新規残留性有害化学物質における広域汚染・生物蓄積の実態解明と生態影響評価

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H01784
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 田辺 信介 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 特別栄誉教授 (60116952)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 国末 達也 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (90380287) ; 岩田 久人 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10271652) ; 野見山 桂 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 准教授 (30512686)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 新規残留性有機汚染物質 / 生物蓄積 / 環境動態 / 生態影響 / リスク評価

Outline of Annual Research Achievements

昨年度分析法を確立したハロゲン化代替難燃剤のデカブロモジフェニルエタン(DBDPE)、ビストリブロモフェノキシエタン(BTBPE)、そしてデクロランプラス(DPs)に加え、本年度はリン酸エステル難燃剤(PFRs)について生体組織に適用可能な分析法の開発を試みた。生体に由来するマトリックス除去が不可欠となるため、環境試料の前処理法として報告例のあるSep-Pak C18とOASIS HLBを検討した結果、分析した11種のPFR化合物のほとんどが低い回収率を示した。そこで、アミノプロピル基結合型担体のISOLUTE NH2を用いて検証したところ、比較的良好な回収率を示したが、カートリッジ由来のブランクピークおよび一部の物質ピークに干渉が認められた。現在、活性炭とアミノプロピルの二層で構成されるENVI-Carb Ⅱ/PSAを用いて、ブランクおよび干渉ピークの軽減を試みている。また、野生鳥類を対象に有機ハロゲン化合物による汚染実態を調査した結果、既存POPsやPBDEsだけでなくHBCDsもほぼすべての検体から検出され、とくに魚食性種が高値を示した。ハロゲン化代替難燃剤も分析した鳥類組織から検出され、BTBPEとDBDPEは検出頻度および濃度も低いことから環境への負荷は少ない一方で、DPsは検出率が高く食性間の濃度差も認められていないことから、環境汚染と野生鳥類への曝露は進行していることが推察された。さらに本年度は、電気・電子機器廃棄物(e-waste)処理場の土壌に残留する有機ハロゲン化合物のスクリーニング分析を試みた結果、200成分以上のピークが観測されe-wasteに混在する有機ハロゲン化合物が不適切なリサイクル処理により直接環境中に排出されているだけでなく、それらの構造類縁体 (分解物) やダイオキシン類が非意図的に生成していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

代替難燃剤であるPFRsの分析法に関しては、３種のカートリッジによる前処理法を生体試料に適用した結果、カートリッジ由来のブランクピークおよび干渉ピークが認められたが、現在、活性炭とアミノプロピルの二層で構成されるENVI-Carb Ⅱ/PSAを用いて軽減を試みている。新規POPsおよびハロゲン化代替難燃剤については、多様な野生生物種の分析が順調に進んでいる。昨年度分析した鯨類からはハロゲン化代替難燃剤が検出されなかった一方で、本年度対象とした野生鳥類からはDPs、BTBPE、DBDPEがそれぞれ分析した検体の68%、24%、3%で検出された。BTBPEとDBDPEは、検出頻度だけでなく濃度も低いことから環境への負荷は少ないことが推察された一方、DPsは検出率が高く食性間の濃度差も認められていないことから、陸域の環境汚染と野生生物への曝露は進行していることが考えられた。さらに本年度は、GC-QMSのEI モード (m/z 100-600, 400-900) とNCIモード (m/z 35, 37, 79 and 81) によりe-waste処理場の土壌に残留する有機ハロゲン化合物のスクリーニングを実施した結果、e-wasteに混在する有機ハロゲン化合物が不適切なリサイクル処理により直接環境中に排出されているだけでなく、それらの構造類縁体 (分解物) やダイオキシン類が非意図的に生成している可能性を提示した。GC-NCI-QMSでは微量成分や構造未知物質の検出・同定は困難であったため最終年度は、GCxGC-HRToFMSを用いた高感度分析法の開発・検討に着手し、有害化学物質の網羅的スクリーニングと起源解析を試みる予定である。

Strategy for Future Research Activity

代替難燃剤であるリン酸エステル系難燃剤(PFRs)の前処理法の改良を進め、生体試料に適用可能な分析法を確立する。また野生動物種を対象に、新規POPsおよびPOPs代替物質の蓄積特性、とくに経年変化を解析することに加え、臓器・組織の抽出液からin vitroレポーター遺伝子アッセイを用いて核内受容体のアゴニスト活性を評価する。さらに、これら汚染物質の主要な発生・集積源と考えられる途上国の汚染と網羅分析によるスクリーニングを展開する。これらの研究を展開し、研究を総括する。平成30年度における課題の詳細は以下の通り。
１．分析法の開発 ：PFRsの分析に関して、生体組織に由来するマトリックスの除去が不可欠となっている。昨年度検討した3種類のカートリッジは除去効率が低かったため、本年度は活性炭とアミノプロピルの二層で構成されるENVI-Carb Ⅱ/PSAを用いた前処理法を検討し、高精度分析法の確立を目指す。
２．生物蓄積性の解明：生物環境試料バンク(es-BANK)に保存されている過去約40 年にわたる生物試料を化学分析に供試し、過去から現在に至るPOPs関連物質汚染の歴史変遷を復元するとともに汚染の将来を予測する。。
３．環境・生物試料に残留する化学物質の網羅的スクリーニング：途上国のe-waste処理場で採取した環境試料に残留する化学物質の網羅的スクリーニングを、GC×GC-HRTOFMSを用いて実施する。
４．バイオアッセイによる活性評価：野生動物の臓器・組織から得た抽出液を調製後、アリル炭化水素受容体(AhR)のアゴニスト活性が検出できるin vitroレポーター遺伝子アッセイに供試し、応答値を測定することでダイオキシン類様活性を評価する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] CSIR Water Research Institute(ガーナ)
  • Country Name: GHANA
  • Counterpart Institution: CSIR Water Research Institute
• [Int'l Joint Research] Hanoi University of Science(ベトナム)
  • Country Name: VIET NAM
  • Counterpart Institution: Hanoi University of Science
• [Int'l Joint Research] Brunel University(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: Brunel University
• [Int'l Joint Research] University of Aveiro/University of Beira Interior(ポルトガル)
  • Country Name: PORTUGAL
  • Counterpart Institution: University of Aveiro/University of Beira Interior
• [Journal Article] Occurrence, profiles, and toxic equivalents of chlorinated and brominated polycyclic aromatic hydrocarbons in E-waste open burning soils (2017)
  • Author(s): Nishimura Chiya、Horii Yuichi、Tanaka Shuhei、Asante Kwadwo Ansong、Ballesteros Florencio、Viet Pham Hung、Itai Takaaki、Takigami Hidetaka、Tanabe Shinsuke、Fujimori Takashi
  • Journal Title: Environmental Pollution Volume: 225 Pages: 252～260
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2016.10.088
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spatio-temporal trends of polybrominated dibenzo- p -dioxins and dibenzofurans in archived sediments from Tokyo Bay, Japan (2017)
  • Author(s): Goto Akitoshi、Tue Nguyen Minh、Someya Masayuki、Isobe Tomohiko、Takahashi Shin、Tanabe Shinsuke、Kunisue Tatsuya
  • Journal Title: Science of the Total Environment Volume: 599-600 Pages: 340～347
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.04.166
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Species- and Tissue-Specific Profiles of Polybrominated Diphenyl Ethers and Their Hydroxylated and Methoxylated Derivatives in Cats and Dogs (2017)
  • Author(s): Nomiyama Kei、Takaguchi Kohki、Mizukawa Hazuki、Nagano Yasuko、Oshihoi Tomoko、Nakatsu Susumu、Kunisue Tatsuya、Tanabe Shinsuke
  • Journal Title: Environmental Science & Technology Volume: 51 Pages: 5811～5819
  • DOI: 10.1021/acs.est.7b01262
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and their hydroxylated and methoxylated analogues in the blood of harbor, Dall's and finless porpoises from the Japanese coastal waters (2017)
  • Author(s): Ochiai Mari、Nomiyama Kei、Isobe Tomohiko、Yamada Tadasu K.、Tajima Yuko、Matsuda Ayaka、Shiozaki Akira、Matsuishi Takashi、Amano Masao、Iwata Hisato、Tanabe Shinsuke
  • Journal Title: Marine Environmental Research Volume: 128 Pages: 124～132
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2016.11.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uridine Diphosphate-Glucuronosyltransferase (UGT) 2B Subfamily Interspecies Differences in Carnivores (2017)
  • Author(s): Kondo Takamitsu、Ikenaka Yoshinori、Nakayama Shouta M. M.、Kawai Yusuke K.、Mizukawa Hazuki、Mitani Yoko、Nomiyama Kei、Tanabe Shinsuke、Ishizuka Mayumi
  • Journal Title: Toxicological Sciences Volume: 158 Pages: 90～100
  • DOI: 10.1093/toxsci/kfx072
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lead exposure in raptors from Japan and source identification using Pb stable isotope ratios (2017)
  • Author(s): Ishii Chihiro、Nakayama Shouta M.M.、Ikenaka Yoshinori、Nakata Hokuto、Saito Keisuke、Watanabe Yukiko、Mizukawa Hazuki、Tanabe Shinsuke、Nomiyama Kei、Hayashi Terutake、Ishizuka Mayumi
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 186 Pages: 367～373
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.07.143
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anthropogenic and Naturally Produced Brominated Phenols in Pet Blood and Pet Food in Japan (2017)
  • Author(s): Mizukawa Hazuki、Nomiyama Kei、Nakatsu Susumu、Yamamoto Miyuki、Ishizuka Mayumi、Ikenaka Yoshinori、Nakayama Shouta M.M.、Tanabe Shinsuke
  • Journal Title: Environmental Science & Technology Volume: 51 Pages: 11354～11362
  • DOI: 10.1021/acs.est.7b01009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Soil contamination by halogenated polycyclic aromatic hydrocarbons from open burning of e-waste in Agbogbloshie (Accra, Ghana) (2017)
  • Author(s): Tue Nguyen Minh、Goto Akitoshi、Takahashi Shin、Itai Takaaki、Asante Kwadwo Ansong、Nomiyama Kei、Tanabe Shinsuke、Kunisue Tatsuya
  • Journal Title: Journal of Material Cycles and Waste Management Volume: 19 Pages: 1324～1332
  • DOI: 10.1007/s10163-016-0568-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PCBs, PBDEs and dioxin-related compounds in floor dust from an informal end-of-life vehicle recycling site in northern Vietnam: contamination levels and implications for human exposure (2017)
  • Author(s): Takahashi Shin、Tue Nguyen Minh、Takayanagi Chika、Tuyen Le Huu、Suzuki Go、Matsukami Hidenori、Viet Pham Hung、Kunisue Tatsuya、Tanabe Shinsuke
  • Journal Title: Journal of Material Cycles and Waste Management Volume: 19 Pages: 1333～1341
  • DOI: 10.1007/s10163-016-0571-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Occurrence of Natural Mixed Halogenated Dibenzo-p-Dioxins: Specific Distribution and Profiles in Mussels from Seto Inland Sea, Japan (2017)
  • Author(s): Goto Akitoshi、Tue Nguyen Minh、Someya Masayuki、Isobe Tomohiko、Takahashi Shin、Tanabe Shinsuke、Kunisue Tatsuya
  • Journal Title: Environmental Science & Technology Volume: 51 Pages: 11771～11779
  • DOI: 10.1021/acs.est.7b03738
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uptake and Metabolism of Human Pharmaceuticals by Fish: A Case Study with the Opioid Analgesic Tramadol (2017)
  • Author(s): Tanoue Rumi、Margiotta-Casaluci Luigi、Huerta Belinda、Runnalls Tamsin J.、Nomiyama Kei、Kunisue Tatsuya、Tanabe Shinsuke、Sumpter John P.
  • Journal Title: Environmental Science & Technology Volume: 51 Pages: 12825～12835
  • DOI: 10.1021/acs.est.7b03441
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cadmium intake in women from the University of Aveiro, Portugal ? A duplicate diet study (2017)
  • Author(s): Coelho Sonia D.、Maricoto Tiago、Pastorinho M. Ramiro、Itai Takaaki、Isobe Tomohiko、Kunisue Tatsuya、Tanabe Shinsuke、Sousa Ana C.A.、Nogueira Antonio J.A.
  • Journal Title: Journal of Geochemical Exploration Volume: 183 Pages: 187～190
  • DOI: 10.1016/j.gexplo.2017.02.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 射撃場起源の微量元素汚染拡散の実態解明 (2017)
  • Author(s): 佐々木 眞・田辺信介・国末達也・岩淵博之・宮脇隼輔・寳來 佐和子
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] 日野川水系上流部における微量元素の起源探索およびタカハヤ (Phoxinus oxycephalus jouyi) を用いた初期曝露試験による毒性影響評価 (2017)
  • Author(s): 森木 翼・吉田博一・田辺信介・国末達也・杉山晶彦・寳來 佐和子
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] リン酸エステル系難燃剤による野生鳥類の汚染 －分析法の開発と種間比較－ (2017)
  • Author(s): 麓 光央・後藤哲智・Tue, N. M.・中津 賞・野見山 桂・田辺信介・国末達也
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] 日本沿岸に座礁したハクジラ類における有機ハロゲン化合物汚染の経年変化 (2017)
  • Author(s): 江頭佳奈・落合 真・Tue, N. M.・松田純佳・松石 隆・田島 木綿子・山田 格・磯部友彦・田辺信介・国末達也
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] 日本に棲息する野生生物のダイオキシン類汚染：化学分析とin vitroバイオアッセイの統合手法による毒性同定評価 (2017)
  • Author(s): 粕谷 満知子・Tue, N. M.・後藤哲智・田辺信介・国末達也
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] 医薬品類およびパーソナルケア製品由来物質（PPCPs）によるアジア途上国の水環境汚染の実態解明と魚類への移行/残留性評価 (2017)
  • Author(s): 野崎一茶・田上瑠美・野見山 桂・Annamalai，A.・Bulbule，K. A.・Parthasarathy, P.・Viet, P. H.・Tuyen，L. H.・Sudaryanto, A.・磯部友彦・国末達也・田辺信介
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] 底質中環境汚染物質のノンターゲット分析－試料の網羅的解析と精密質量スペクトルデータベースの構築－ (2017)
  • Author(s): 家田曜世・橋本俊次・磯部友彦・高澤嘉一・田邊 潔・国末達也・田辺信介
  • Organizer: 第26回環境化学討論会
• [Presentation] Hormone disrupting activities and causative compounds in river water from Asian developing countries. (2017)
  • Author(s): Tue, N. M., Matsukami, H., Tuyen, L. H., Takahashi, S., Suzuki, G., Viet, P. H., Subramanian, A., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Spatio-temporal trend of contamination by persistent organic pollutants in deep-sea ecosystems around Japan. (2017)
  • Author(s): Takahashi, S., Tanikawa, M., Ramu, K., Imagawa, S., Saruwatari, T., Kubodera, T. and Tanabe, S.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] In vitro bioassay and chemical analysis of dioxins in wild animals from Japan. (2017)
  • Author(s): Kasuya, M., Tue, N. M., Goto, A., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal trends of organohalogen compounds in toothed whales stranded at Japanese coastal waters. (2017)
  • Author(s): Egashira, K., Ochiai, M., Tue, N. M., Matsuda, A., Matsuishi, T., Tajima, Y., Yamada, T. K., Isobe, T., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Organophosphate flame retardants in wild birds - development of analytical methods and interspecies comparison. (2017)
  • Author(s): Fumoto, M., Tue, N. M., Goto, A., Nakatsu, S., Nomiyama, K., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Origin of brominated dioxins in marine algae: Anthropogenic contaminants or natural compounds? (2017)
  • Author(s): Goto A., Tue, N. M., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PCDD/Fs, DL-PCBs and PBDEs in the duplicate soils of Tiruchirappalli town, South India. (2017)
  • Author(s): Subramanian, A., Ramaswamy, B. R., Matsushita, T., Krishnamoorthi, V., Kunisue, T. and Tanabe, S.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmaceutical and personal care products in freshwater fish from Asian developing countries. (2017)
  • Author(s): Nozaki, K., Tanoue, R., Nomiyama, K., Subramanian, A., Bulbule, K. A., Parhasarathy, P., Viet, P. H., Tuyen, L. H., Sudaryanto, A., Isobe, T., Kunisue, T. and Tanabe, S.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Organohalogen compounds in serum of e-waste recycling workers in India. (2017)
  • Author(s): Ogawa, Y., Tue, N. M., Goto, A., Subramanian, A., Parthasarathy, P., Bulbule, K. A., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal trends of brominated flame retardants and organochlorines in melon-headed whales stranded along the Japanese coastal waters: Utilization of samples and data stored in es-BANK and ChemTHEATRE. (2017)
  • Author(s): Kunisue, T., Egashira, K., Isobe, T., Nakayama, K., Tajima, Y., Yamada, T. K. and Tanabe, S.
  • Organizer: 37th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (DIOXIN 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Occurrence and potential sources of brominated/chlorinated dibenzo-p-dioxins in mussels from the Seto Inland Sea, Japan. (2017)
  • Author(s): Goto, A., Tue, N. M., Someya, M., Isobe, T., Takahashi, S., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 37th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (DIOXIN 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Distribution and composition of brominated/chlorinated dioxins and diphenyl ethers in surface soil from Agbogbloshie, Ghana. (2017)
  • Author(s): Tue, N. M., Matsushita, T., Goto, A., Itai, T., Asante, K. A., Tanabe, S. and Kunisue, T.
  • Organizer: 37th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (DIOXIN 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] インド・ベンガルールに存在するe-wasteリサイクル処理施設労働者の臭素系難燃剤汚染―作業環境改善による血中レベルの低減― (2017)
  • Author(s): 小川雄平・Tue, N. M.・後藤哲智・Subramanian, An.・Parthasarathy, P.・Bulbule, K. A.・田辺信介・国末達也
  • Organizer: 第28回廃棄物資源循環学会研究発表会
• [Presentation] Persistent organic pollutants (POPs) in dolphin species: Species and tissue-specific accumulation. (2017)
  • Author(s): Ochiai, M., Isobe, T., Tajima, Y., Nomiyama, K., Kunisue, T., Iwata, H. and Tanabe, S.
  • Organizer: 10th International Meeting of Asian Society of Conservation Medicine
  • Int'l Joint Research