Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
性が実証できたものの，その大きさは技術革新で対抗できる程度にとどまった。したがって，ルータに関しては第1ステップで止まり，反競争的行為の規制を十分に行えばよいということである。なお，繰り返し述べるように本報告書での実証は，上に述べた基本アプローチのテストという性格のものであり，最終的な結果を得るためには更に検討を重ねる必要がある。本書の主要な主張は，このような3ステップで競争政策を進めていくことの有効性である。

最後に全体を振り返り，本報告書で述べたアプローチについて，簡単に整理することとする。この報告書で述べたアプローチは，反競争的行為を取り締まるのではなく，独占の存在そのものを問題視し，構造的な措置まで提案しているので，競争を回復させるための対応としてはやや強行という印象を受けるかもしれない。このアプローチでは企業が反競争的行為を全くしていなくても，経済厚生を改善するために経済活動に介入しようとする。措置を講じて経済厚生が改善するかどうかは法律問題というよりは経済問題である。したがって，本報告書では計量分析を用い，アンケート調査や技術者へのヒアリングなどの方法を採ることとしたものであり，このようなアプローチには法的な厳格性が欠けている点は否めない。法的な立場からは違和感を覚える人がいても不思議ではない。

しかし，それは問題の性質上やむを得ないことであり，法的な立場からのアプローチとは別途，このようなアプローチが必要であると考えられる。それは，第1章，2-(3)で述べたように，市場に独占に向かう圧力が内在しており，かつ活発な技術革新が生じているからである。

ネットワーク外部性があれば，市場に独占に向かう圧力がある。これは巨大な規模の経済が働く電気・ガス・水道のケースと論理的には同じであり，単純に考えれば，独占が均衡となる。そこで電気・ガス・水道などでは独占禁止法は適用せず，公益事業として事業ごとに事業法を作って対処した。これに倣えば，ネットワーク外部性があるときも自然独占とみなして，「OS法」とでも呼ぶべき事業法を作って対処するという案が出ても不思議ではない。

しかし，そのような対処の仕方を提案する人はいない。その理由は，いうまでもなく，情報通信産業では，技術革新が活発に行われているからである。 $ ^{67} $ 公益事業化することは技術革新を阻害するし，また技術革新が十分激しければ，
ネットワーク外部性による独占も崩れ得る。これに比べると，電気・ガス・水道などでは技術革新の余地が乏しいので，技術革新の要因を気にする必要がない。公益事業論で不要な職員を抱え込んでコスト削減が進まないという議論は盛んでも，技術革新の促進が余り議論にならないのは，その必要がなかったからであろう。しかし，本報告書で問題とするケースは，技術革新が経済活動の中心であり，この要因を避けて通れない。ネットワーク外部性による独占化の力と，技術革新の力が綱引きをしており，どちらが優勢であるかを見極める必要が出てくる。

本報告書においては，どちらが優勢かを判断するに当って計量経済学的アプローチをとり，反競争的行為がなくても，独占自体が経済厚生上からみて望ましいか否かという判断を行っているが，本報告書で問題としているようなケースについては，このような経済学的議論は不可欠であると考えられる。

なお，法律上の議論としても，同様の方向性を示すことは必ずしも不可能なことではないと思われる。現行の独占禁止法でも，「独占的状態に対する措置」（第8条の4）により，反競争的行為がなくても，独占的な状態をとらえて措置を発動することは可能である。また，インターフェースをオープンとしないこと自体を不作為という行為としてとらえ，独占禁止法上の「私的独占」（第3条）違反ととらえる可能性もあり得る。今後，これらの点について，法律上の議論が行われ，本報告書で提起した問題に対して，現行法上対応可能な部分と現行法では対応できない部分について整理され，現行法で十分対応できない場合には，制度的な対応について検討する必要があると考えられる。

ネットワーク外部性という新しい現実に直面している今日，この問題に積極的に対処することが求められている。そのための条件は何かを考察し，それを3ステップアプローチとしてまとめたのが本報告書である。

なお，振り返るとやり残した問題は多い。最後にいくつかの留意点について述べておく。第一に，ネットワーク外部性の大きさの測定方法として，本報告書ではヘドニックプライスモデルを使っているが，この方法は改善の余地がある。需要供給を入れて同時方程式化する方法，ミクロの消費者行動モデルから組み立てる方法など最近は工夫が進んでおり，その成果を取り入れてさらに精緻化する必要があるだろう。

第二に，最大の問題であったOSは，データ不足のために分析することができなかった。OSはパソコンに組み込まれて売られており，OSだけ単独の市場価格が存在しない。すなわちユーザーによるOSへの評価がわからないのでヘドニックプライスモデルが適用できない。さらに，OSでのネットワーク外部性の源泉は，そのOSの上で動くアプリケーションソフトウェアの数であるが，このソフト数を知るのが難しい。たとえば，マッキントッシュとウィンド
ウズの上で動くアプリケーションソフトの数を数える方法は知られていない。そこで，何らかの代理変数を工夫せざるをえない。今回，我々は雑誌広告に載っているソフトウェアがそのOSの上で動くかを数えて数を出す方法をとった。その分析結果は今回の報告書には間に合わなかったが，将来取り組む予定である。

第三に，本報告書ではスイッチングコストの問題は扱われていない。すでにルータやワープロのところで多少話題にしたが，スイッチングコストは重要なテーマの一つである。スイッチングコストは独占化が進ませる要因ではないが，いったん確立したシェアを維持する要因にはなりうる。スイッチングコストだけを取り出して測定する方法も工夫する必要があるだろう。
## <参考文献>

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Schmalensee, Richard (2000), “Antitrust Issues in Schumpeterian Industries,” American Economic Review, 90(2), pp. 192-196.
## ルータ・パソコンOS等に関する調査票

☐ 以下について記入してください。

会社名
当委員会からの問い合わせ先	所属・役職
フリガナ氏名
電話番号
FAX番号
E-mail

## <ルータ編>

## ※ 記入に当たっての御注意

## （１）ルータの定義について

以下の質問において「ルータ」とは，いわゆる「レイヤ2スイッチ」，「レイヤ3スイッチ」又は「スイッチングルータ」と呼ばれている機器は含まないものとします。

## (2) お答えいただくルータの範囲について

以下の質問にお答えいただくルータの範囲につきましては，基本的には回答者の所属する施設に設置してあるルータとさせていただきます。支店・支部等において設置しているルータに関しては，分かる範囲でお答えいただければ結構です。

問　御社において，現在使用しているものも含め，これまで，インターネットサービスプロバイダー（以下「ＩＳＰ」といいます。）に接続しているルータとして，どのルータを使用してきましたか。次頁の表に従い，記入してください。また，ルータをレンタルしている場合は，保守，点検の料金を差し引いた年次の契約金額を記入してください。なお，購入価格又はレンタル料金は，およその数字で構いません。

また，そのメーカーを選んだ理由については，次頁の一覧の中から選択してください。

[図]
回答欄

購入年月又はレンタル開始年月	メーカー名	機種名	購入・レンタルの別(「○」を付けてください。)	購入価格又は1年間のレンタル料金(万円)	そのメーカーを選んだ理由	台数	契約ISP名

そのメーカーを選んだ理由
ア 外部の接続相手がそのメーカーのルータを使用している場合が多く，同じルータを使用した方が互換性がよいから。
自社内における他のネットワーク機器との相性がよいから。
ウ 他社製品と比較し，ルータ単体としての機能が優れていたから。
エ 他社製品と比べて価格が安かったから。
オ そのメーカーのサポートがよいから。
キ そのメーカーはユーザー数が多く，他ユーザーから技術情報が入手できるから。
ク 既にそのメーカーのルータを使用しており，利用ノウハウを蓄積していたから。
ケ I S Pの推奨に従ったから。
コ その他（恐れ入りますが，上表の理由の欄に御記入ください。）
<パソコンOS・ワープロソフト・表計算ソフト編>
※ 記入に当たっての御注意
以下はパソコンのユーザーとしてお答えください。

問 1 これまで業務又は個人で使用したことのあるデスクトップ又はノート型パソコン（以下「パソコン」といいます。）OSに「○」を付けてください（複数回答可）。

ア Windows

イ MacOS

ウ Unix

エ その他（

）

問２ パソコンOSの機能向上の度合についてお伺いします。

マイクロソフト社は，パソコンのOSをMS-DOSからWindows（以下「Win」といいます。）XPまでの間，何回もバージョンアップを行ってきましたが，そのバージョンアップに伴い，ユーザーとしての立場からどの程度OSの機能が向上したとお感じになりますか。下記の（）内にそのバージョンアップによって何％機能が向上したか御記入ください。個人的な評価で構いません。ただし，技術者の視点ではなく，一般ユーザーからみて価値のある機能向上がどれだけあったかについてお書きください。

なお，使用したことがない等の理由により評価できないバージョンについては，二重線等により削除してください。

（記載例）MS - DOS, Win3.1 及びWinMeの3バージョンを使用したことがある場合（WinMeの評価はWin3.1との比較となります。）

MS-	Win	Win	Win	Win	Win	Win
DOS	3.1	9.5	9.8	Me	XP
評価	(20%)	(%)	(%)	(30%)	(%)

（1）記入欄

MS -	Win	Win	Win	Win	Win	Win	Win	DOS	3 . 1	9 5	9 8	Me	XP
評価	( % )	( % )	( % )	( % )	( % )	( % )	( % )	( % )

（２）評価していただいた部分についてコメントがございましたら，記入してください。
## (2) 表計算ソフト

ア Excel

(参考) OS	Win 3.1 時代	Win 95 時代	Win 98 時代	Win Me 時代	Win XP 時代
バージョン	Excel 5.0	Excel 95	Excel 97	Excel 2000	Excel 2002
評価	( % ) ( % ) ( % ) ( % ) ( % )

イ Lotus1-2-3

(参考) OS	Win 3.1 時代	Win 9.5 時代	Win 9.8 時代	Win Me 時代	Win XP 時代
バージョン	1-2-3 R1.0 J	1-2-3 R4.0 J	1-2-3 R5.0 J	1-2-3 9.7	1-2-3 9.8	1-2-3 2.00 0	1-2-3 2.00 1
評価	( )	( )	( )	( )	( )	( )	( )	( )	( )	( )	( )

ウ 評価していただいた部分についてコメントがございましたら，記入してください。
課題名 5B－1104 農薬取締法における水質汚濁に係る農薬の登録保留基準見直しのための根拠データの取得

課題代表者名 高梨 啓和 （鹿児島大学大学院理工学研究科化学生命·化学工学専攻環境化学研究室准教授）

研究实施期间 平成23～25年度

累計予算額 158,146 千円（うち 25 年度 51,928 千円）

予算額は、間接経費を含む。

本研究のキーワード 農薬、環境変化体、塩素処理副生物、変異原、変異原性物質生成能（MFP）、一斉分析、環境モニタリング、河川水、浄水処理、凝集沈殿処理、活性炭吸着処理、オゾン処理

## 研究体制

(1)農薬加水分解物の変異原性物質生成能(MFP)測定と生成する変異原の探索(鹿児島大学)

(2)農薬加水分解物の河川水中濃度モニタリング(横浜国立大学)

(3)農薬加水分解物の浄水処理性の評価(北海道大学)

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

農薬は、環境中で速やかに分解されて環境中から検出されないことが望ましいとされ、分解性が高い農薬が開発されてきた。しかし、ここでいう分解は一次分解であり、完全分解ではない場合がある。結果として、水環境中での加水分解物やフォトプロダクトなど（以下、農薬の環境変化体、Pesticide Transformation Products in Water environments, PTPWs）が残存する可能性がある。図1に示したように、PTPWsは浄水場で塩素処理を受けることになるが、農薬取締法において、PTPWsが浄水場で塩素処理されたときの副生成物の毒性は確認されていない。河川水等の水道原水から検出される農薬の濃度は最大でもppbオーダーと低いが、米国において、河川水中の農薬およ

図１農薬の環境変化体からの変異原性物質生成の可能性

びPTPWsの濃度を測定した例では、PTPWsの方が138倍高濃度と報告されている。

以前、44種類の農薬を対象として、それらの農薬の変異原性が塩素処理によりどのように変化するかを検討した。その結果、農薬の変異原性は陰性だが、それらを浄水場での塩素処理工程を模擬した条件で塩素処理すると、試験した農薬の88％は変異原性が高くなることを明らかにした。しかし、PTPWsについてはほとんど検討されていない。

### 2. 研究開発目的

本研究では、農薬やその環境変化体(Pesticide Transformation Products in Water environments, PTPWs)が前駆体となり、それが塩素処理されると変異原性物質を生成することを証明する。これにより、農薬取締法における水質汚濁に係る農薬の登録保留基準を改訂して、浄水場で塩素処理されても変異原性物質を生成しない農薬に限定して、農薬の登録を行うための初期根拠データを提示する。

サブテーマ1では、主要なPTPWsのMFPの測定を行うとともに、土壌燻蒸剤D-Dを例として、農薬由来の変異原性物質の同定を試みる。これらにより、多くのPTPWsが浄水場で塩素処理されることによって変異原性物質を生成する可能性を示すとともに、一部の物質を例にして、生成する変異原性物質の化学構造を明らかにすることを目指す。

サブテーマ2では、農薬およびPTPWsの一斉分析方法を確立するとともに、確立した方法を用いて、河川水中の実態調査（モニタリング）を実施する。これらにより、水道原水となる河川水中の農薬の濃度は低いが、PTPWsの濃度は比較的高い場合があることを示し、現在行われている親農薬のモニタリングに加えて、PTPWsについてもモニタリングを行うことの重要性を示す。
サブテーマ3では、親農薬およびPTPWsの浄水処理工程における除去性を検討し、PTPWsが浄水処理工程でどの程度除去可能なのか、高MFPのPTPWsで除去困難な物質が発見されるかなどを検討する。

以上により、浄水場で塩素処理されても変異原性物質を生成しない農薬に限定して農薬の登録を行うための初期根拠データを提示することを目指す。

### 3. 研究開発の方法

## (1) 農薬加水分解物の変異原性物質生成能(MFP)測定と生成する変異原の探索

独立行政法人科学技術振興機構（JST）が運営する文献情報データベースであるJ-Dream II、Elsevier社が運営するScienceDirect、Thomson Reuters社が運営するWeb of Science、代表的な書籍および農薬抄録または農薬抄録を用いて文献研究を行い、PTPWsのリストを作成した。作成したリストに基づき、変異原性および変異原性物質生成能（MFP）を測定した。実験は、2名の実験者で3回以上繰り返して実験を実施し、再現性を確認しながら実施した。

モデル農薬として土壌燻蒸剤D-Dの主要成分である $ (E)-1,3-\text{dichloropropene} $ (CASRN: 10061-02-6、DCP)を用い、塩素処理物中の変異原性物質の探索を行った。探索は、高分解能・高質量精度LC/MSを用いて行った。探索により発見された物質の同定には、LC/MS $ ^{n} $ とともに $ ^{1} $ H-NMRを用いて行った。発見・同定された強変異原性物質である1,3-DCAが実河川水中においても生成するかを確認した。

## (2) 農薬加水分解物の河川水中濃度モニタリング

まず、GC/MSおよびLC/MS/MSを用いた農薬およびPTPWsの一斉分析条件の検討を行った。先行調査としては、初年度にフェニトロチオン(MEP)とその分解物である3-メチル-4-ニトロフェノールの分析法を確立し、次いで、水道法、特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律（化管法）等において規制対象となる農薬を対象に継続的な文献調査を行って、親子関係の明らかな農薬およびPTPWsを探索・整理してリスト化するとともに、固相抽出濃縮から機器分析に至るまでの回収率や分析感度を精査して、対象物質の一斉分析に必要な分析条件のデータベース整備を行った。確立した一斉分析法を用いて、水道水源や一般環境測定点における河川水モニタリングを行い、親農薬とPTPWsの検出実態を調べた。

## (3) 農薬加水分解物の浄水処理性の評価

26種類のPTPWsとその親農薬15種類の合計41種の物質の浄水処理性を、室内実験にて調べた。対象とした浄水処理工程は、わが国の浄水処理場にて広く用いられる処理法である凝集沈澱砂ろ過処理と、高度浄水処理として用いられる、活性炭吸着処理とオゾン処理とした。まず、凝集沈澱処理による処理性を調べた。PTPWsと親農薬の計41物質をそれぞれ10μg/L程度を含む処理原水を豊平川河川水（藻岩浄水場原水）にて調整した。この人工原水を、1Lの角型ビーカーに入れ、ジャーテスタに設置した。凝集沈殿後にpHが7.0になるよう水酸化ナトリウムあるいは塩酸にて調整し、凝集剤（ポリ塩化アルミニウム）を、採水日の藻岩浄水場における凝集剤注入率の0.5,1,2倍になるように3段階で添加した（概ね、0.5,1.0,1.5mg-Al/L程度）。1minの急速攪拌と、10minの緩速攪拌を行い、その後60min静置した。静置後に上澄水をサンプリングし、孔径0.45μmのPTFE膜でろ過した。サンプル中の対象物質濃度は、LC/MSあるいはGC/MSにて測定した。次に、活性炭吸着処理性を調べるため、以下の手順にてバッチ式吸着実験を行った。まず、豊平川河川水にPTPWsと親農薬の計41物質をそれぞれ10μg/L程度となるように加え、塩酸にてpHを7.0になるように調整した。これを150rpmで攪拌しつつ、5mg/Lとなるように粉末活性炭を添加し、経時的にサンプリングした。採取したサンプルを孔径0.2μmのPTFE膜でろ過して活性炭粒子を除去し、ろ液中の対象物質の濃度をLC/MSあるいはGC/MSにて測定した。最後にオゾン処理性を調べるため、以下の手順にてバッチ式オゾン処理実験を行った。対象物質を、豊平川河川水にそれぞれ10μg/L程度となるように加え、塩酸にてpHを7.0になるように調整した。これをスターラーで攪拌しつつ、オゾン発生装置を用いて0.3mg-O_{3}/L·minにてオゾンを通気し（水中平均オゾン濃度1.2mg-O_{3}/L）、経時的にサンプリングを行った。亜硫酸ナトリウムにて残留オゾンを消去した後、対象物質の濃度をLC/MSあるいはGC/MSにて測定した。加えて、これらの浄水処理性情報と地理情報を組み合わせることにより、PTPWsの浄水処理性マップの作成を試みた。

### 4. 結果及び考察

## (1) 農薬加水分解物の変異原性物質生成能(MFP)測定と生成する変異原の探索

12,269報の論文タイトル、5,791報のアブストラクト、178報の論文、179報の農薬抄録・農薬評価書および2冊の書籍に基づき、159農薬の683種類のPTPWsをリスト化して公表した。以上の文献研究は、サブテーマ2および3と共同で実施した。作成したリストに基づき、目標を大幅に上回る23種類の農薬、63種類のPTPWsについて、塩素処理された際の変異原性である変異原性物質生成能(Mutagen Formation Potential: MFP)などを測定した。
113 runの塩素要求量試験、384 runの塩素処理実験、44 runのAmes変異原性試験を行い、562サンプルの832,953個の復帰コロニーを計数して解析したところ、63種類のPTPWsのうち61種類が変異原性陰性であり、そのうち35種類がMFP陽性であることなどが明らかになった。このことから、PTPWsの中には、塩素処理されると変異原性物質を生成する物質があることが明らかになった。

さらに、2011農薬年度における生産・出荷量が最大であった土壌燻蒸剤D-Dの有効成分の1つである $ (E) $ -1,3-dichloropropeneを塩素処理した際に生成する変異原性物質を探索した。その結果、160,000 net revertant/μmolの比活性を有する変異原性物質を発見・同定した。実河川水中でD-Dを塩素処理した際に当該変異原性物質が生成することを確認し、目標を達成した。発見・同定された変異原性物質の比活性は、変異原性試験の陽性対照物質として用いられる4-nitroquinoline 1-oxideの比活性の約1/10と強変異原であった。

以上のように、多くの農薬・PTPWsの変異原性は陰性だがMFPは陽性であることを明らかにし、農薬を塩素処理した際に生成する変異原性物質を同定した。

## (2) 農薬加水分解物の河川水中濃度モニタリング

研究期間を通じて対象物質の拡充を図り、最終的に親農薬37物質とそのPTPWsの63物質について、河川水試料に共通の固相抽出と窒素バージ濃縮を施した後にGC/MSあるいはLC/MS/MSで一斉分析を行うための分析法データベースを構築した。この方法を用いて、目標を大幅に上回る42地点311試料について、水道水源の広域モニタリング調査、農耕地近傍の農耕期前後での集中モニタリング調査、および一般環境測定点での調査を実施した結果、親農薬の消失に伴い環境変化体が出現する様子が明らかになった。また、図2に示すように、農耕地および水道水源や一般環境測定点においても、親農薬に比べPTPWsが高濃度に検出されるケースがかなりの割合で観測された。これらの結果より、環境中に排出された農薬には、光分解や加水分解あるいは生分解によってPTPWsに変化し、河川水中に一定期間残留するものがあり、むしろ、親農薬に比べてPTPWsの方が高頻度・高濃度に検出される実態が明らかになったことから、新たな環境汚染物質としてのPTPWsの重要性を裏付けるデータが示された。

図2 河川水中における親農薬とその環境変化体の濃度比の調査結果

## (3) 農薬加水分解物の浄水処理性の評価

凝集沈澱処理では、農薬原体であるetophenproxが6～8割程度除去された以外は、調べたいずれのPTPWsも農薬原体もほぼ全量が残存した。すなわち、凝集一沈殿一急速砂ろ過からなる通常の浄水処理では、一部の農薬原体は除去できる可能性はあるものの、対象としたいずれのPTPWsも除去できないと判断された。etophenproxはlog Kowが7程度と極めて疎水的であることが凝集沈澱処理での除去につながったと判断された。農薬原体に比べ、PTPWsはlog Kowが小さくなる傾向（すなわちより親水的）にあったため、環境中での分解により、農薬はより凝集沈澱処理で除去しにくい方向へと進むと想像された。活性炭吸着処理では、調べた多くの物質が除去可能であったが、いくつかの物質（dimethyl phosphate, trimethyl phosphate, D-(−)-tartaric diethyl ester）は全く除去されなかった。活性炭吸着処理での除去率とlog Kowの間には相関が見られ、log Kowの値が
大きい物質ほど(すなわち疎水性の高い物質ほど)、処理後の残存率が低い傾向が観察された。前述のとおり、農薬原体に比べ、PTPWsはlog Kowが小さくなる傾向にあるため、環境中での分解により、農薬はより活性炭吸着処理でも除去しにくい方向へと進むと想像された。オゾン処理では、対象とした物質のほとんどがオゾンとの反応に伴いその残存率が低下したが、殺菌剤TPNとその分解物である1,3-dicyanobenzeneは、20 minのオゾン処理により残存率が低下しなかった。オゾンによる分解と各物質のHOMOのエネルギー準位との間には相関が見られ、HOMOのエネルギー準位が高いほど、オゾンにより分解されやすい傾向にあることが分かった。また、PTPWsは親農薬よりHOMOのエネルギー準位が低くなる傾向にあり、それに伴いオゾン処理での除去率が小さくなる(＝残存率が大きくなる)傾向にあることが示された。以上のように、PTPWsの浄水処理性を示したが、凝集沈澱処理と活性炭吸着処理では、対象物質が物理的に「除去」されるため、これらの処理法における「残存率の低下」は、そのまま「塩素処理後に発現する変異原性の低減」を意味することになる。これに対し、オゾン処理は質変換を伴う「分解」処理であるため、単純に「変異原性の低減」につながるわけではないことに注意が必要である。したがって、オゾン処理による生成物の変異原性物質生成能を詳細に調べる必要がある。殺虫剤fenitrothionの分解物である3M4NPのオゾン処理後の変異原性物質生成能を調べたところ、塩素処理後に3M4NPは高い変異原性を示すが、塩素処理前にオゾン処理を行うことにより、塩素処理後の変異原性を低減することが可能であることが示された。また、これらの情報を地理情報と統合することにより、3M4NPの浄水処理性マップを作成し、3M4NPが生成されても浄水処理で除去可能である流域を札幌市にて特定した。最後に、サブテーマ1にて調べられた変異原性物質生成能と、本サブテーマにて調べた浄水処理性を比較すると、変異原性物質生成能の高いいずれの物質も、凝集沈澱では除去されないが、活性炭吸着処理では除去可能であることが分かった。また、活性炭吸着処理で除去率の低いいずれの物質も、変異原性物質生成能が小さいことが分かった。すなわち、本研究で対象としたPTPWsには(あるいは農薬原体にも)、「変異原性物質生成能が高いにも関わらず浄水処理で除去できない物質」は含まれていないことが示された。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

農薬をはじめとする化学物質の環境リスク評価を行う際に、その変化体までを含めたリスクを対象にすることは、環境リスク評価の研究分野において最もホットな話題のひとつであり、基本的な評価の考え方やツールの開発が検討課題に挙がっている。その中でも、人や環境生物への環境暴露量を評価する際に最も重要となるのが環境モニタリングデータであるが、変化体の生成（どのような物質をモニタリング対象とすべきか）・環境挙動・浄水処理性に関する学術的情報は極めて少ないのが現状である。また、そもそも膨大な数に及ぶ化学物質の暴露がないことの環境モニタリングデータを継続的に入手し監視していく必要があるため、効率的な同時一斉分析手法が不可欠な技術になる。

そのような科学的・社会的ニーズに基づき、サブテーマ1では、農薬からどのような変化体が生成し得るのかを検討した。同時に、未同定の変化体が多く存在する可能性を指摘した。また、農薬や環境変化体が浄水処理場で塩素処理を受けた際に、毒性の一種である変異原性を発現し得ることを示し、そのような物質が水道水中に存在するか否かを調査すること、その物質の発がん性を評価することの必要性を示した。同時に、親農薬より変化体の方が変異原性物質生成能(Mutagen Formation Potential: MFP)の比活性が高い物質が存在することを示した。一般的に、農薬は環境水中で速やかに分解して毒性が低減すると考えられているが、エンドポイントをMFPにした場合、毒性が上昇する物質が存在することが示された。さらに、モデル農薬として検討したD-D((E)-1,3-dichloropropene)の塩素処理サンプルから強変異原性物質である1,3-dichloroacetoneが生成すること見いだした。

サブテーマ2では、水試料に共通の前処理法を用いるGC/MSおよびLC/MS/MS一斉分析手法を構築し、多岐に亘る親農薬とその環境変化体の同時分析を可能にした。また、この技術を用いて、水道水源近傍や農耕地近傍および一般環境測定点における実態調査を実施して、親農薬の消失に伴うその環境変化体の検出挙動を明らかにし、親農薬に比べその環境変化体が高頻度・高濃度に検出される実態を示した。これらの成果は、環境中へ排出された後に光分解や加水分解、生分解などを受け、変化体となって環境中に残留している化学物質が決して少なくない事実を明らかにしており、環境リスクの評価と制御に関する研究領域においてさらなる学術的興味を呼び起こすものである。

サブテーマ3では、広く用いられる凝集ー沈澱ー砂ろ過処理のみならず、活性炭吸着処理、オゾン処理などの高度処理を含めて、環境変化体の広範な処理性の評価を行った。また、それらの情報を基に変異原Xの浄水処理性マップを作成した。対象とした環境変化体は塩素処理後に変異原性が発現すると報告されており、浄水処理工程での処理性について詳しく調べることは極めて重要である。また、一部の環境変化体については、水道水質基準の中での監視が求められていることからも、環境変化体の処理性の把握についての社会的ニーズは大きい。農薬原体の浄水処理性については国内外を問わず数多くの報告があるが、環境変化体の処理性を調べた
報告はこれまでにほとんど存在しない。したがって、本研究に環境変化体の浄水処理性を広範に明らかとしたことには、高い学術的意義があると考えられる。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

横浜市環境創造局においては、本報で明らかにした一斉分析法を市内各所の河川水の濃度スクリーニング手法の一つと位置づけ、特定化学物質の環境中への排出量の把握等および管理の改善の促進に関する法律（化管法）の対象物質や化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律（化審法）の旧第三種監視化学物質（水生生物に毒性を有する物質）に適用し、市内全域のきめ細かな濃度スクリーニングに活用している。また、事業者における自主的取組への支援対策として事業所排水の濃度スクリーニングへの適用を仲介している。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

農薬取締法第3条第1項において、農薬の使用による水質汚濁が原因となり、人畜に被害が生ずるおそれがあるときは、環境大臣は当該農薬の登録を保留することとなっている。同法では、環境経由の農薬の悪影響を律しているため、本研究の成果が検討されることが期待される。

また、化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律（化審法）の優先評価化学物質や、特定化学物質の環境中への排出量の把握等および管理の改善の促進に関する法律（化管法）の特定化学物質については、法の定めあるいは自主的取組による環境リスク評価の実施が求められている。この中で、環境中での分解を含めたリスク評価や多数の物質のモニタリング手法およびモニタリングデータの整備が不可欠となっており、一斉分析に着目した本研究の成果が検討されることが期待される。サブテーマ2を担当する亀屋隆志が経済産業省の化学物質審議会安全対策部会の委員、環境省の化審法審査支援検討会などの委員として、同法における環境リスク評価手法の検討に参画し、施策立案に貢献している。

さらに、今後の水道水質基準の改定に際し、環境変化体の安全性評価が行われる可能性があり、その際には浄水処理性が重要な検討事項になる可能性がある。本研究により環境水中から検出された農薬変化体に変異原性物質生成能が認められ、さらに浄水場で除去困難な物質が存在した場合、その塩素処理副生物のADIを求める必要が示されることになる。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## ＜查読付き論文＞

1) H. TAKANASHI, K. ABIRU, H. TANAKA, M. KISHIDA, T. NAKAJIMA, A. OHKI, T. KONDO, T. KAMEYA and T. MATSUSHITA: J. Wat. and Environ. Technol., 10(4), 437-447 (2012)

“Production of Chloro-5-Hydroxy-2-Nitrobenzoic Acid through Chlorination of 3-Methyl-4-Nitrophenol, a Typical Hydrolysate of Fenitrothion”

2) T. KAMEYA, M. SAITO, T. KONDO, W. TORIUMI, K. FUJIE, T. MATSUSHITA and H. TAKANASHI: J. Wat. and Environ. Technol., 10(4), p. 427-436 (2012)

“Detection of Fenitrothion and its Degradate 3-methyl-4-nitrophenol in Water Environment”

3) T. KONDO, M. SAITO, T. KAMEYA, K. FUJIE, T. MATSUSHITA and H. TAKANASHI: J. Wat. and Environ. Technol., 10(4), p. 409-417 (2012)

"Simultaneous Analytical Method for both Pesticides and Their Transformation Products in Water Environment Using GC-MS and LC-MS/MS"

4) H. TAKANASHI, M. KISHIDA, K. ABIRU, T. KONDO, T. KAMEYA, T. MATSUSHITA, T. NAKAJIMA and A. OHKI: J. Wat. Supply: Res. and Technol. - Aqua, 62(1), 14-22 (2013)

“A screening Study on the Mutagen Formation Potential of 44 Pesticides”

5) 高梨啓和、浜崎賢太、加藤雄介、中島常憲、大木章、近藤貴志、亀屋隆志、松下拓：水環境学会誌、36(2), 29-38 (2013)

「水環境中で生成する農薬変化体の文献研究」

6) H. TAKANASHI, T. HAMA, T. NAKAJIMA, A. OHKI, T. KONDO, T. KAMEYA and T. MATSUSHITA: J. Water and Environment Technology, 12(1) (2014)

"A screening study of mutagen formation potential (MFP) of pesticide transformation products in water environments (PTPWs) to investigate the MFP changes from their parent pesticides through transformations"

7) T. KONDO, S. MIHO, M. SAITO, T. KAMEYA, K. Fujie, T. MATSUSHITA, H. TAKANASHI: J. Water
and Environment Technology (in press)

“Addressing matrix effects in pesticides and their transformation product analysis using LC-positive-electrospray-MS/MS”

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1) H. TAKANASHI, T. HAMA, T. NAKAJIMA, A. OHKI, T. KONDO, T. KAMEYA and T. MATSUSHITA: Proc. the Water and Environment Technology Conference 2013 (2013)

“A screening study of mutagen formation potential (MFP) of pesticide transformation products in water environments (PTPWs) to investigate the MFP changes from their parent pesticides through transformations”

2) T. KONDO, S. MIHO, T. KAMEYA, K. FUJIE, T. MATSUSHITA, H. TAKANASHI: Proc. the Water and Environment Technology Conference 2013 (2013)

“Addressing matrix effects in analysis for pesticides and their transformation products using a LC-positive-electrospray-MS/MS”

3) H. TAKANASHI, M. Hama, M. Nishiyama, K. Abiru, M. Kishida, T. Nakajima, A. Ohki, T. Ueda, T. Kondo, T. Kameya and T. Matsushita: Proc. The 5th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition (2013) "Exploring Photodegradation Products of Organophosphorus Pesticide Fenitrothion by LC/MS"

4) T. Kameya, T. Kondo, T. Kobayashi, K. Fujie, T. Kondo, H. TAKANASHI and T. Matsushita: Proc. The 5th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition (2013)

“Monitoring of pesticides degradation products in water environment”

ほか、日本語による口頭発表55件、英語による口頭発表・ポスター発表12件、優秀発表賞6件、優秀研究賞1件、シンポジウム開催2回、国民との科学・技術対話イベント開催12回

### 7. 研究者略壓

課題代表者:高梨 啓和

横浜国立大学工学部卒業、博士（工学）、現在、鹿児島大学准教授

研究分担者

## 1 ) 龟屋 隆志

横浜国立大学工学部卒業、博士（工学）、現在、横浜国立大学准教授

## 2 ）松下拓

京都大学工学部卒業、博士（工学）、現在、北海道大学准教授
## 5 B-1104 農薬取締法における水質汚濁に係る農薬の登録保留基準見直しのための根拠データの取得

## （１）農薬加水分解物の変異原性物質生成能（MFP）測定と生成する変異原の探索

鹿児島大学

大学院理工学研究科化学生命・化学工学専攻 環境化学研究室 高梨 啓和・中島 常憲

平成23～25年度累計予算額：84,991千円

（うち、平成25年度予算額：31,106千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

農薬は、環境中で速やかに分解されて環境中から検出されないことが望ましいとされ、分解性が高い農薬が開発されてきた。しかし、ここでいう分解は一次分解であり、完全分解ではない場合がある。結果として、水中での加水分解物やフォトプロダクトなどの環境変化体（Pesticide Transformation Products in Water environments、PTPWs）が残存するが、どのようなPTPWsが生成し得るのかのまとまった情報が得られず、研究の妨げとなっている。また、PTPWsは浄水場で塩素処理される場合があるが、塩素処理副生物についての安全性試験はほとんど実施されていない。

そこで本研究では、12,269報の論文タイトル、5,791報のアブストラクト、178報の論文、179報の農薬抄録・農薬評価書、2冊の書籍に基づき、159農薬の683種類のPTPWsをリスト化して公表した。作成したリストに基づき、23種類の農薬、63種類のPTPWsについて、塩素処理された際の変異原性である変異原性物質生成能（Mutagen Formation Potential: MFP）などを測定した。113 runの塩素要求量試験、384 runの塩素処理実験、44 runのAmes変異原性試験を行い、562サンプルの832,953個の復帰コロニーを計数して解析したところ、63種類のPTPWsのうち61種類が変異原性陰性であり、そのうち35種類のMFPが陽性であることなどが明らかになった。このことから、農薬やPTPWsの中には、塩素処理されると変異原性物質を生成する物質があることが明らかになった。

以上のように、多くの農薬・PTPWsの変異原性は陰性だがMFPは陽性であることを明らかにし、農薬を塩素処理した際に生成する変異原性物質を同定した。

## [キーワード]

農薬、環境変化体、塩素処理副生成物、変異原性、高分解能・高質量精度LC/MS

### 1. はじめに

様々な化学物質のうち農薬は、環境中に意図的に散布されるという意味において、他の化学物質と比較して安全性評価・管理の重要性が異なると言ってよい。農薬は、環境中で速やかに分解
されて環境中から検出されないことが望ましいとされ、分解性が高い農薬が開発されてきた。しかし、ここでいう分解性は一次分解であり、完全分解ではない場合がある。結果として、水中での加水分解物やフォトプロダクトなどの環境変化体（Pesticide Transformation Products in Water environments, PTPWs）が残存する。植物による主要な代謝物、主要な加水分解物などの農薬分解生成物のうち同定できた物質については、安全性試験が実施されているが、それ以外の物質についての安全性試験は実施されていないのが一般的である。とくに、PTPWsが浄水場で塩素処理された際に副生する物質についての安全性試験は検討例がほとんどない。図(1)-1に示すように、PTPWsが河川などを通じて水道原水として循環する可能性があることを考えると、健全な水循環システムを構築するためには、水道原水の水質に重大な悪影響を及ぼさないように、農業排水中に含まれる化学物質の使用を適正化する必要がある。したがって、農薬取締法において、農薬のライフサイクルを通じた安全性評価体制を構築することは、健全な水循環システムの構築に貢献できると考えられる。

日本は、他国と比較して集約型農業を実施しており、農薬が水環境に与える影響は大きいと考えられる。このため、日本で使用されている農薬やそのPTPWsが前駆体となり、それらが塩素処理されると変異原性物質（毒性物質の一種）が生成することを明らかにすることは重要である。

## 2 ．研究開発目的

本研究では、農薬やPTPWsが前駆体となり、それらが塩素処理されると変異原性物質を生成することを証明する。これにより、農薬取締法における水質汚濁に係る農薬の登録保留基準を改訂して、浄水場で塩素処理されても変異原性物質を生成しない農薬に限定して、農薬の登録を行うための初期根拠データを提示する。すなわち、文献研究によりPTPWsを同定している研究を探索し、PTPWsをリスト化する。リストに基づき、30物質を目標にPTPWsを塩素処理する前後での変異原性の測定を行い、塩素処理により変異原性を発現するPTPWsの割合を明らかにする。さらに、土壌燻蒸剤D-Dを例として、農薬が塩素処理された場合に生成する変異原性物質を同定する。これらにより、多くのPTPWsが浄水場で塩素処理されることによって変異原性物質を生成する可能性を示すとともに、一部の物質を例にして、生成する変異原性物質の化学構造を明らかにすることを目指す。

図(1)-1 農薬の環境変化体からの変異原性物質生成の可能性