Transcript P71 / PCB汚染土壌中の

水酸化PCBの生成について
14
○福沢志保1，森田健志1，島瀬正博1，國武明伸1，先山孝則2，奥村為男3
（1日鉄環境エンジニアリング㈱，2大阪市立環境科学研究所，3元大阪府環境情報センター）
目的
水酸化ポリ塩化ビフェニル（水酸化PCB）は生体内におけるPCBの代謝物の一つで、一部の異性体は甲状腺ホルモンや女性ホルモン等の作用に影響を与えると指摘され1)、生体試料に関する測定事例が多数報
告されている。環境試料では先山ら2)が水環境や底質中に水酸化PCBが存在することを示した。この調査結果は、環境中においても物理化学反応や生物の代謝反応によってPCBが水酸化PCBに変化する可能性
を示唆している。我々も土壌中の水酸化PCBの存在実態について調査し、汚染土壌と環境土壌との区別なく、水酸化PCB濃度とPCB濃度に相関が見られることを前回報告した3)。また、各種条件下においてPCB混
合品（KCmix）から水酸化PCBが生成されることを報告した4)。野見山ら5)は軌道計算により前駆PCBから生成される水酸化PCBを予測しているが、実際に主要PCBから生成される水酸化PCBを調査した例はまだな
い。そこで本報告では、PCBから水酸化PCBへの生成機構を確認するため、PCBの単体を土壌及びシリカゲルに添加し、紫外線照射および遮光条件で生成する水酸化PCBの同定を行い、いくつかの知見を得たの
で以下に報告する。
PCB-Free土壌5g
単品PCBを用いた水酸化PCBの生成確認試験において得られた水酸化PCBのクロマトグラムを以下に示す。
4塩素体
MeOT4CB / 321.9301
Cl
17
18
19
20
21
10
12
14
16
18
20
13
14
15
100
80
17
18
19
2塩素体
HO
20
21
10
Cl
Me OD2 C B / Ave rage
11
0.989
0.696
0.719
12
0.727
13
14
15
16
Cl
2塩素体
18
19
20
HO
Cl
Me OD2 C B / Ave rage
(1 1 83 5 59 3 )
17
21
100
20
22
26
#118
0.943
Cl
(333166)
Cl
0
38
40
42
44
Cl
Cl
Cl
+
Cl
Cl
40
HO
18
11
12
13
14
15
MeOD2C B / Average
100
Cl
100
80
0.756
Cl
(14453)
0.882
16
17
18
19
20
21
MeOD2C B / Average
100
80
60
40
20
0
0
12
14
16
18
20
(26047)
30
32
MeOP5CB / 355.8911
?
Cl Cl
Cl
75
OH
Cl
Cl
50
25
10
12
14
16
18
20
9.8 ng
Cl
3塩素体
MeOT3CB / Avera ge
(1604719)
100
1.003
Cl
Cl
80
Cl
HO
Intensity
60
Cl
20
0
18
20
22
24
26
28
30
32
34
10
12
14
16
18
10
12
14
16
18
20
39.5 ng
Cl
3塩素体
MeOT3CB / Avera ge
(9778066)
OH
100
Cl
Cl
Cl
Cl
80
Cl
60
Cl
24
26
28
30
32
OH
OH
Cl
Cl
26
28
30
32
20
22
24
26
28
3.9 ng
( 5 5 18 2 9)
5塩素体
Me OP5 CB / 3 55 .8 9 11
100
26
28
30
32
10
2塩素体
MeOD2C B / 252.0 109
(18660)
100
80
80
60
60
Cl
Cl
HO
(27241)
Cl
100
Cl
75
HO
12
14
16
18
20
Cl
Cl
Cl
Cl
24
26
30
25
28
30
32
34
2塩素体
32
Cl
40
42
Cl
Cl
36
38
44
32
0
20
10
12
14
16
18
(73430)
3塩素体
MeOT3CB / 287.9691
100
Cl
26
28
30
32
10
12
14
16
Cl
OH
Cl
40
Cl
20
20
16.6 ng
Cl
HO
(668098)
Cl
3塩素体
MeOT3CB / 287.9691
100
0
Cl
60
Cl
OH
40
20
22
24
26
28
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
10
12
14
16
18
Retention Time (min)
20
22
30
32
6塩素体
24
26
28
30
32
34
10
12
14
16
18
20
Retention Time (min)
34
36
38
40
42
44
46
24
26
28
30
32
#180
OH
Cl
Cl
Cl
22
24
26
28
Cl
75
HO
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
22
24
26
28
HO
32
40
32
34
10
12
14
16
18
20
Cl
Cl
40
OH
Cl OH
20
22
24
26
28
OH
(449228)
Cl
4塩素体
Cl
OH
Cl
Cl OH
20
0
12
14
16
18
20
22
24
Retention Time (min)
28
30
32
34
10
30
26
28
30
32
34
32
34
34
32
34
36
38
Cl
40
Cl
HO
10
12
14
16
18
Cl
20
5.0 ng
(475356)
22
24
26
42
44
46
MeOP5CB / 355.8911
28
Cl
HO
OH
25
34
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
32
OH
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
30
Cl
Cl
5塩素体
50
30
32
34
36
38
40
42
44
18
46
20
22
24
26
28
Cl
Cl
30
32
34
36
38
40
42
44
46
42
44
46
Retention Time (min)
16.6 ng
Cl Cl
( 1 6 05 8 71 )
Cl
OH
5塩素体
Me OP5 CB / 3 55 .8 9 11
100
Cl
Cl
Cl Cl
75
OH
50
Cl
Cl
18
20
25
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
Re te n tion Time ( min )
22
24
26
Cl Cl
Cl
OH
Cl
Cl
28
30
32
34
36
38
40
Cl
Cl Cl
38
40
42
44
100
HO
100
Cl
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
50
25
18
Cl
HO
Cl
Cl
20
22
24
26
28
30
42
44
38
36
38
5塩素体
Me OP5 CB / 3 55 .8 9 11
Cl Cl
40
42
44
46
40
42
44
46
40
42
44
46
75
Cl
Cl
Cl
50
25
(4 9 5)
0
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
18
20
22
24
26
28
30
Re te n tion Time (min )
32
34
Re te n tion Time (min )
0.3 ng
6塩素体
Me OH6 C B / 3 8 9 .8 5 21
(1 2 57 0 )
100
100
75
75
6塩素体
Me OH6 C B / 3 8 9 .8 5 21
Cl Cl
Cl
HO
25
36
100
18
(3 3 69 )
34
0.04 ng
(7 7 27 )
50
46
32
Re te n tion Time ( min )
5塩素体
40
Cl
Cl
50
46
100
38
Cl
0
20
(2 3 35 0 ) Me OP5 CB / 3 55 .8 9 11
36
HO
75
Re te n tion Time ( min )
0.862
Cl Cl
6塩素体
Me OH6 C B / 3 8 9 .8 5 21
Cl
Cl
25
18
75
Cl
( 2 8 40 2 5)
50
46
Re te n tion Time ( min )
6.2 ng
Cl Cl
Cl
0 ng
0.873
6塩素体
OH
HO
12
14
16
18
20
Cl
Cl
OH
10
12
14
16
18
20
22
24
Retention Time (min)
24
50
25
Cl
50
Cl
Cl
25
(4 5 7)
0
0
18
26
28
30
32
#209
34
Retention Time (min)
4塩素体
MeOT4CB / Avera ge
Cl Cl
100
Cl
80
Cl
Cl OH
Cl
Cl
26
28
30
Cl
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
OH
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
0
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
18
20
22
24
26
28
Re te n tion Time (min )
Cl
40
34
9塩素体
MeON9C B / Average
100
Cl
Cl
Cl
Cl
30
32
34
36
38
Re te n tion Time (min )
Cl Cl
Cl
0.12 ng
(12704)
12
14
16
18
20
22
MeON9C B / Average
75
50
0.10 ng
(4925)
9塩素体
MeON9C B / Average
100
75
50
50
25
25
(471)
0
10
9塩素体
100
25
0
32
Cl Cl
75
Cl
20
2.4 ng
(70462)
Cl
60
Cl
OH
Cl
22
56.2 ng
(7162604)
Cl
0
10
26
40
0.631
0.680
20
22
Re te n tion Time (min )
Cl
0.799
Cl
60
Intensity
40
24
MeOT4CB / Avera ge
80
0.631
Intensity
60
0.799
80
Cl
22
100
Cl Cl
Cl
30
MeOT4CB / 321.9301
?
HO
Me OH6 C B / 3 8 9 .8 5 21
Cl
Retention Time (min)
3.0 ng
0.818
4塩素体
MeOT4CB / Avera ge
100
32
0
Cl
0.631
0.680
Retention Time (min)
15.7 ng
(475215)
36
Intensity
30
34
1.083
1.091
1.104
28
28
0
20
75
Cl
Intensity
26
Intensity
24
0.984
22
26
0
1.051
20
Cl
Cl
Cl
20
0.818
18
OH
Cl
60
0.856
0.888
16
28
25
18
80
0.768
14
26
Re te n tion Time (min )
Cl Cl
0
12
24
4塩素体
75
100
Cl
Cl
Cl
50
34
Cl
Cl Cl
3塩素体
MeOT3CB / Avera ge
100
Cl
10
24
Cl
0
30
1.079
(78553)
OH
20
0
22
(4 5 0)
In te n sity
Cl
20
0.9 ng
25
Cl
Cl
OH
(1 2 11 4 0)
0.37 ng
Cl Cl
Cl
Intensity
Cl
20
60
Intensity
Cl
40
Cl
32
Cl
Cl
Cl
0.818
0.829
0.851
0.936
Intensity
60
Cl
30
0.07 ng
5塩素体
Me OP5 CB / 3 55 .8 9 11
Cl Cl
HO
Cl Cl
1.104
80
Cl OH
28
Cl
6塩素体
0.1 ng
(5 6 30 )
100
Cl
Cl
0.799
80
22
40
Cl
Cl
( 7 3 44 8 ) Me OH6 C B / 3 8 9 .8 5 21
In te n sity
30
HO
Cl
Cl OH
Cl
Re te n tion Time ( min )
0.769
Cl Cl
3塩素体
MeOT3CB / Avera ge
100
100
0
20
34
Cl
1.003
1.032
(17204)
OH
OH
18
Cl Cl
Cl
0.759
50
Retention Time (min)
0.829
0.842
0.869
Cl Cl
Cl
0.829
3塩素体
MeOT3CB / Avera ge
100
0.842
0.04 ng
0.842
1.0 ng
(84423)
(10500)
Cl
Cl Cl
75
3.0 ng
#52
20
0.6 ng
50
Re te n tion Time ( min )
0
0
14
22
Cl
Cl
80
Cl
(468)
12
20
Retention Time (min)
0.971
Intensity
60
40
10
18
Cl
60
26
Cl
0
34
Cl
Cl
80
HO
Intensity
24
1.021
OH
Cl
Cl
80
22
18
46
100
?
Cl
100
25
Retention Time (min)
1.002
3塩素体
MeOT3CB / 287.9691
100
20
24
25
Me OH6 C B / 3 8 9 .8 5 21
18
0.91 ng
0.970
0.03 ng
(3185)
In te n sity
Intensity
20
0
34
22
Cl
( 4 1 35 3 ) Me OP5 CB / 3 55 .8 9 11
OH
In te n sity
30
Cl
Cl
Cl
In te n sity
28
20
MeOP5CB / 355.8911
5塩素体
Cl Cl
0.978
26
18
5塩素体
18
1.182
24
44
Retention Time (min)
Cl
0.989
22
Cl
50
46
0.964
20
Cl
Retention Time (min)
Cl
HO
25
34
Cl
40
20
Retention Time (min)
16
0.4 ng
100
MeOD2C B / 252.0 109
1.032 1.021
18
42
0
18
0.1 ng
0.971
16
40
Retention Time (min)
Cl
50
( 1 5 53 3 )
1.002
14
14
75
HO
22
0.780
0.806
12
OH
0
12
Cl
Cl
Cl
60
Intensity
10
38
HO
Cl
Cl
75
In te n sity
0
0.829
Intensity
Intensity
20
Cl
36
OH
Cl
Cl
Cl Cl
Retention Time (min)
100
40
34
Cl
20
10
0
34
80
40
32
40
34
75
Cl
MeOT4CB / 321.9301
0.3 ng
Cl
Cl
Cl Cl
0 ng
Cl
Cl
24
Cl
HO
0
24
4塩素体
Retention Time (min)
#153
Cl
Cl
20
HO
22
Cl Cl
Cl
Cl
34
Cl
40
Cl
Cl
0.04 ng
(28644)
22
Retention Time (min)
Cl
30
34
Cl
Cl
0
34
Retention Time (min)
0.830
2塩素体
MeOD2C B / 252.0 109
100
32
HO
20
Retention Time (min)
0.87 ng
30
Cl
40
Cl
0
16
28
OH
0.732
0.755
Cl
Cl
Cl
HO
14
26
Cl
0.882
0.936
0.983
OH
Cl
0.829
0.942 0.970
Cl
0.936
0.985
20
24
Retention Time (min)
Cl
OH
22
28
32
0
18
34
26
30
OH
(518)
In te n sity
28
25
28
0
60
Retention Time (min)
5塩素体
100
22
0.862
26
Cl
Cl
0
10
0.6 ng
2塩素体
Cl
HO
26
20
22
Re te n tion Time (min )
0.988
24
1.033
0.829
Cl
0.732
0.755
Intensity
15
Cl
Cl
24
Cl
60
0.972
22
3塩素体
40
(174274)
14
In te n sity
20
MeOT3CB / Avera ge
Cl
#32
13
1.032
18
80
12
12
1.003
16
100
10
11
0.942 0.971
14
Cl
10
Cl
Cl Cl
Cl
50
22
Cl Cl
75
100
Cl
0
8.2 ng
60
22
20
Retention Time (min)
(311553)
21
0.732
0.755
0.829
0.882
0.935
0.983
12
20
(59806)
40
0
10
19
Intensity
20
Intensity
40
60
0.903
0.779
Cl
60
Intensity
MeOD2C B / Average
(46983)
Cl
Cl
2塩素体
OH
80
Cl
18
1.032
(97071)
2塩素体
17
0.21 ng
0.780
0.8270.806
0.882
0.902
0.943
0.990
#26
0.20 ng
0.805
0.6 ng
16
Re te n tion Time (min )
24
20
Retention Time (min)
100
Cl
22
18
5塩素体
(2530795)
OH
0.6 ng
Intensity
10
20
16
Cl
Cl
OH
Cl
HO
1.075
22
1.058
21
25
Cl
Cl
Cl
0.988
1.058
1.079
20
HO
14
HO
Cl
Cl
12
Cl
MeOP5CB / 355.8911
80
0.902
19
Intensity
18
1.002
17
Cl
Cl Cl
Cl
60
0.990
16
10
33.3 ng
Cl
Cl
0.902
15
Re te n tion Time (min )
0.806
0.827
0.882
14
Intensity
13
1.002
12
34
Retention Time (min)
0
1.002
11
32
Cl
50
46
Cl
0
10
30
80
20
0
36
0.935
20
34
MeOT4CB / 321.9301
HO
Intensity
40
20
32
80
0.799
0.714
In te n sity
0.799
40
30
4塩素体
Cl
Cl
28
Cl Cl
Cl Cl
Retention Time (min)
60
0.714
In te n sity
0.818
0.818
1.001
0.943
20
60
0.964
0.714
0.798
In te n sity
40
80
28
16.3 ng
100
60
0.965
0.878
24
22
Re te n tion Time (min )
81.2 ng
MeOP5CB / 355.8911
75
Cl
26
0
18
22
Cl
24
1.083
1.091
1.104
(1 3 57 6 48 2 )
80
16
Cl
5塩素体
100
0
Re te n tion Time (min )
Cl
22
1.311
12
Cl
20
Retention Time (min)
0.873
Cl
100
25
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
18
HO
0.978
2塩素体
Me OD2 C B / Ave rage
11
HO
Cl
14
0.964
0.995
10
105.9 ng
(1473483)
OH
Cl
50
0
22
OH
Cl
Cl
Cl Cl
16
Cl
0.862
21
Cl
Cl Cl
12
0.862
0.873
20
10
8.5 ng
0.753
0.759
19
34
In te n sity
18
32
In te n sity
17
30
Intensity
16
28
1.083
1.091
15
Re te n tion Time (min )
HO
HO
26
1.104
14
Cl
0.943
13
1.001
12
0.818
11
6.8 ng
+
20
0
10
MeOP5CB / 355.8911
75
24
Cl Cl
Cl
40
Cl
5塩素体
100
0.765
HO
(740441)
OH
Cl
0.684
60
+
20
0
(8 7 99 3 7)
0.694
40
Cl
80
Intensity
HO
100
1.001
20
0.818
40
0.583
Cl
60
+
0.725
In te n sity
60
1塩素体
Me OM1 CB / Ave rage
(3 1 43 7 )
OH
Cl
80
In te n sity
100
In te n sity
Cl
1塩素体
Me OM1 CB / Ave rage
(4 3 86 4 )
OH
Cl
80
0.726
1塩素体
Me OM1 CB / Ave rage
100
0.683
0.718
0.695
(2 1 61 5 3)
22
Retention Time (min)
5.4 ng
#12
0.904
22
1.019
16
Cl
1.311
15
Retention Time (min)
1.151
14
0.965
13
0.989
12
0.972
11
0.3 ng
0.989
10
1.001
1.076
22
0.988
21
Cl
0.765
0.830
0.8770.898
0.924
20
Cl
Cl
0.901
19
Cl
0.877 0.898
0.946
0.972
18
Intensity
17
1.310
16
1.310
15
Retention Time (min)
1.151
14
0.989
13
0.862
12
20
0
0.966
11
HO
40
0
0.988
10
0.3 ng
OH
(488)
1.076
19
OH
Cl
0.988
18
Cl
Cl
Cl Cl
60
Cl Cl
0.972
17
+
Cl
0.759
16
Cl
Cl
40
20
OH
+
80
0.989
15
Retention Time (min)
Cl
0
OH
0.765
0.830
0.878
14
0
Cl Cl
0.902
13
Cl
Cl
Cl
20
Intensity
12
Cl
0.801
0.820
Cl
Cl
60
+
40
1.019
11
0.7 ng
MeOT4CB / 321.9301
4塩素体
(16531)
OH
Cl
0.819
60
Cl
1.171
10
Cl
100
Cl
0.999
0
2.2 ng
Cl
80
Intensity
+
HO
Cl
Cl
0
MeOT4CB / 321.9301
4塩素体
Cl
Cl
Cl Cl
20
100
OH
Intensity
40
Cl
20
Cl
80
HO
Cl
20
0.3 ng
(4717)
Cl
その他
Cl置換
遮光-湿土壌-3month
0.809
100
0.811
0.608
60
+
HO
7.9 ng
(140969)
OH付加
OH
Cl
0.819
40
#101
0.697
1塩素体
80
脱塩素
遮光-湿土壌-1month
UV照射-シリカゲル-2week
0.728
Intensity
HO
OH
Cl
0.583
60
+
40
80
Intensity
0.726
0.583
60
Intensity
OH
Cl
MeOM1CB / Average
(2940205)
100
0.583
0.607
100
80
Cl
1塩素体
MeOM1CB / Average
(4499865)
41.1 ng
0.696
73.4 ng
0.694
0.605
1.7 ng
1塩素体
100
遮光-湿土壌-3month
Intensity
遮光-湿土壌-1month
UV照射-シリカゲル-2week
MeOM1CB / Average
3ヶ月後に試料を全量回収
し、水酸化PCBを測定する。
分析
Intensity
水酸化PCBクロマトグラム
(208004)
1ヶ月後に試料を全量回収
し、水酸化PCBを測定する。
分析
水道水を10mL加えた後、
密封し、遮光保存する。
Intensity
2週間後に試料を全量回収し、
水酸化PCBを測定する。
分析
遮光静置
水道水を10mL加えた後、
密封し、遮光保存する。
In te n sity
遮光静置
0.728
紫外線照射
PCB標準物質10mg添加
In te n sity
15Wの紫外線殺菌灯
（National製,GL15,l＝253.7nm,
紫外線放射出力4.9W）
を連続照射する。
Intensity
PCB標準物質10mg添加
1.019
PCB標準物質10mg添加
0.810
試験条件②-2 ：遮光-湿土壌-3month
PCB-Free土壌5g
1.311
試験条件②-1：遮光-湿土壌-1month
シリカゲル5g
水酸化PCBの分析については既報3）に従った。
各媒体に13Cでラベル化した水酸化PCB（2～7塩化物）を加え、アセトニトリルで振とう抽出後、遠心分離、
ヘキサン洗浄、ヘキサン抽出し、フロリジルカートリッジカラム（Sep-Pak Plus Florisil Waters社製）で精製
した。硫酸ジメチルを用いて誘導体化し、アルカリ分解、ヘキサン抽出後、再度フロリジルカートリッジカラ
ムにより精製し、測定試料とした。
測定には高分解能GC/MS（JMS-700、日本電子社製）を用い、GCカラムにはHT-8PCB（長さ：60 m、内
径0.25 mm、関東化学社製）を使用した。水酸化PCBの同定・定量には市販標準物質（47種）と合成標準物
質（80種）6）を使用し、1～9塩化の水酸化PCBを測定した。標準物質群と近接するRTに検出されたピークの
うち、同位体イオン強度比が一致したものを水酸化PCBとして同定した。
入手できた154種の異性体の内標準物質に対するRRTと比較することにより、各試験条件で生成した水酸
化PCB異性体の同定を試みた。
1.311
試験条件① ：UV照射-シリカゲル-2week
#3
分析条件
水酸化PCBの生成確認試験の出発物質として10種類のPCB異性体（Accu Standard 社製）を用いた。
PCB標準品10mgを各媒体に添加して、以下の条件における水酸化PCBの生成確認試験を実施した。
0.800
試験条件
24
26
28
30
32
34
Retention Time (min)
0
0
16
20
24
28
32
36
Retention Time (min)
40
44
48
52
16
20
24
28
32
36
Retention Time (min)
40
44
48
52
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
Retention Time (min)
結果と考察
単品PCBから生成された水酸化PCBのクロマトグラムは、ピーク本数が10本前後と環境試料に比べ少ない結果であった。同定した異性体を前駆PCBの脱塩素体、OH付加体、Cl置換体とその他で色
分けを行った。前駆PCBに由来した水酸化PCBが同定される一方で、無関係の異性体が同定されるものもあった。これは標準物質を保有しない他の成分である可能性が考えられる。1～10塩素体の
PCBについて水酸化PCBの生成確認試験を実施したが、今回選択したPCB異性体においては低塩素体の方が生成した水酸化PCBの量が多かった。しかし、同じ5塩素体であっても#101の水酸化
PCB生成量は#118の水酸化PCB生成量の5倍以上（遮光条件）であった。このように水酸化PCBの生成のしやすさは、PCBの構造によって大きく異なることが示唆された。また、#3、#12では、遮光1
ヶ月に比べ3ヶ月の一水酸化PCBの生成量が少なく、反応がより進行することが予想される。
さいごに
今回、標準物質がなく同定できなかった未知の水酸化PCBも多かったが、前駆
PCBからの水酸化PCBの生成機構に関して、環境試料中の水酸化PCBを調査
する上で役立つ情報が得られたと考えられる。
参考文献
4）森田健志ら：第17回環境化学討論会講演要旨集，482-483（2008）
1）森脇洋ら：生活衛生，50，1，3-11（2006）
2）先山孝則ら：第16回環境化学討論会講演要旨集，408-409（2007） 5）野見山桂ら：第17回環境化学討論会講演要旨集，474-475（2008）
3）島瀬正博ら：第17回環境化学討論会講演要旨集，480-481（2008） 6）奥村為男：第12回環境化学討論会講演要旨集，212-213（2003）