100には、アンピシリン耐性の遺伝子をプラスミドに導入してある。これらの菌株のうち一般によく用いられるものが、TA98とTA100である。本研究では、この2菌種を用いた。化学物質には直接、菌に作用して変異原性を示す直接変異原性物質（-S9）と、生体内の代謝により活性化して菌に作用する間接変異原性物質（+S9）とがある。間接変異原性物質の試験は、代謝活性化剤S9mix（ラットやハムスター、マウス等の腹腔内にフェノバルビタールなどの変異原性をもつ薬物を投与して、薬物の代謝酵素系を誘導した肝ホモジネート(S9)を補助因子（コファクターと呼ばれる無機質から構成）に添加したもの）を加えて行い、直接変異原物質の試験にはS9mixの代わりに10mMのリン酸緩衝液を用いる。本研究では、直接変異原性試験と10%のS9mixを加えた間接変異原性試験の両方について実施する。 Ames試験には、プレート法とプレインキュベーション法とがある。プレート法は試料と菌を混合した後、すぐに培養する方法であり、プレインキュベーション法は、検出感度を上げるために試料と菌を混合して、20分間反応した後培養する方法である。本研究では、プレインキュベーション法であると阻害物質と菌との接触感度が高く成りすぎ、阻害物質の影響が大きくなるため、プレート法を採用した。焼却灰のAmes試験を行うために最適な溶媒の選択、抽出時間、抽出溶媒量、抽出回数について検討したところ、１）ディメチルスルホキシド（DMSO）が最も高い抽出性能を示し、また、変異原性試験に直接用いられることから、焼却尻の変異原性物質の抽出にはDMSOが最適であること、２）超音波なしで10分間振とうすること、３）焼却灰の6倍量のDMSOを用いて抽出操作を2回繰り返すことによりほぼ完全に抽出できることが分かった。以上の結果から、飛灰のAmes試験のための抽出方法は、Fig.1に示したようにすればよいことが分かった。50mlねじ口違沈管に焼却灰試料を5gとり、DNSOを30ml加えて、200spmで10分間往復振とうした後、3000rpmで10分間遠心分離し、DMSO層を20ml採取した後、新しいDMSOを20ml加えて、再び抽出し、遠心分離し、DMSO層を20ml採取する。この抽出試料40mlの一部を用いてAmes試験を行えば、式(1)によって変異原性強度が求められる。なお、試験時期が異なる場合は、菌の活性などを補正するために陽性対照物質濃度Ｃ（μｇ/ｇ）に換算して、式（2)から求めた。
… (2)ただし、記号は以下のとおりである。 S : : 1、2回抽出混合液で測定された復帰コロニー数(rev/plate) B：陰性対照の復帰コロニー数(rev/plate) V ：変異原性試験に用いた液量(ml/plate) D：陽性対照物質の復帰コロニー数(rev/plate) W：陽性対照物質の添加量（μ g/plate）また、そのままでは変異原性の低い残灰の場合には、塩酸処理して石灰等を溶解除去した後、DMSO抽出を行った。 Fig.  1    Extraction method of mutagens from fly ash with DMSO 6. 1使用した焼却灰試料実施設からの試料はTable1に示すストーカ式及び流動床式の焼却炉（A～X）から排出される電気集じん器灰（EP灰）やサイクロン灰、冷却灰、バグフィルタ灰などの飛灰23試料(A～V, X)とストーカ式焼却炉（A～M, W, X)から排出される残灰10試料（A, B, D, E, H～J, M, W; X)である。なお、飛灰は電気集じん器からベルトコンベアーに落下したものを採取し、また残灰はストーカ式焼却炉の燃焼室後部にある後燃焼室から灰冷却装置に投入された後、水切りされた湿残灰を採取して、50℃で約72時間乾燥し、35mesh (0.42mm)以下に節い分けしたのものを用いた。採取方法は各施設1回ずつのスポット採取である。試料を採取した施設の概要と採取時の運転状況もTablelに示した。
焼却灰のダイオキシン分析では、有機溶媒抽出前にHC1除去に使ったカルシウム塩などのアルカリ化合物を除いて抽出効率を上げるために酸処理を行っている。焼却叹のAmes試験においても同様に酸処理による抽出効率の向上、または酸やアルカリ処理による新物質の生成、変異原性物質の分解特性を知るため、飛灰を酸またはアルカリで処理した後の変異原性について検討を行った。飛灰5gずつを7本のガラス製ねじ口遠沈管に入れ、0.1、0.5、1、2規定（N）の塩酸（HC1）、 3NのHC1、硫酸（HzSO4）、硝酸（HNOs）、2Nの水酸化ナトリウム（NaOH）、または純水を40 mlずつ添加し、30分間振とう撹拌した。これらを静置してplを測定後、吸引ろ過し、ろ紙上の灰を50℃の乾燥器で1～7日間恒量になるまで乾燥し、乾燥した灰（以下、乾燥灰と呼ぶ）の全量を秤量し、水分を測定した。この乾燥灰5gを正確に秤量してDMSOにより抽出し、Ames試験を行った。 23施設から採取した飛灰の変異原性の検出状況を陽性対照物質換算濃度（μ g/g）でTable 2に示した。8施設のEP反から明確な変異原性が認められ、3施設のEP反から不明確な変異原性が認められた。また、TA98、TA100のいずれも代謝活性化剤（S9mix）の有無によらず変異原性が認められたが、全体的にはTA98+S9（S9添加）の場合に高い変異原性が認められた。すなわち、飛灰の変異原性物質はフレームシフト型のDNA変異活性をもつ物質が主であり、とくに代謝活性化されて変異原性を示す物質が多いと考えられる。Shaneら5 'のデータと比較すると変異原性強度は、施設Ａのように変異原性が高いところでは10倍以上となり、低いところでは同程度となっている。また、この場合、フレームシフト型の変異原性が高くなることも同じ傾向であった。変異原性は、6カ所の焼却能力が小さいストーカ式焼却炉をもつ飛吹で認められた。ストーカ式の焼却炉には旧式のものが多く、ごみ質の変化や排出量の増加に対応しきれないため、燃焼が不安定になって変異原性物質が生成し易くなっていると考えられる。また、排ガス中のHC1除去用のために消石灰（Ca(OH)²）やドロマイトなどのアルカリ添加を行っていない施設での変異原性の検出頻度が高い傾向があった。そこで飛灰中に混入するアルカリ剤の量に対応する懸濁液のpliと変異原性との関連を調べてみたが、明確な相関は認められなかった。焼却温度との関連については、いずれの施設でも900℃前後で運転されており、因果関係については不明であった。排ガスの炉内滞留時間との関連については、炉内滞留時間が短い場合に変異原性が著しく高くでる場合があることが認められた。すなわち、燃焼炉内滞留時間が短いと燃焼が不安定になり、変異原性物質が生成し易いと考えられる。残反と飛妖の混合した焼却灰の熱灼減量を各施設で聴き取り、変異原性との関係を調べとところ、明確な関係は認められなかった。そこでさらに、各飛灰試料の熱灼減量（分析化学便覧の測定法161に従い、105℃で、24時間乾燥して水分を測定した試料を600℃で2時間、電気炉で加熱し、質量を測定して減少率を求める。）を測定して変異原性との関係を調べたところ、熱灼減量の多い試料では変異原性が高くなる傾向が認められた。なお、飛灰の熱灼減量は、炭素含有率（分析化学便覧の測定法' 5 'に準じて、800℃に保った電気マッフル炉内の石英管に、試料を1～2g秤り採った石英製客器を挿入し、酸素ガスを約60ml/minで送気しながら約15分間加熱し、発生するCO 2ガスをU字管に詰めたソーダアスベストに吸収させ、その質量変化を測定し、質量％で炭素含有率を求める。）との相関が高く、炭素含有率のほぼ1.3倍となった。もし飛灰を加熱したときに減少する炭素のすべてが炭酸塩などの無機炭素であるとすると熱灼滅量は炭素含有率の約3.7倍になるはずであり、1.3倍とは大きく異なる。なお、飛反中に多いと考えられる炭酸カルシウム（CaCO。）の分解温度は約900℃で熱灼減量の測定温度600℃及び炭素含有率の測定温度800℃では分解しないと考えられる。一方、炭素のすべてが有機物で、その有機物の炭素含有率が75%程度と考えると熱灼減量は炭素含有率の1.3倍程度になる。したがって、飛灰中の炭素の大部分は有機物であり、これが加熱によって燃焼し、熱灼減量として測定されると考えられる。すなわち、熱灼減量の大きな飛灰は未燃の有機物を多く含んでいるといえる。なお、EPの温度は、変異原性との明確な関係は認められなかった。
converted to the contents of positive reference, compounds(4N00 and 2AA) on dry weight.飛灰の変異原性が都市ごみの燃焼状態によってどのように変化するか確認するため、ストーカ式焼却炉（施設H）において、廃棄物投入量や燃焼用空気量を調節し、排ガス中の平均CO濃度（煙道のガス採取口に差し込んだプローブをテフロンチューブで水分除去用冷却器と吸引ポンプに連結し、排ガスをCOガス測定器（島津、ポータブルガステスタ、CGT-10-1A）へ導入して連続測定する。）とEP反の変異原性を測定した結果をFig. 3に示した。図からCO漫度が400ppmあたりから変異原性が認められ、4000ppm程度以上で変異原性は顕著に高くなることが示された。飛反中の未然有機物は、CO濃度が増加するにしたがって増加した。さらに、Fig.2に示したように熱灼滅量が増加すると変異原性が高くなった。とくに、TA98、TA100の+S9（間接変異原性）では、熱灼減量が７％を越えるあたりから直線的に変異原性が高くなる傾向を示した。これらのことから、不完全燃焼によって、飛灰の変異原性が高くなることが分かった。例えば、焼却ごみ組成の変化や水分量の増加による発熱量の低下に伴って炉内温度が低下したり、燃焼用空気量の不足によってCO濃度や熱灼減量が増加すると、変異原性が高くなると考えられる。したがって、十分な空気量を供給し、燃焼温度を高く保ち、加熱時間を長めにすることによって飛灰の変異原性は低減できると考えられる。そこで、飛灰を熱処理してみたところ、 Fig.3に示したように、400℃、30分の加熱処理により、変異原性がほとんど認められなくなった。変異原性が高いTA98およびTA100の+S9では300℃あたりから急激に低下するが、-S9の直接変異原性では除々に低下する傾向が認められた。このことは、+S9と-S9では変異原性物質が異なることを示すと考えられた。しかし、この処理で変異原性物質が分解されて無害なものになったのか、分解まで至らずに一部が気化したのかについては不明である。各遺度の塩酸溶液処理後の乾燥質量あたりおよび処理前の試料質量あたりでの変異原性の変化をFig. 4に示した。なお、0.1, 0.5, 1, 28のHC1溶液処理後の液のpllはそれぞれ、12.0, 11.7. 3.8および0.4であった。2NのHC1溶液処理により、処理液のpHが0.4となり、処理後の乾燥質量あたりの変異原性は最も高くなった。しかし、これらの値を式（3）によって処理前の試料質量あたりに換算したところ、変異原性は明らかに低くなっていた。 W 3
… (3)ただし、記号は以下のとおりである。 N：処理前の原試料質量あたりに換算した正味復帰コロニー数(net rev./g) N”：処理後の乾燥質量あたりの正味復帰コロニー数(net rev./g) W 3：5gの試料を処理した後の乾燥質量（g）また、酸処理後の液をCSP800樹脂で濃縮して' 6'変異原性を調べたが、明確な変異原性は認められなかった。したがって、塩酸溶液を用いることによりカルシウム塩などが溶出して試料質量が約3分の1に減少したため、処理後の質量あたりではみかけ上変異原性が高くなるが、 HC1処理によって変異原性物質の一部が分解し、処理前の試料質量あたりでは変異原性が減少したと考えられる。一方、2NのNaOli溶液で処理したところ、Table 3に示したように処理後の質量あたりでは未処理の場合に比べてTA98+S9で変異原性が増加した。しかし、処理前の試料の質量あたりの変異原性はTA98+S9では変化なく、TA98-S9、TA100+S9、TA100-S9では低くなった。すなわち、変異原性物質の一部がアルカリ処理で分解したと考えられる。これらのことから変異原性物質は強酸や強アルカリで分解されるものと安定なものとがあることが分かった。また、同様に飛尻に3NのHC1やH2SO4、HN03を加えて反応させ、乾燥後の飛尻の変異原性を比較したところ、Table 4に示したように、HC1処理によって-S9には変化がほとんど認められないが、+S9は高くなる傾向が認められた。HzS0も処理では傾向は認められなかったが、HNOs処理によって7倍以上も変異原性が高くなり、-S9のほうが+S9より上昇率が高くなった' 7' 。以上の結果から、酸処理により焼却厌中の有機化合物が塩素化、硫酸化、二トロ化され、ニトロ化の場合には著しく変異原性が高くなるが、塩素化や硫酸化の場合にはほとんど変異原性に変化を与えないか、または分解されて変異原性が低下することもあることが分かった。 Change of mutagenicity of fly ash with HCI Fig.4 treatment Mutagenic
残反については、施設A， BとHでTA98+S9に弱い変異原性が認められた。そこで、感度を上げるため塩酸処理して塩類等を溶解除去してから試験を行ったところ、乾燥質量あたりでMR値2. 0以上の明確な変異原性が認められた。これらの変異原性は、Shaneら5 'が報告した値とほぼ同程度であった。変異原性の認められた試料は熱灼減量が9.5%以上であったが、熱灼減量が12.5%と大きいにもかかわらず変異原性の認められない場合もあった。しかし、熱灼減量が5.0%以下の試料には、まったく変異原性が認められなかったことから、飛灰と同様に、残灰でも熱灼減量の大きい試料では変異原性物質の含まれる可能性が高いと推定される。排ガスを採取してAmes試験を行い18 ' 、飛灰との変異原性の関係を調べたところ、Table 5に示したように、施設Ｐの場合はEP前後の排ガスの変異原性にほとんど差が認められず、このときの飛尻には変異原性が認められなかった。これはEP前後のガス温度は前が300℃と高く、後が240℃であり、温度差も小さいことから、排ガスの変異原性物質はEP灰には巍縮付着されずにす通りしたと考えられる。施設Ｈ’の場合はEP前の排ガスの変異原性が後の変異原性に比べてやや高くなっており、このときの飛灰には変異原性が認められた。これは、排ガス温度はEP前後でそれぞれ250℃、210℃であり、温度差は40℃と小さいが、施設Ｐの場合より温度が低かったことにより飛灰に付着し易くなったと考えられる。Table 6の施設Xの場合は直列に2個のEPが接続した構造の施設である。焼却炉に近いEPを第１EPとし、2番目のEPを第2 EPとして第１EPの前と第１、第2EPの中間および第2EPの後の3カ所からの排ガスと2個のEPからの飛灰について変異原性を調べたところ、第１EP前の排ガスの変異原性がその後の変異原性に比べてかなり高く、その後の排ガスの変異原性に差は認められなかった。また、第2EPの飛反の変異原性（net rev./g）は第１の約2倍になっていた。排ガス温度は第１EPの前から順に300℃、260℃、210℃であり、第１EP前と第2EP後の温度差は90℃であった。施設又は焼却炉から直接EPに排ガスが流入するという特殊な構造をしているためにほとんどの飛灰がEP内で燃焼状態にあり、排ガス中の変異原性物質は熱分解され易かったと考えられる。しかし、未分解の変異原性物質は煙道から第2EPへ移動する間に温度低下の影響も受けて飛反に付着していくと考えられた。また、いずれの施設の飛灰の変異原性も排ガスの変異原性の10%以下と低かったことなどから、不完全燃焼によって生成された排ガス中の変異原性物質はガス温度の低下にしたがって飛灰などに濒縮付着しながら移動すると考えられた。
Mutagenicity balances in two electroprecipitators (plant X)
ガラスカラムの底に土壌を敷き、その上に飛灰を入れ、さらに土壌を表層に敷くサンドイッチ構造の上部から水を添加して焼却灰埋立地を想定したモデル実験を行った。カラムの底部から排出する浸出水および実験終了後に飛风層の上層から下層に一定間隔でサンプリングした飛灰試料のAmes試験を行ったところ、変異原性は、浸出水には認められなかったが、飛灰では下層にいくほど変異原性が高くなる傾向を示した。これらの結果から、飛灰に含まれる変異原性物質は水の移動にしたがって徐々に移動するが、土壌に吸着されて浸出水には排出いにくいことが推定された。 l)環境庁、平成8年版 環境白書各論、127-128 (1996) 2)厚生省生活衛生局水道環境部環境整備課：日本の廃棄物96,全国都市清掃会議(1996) 3)加藤哲太菊川清見：変異原性をもつ環境物質薬局 44,  7-12  (1993) 4)Nogueira, M.: Moriske, H. J. and Ruden, H.: Chemical and biological characterization of electrofilter dusts of a waste incinerator. 1.Comparison of different extraction methods for organic dust contents and their mutagenicity. Zentralbl Hyg Umweltmed, 188, 404-420. (1939) 5)Shane, B. S.: Gutenmann, W. H. and Lisk, D. J.: Variability over time in the mutagenicity of ash from municipal solid waste incinerators, Mutat, Res., 301, 39-43. (1993) 6)Silkowski, M. A.: Smith, S. R. and Pleva, M. J.: Analysis of the genotoxicity of municipal solid waste incinerator ash, Sci, Total Environ, 111, 109-124, (1992) 7)Pitts, J. N. Jr.: Von Cauwenberghe, K. A.: Grosjean, D.: Schmid, J. P.: Fitz, D. R.: Atomoshperic reactions of polycyclic aromatic hyrocarbons: Facile formation of mutagenic nitro derivatives, Science, 202, 515-519 (1978) 8)Ramdahl, T.: Characterization of polar compounds such as polycyclic aromatic ketones in air pollution including wood smoke, Environ. Int., 11, 197-203 (1985) 9)Kosuge, T.: Tsuji, K.: Wakabayashi, K.: Okamoto, T.: Shudo, K.: Iitaka, Y.: Itai, A.: Sugimura, T.: Kawachi, T.: Nagao, M.: Yahagi, T.: Seino, Y.: Isolation and structure studies of mutagenic principles in amino acid pyrolysates, Chem. Pharm. Bull., 26, 611-619 (1978) 10)Kamiya, A. and Ose, Y.: Mutagenic activity and PAH analysis in municipal incinerators, Sci. Total Environ., 61, 37-49. (1987) 11)Kamiya, A. and Ose, Y.: Isolation of dinitropyrene in emission gas from a municipal incinerator and its formation by a photochemical reaction. Sci. Total Environ.. 72, 1-9 (1988) 12)労働省安全衛生部化学物質調査課、安衛法における変異原性試験一版、中央労働災害防止協会(1991) 13)吉野秀吉、浦野鉱平：廃棄物焼却炉飛区の変異原性試験のための試料調製方法、廃棄物学会論文読。4, 64-71 (1993) 14)吉野秀吉. 浦野鉱平：一般廃棄物焼却区の変異原性の実態と特性. 廃棄物学会論文誌.  5,  11-18 (1994) 15)日本分析化学会：分析化学便覧(1981),丸善、東京16)金沢伸浩，高梨啓和，藤江幸一，蒲野紘平：水中変異原性物質の濃縮回収方法の改良，第25回水質汚濁学会議演集, pp. 204-205 (1991) 17)鈴木真澄：一般廃棄物焼却灰の変異原性と埋立処分による変異原性物質の挙動、平成5年度北里大学衛生学部卒業論文（1994) 18)吉野秀吉、補野就平：廃棄物焼却炉排ガスの変異原性試験のための試料採取・調製方法、大気汚染学会誌, 29, 245-253 (1994) . Construction 2．ごみ質サブ研究会報告「ごみの元素分析について」 on the state of t . .我が国でのごみ質分析は、ごみの選別にはじまり、その試料調製の後には、あたかも燃料分析のような操作を行うのが通例であります。これまで、発熱量の測定と推定については、相当の蓄積がありますが、元素分析については、十分とは言えません。元素分析の意味づけも変化してきています。これまで、排ガス中のHCIやSOxを見積もるための一方法として位置づけられていたものが、ごみがリサイクル原料として活用され始めたのに従い、灰中に残るClの存在も無視できないようになっています。これまで、元素分析の先輩として、長い歴史を持っている燃料分析の世界でも、Sの扱いについては、長い年月をかけての検討と変遷がありました。一方、燃焼系にCIが多量に存在するという事例は、廃棄物が最初の分野であると考えられます。廃棄物学会は、燃料分析の変遷に倣いつつ、同時に廃棄物試料の特殊性（無機物と有機物の混在）を意識して、「廃棄物分野からの元素分析法の検討」をするのにふさわしい場となると考えます。本年の報告は、燃料試料とごみ試料の元素分析（H,  C,  Cl,  S,  N) のこれまでの方法の列挙を行い、廃棄物試料に適用する時の問題点を明らかにするものです。おそらく、最初にごみ試料での元素分析が必要になったのは、水素分の定量であったと思われる。というのは、低位発熱量計算の際に、水素分の値が必要だからである。炭素分の定量も、ほぼ同時に始まったものと考えられ、水素と併せて、リービッヒ法等での元素分析が行われてきた。これらは、燃料分析の根幹をなす部分でもあったので、その応用も比較的スムーズであったと考えられる。次に、公害防止の観点から、燃焼したときの酸性ガス(SO×, HCI, NO×)発生量を見積もる必要があり、燃焼実験が行われ、同時にそれが元素分析法としても用いられたと考えられる。なお、窒素については、 1) NO×の水への捕集が容易でない; 2)ケルダール法という確固とした方法がある; 3) NOxの発生に際しては、燃料中の窒素だけではなく、空気中の窒素も寄与している,といった理由から「公害防止と元素分析」のつながりは薄い。塩素については、我が国で、「HClの起源」に関する論争が1970年代後半から1980年代半ばにかけて、盛んに行われた。このとき議論の対象になったのは全塩素ではなく、燃焼ガス中に含まれるHCIであった。その結論の概略は、 1)厨芥中の無機塩素(塩化物イオン)も排ガス中のHCl源になりうる; 2)燃焼温度を上昇するに従って、無機塩素のHClへの転換率は上昇する; 3)燃焼実験をする際に、ボート上の試料に沸騰石をかぶせると回収率が上昇する(沸騰石ノウハウ), 1であった。図1に「沸騰石ノウハウ」の例を示している。このことから、例えば東京都で、「沸騰石ノウハウ」が継続されていて、測定値を「揮発性塩素」として報告している(横浜市の場合、「燃焼性塩素」)。ところが、ごみ中の塩素の問題は、単なるHCl発生の問題だけではなくなってきている。金属塩化物などの無機塩素がダイオキシン類等の起源物質になりうることが次第に認められ、他方、ごみの有効利用(ごみをRDF化してセメント焼成に利用するなど)に無機塩素が支障をきたすことがわかってきた。「揮発性(燃焼性)塩素」だけから、「全塩素」へ、視野を広げる必要が出てきたのである。この展開の先輩として、石炭類・コークス類中の硫黄分析(JIS M 8813)の経緯(図2)を参考にすることができる。すなわち、以前は、「SOxにつながるか否か」の観点から、「燃焼性」「不燃焼性」の区別がなされたようだが、微粉炭の使用等で、次第にその分画が曖昧になり、「全硫黄」と「灰中の硫黄」という分画に至った。現在の、ごみ中塩素分析の葛藤は次のように言うことができるであろう。「燃焼性」「不燃焼性」の仕切の意味が希薄であることに気づきながら、「燃焼性」の区別を維持しており、よくよく考えると、大元の、「全塩素」の計測法自体がはっきりしていない。コンポスト試料の燃焼に伴う塩化水素の発生量(揮発性塩素量)に及ぼす沸騰石および雰囲気ガス中水蒸気の影響燃焼管法での塩素計測の際の沸騰石ノウハウ図1エシュカ法高温燃焼法不燃焼性硫黄不燃焼性硫黄:るつぼに試料を入れて、 800℃で1～3hr灼熱して、るつぼ中に残る硫黄全硫黄JIS M8813 - 1963微粉炭の高温燃焼等によって、 「るつぼ中で800℃...」の境界の分画の意義が薄れてきた。エシュカ法高温燃焼法灰中の硫黄全硫黄JIS M8813 - 1973灰中の硫黄:実際に、灰を採取して、その中に存在する硫黄の量を測定する。エシュカ法と高温燃焼法での全硫黄の定量値には、偏りがある。図2石炭類-コークス類の硫黄の区分の変遷(JIS M8813)炭素および水素については、燃焼させた後に発生するH₂OとCO₂を捕集して、その重量を調べるという原理（JIS M 8813「石炭類およびコークス類-元素分析方法」のもと、リービッヒ法(図3 (a))あるいはシェフィールド高温法(図3 (b)),）が用いられていて、石炭・コークスとごみとの間で大きな違いはないようである。ごみ分析に用いられる一般的なリービッヒ法の測定装置は、図３より単純な構成であり、その例を図４に示す。いわゆるケルダール窒素分析法が、幅広く使われてきていて、「Ｋ０102工場排水」のみならず、石炭・コークス(M 8813), 原油・石油製品(K 2609「原油および石油製品-窒素分試験方法」)のいずれにも適用されている。また、近年の機器分析の発展に伴い、K 2609に、1990年より化学発光法が追加されている。ただ、異なる方法で同じ結果を得るか否かについては、不明のままである。石炭・コークス(M 8813)については、エシュカ法(図5 (a))および高温燃焼法(1350 ℃,図5 (b))が、規定されている。原油・石油製品(K2541)については、酸水素炎燃焼式ジメチルスルホナゾIII滴定法(Wickbold法)，微量電量滴定式酸化法, 燃焼管式空気法(ボートの加熱温度:800 ～ 900 ℃,図6(a)), 放射線式励起法，燃焼管式酸素法(1150 ～ 1200 ℃)，ボンベ式質量法(ボンブ法,図6 (b) ），ランプ式容量法，波長分散形蛍光X線法が併記されている。「全都清マニュアル」に記載されているごみ試料中の硫黄定量方法は、これらのうち、原油・石油製品の燃焼管式空気法に近い方法である。 JIS法で「塩素分析」として明記しているものは、 K 7229「塩素含有樹脂中の塩素の定量方法」であり、これは、酸素フラスコ燃焼法(図7)である。図6 (b)とほぼ同じ方法であるが、大気圧の酸素を用いるため、試料量が10~20mgと少ない。なお、K7229の解説に、「燃焼管法でも同じ結果を与える」と記述している。また、るつぼ法(エシュカ法に近い)を考案して試したが、PVC樹脂を標準試料として実験したところ、わずかに酸素フラスコ燃焼法の測定値を下回り、採用を断念したと記述されている。図3 JIS M8813記載の水素・炭素分析CO2発生量=m(co2量(g)=12/44 *m(co2)式料中H由来のH2O量
=m(H20)= W/100*m(samp H2O発生量m(H20)料持ち込みH2O: w/100*M(sample) (g)
y:試料中水分含有率(%)料重量=M(sample)(g) l量(g)=2/18 *(試料中H由来のH2ORッごみ分析で用いられる水素・炭素分析(リービ・図4エシュカ合剤0.5gをるつぼの底に敷き詰める←試料1gとエシュカ合剤2.5gを混合して、るつぼ内に入れる↓エシュカ合剤1gをかぶせる(b)高温燃焼法図5  石炭類-コークス類中の硫黄分析方法(JIS M8813)
図6原油石油製品中の硫黄分析方法(JIS K2541)予約. 30% H2O2 0.5mL e ak 5~10mL e入れておく・着水の略間、キャククスコの79を持ったておく•ミ式枠計is. max. 20 mg •  Ozがスは.大気に図7プラスチック中の塩素分析(JIS K7229)問題は、 1)燃焼管法による測定値とボンブ法によるそれが一致しないこと(燃焼性と不燃性の画分の問題); 2)燃焼管法での全塩素・全硫黄(燃焼ボートに残留する塩素・硫黄と吸収液に捕集された塩素・硫黄の合計)が、燃焼管の温度上昇に従い低下すること,である。図8にこれらの問題を図示した。以下、それらの問題を詳述する。塩素・硫黄分析の定義上の問題として、試料中の全量の塩素・硫黄を指し示しているのか、あるいは燃焼した際にガスへ移行する塩素・硫黄のことなのか、はっきりしていないことがある。灰分が存在しない試料の場合、理想的には、燃焼時にすべての塩素・硫黄がガスへ移行するはずだが、灰分が認められる場合、そこに一部の塩素・硫黄が残留する。たとえば、硫黄の場合、従来、石炭中の硫黄について、「燃焼性硫黄」と「不燃焼性硫黄」の区別がなされていた時期があったことは既に述べた。同様のことが、塩素分析にも起こることが予測される。元素分析を題材にした化学分野の文献では、塩素，硫黄の燃焼管法による定量に際して「試料中にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属が共存すると負の誤差を与えることがある」と記述している[本間春雄ら(1986)]。「『負の誤差』は、そもそも、定量に際して無視してきた灰分が実試料に存在するために起こる」と解釈できる。従って、ボンブ法の計測値が「全硫黄・全塩素」であるのに対して、燃焼管法での計測値は、揮発して吸収液に到達する分のみを定量していることになる。燃焼管法で計測する際に、灰に塩素・硫黄が残留することは既に述べた。そして、燃焼温度を高くしてやれば、灰に残留する塩素・硫黄(灰を水抽出して抽出水中の塩化物イオンと硫酸イオンを定量)は低下する。同時に、吸収液中の塩素・硫黄の量も上昇するが、その和が、燃焼温度の上昇とともに低下する現象が見られる。このことは、「分析」と銘打っている建前上、起こってはならないことであるが、ごみ分析ではしばしば起こる現象である。塩素の場合、考えられる理由は、ボートからのアルカリ(土類)金属塩化物の揮発と、その後の燃焼管内壁での吸着である。代表的なアルカリ(土類)金属塩化物(NaCl, MgCl², KCl, CaCl²)の蒸気圧を図9に示す。900 ℃になれば、CaCl²以外のアルカリ(土類)金属塩化物の蒸気圧は、1 × 10~3 atmを越え、ボートから揮発していくのに十分と考えられる。一方、石英管内壁に吸着すれば、そのまま、石英表面に残留すると考えられる。硫黄の場合も同様の現象が考えられる。SO₂ガスとして、燃焼管を通過していれば吸収液に到達するが、SO3の状態であれば、一部、石英ガラスと反応しボンブ法
データ:MALT 2よりて吸収液に回収されない。化学平衡状態でのSO2とSO3の割合を図10に示す。 1000 ℃の温度域では、SO3が10%前後の割合を占める可能性がある。この問題に、JIS法がどのように対処しているかといえば、実は歯切れがよいものではない。M 8813解説(1993年)で、エシュカ法と高温燃焼法では計測値に開きが生じることを認めていて、その一因として、SO3の生成による損失を述べている。M 8813の高温燃焼法(酸素燃焼,燃焼温度1350 ℃)でのSO3生成割合は2％強であって、これは、エシュカ法と高温燃焼法の値の開きと一致する。この結果、「今後の検討を待たねばならない….」の表現で締めくくっている。 ー方、重油・石油製品についてはその問題が小さいらしく、K2541に燃焼管空気法(燃焼温度950~1100 ℃)が記されているのは、重油・石油製品に含まれる硫黄のほぼ全量が、燃焼によってSO₂を生成する有機性硫黄であるためと考えられる。 SO2 + 1/2 O2  = SO3 Kp =  [SO3]/[SO2]/[O2]^0.5
ごみ質分析における元素分析方法は、主として燃料分析に倣ったものと考える。水素・炭素の分析法については、「燃やすと水と二酸化炭素ができる」原理に基づいていて、現在、ごみ質分析の現場で広く用いられているリービッヒ法で安定した結果が得られていると考えられる。窒素については、現在、主としてケルダール法が用いられているが、CHNコーダー等に使われる燃焼分解に基づく方法と、同じ結果を得るかどうかについては不明のままである。硫黄分析は、燃料分析の世界でも、「燃焼性」と「非燃焼性」の区別について、かなりの議論が展開されたようで、参考になる点が多い。燃焼管法で定量される硫黄は、「全硫黄」の一部にすぎないことが予測される。塩素分析は、燃料分析の世界で十分に検討されているとは考えにくい。プラスチック中の塩素計測方法では、ごみ中塩素の計測方法として主流になっている燃焼管法とは異なる方法(燃焼フラスコ法)が適用されていて、その両者で、計測値が異なることが既に予測されている。むしろ、無機塩素を多く含むごみ試料での塩素計測は、新しい領域と見なされねばならない。参考文献JIS M8813石炭類およびコークス類-元素分析方法(1994) JIS K2541原油および石油製品-硫黄分試験方法(1996) JIS K7229塩素含有樹脂中の塩素の定量方法(1995) JIS K2609原油および石油製品-窒素分試験方法(1998)久保田宏・内田重男・局俊明・片山新太・土屋活美・鈴木哲雄・犬飼智・加茂浩(1982)「都市ごみ中の揮発性塩素について」都市と廃棄物Vol.12(8), 15-23.本間春雄・鈴木啓子・吉田睦子・梁島久子(1986) 「燃焼管燃焼法-イオンクロマトグラフィーによる有機化合物中のフッ素,塩素および臭素の同時定量,分析化学, Vol.35, 536-541. 「ぶんせき」誌　進歩総説菅　正巳・柏木宏信(1981)　有機元素分析-ハロゲン,硫黄,リン-　491-496.本間春雄(1984) 有機元素分析642-652. 568-573.有機元素分析板谷芳京(1986) 48-53.有機元素分析板谷芳京(1989)有機元素分析992-997.吉田睦子(1992) 「ぶんせき」誌　入門講座:　有機元素分析のための基礎知識成田九州男・板谷芳京(1989)   炭素,水素,窒素,酸素(I) 602-610.馬場芳子(1989)　硫黄,ハロゲン,リン778-787.秋月祐司・長谷川  隆・小林一夫(1990)ごみ中の水素・硫黄・塩素測定における分析精度について,日本環境衛生センター所報, No.17, 22-28.佐藤秀美(1994)ごみ質中塩素の分析について(燃焼フラスコ法とイオンクロマトグラフによる定量実験),   環境と測定技術, Vol.21 (9), 10-16.渡辺信久・井上三郎・伊藤尚夫(1996) ごみ中の塩素分測定法に関する検討,第7回廃棄物学会研究発表会講演論文集 pp.579-581.篠原明義・中村和史・仙波裕隆・和泉一志(1998)ごみ固形化燃料(RDF)中の塩素分析方法-(I)-,第9回廃棄物学会研究発表会講演論文集 pp.332-334. . ３．化学性状サブ研究会報告. .
今年度は共通試料の分析を企画した。平成１０年度は部会員のアンケートにより，どのような試料を共通試料とするか，またどのような分析に参加できるかをとりまとめた。平成１１年５月に試料を送付し，現在部会員による分析が進行中である。廃棄物の有害性に関する分析において，分析手法の違いがデータの評価に大きく影響する。含有量試験方法のみならず，環境庁告示第１３号の溶出試験方法においても分析操作の違いによるデータの違いが指摘されている。この部会では廃棄物に関する化学分析において，異なる分析手法を用いて得られる分析データを検討し，分析目的とそれに対応する適切な分析方法の統一化を図ることを目的とする。測定する有害物質には有機化合物と無機化合物があるが，第１段階として，無機物質を対象とし，含有量分析と溶出試験について検討する。 2．共通試料の分析に関するアンケート平成10年11月5日に次のアンケートを部会員に配布した。
アンケートの結果試料，共通試料として提供できる廃棄物は次のとおりであった。
共通試料として配布できる試料であること，最初の共通分析試料であるため試料のばらつきが比較的少ないものであること等を考慮し，最終的に平成１０年度の共通試料として，飛灰4試料とした。また国立環境研究所が廃棄物関連の標準試料を開発中であり，西川幹事から標準試料となる埋立地汚染土壌２検体を提供していただき，精度管理の試料とした。平成 11 年５月に共通試料をこの計画に参加した部会員に配布した。参加者は１６（機関）の予定であり，分析の報告期限は平成１１年７月末である。分析者及び，詳しい分析項目等については，試料送付時に添付した資料にあるので添付する。
廃棄物中に含まれる成分の化学分析において，分析対象が無機物質か有機物質か，あるいは主成分か微量物質かといった違いにより，さまざまな分析手法がある．試験検査法部会では，規制法としての廃棄物の溶出試験に関する問題を先に取り上げてきたが，当部会の課題の一つに，分析方法の標準化がある．この問題に取り組む第１歩として，共通試料による分析を行うこととする.今回は無機物を対象とする．分析参加者は，最低限１種類以上の含有量分析と環境庁告示13号溶出試験を行う。分析項目については，各自選択するものとし，溶出試験ではpHを必ず測定する.第１回目として，試料の種類をフライアッシュ（飛灰）とする．比較的均一で，粒度調整を行う必要がないものとし，次の４試料を選んだ．共通試料No. 1  石炭フライアッシュ1本（田野崎提供） 100g, 200g,or 400g共通試料No. 2  一般廃棄物焼却飛仄（高pH） 100g, 200g,or 400g 1本（貴田提供） 1本（貴田提供）共通試料No. 3  一般廃棄物焼却飛仄100g, 200g,or 400g共通試料No. 4  下水汚泥焼却飛灰100g, 200g,or 400g 1本（貴田提供）これらはすべて電気集塵機灰である.なお国立環境研の埋立地汚染土壌も含有量分析を行う機関にはすべて配布する. (西川提供)共通試料No. 5   国環境研埋立地汚染土壌   No. 1     50g入り2本 共通試料No. 6   国環境研埋立地汚染土壌   No. 2     20g入り2本(西川提供)この2試料の共通試料番号は送付試料にはつけていない．湿式による試料の前処理は以下の方法のうちから選択する．できるだけ複数する． ①硝酸分解②王水分解(3)HF+王水分解④アルカリ溶融－酸溶解前処理方法は別紙に例を示す．試料量や試薬添加量については適宜変更する．またＸ線回折，EPMA，SEM(+EDS)等について分析できる機関は行う．以下の方法のうちから選択する．①は全員行う．試料量が限られているので．50gより少ない量で行ってもよい. ①環境庁告示第１３号②環境庁告示第４６号－①の溶出液を0.45 μ mの濾紙で濾過してもよい③pH依存性試験－pHが約1刻みに対応する溶出量④pH固定(4,7,12等)試験–酸，アルカリ，緩衝液⑤溶出時間による変化⑥液固比による変化→Availability試験8逐次落出試験①TCLP試験10その他2.4分析項目使用する機器により次のようなグループに分けられるが，溶出試験では必ずpHを測定しておく．環境庁告示法では，できれば電気伝導度も測定するのが望ましい． ①Na,K,Ca,Mg等②Hg ③Cd, Pb,Cu,Zn,Cr6+(溶出のみ),Cr, Fe,Mn,Ni @Cl,SO4等5B,Mo,V等6As,Sb,Se ①その他同じグループの元素はできるだけすべて分析する. 3.その他( 1 )報告期限平成１１年７月３１日送付先広島県保健環境センター 貴田晶子TEL 082-255-7131    FAX    082-254-1908 e-mail  Akiko.Kida@ma1(17).seikyou.ne.jp ( 2 )今回の送付先及び希望分析項目別紙2別紙2析希望項