Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
律」の運用に関する審議に資するよう、今後も上記HBCD事例検討結果、および本研究で開発した代替リスク評価手法は、研究成果の発信に務めたい。また、本研究参画者が関係している環境省、経済産業省、および地方自治体等の化学物質管理・リスク評価に関する諸委員会においても、本研究成果を利用して審議の深化に貢献したい。

本研究で得られた、リスク評価に用いた情報源やリスク評価ツールの利用方法に関する知見やリスク評価研究の成果は、環境科学会のシンポジウムや本学で主催する公開講座、ホームページなどから、広く情報発信を開始している。行政においても、多様な化学物質のリスク評価の場面での情報活用が期待される。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## <査読付き論文>

1) Managaki S, Hondo H, Yokoyama Y, Miyake Y, Kobayashi T, Miyake A, Masunaga S: Organohalogen Compound, Vol. 72, 1691–1694 (2010)

“Comparative study between life-cycle HBCD and $ CO_{2} $ emissions for the risk trade-off analysis”

2) Miyake Y, Managaki S, Yokoyama Y, Nakai S, Kataoka T, Nagasawa E, Shimojima M, Masunaga S, Hondo H, Kobayashi T, Kameya T, Kimura A, Nakarai T, Oka Y, Otani H and Miyake A: Organohalogen Compound, Vol. 72, 1613–1619 (2010)

“A comparative study of human health risks posed by a flame retarded curtain with hexabromocyclododecane (HBCD)”

3) Miyake Y, Tang L, Kobayashi T, Kameya T, Managaki S, Masunaga S, Fujimine Y, Horii Y and Amagai T: Organohalogen Compounds Vol. 73, 412–415 (2011).

“A Preliminary Study for Combustion of Hexabromocyclododecane (HBCD) and Its By-products (HBCD) and Its By-products”

4) Managaki S, Kobayashi T, Hondo H, Miyake A, Masunaga S: Organohalogen Compounds Vol. 73, 2063–2066 (2011)

“Substance Flow Analysis of HBCD, Considering the Switch to its Alternatives”

5) Managaki S, Enomoto I, Masunaga S: Journal of Environmental Monitoring 14[3] 901–907 (2012) DOI:10.1039/c2em10621c

“Sources and distribution of hexabromocyclododecanes (HBCDs) in Japanese river sediment”

6) Managaki S, Kobayashi T, Hondo H, Nakarai T, Miyake A, Masunaga S: Organohalogen Compounds Vol. 74, 1510–1512 (2012)

“Exposure of HBCD and its alternative flame retardants based on substance flow analysis”

7) Oh JK, Kotani K, Managaki S, Masunaga S: Organohalogen Compounds Vol. 74, 596–599 (2012)

8）上田裕之、小林剛、亀屋隆志、高橋ゆかり:環境情報科学論文集, Vol. 26, 79-82 (2012)

「多様な有機化合物の気相を経由した油脂および脂肪性食品への移行経路の重要性のスクリーニング評価」

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1) Miyake Y., Managaki S., Yokoyama Y., Nakai S., Kataoka T., Nagasawa E., Shimojima M., Masunaga S., Hondo H., Kobayashi T., Kameya T., Kimura A., Nakarai T., Oka Y., Otani H. and Miyake A: BFR2010, Kyoto, Japan (Apr. 2010)

“Preliminary health risk assessment for hexabromocyclododecane (HBCD) in a flame retarded curtain in Japan”

2) Inoue T., Managaki S., Masunaga S.: BFR2010, Kyoto, Japan (Apr. 2010)

"Socio-economic analysis of restriction of brominated flame retardant HBCD use"

3) Managaki S., Yokoyama Y., Hondo H., Masunaga S.: SETAC Asia/Pacific Annual Meeting 2010, Guangzhou, China, pp.476–477 (June 2010)

“Analysis of brominated flame retardants from a life-cycle perspective”

4）益永茂樹，真名垣聡，本藤祐樹，橫山泰一：環境科学会2010年会，東洋大學，pp.130-131（2010年9月）（招待講演）

5）酒井実，畠山周作，山田尚弘，小林剛，亀屋隆志，三宅祐一：環境科学会2010年会，東洋大学，pp.22
(2010年9月)

「環境中に排出される多様な化学物質の高懸念曝露シナリオのスクリーニング手法」

6) Miyake Y., Managaki S., Yokoyama Y., Nakai S., Kataoka T., Nagasawa E., Shimojima M., Masunaga S., Hondo H., Kobayashi T., Kameya T., Kimura A., Nakarai T., Oka Y., Otani H. and Miyake A.: Dioxin 2010, San Antonio, U.S.A. (September 2010)

“A comparative study of human health risks posed by a flame retarded curtain with hexabromocyclododecane (HBCD)”

7) Managaki S., Hondo H., Yokoyama Y., Miyake Y., Kobayashi K., Miyake A., Masunaga S.: Dioxin 2010, San Antonio, U.S.A. (September 2010)

“Comparative study between life-cycle HBCD and $ CO_{2} $ emissions for the risk trade-off analysis”

8）小谷健輔，益永茂樹：日本リスク研究学会第23回年次大会講演論文集，Vol.23，pp.313-318（2010年11月）

「臭素系難燃剤とリン系難燃剤のリスク比較の予備的検討」

9) Inoue T., Managaki S., Masunaga S.: Ecobalance 2010, Tokyo, Japan, pp.9–12 (November 2010) "Comparison of social cost between brominated flame retardant HBCD and its alternatives"

10) Managaki S., Yokoyama Y., Masunaga S., Miyake Y., Kobayashi T., Miyake A., Hondo H.: Ecobalance 2010, Tokyo, Japan, pp.493–496 (November 2010)

“Risk trade-offs between brominated flame retardants and GHG emissions from life cycle perspective; Toward sustainable chemicals assessment”

11）小林剛，山田尚弘，酒井実，三宅祐一，亀屋隆志，藤江幸一：第45回日本水環境学会年会講演集，pp.638（2011年3月）

「土壌環境に排出された化学物質の人への高懸念曝露シナリオのスクリーニング手法」

12) Nakarai T., Yoshino S., Nishimaru I., Kutsumi M., Miyake A.: 7th Global Congress on Process Safety (GCPS 2011), Chicago, U.S.A. (March 2011)

“Accident/incident scenarios based on life stages across the complete chemical/product life cycle”

13) Yoshino S, Nishimaru I, Kutsumi M, Miyake A: Proceedings of Global Conference on Process Safety (GCPS 2011) (March 13–16, 2011, Chicago, USA)

"Accident/Incident Scenarios based on Life Stages across the Complete Chemical/Product Life Cycle"

14）三宅祐一，唐亮，小林剛，亀屋隆志，真名垣聡，益永茂樹，藤峰慶德，堀井勇一，雨谷敬史：第52回大気環境学会年会，p.525，(2011年9月、長崎）

「臭素系難燃剤HBCDの焼却による臭素化多環芳香族炭化水素類の生成調査」

15）真名垣聡，小谷健輔，小林剛，本藤祐樹，半井豊明，三宅淳巳，益永茂樹：日本リスク研究学会第24回年次大会，p.65-67（2011年11月、静岡）

「サブスタンスフロー解析に基づく臭素系難燃剤HBCDの曝露解析」

16）上田裕之，小林剛，山田尚弘，高橋ゆかり：日本リスク研究学会第24回年次大会，p.247-250（2011年11月、静岡）

「放射性セシウムを例とした土壌汚染由来の曝露シナリオとリスク評価のための要点整理」

17）真名垣聡，小林剛，三宅祐一，本藤祐樹，三宅淳巳，益永茂樹：平成23年度室内環境学会学術大会，p.224-225（2011年12月、静岡）

「消費者製品中にストックされた臭素系難燃剤HBCDの排出及び曝露分析」

18) Kotani K, Managaki S and Masunaga S: Society of Risk Analysis 2011 Annual Meeting, p. 129 (December 2011, Charleston, U.S.A.)

“A study on alternative risk assessment scheme of frame retardants”

19) Managaki S, Kotani K, Hondo H, Kobayashi T, Miyake A and Masunaga S: Society of Risk Analysis 2011 Annual Meeting, p. 139 (December 2011, Charleston, U.S.A.)

"Substance flow based risk assessment from a Life-Cycle Perspective for HBCD in Japan"

20）上田裕之、小林剛、山田尚弘、酒井実、高橋ゆかり、亀屋隆志：第18回地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会（2012）要旨集 p. 362-367（2012.6.14-15；埼玉会館）

「土壌汚染に関わる主要な暴露経路と評価手法の整理」

21) Toyoaki Nakarai, Satoru Yoshino, Satoshi Managaki, Shigeki Masunaga, Atsumi Miyake: PSAM11 ESREL 2012, Proceedings of Meeting p. 4701–4710 (25–29 June 2012, Helsinki, Finland)

"Physical Hazards Comparison Based on Flammable Gas Release for Two Kinds of Polystyrene Foams"
「リスク評価のための多様な暴露シナリオの評価」

22) Jung-Keun Oh, Satoshi Managaki, Shigeki Masunaga: Water and Environment Technology Conference 2012 (WET2012) Program and Abstracts, p. 25 (2012.6.29–30; The University of Tokyo)

“Study on environmental behavior of HBCD and its degradation products in river sediment, Japan”

23）呉正根，小谷健輔，真名垣聡，益永茂樹：第21回環境化学討論会（2012）要旨集（CD版）p.340-341（2012.7.11～13；愛媛県県民文化会館）

「河川底質におけるHBCDとその分解産物の分布」

24）真名垣聡：第21回環境化学討論会 ランチョンセミナー（2012）（2012.7.12；愛媛県県民文化会館）「環境規制による動的变化を考慮した臭素系難燃剤HBCDの環境排出予測」

25) Managaki S, Kobayashi T, Hondo H, Nakarai T, Miyake A, Masunaga S: 32nd International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (Dioxin 2012) (2012.8.26–31; Cairns, Australia)

“Exposure of HBCD and its alternative flame retardants based on substance flow analysis”

26) Oh JK, Kotani K, Managaki S, Masunaga S: 32nd International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (Dioxin 2012) (2012.8.26–31; Cairns, Australia)

"Profile for hexabromocyclodecane and its degradation product in river sediment - Japan and Korea"

27）呉正根、真名垣聡、益永茂樹：環境科学会2012年会要旨集 p. 75（2012.9.13-14；横浜国立大学）「日本における河川底質中HBCDの環境動態」

28）小谷健輔、真名垣聡、益永茂樹：環境科学会2012年会要旨集 p. 81（2012.9.13-14；横浜国立大学）「有機リン系難燃剤の有害性予測モデルの開発とリスクトレードオフ解析への適用」[学会最優秀発表賞]

29）吉野悟、半井豊明、西丸郁也、三宅淳巳：環境科学会2012年会要旨集 p. 152-153（2012年9月14日，横浜国立大学）

30）小林剛、酒井実、上田裕之、亀屋隆志、三宅祐一：環境科学会2012年会要旨集 p.154-155（2012.9.13-14；横浜国立大学）

31）益永茂樹、本藤祐樹、真名垣聡：環境科学会2012年会要旨集 p. 150-151（2012.9.13-14；横浜国立大学）

「製品中HBCDのライフサイクル評価と代替比較に基づく環境リスク低減」

32）小谷健輔、益永茂樹：日本リスク研究学会第25回年次大会講演論文集 p.134-138（2012.11.9-11；滋賀大学彥根キャンパス）

「定量的健康リスク評価のための有機リン化合物のQSARモデルの開発」

33) Masunaga S: ENFIRO 2nd Workshop (2012.11.7–8, Brussels, Belgium)
“Environmental risk minimization method based on life cycle risk assessment and alternative assessment for HBCD in products”（招待講演）

34）真名垣聡、小谷健輔、小林剛、本藤祐樹、半井豊明、三宅淳巳、益永茂樹：日本リスク研究学会第25回年次大会講演論文集 p. 292-296（2012.11.9-11；滋賀大学彥根キャンパス）

35）真名垣聡、益永茂樹、小林剛、半井豊明、三宅淳巳、本藤祐樹：第8回日本LCA学会研究発表会（2013.3.6-8；立命館大学びわこ・くさつキャンパス）

「代替比較に基づく難燃剤含有製品の規制影響分析」

### 7. 研究者略壓

課題代表者：益永 茂樹

東京大学大学院工学研究科修了、工学博士、

現在、橫浜国立大學大學院環境情報研究院教授

## 研究参画者

1): 益永 茂樹（同上）

2): 三宅淳巳

横浜国立大学大学院工学研究科修了、工学博士、

現在、橫浜国立大學大學院環境情報研究院教授

## 3 ): 本藤祐樹

京都大学大学院エネルギー科学研究科修了、博士(エネルギー科学)、
現在、橫浜国立大学大學院環境情報研究院教授

4): 小林 剛

横浜国立大学大学院工学研究科修了、博士(工学)、

現在、橫浜国立大學大學院環境情報研究院准教授
# C-1003 HBCD等の製品中残留性化学物質のライフサイクル評価と代替比較に基づくリスク低減手法

（１）HBCD等の製品中残留性化学質のライフサイクル評価と代替比較に基づくリスク低減手法

横浜国立大学

大学院環境情報研究院

益永 茂樹・三宅 淳巳・小林 剛・本藤祐樹

<研究協力者>

横浜国立大学 大学院環境情報研究院 真名垣 聡・半井 豊明

静岡県立大学 環境科学研究所 三宅祐一

横浜国立大学 安心・安全の科学研究教育センター 吉野 悟（平成23年年3月31日まで）

日本大学 生産工学部 吉野 悟（平成23年年4月1日より）

横浜国立大学 大学院環境情報学府 院生 呉 正根・小谷 健輔

平成22～24年度累計予算額：72,924千円

（うち、平成24年度予算額：22,227千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

製品中化学物質の環境リスクを最小化するには、対象物質と代替案（代替物質／プロセス）双方のライフサイクルを通じたリスクの把握が重要で、そのためにはリスクを削減すべきステージの抽出（ライフサイクルリスク評価）と、代替案間の総リスク比較に基づいた最適案の選択手法（代替比較）の開発が必要となる。本研究では、臭素系難燃剤へキサブロモシクロドデカン(HBCD)とその代替案を対象に、具体的な評価事例の提示と評価手法の開発に取り組み、次の成果を得た。

（1）ライフサイクルを通した環境排出量評価手法の構築：HBCDとその代替候補物質を対象に、マテリアルフロー解析に基づいた動的環境排出量の推定手法を提案した。さらに、難燃剤含有カーテン焼却時の排出物質や、難燃剤含有プラスチックの燃焼や熱分解時（火事など不完全燃焼を想定）の生成ガスについて簡易実験による検討を行い、不足する放出データを補完した。

（２）ライフサイクルを通した曝露評価手法の構築：HBCDの環境濃度データやその分解生成物情報を収集すると共に、環境動態予測モデルの推定精度の確認と曝露シナリオのスクリーニング手法の検討のために感度解析を行い、曝露量を左右する代表的な物性値を抽出した。また、物性値などから懸念される曝露シナリオを推定する手法についてとりまとめた。

（３）代替オプション間のライフサイクルリスクの比較とリスク低減手段の提案：検討した動的排出量評価手法と曝露評価手法を用いて、HBCD継続使用、代替物質への移行、代替製品へ移行の
3つの場合で比較検討した。予測曝露量と簡易推定した有害性情報に基づいたリスク比較では、用途によりリスク低減と増大の両方が起こり得た。他方、ライフサイクル評価に基づく代替製品との比較では、代替物質への移行よりも優れたオプションの存在が示唆された。

以上、マテリアルフロー解析に基づいた代替物質や代替製品間の全ライフサイクルを通したリスクと環境影響の比較事例を通して、最良のリスク低減を選択ための手法を提示した。

[キーワード]

ヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)、代替化学物質、ライフサイクルリスク、リスク比較、マテリアルフロー解析

### 1. はじめに

国際化学物質管理会議で採択された国際的な化学物質管理のための戦略的アプローチ（SAICM）では、2020年までに「化学物質のライフサイクルを通したリスク評価に基づき、費用と便益、より安全な代替物質の利用可能性とそれらの有効性に配慮しつつリスクを最小化」する必要性が明記され、各国の取り組みが始まっている。わが国でも化学物質リスク評価への取り組みがなされているが、ライフステージや用途が限られていることが多く、また、リスク懸念物質を予防的に代替する際も、総リスクの低減につながるかの事前評価がなされることはまれである。このような背景から、マテリアルフロー解析を基盤としてライフステージ毎の環境放出量と曝露量、およびそれらによる各種のリスクを網羅的に評価し、総リスクの大きいライフステージに対して対策を導入すること、さらには代替物質／プロセス間で総リスクを比較し、適切な選択を行うことを支援するための全ライフサイクルリスクの評価事例の提示とその手法の一般化が求められている。

## 2 ．研究開発目的

製品中に含まれる化学物質による環境リスクの最小化のためには、代替案（代替物質／製品／プロセス）を対象としたライフサイクル（製造～輸送～使用～廃棄・リサイクル）を通じた総リスク比較が必要で、環境放出量と曝露量の把握に基づいてリスク削減すべきライフステージの抽出（全ライフサイクルリスク評価）と、代替案間の総リスク比較に基づいた最適案を選択する手法（代替リスク評価手法）の開発が必要である。本研究では、残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約で廃絶候補物質として議論されている臭素系難燃剤へキサブロモシクロドデカン（HBCD）を事例として、可能性のある代替物質／製品／プロセスを抽出し、それらについて全ライフサイクルリスク評価と代替リスク比較を実施し、具体的な評価事例を提示する。さらに、これらを一般化して、全ライフサイクルを通じた代替リスク評価手法の構築を試みる。得られた情報や考え方は、申請機関がインターネットWEBサイトで運営している「事業者の化学物質リスク自主管理の情報基盤」等に搭載し、広く各方面に提供する。

### 3. 研究開発方法

（１）ライフサイクルを通した環境排出量評価手法の構築

HBCDを事例として動的マテリアルフロー解析手法を確立するため、はじめに既往の解析手法や、
物質代替シナリオを考慮するための課題を整理する。次に、文献調査や業界ヒアリング調査などを実施し、HBCDのマテリアルフロー解析のための基礎情報を収集し、他方、HBCDの生産量統計から年次変遷を含む動的なマテリアルフロー解析を行う。次いで、HBCDのライフサイクルを通した環境放出量を推定するため、HBCDの定常・非定常の排出係数を整備する。不足する排出係数については、火事などの非定常時の排出や廃棄段階での焼却を対象とした簡易実験装置を試作するなどして推計を試みる。

次いで、HBCDの代替物質など、新規化合物を含めたライフサイクル環境排出量を推定する手法の検討を行う。最終的に、代替物質／プロセスに関してマテリアルフロー解析を実行し、その結果に基づくライフステージ別環境放出量推定法を構築する。

## （２）ライフサイクルを通した曝露評価手法の構築

項目（1）で推定した環境排出量を曝露評価やリスク評価に繋ぐには化学物質の環境挙動モデルなどを用いた環境中濃度のシミュレーション予測が欠かせない。そこで、環境動態予測モデルの精度に関する研究事例等を整理すると共に、予測結果を検証するための環境モニタリング情報の収集・整理を行う。HBCDに関しては環境モニタリング情報が不足することが予想されるので、HBCDの異性体別分析方法を検討した上で、日本の河川堆積物の環境モニタリングを行う。また、HBCDの環境中分解などの環境挙動の把握を目的として、立体異性体別の分析も試みる。以上の結果を利用しつつ、モデルパラメータを変化させることで、予測シミュレーションモデルの推定精度の検証・確認を行う。

曝露評価には主要な曝露シナリオの選択が欠かせない。曝露シナリオのスクリーニング手法の検討、精度向上のために、各環境媒体間での移行に関して、曝露量を左右する代表的な物性値を、その影響の大きさでクラス分けし、スコアリングする手法について検討する。この手法を用いて、曝露シナリオ毎にリスクの懸念が高い化学物質のスクリーニング手法を検討する。さらに曝露シナリオ毎に、環境への排出量情報等が公表されている化管法の旧PRTR対象物質（354物質）を例に情報を収集し、スコアリングを行って、各スコアを乗じた総スコアを算出するプログラムを作成し、化学物質の優先評価順位をリスト化する。また、HBCDの順位も判定できるように、そのスコアリングに用いる物性値を収集する。

## （３）代替オプション間のライフサイクルリスクの比較とリスク低減手段の提案

HBCD等を事例として、その代替物質を特許情報や業界ヒアリングなどによって探索し、これらの間で全ライフステージを通したリスク比較手法について検討する。この中では、マテリアルフローに基づき、まず環境排出量を推定し、次いでシミュレーションモデルにより環境中濃度と曝露量について推定を行い、代替化学物質間で比較する。さらにリスク比較のため、毒性情報の整備状況が異なる物質間で平等にリスクを評価するための毒性評価手法について考察、提案すると共に、曝露評価と合わせることでライフステージを通した総リスクを比較するための代替リスク評価手法の構築を試みる。他方、HBCDを含む製品（建築用断熱材、繊維）の代替製品についても探索し、化学物質リスクに加え、他の環境影響項目（CO₂排出、埋立地など）を考慮した代替オプション間の比較方法の検討を行う。
## 4 ．結果および考察

## （１）ライフサイクルを通した環境排出量評価手法の構築

## 1 ）HBCDを例とした動的マテリアルフロー解析手法の整理、改善

ライフサイクルを通した環境排出量の手法構築に先だって、動的マテリアルフロー解析に関する先行研究を調査し、HBCDのマテリアルフロー事例をまとめた。

## a．動的マテリアルフロー解析手法

## i．マテリアルフロー解析の概要

ライフサイクル全体で化学物質のリスクを評価する際、解析に必要なデータを環境モニタリングや、実験による測定のみで満たすには時間・経済的コストともに多くを必要とする。また、例えば化学物質の製造や加工工場の作業環境濃度等、調査そのものが難しい場合もある。そのため、実測データのみに基づく評価の代わりに、排出量推計に基づいて媒体濃度や曝露量を予測する手法が検討されている。現在、化学物質の排出量をライフサイクル全体で推計する手法のひとつとして、マテリアルフロー（サブスタンスフローと呼ばれる場合もある）解析の有用性が国内外で検証されている。マテリアルフロー分析（Material flow analysis）は国、地域、産業部門などを単位として経済社会における物質の動きを定量化し、資源消費や環境負荷の体系的な把握によって環境資源効率や環境への排出を改善しようという手法をさす $ ^{1} $ 。つまり、フロー分析によってライフサイクル全体を体系的にとらえることにより、ライフステージごとの潜在リスクの把握など一連の繋がりをもった問題群を漏れなく記述できる利点がある。

これまでマテリアルフローの研究は水環境における窒素循環や、資源リサイクルの観点からレアメタル等について多くの解析がなされてきた $ ^{2} $ 。一方で近年ではマテリアルフロー分析で得られた環境への排出源に関する情報を環境中の挙動解明（環境濃度推定）モデルと結合する試みも見られ、環境面で重要性の高い特定の元素や化合物についてリスク評価がおこなわれはじめている $ ^{3} $ 。例えば、我が国では臭素系難燃剤のデカブロモジフェニルエーテルやヘキサブロモシクロドデカン（HBCD）などを例に実施され、手法としての有効性が検討されている $ ^{4} $ 。また欧州環境省はFeasibility assessment of using the SFA methodology for chemicals information at macro levelに関する技術レポートでサブスタンスフロー分析（SFA）の各国における活用状況の調査結果を報告している。

上述したように、フロー分析によってライフサイクル全体を体系的にとらえることは、ライフステージごとの潜在リスクの把握など一連の繋がりをもった問題群を漏れなく記述できる利点がある。しかし、化学物質に注目すると、信頼性の高い曝露量の推定・解析を行うためのマテリアルフロー情報は限定的、ないしは信頼性の確保がなされていないものが数多く存在しているのが現状である。そこで、次にこれまで整理されているマテリアルフロー分析手法とその課題を整理した。
ii．マテリアルフロー作成手順

マテリアルフロー分析は、一般的に次の手順により解析が行われる。

① 対象とする物質、システム（時間や空間）やプロセスの設定（前提条件）

② 対象物質のライフサイクルフローに関する定性的な情報の収集とフローの作成

③移動量・環境排出量等の定量的な情報の収集と解析

初めに、対象とする物質や製品、プロセスを決め、設定した項目についてシステム境界を設定する。システム境界は我が国と設定するのが最も解析が行いやすい。これは、一つには化学物質を海外で製造し、それを輸入しているケースがあるので、輸送時での排出などを考慮する必要が生じること、また、製品そのものを海外から輸入している場合や、廃棄段階での海外への使用済み製品を輸出している場合があるが、現状ではこれらに関する情報は最も不足している部分であるため、不確実性が大きくなるためである。また逆に、地域単位でフローを考える場合も同様に解析に必要な情報が整備されていないのが現状である。そのため、システム境界内に加えるか否かは定量的な推計に大きく影響を与える。

次に対象物質のライフサイクルフローに関する定性的な情報を調査する。初めにライフサイクルのステージを製造、工業使用、消費者製品使用、廃棄・リサイクル過程等に大きく分類し、それぞれのステージについて情報を集める。化学物質の場合は、複数の製品に使用されることが多いため、それぞれの用途について調査する必要がある。ただし一般的には、化学物質の使用用途は製造事業者などへのヒアリングによって情報を入手することが可能である。このようにライフステージ毎の情報を製造から廃棄まで繋げてフローを作成し、そのフローに定量的な情報を与えていく。製造や工業段階における定量的な情報（化学物質の使用量、次のステージへの移動量）は各企業が情報を管理している。一方、消費者製品使用ステージでは、使用製品の耐用期間に応じてある一定期間ストックされるため、廃棄過程への移動は使用製品の耐用期間に応じたストック（残存率）を考慮する必要がある。

排出量の推定手法としては、PRTR制度に基づく国と業界団体の排出量推定マニュアルがあるが、PRTR対象物質に限定されたものや、限られた業種に対応したもので、一般的な化学物質に適用するには課題がある。このため、PRTR対象物質でない化学物質については、各ライフステージにおける環境排出量を流入量と排出係数を乗じて算出し、単位プロセス毎にインベントリ分析を行いライフサイクルにわたる排出量を求める手法が一般的である。排出係数についてはOECD Emission Scenario Document（ESD）やEU Technical Guidance Document（TGD）が公表されており、ライフステージ毎の排出係数が提案されている。日本では（独）製品評価技術基盤機構により、EU-TGD A-Tableをベースに日本国内の実態を反映させた排出係数が検討されている。さらに、産業技術総合研究所により、物性に基づいた排出係数換算式の開発も進められている。以下に排出推計方法例についてまとめた。

## 【物質収支による方法】

対象物質の年間取扱量から製品としての搬出量および実測や排出係数等から算出した他の排出量、移動量を差し引いて算出する方法
排出量＝年間取扱量－製造品としての搬出量－他の排出量・移動量等

【実測による方法】

事業所の主要な排出口における排ガス、排水または廃棄物中の対象物質濃度を実測し、排ガス量、排水量または廃棄物量とかけ合わせて算出する方法

$$ 排出量 = 排ガス ( 排水・廃棄物 ) 中 \begin{aligned} の対象物質濃度 \times 年間 \end{aligned} 排ガス ( 排水・廃棄物 ) 量 $$

【排出係数による方法】

対象物質の年間取扱量にモデル実験などで別途算定した取扱量と排出量の比(排出係数)をかけ合わせて算出する方法

$$ 排出量 = 排出係数 \times 年間取扱量 $$

【物性値を用いた計算による方法】

飽和蒸気圧や水への溶解度等により対象物質の排ガス、排水、または廃棄物中の濃度を推測し、それに排出量をかけ合わせて算出する方法

$$ \begin{aligned} 排出量 &= 物性值 を用いた計算 による排ガス ( 排水 \cdot 廃棄物 ) 中の推定対象物質濃度 \\&\times 年間の排ガス ( 排水 \cdot 廃棄物 ) 量 \end{aligned} $$

iii. HBCDのマテリアルフロー

HBCDのマテリアルフローに関する先行研究は、EUリスク評価書 Final Draft（October 2007） $ ^{5)} $ のものがある。ここでは、EU域内の産業界からの製造量、用余別使用量、排出量等のデータ提供と測定値を用いて排出係数を求め、HBCDのライフステージ毎に排出量、環境中濃度を求めてリスク評価を行っている。また、2008年から2010年にかけて、我が国を対象としたHBCDのマテリアルフローが詳細に調査されている $ ^{6)} $ 。以下に概要を示す。

HBCDは第一種監視化学物質であるため、2004年度以降は製造輸入数量と用途別出荷数量が公表されている。工業的な用途として、発泡ポリスチレンとポリエステル繊維に使用される。海外では耐衝撃性ポリスチレン（HIPS）の用途があるが、日本では確認されていない。発泡ポリスチレンは断熱材として建築・土木分野で使用されているが、これらの用途には工事現場での一次保管や施工時の火災防止のため難燃性が消防法で要求されている。また、ポリエステル製カーテンの難燃剤としてもHBCDが使用され、日本では主に後加工難燃が行われている。一方、ヨーロッパでは素材難燃としてHBCDを練りこんだポリエステル難燃糸を織ってカーテンを製造している。

HBCDの製造プロセス、使用製品の取扱（用途）情報、製品のリサイクルや廃棄に関する情報、および環境中への排出経路を関係業界へのヒアリングと既存情報をもとに収集したHBCDのライフサイクルを示す（図1）。わが国においてHBCDは約40%が国内で生産されている。工業用途としては約80％が断熱材に、20％が繊維用として使用されている。工業用途として加工される断熱材は、約25%が工場内でリサイクルされている。また繊維中HBCDは58％が最終製品に移行し、残りが排水に移行し、污泥として処分されると推定されている。断熱材は住宅等の部材として繊維はカーテンやカーシートとして使用され、一定の年月を経て固形廃棄物として廃棄・リサイクルされる。現状、製品が廃棄された後の定量的・定性的なフローは情報が限られており、不明な点
が多い。

次に2000年を対象とした場合のHBCDのライフサイクル環境排出量を示す（図2）。環境排出量は流入量と排出係数を乗じて算出されている。排出係数は我が国で整備されたHBCDの排出係数を用いている。これによると、国内需要量（2000トン）に対する日本全体の排出率は0.05％となっている。大気への排出量（0.21トン/年）に対して、水域への排出量（0.78トン/年）が多いのが特徴である。特に、繊維製品の製造時における水域への排出が最も多いと推定された。
図1 HBCDのライフサイクルフロー (2000年)
図２ HBCDの環境排出量（2000年、排出量はトン/年）
iv. HBCDを含む製品を例とした廃棄・リサイクルフローの整理と改善

既存のHBCDのマテリアルフローは、ライフサイクルを通した環境排出量評価手法を構築する上で、静脈プロセス（廃棄・リサイクル）の分析が不十分であり、特に循環再利用される場合の製品中残留性化学物質の挙動（排出係数）に関するデータ蓄積の必要性が課題として挙げられた。製品中に含まれる化学物質のマテリアルフローを経年的（動的）に見る場合、その消費者製品の使用から廃棄過程への移動において使用製品の耐用期間に応じたストック（残存率）と廃棄量の変化を考慮することが重要となる。現状において、静脈プロセスは統計データを用いてある程度は推定可能である。一方で、個別の製品の静脈プロセスを量的に把握することは困難であり、その計算には常に仮定が置かれている。また、製品の廃棄・リサイクルは法令整備がなされていないのが現状である。技術上実現可能なリサイクルでも実際にはコストの面から導入が見送られている場合、逆に最新の技術を導入してリサイクルルートを確立している場合もあり、個々の現場でその状況は異なる。さらに建築用断熱材・繊維製品の全てにHBCDが含まれているかは不明であるため、本研究で対象とする「HBCDを含む製品」の廃棄・リサイクル工程が建設混合廃棄物やカーテンの廃棄・リサイクル工程と一致しているかどうかは不明である。そこで本研究では、主にHBCDを含む製品の静脈プロセスについて関連企業へのヒアリングから整理した。

HBCDのマテリアルフローに関するこれまでの調査結果から、我が国では、近年までHBCDは国内需要量の約80％が樹脂用途として押出法発泡ポリスチレン（XPS; Extruded Polystyrene）やビーズ法発泡ポリスチレン（EPS; Expanded Polystyrene）に、約20％が繊維用として、カーテンやカーシートに使われていた。従って、HBCDの静脈プロセスは、建材用断熱材、繊維製品の廃棄・リサイクル工程を把握することが重要となる。

## 【建材用断熱材の廃棄・リサイクルフローの整理】

建材用断熱材は、冷房・暖房のエネルギー効率を高めるために建物や冷巌倉庫等で使用されており、壁や屋内にいわば張り付いた状態となる。その種類は、グラスウールなどの繊維系のものと、発泡プラスチック系のものに大別され、HBCDは発泡プラスチック系に含まれている。建物解体で発生する建設廃棄物は、通常、石膏ボード、畳などは分別解体され再資源化が行われる。ただし、建設設備・内装材については木質系のものを除けば建設混合廃棄物として排出されることが多く、建材用断熱材のほとんどが建設混合廃棄物として排出されている（図3）。そのため、個別の製品の静脈プロセスを量的に把握することは困難となっている。現在、建設混合廃棄物に関する統計データは国土交通省 $ ^{7} $ 、環境省 $ ^{8} $ 等で公的にまとめられている。これによれば、年ごとに変動はあるものの最終処分の割合が最も多く、2005年度には72％を占めている（図4）。一方で排出量は1995年度の952トンから2005年度は293トンと減少傾向にあると報告されている $ ^{7} $ 。

建築用断熱材、およびカーテンを含む繊維製品の静脈プロセスを関連業界の情報収集をもとに調査した。本研究で調査した建設混合廃棄物の処理フローを示す（図5）。搬入された混合廃棄物は人の手により選別がおこなわれ、破砕工程を経て処理されている。そのため、想定されるHBCDの排出・曝露経路として選別や破砕工程が考えられた。処理方法は、焼却にともなうサーマルリサイクルか、埋立が該当し、その割合は処理量の90％がサーマルリサイクル、残り10％が埋立処理となった。また、焼却処理過程においては200トン/日の廃棄物に対し、焼却灰が約20%、飛灰処理物が5～10トン、排ガスとして60,000 m³であった。また、発電量1400～1500 kWhが回収電力とし
て使用されていた。浅利、酒井 $ ^{9} $ はごみ固形燃料（RDF）を用いて、HBCDの熱操作過程における分解挙動を報告している。それによれば、主灰2.021 gに対してHBCDが0 μg、飛灰144.6 gに対してHBCD 12 μgがそれぞれ検出されている。従って、本研究で調査したフローにおいては混合廃棄物200 t/日に対して、HBCDは1日当たり、焼却灰から0 g、飛灰から0.41～0.83 g発生する計算となる。今後、混合廃棄物の組成データ（建築用断熱材の量）を考慮することでHBCDの廃棄量は推定可能である。

図3 建設用断熱材の処理の流れ

図4 建設混合廃棄物の処理状況 $ ^{8)} $
図5 建設混合廃棄物の静脈フロー（上図：中間処理、下図：焼却処理）

## 【住宅用力ーテンの廃棄・リサイクルフローの整理】

繊維製品の廃棄・リサイクルに関する統計データは経済産業省 $ ^{10} $ 、中小企業基盤整備機構 $ ^{11} $ によってまとめられている。カーテンのライフサイクルを基に推定された値によれば、2009年では国内供給量（輸入量－輸出量＋国内製造量）は38.26 ktと推定されている。またカーテンの廃棄量（事業所からの回収量＋家庭からの回収量＋中古製品としての市場の投入量＋一般廃棄物量）29.57 ktに対し、14.20%の4.20 ktがリサイクル、リユース、リペアされていると報告されている $ ^{11} $ 。ただし、カーテン全体に対する難燃カーテンの占める割合は不明である。また、図6の推定量は、カーテンの量的フローを個別に把握したのではなく、家庭ゴミに含まれる繊維量等のデータを仮定して推計していることに留意が必要である。そこで、カーテン、カーテートを含む繊維製品の静脈プロセスを関連業界の情報収集をもとに調査した。
図6 カーテンのライフサイクルフロー $ ^{4)} $

故繊維製品のマテリアルリサイクルフロー例を示す（図7）。自治体（家庭）から収集した製品を選別し、使用できるものはカーテンやベッドカバーとして、その他は海外で再加工して、軍手、つめ綿として再利用されていた。一方で業務用は産業廃棄物として焼却されていた。従って、HBCDを含むカーテンがリサイクルされた場合は上記の製品中に混在している可能性が想定される。本調査では、家庭から収集した故繊維1,000トン/月に対し、カーテンの割合は1%以下と推定された。従って、年間約120トンのカーテンがマテリアルリサイクルされている。ただし、カーテンのリサイクル候補製品中に含まれるHBCDの報告はないのが現状である。
図7 繊維製品のリサイクルフローの例

次に、本研究で調査したカーテンのマテリアルリサイクルのフローを示す（図8）。カーテンの廃棄ではカーテンだけでなく、カーテン裁縫工場より、裁縫時に端材が排出する。例として、カーテン生地4,000 m²（窓枠寸法90 cm、カーテン900枚分）/日を裁縫する工場ではその端材量は、60 kg/日と推定されている。搬入されたカーテンは人の手により選別がおこなわれ、ポリエステル繊維100%のみが使用される。処理能力は300 kg/日であるので、古カーテンは240 kg/日となる。裁断されたカーテンは熱溶融押出機内部にて溶融されるが、その過程で臭素が同時に除去されている。その後、ストランド状のカーテンが水冷されペレット化され再生樹脂として使用される。最終的に再生樹脂はバージンペレット等とともにカーテンアジャスターフックとして成形されていた。本調査では、カーテンフックの原材料として30%が端切れ、残りの70%がバージンペット（30%）と購入再生ペット材（40%）で構成されていた。また、フックの生産台数は10万本/日であった。

図8 カーテンのマテリアルリサイクルフローの例
このマテリアルリサイクルフローでは、熱溶融時に十分にHBCDが除去されているとの情報を得た。そこでカーテンフック中の臭素濃度を、蛍光X線（KDI社）を用いて測定した（図9）。結果、臭素10.7 ppm（n=3）が検出された。また高速液体クロマトグラフィータンデム質量分析計（LC-MS/MS）を用いてHBCDを分析した結果、HBCDと同定可能なピークが検出された（図10）。過去の報告ではビデオケース等の再生プラスチックからもHBCDや他の臭素系難燃剤が有意な値で検出されている。これらの結果はHBCDがリサイクル中に完全には除去を受けず、一部が再生製品中に残存し、市場に戻ってくる可能性があることを示唆している。

図9 蛍光X線によるカーテンフック中の臭素のクロマトグラム
図10 カーテンフック中のHBCDクロマトグラム（LC-MS/MS）

## 【カーシートの廃棄・リサイクルフローの整理】

一般的にHBCDを含有するカーシート等はASR（Automobile Shredder Residue）として廃棄時に発生するゴミとして処理されている。ASRは使用済み自動車からエアバック類やフロン類、ドアなどの部品をはずし、破砕して有用金属を回収した後に残るものである。このような処理は我が国では2005年に自動車リサイクル法が施行され、自動車メーカーが取引・再資源化することが義務づけられてから一般化した。例えば2010年では使用済み自動車台数として360万台が報告されている。現状、ASRの構成（重量%）としては樹脂（33%）、発泡ウレタン（16%）に次いで繊維（15%）となっている。本調査では、ASR再資源化指定取引場所一覧に記載されている工場のひとつを実際に見学しその情報をまとめた。本研究で調査したカーシートの処理フローを示す（図11）。ASRは現在では、自動車リサイクル法の影響で精度よく分別されておりそのほとんどが焼却処理され、サーマルリサイクルに回っている。一部、使用済車の状態が良いものは海外輸出という形でマテリアルリサイクルされていたがその量を把握することはできなかった。
図11 自動車シュレッダーダストの廃棄・リサイクルフローの例

このように、マテリアルフローに必要なデータが整備されていないため仮定に基づいて推計する必要があるのが現状である。また収集できたとしても統計データと情報収集したデータの間に乖離が生じる場合があり、このことは両者により個別に排出量推計を行う際には、量や寄与率に差異が生じ、異なるリスク評価結果が生じ得ることを示唆している。今後、ライフサイクルリスク評価に必要な情報の抽出や不足情報の補完に加え、現在整備されている情報についてもデータの信頼性・算出根拠について妥当性を検証していくことが望まれる。

## b．物質代替シナリオを導入する際の動的マテリアルフロー解析手法

マテリアルフロー解析手法は、排出係数の整備により、近年いくつかの物質で解析が進みつつあるが、その数はまだ少ない。また物質代替を考慮した時には、解析に必要な情報データの欠如や整備不足などに直面し、現状課題も多い。以下に物質代替を考慮した際のマテリアルフロー作成の課題をまとめた。

## i．代替物質の選定における課題

## ・代替物質情報の欠如

対象物質の代替物質/プロセスの候補は産業界側で開発途中であることが多いため、利用できる公開データがほとんどないこと。

開発途中の製品については秘匿情報が含まれることから産業界側の意見を留意する必要があること。

## ii．前提条件の設定における課題

## ・データ収集における作業の煩雑さ

我が国において、化学物質のライフサイクルを通じたフローの構築に必要な情報をまとめたデータベースや収集方法は存在していない。従って化学物質のライフサイクルに関する情報は作成者自らが利用データを集め、作成する必要があり、この作業に労力が必要とされる。また、海外の文献や報告書等から一定の情報が手に入る場合もあるが、我が国の実情とかけ離れたケースを
想定している場合もあるため、関連業界へのヒアリングにより精査する必要もある。

## ・マテリアルフロー作成に必要なデータの欠如

化学物質の用途によっては記載されていない他の用途もある。特に汎用性が高く用途が多岐にわたり且つその使用量が微量な場合、化学物質の用途情報は代表的なもののみ記載されていることがあることを念頭において評価する必要がある。また新規代替候補物質が導入される際、その代替率や需要量の経年変化などが不確定であるため、仮定をおく必要が生じる。

## iii．排出量推計における課題（排出係数の設定）

## ・排出係数ベースで評価する際の排出量の違い

現在、利用できる排出係数としては、（1）我が国で整備された物質固有の排出係数、（2）諸外国（例えば、EU Risk Assessment Report）に記載された物質固有の排出係数がある。しかし両排出係数ともに、一部の化学物質について排出係数が記載されているので、新規の代替化合物等については適用できない場合が多い。他方、物質固有ではないが、より汎用性の高い係数として（3）OECDのESD（Emission Scenario Document）の排出係数、（4）（独)製品評価技術基盤機構で整備されたNITE排出係数一覧表等がある。用途や化合物群ごとに類型化され排出係数が整備されているため、代替物質など新規の化合物についても適用可能である。しかし、物質に特化した排出係数でないため、その精度に検討の余地を残している。

実際に、HBCDを事例として複数の排出係数を用いた際の排出量の比較結果について検討した。HBCDの大気・水環境中へ排出される量を推定するために、我が国で整備されたHBCDの排出係数、EU Risk Assessment Reportに記載されたHBCDの排出係数、OECDのESDの3つのケースを考えて各ケースについて排出量を算出した。水域への排出量の寄与率と排出量の比較結果を図12に示す。推定された排出量はEU Risk Assessment Reportの排出係数を用いた場合、我が国で整備されたHBCDの排出係数を用いた場合と比べて、大気と水域の合計では20%過小評価となり、主な排出先の媒体も大きく異なる。またライフサイクル全体に対する排出量の寄与率を見ると、我が国で整備されたHBCDの排出係数を用いた場合では繊維用途への工業使用が最も多いのに対し、EU Risk Assessment Reportを用いた場合では繊維製品の消費者使用からの寄与が相対的に多くなった。このことは我が国の排出量・排出経路は欧米と比べ必ずしも同一ではないため、諸外国の排出係数を用いて排出量推計を行う際には量や寄与率に差異が生じ、異なるリスク評価結果が生じ得ることを示唆している。今後、ライフサイクルリスク評価に必要な情報の抽出や不足情報の補完に加え、現在整備されている情報についてもデータの信頼性・算出根拠について妥当性を検証していくことが望まれ、今後の課題である。
図12 大気と水域へのHBCD排出量とその寄与率
## 2 ）簡易実験などによる排出情報の収集と整備

## a．HBCD含有発泡ポリスチレンからの生成ガス分析

発泡ポリスチレンのフィジカルリスク・シナリオ（火災など）として、1）貯蔵時、やや高温（〜100℃）で発生する「可燃性ガス」によるもの、2）事故時、より高温で排出される「有害性ガス」によるものが考えられる。

図13に、発泡ポリスチレンに使われる化学品／成形品のライフステージを示す。主として「貯蔵・輸送」、「使用」および「廃棄」ステージでは、何らかの原因により発生した火災の初期に、不完全燃焼（～400℃）のため、有害性ガス（CO）が多量に発生する段階が想定される。一方、100℃付近のやや高温の状態でも、発泡剤に使われている可燃性ガスの放出が考えられ、閉空間では換気が不十分であれば火災の発生する可能性がある。

そこで、入手した2種類の製法の自消性発泡ポリスチレン（XPS、EPS）などから放出される「可燃性ガス」と熱分解により生成する「有害性ガス」の発生量について、「迅速熱解析装置(FTAI)」と「熱分解装置・ガスクロマトグラフィー」を用いて簡易実験を行った。

米国標準局（NIST）の建築研究所では、プラスチック火災時の混合ガスによる実験動物への影響を、50%致死濃度の加算性を考慮して詳細に検討している $ ^{12} $ 。発泡ポリスチレンには多数の化学物質が含有されており、化学種や混合比、分解過程などの違いにより生成ガスは違ってくるので、本報告では、有害性ガスとして最も影響の大きいCOガス濃度に注目して検討を行った。

図13 化学品／成形品のライフステージと生成ガス

i．貯蔵時、HBCD含有発泡ポリスチレンからの可燃性ガス

自消性発泡ポリスチレンは断熱材・建材として利用され、いずれも発泡剤を用いて発泡させているが、フロンガス代替としてブタンなどの可燃性ガスが使用されており、切断直後や大量に貯蔵するとき、換気に注意が必要であることが指摘されている。