2019 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロカプセルを介した化学物質の新たな環境動態の解明と評価
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19H01166
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
鑪迫 典久 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (40370267)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石橋 弘志 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (90403857)
寺崎 正紀 岩手大学, 人文社会科学部, 教授 (10363904)
堀江 好文 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (60785137)
山本 裕史 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, 室長 (60380127)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 難水溶性物質 / 試験困難物質 / 生態毒性 / マイクロプラスチック / ミジンコ / メダカ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロカプセル（MC）とは、芯材に様々な化学物質を封入した微細な粒子状物質を指す。カプセルに封入された化学物質は、化学物質本来の化学構造から推定される環境動態とは異なる動きを示し、欧州ではマイクロプラスチックと同等に規制対象となっている。本年度は市販のMC製品を用いて、MCによる水生生物に対する毒性を確認した。
市販のカプセル製剤として、香料成分をMC化して添加している柔軟剤3種類（ソフラン、レノア、フレア）および有効成分がMC化された防虫農薬（トレボンMC剤）を対象にして、MCをフィルター濾過で除去したサンプルや、超音波処理および熱処理によってカプセルを破裂させたサンプルについて、ミジンコおよびメダカ仔魚を用い、標準試験法に準拠した急性毒性試験を実施し、元の製品と毒性結果を比較した。
製剤中のカプセルの大きさ、存在量などは血球計算盤と光学顕微鏡を用いて検出できた。またMCは超音波や熱処理等により破壊されることも確認した。
農薬を用いたミジンコ急性毒性の場合に、毒性発現の遅延が認められた。それはMC製剤の徐放効果により影響が遅延したと思われるが、48時間経過後には最終的な影響量（EC50）はカプセルの有無で等しくなった。つまりカプセル化は薬剤の放出時間を遅らせるだけで最終的な放出量が生態毒性値に影響していると推察できる。これは用いた薬剤が比較的安定で、水にもやや溶解したための現象と考えられる。また市販の柔軟剤中の香料は成分や量が不明であること、香料はメダカやミジンコに対して急性毒性がないものが含まれていること、市販の柔軟剤には香料以外の成分（界面活性剤、安定化剤など）が含まれており、それらの方がメダカやミジンコに対する急性毒性が強いことなどの原因によりMCに起因する生態毒性に違いはなかった。
MCの合成方法について文献等の調査を行い。購入したMC合成装置を稼働させる準備を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
市販のカプセル製剤（農薬、柔軟剤）を用いて、ミジンコやメダカ仔魚を用いたMCの急性毒性試験を実施しその生態影響を検出できた。また、溶液中のMC数は血球計算盤と光学顕微鏡を用いて計測した。カプセルの影響を明らかにするため、それらの除去方法やカプセル破壊方法なども検討した。市販の柔軟剤中には界面活性などの香料以外の比較的生物影響の大きい成分が含まれていて、MCだけの毒性影響を検出できなかったため、香料成分の定量分析は行なわなかった。。
微小サイズのMCを自動的に合成できる装置を購入し、様々な種類のMCを合成できるようになった。本装置は直径１～100μmのMC粒子を作成することができるため、口の小さいミジンコやメダカ仔魚も経口摂取できるものをつくることができる。ただし、心材と壁材に使われる化学物質間の相互界面張力差によってMCが合成されるため、心材と壁材の組み合わせにより合成条件を個別に検討する必要がある。よって、心材と壁材候補になる化学物質の選定とそれらの合成の条件検討を慎重に進めている。おおむね順調に進展しているため、新たに自分たちで合成した不純物の無いモデルMCを用いて、生態毒性試験および生体内移行などについて明らかにし、環境中MCのリスクを推定する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、MCの環境リスク評価を念頭において研究を推進する。環境リスクを評価するためには、影響評価（生態毒性）と曝露評価（環境中濃度）を知ることが必要である。
MC化によって化学物質の特性が大きく変化することによって、環境中挙動が変化し、生態毒性と環境中濃度の両方ともに元の物質とは異なると思われるので、環境リスクも変化することが懸念される。
そこで生態毒性については、より明確に評価するために生態毒性を検出しやすいMCを合成し、環境リスク評価に資するための方策を考える。揮発性で難水溶性の化学物質を心材にし、壁材には無毒かつ水中分散性の高い素材を用いてMCを新たに合成し、それを用いて生態毒性試験を実施する。化学成分だけの結果とそれをMC化して曝露した結果を比較することによりカプセル化による生態毒性の増減を明らかにする。香料、農薬や医薬品等の中から揮発性で難水溶性の物質が選定候補となる。それらは水溶解度が低く通常の水生毒性試験を行うことが難しいため試験困難物質と言われているものが多いが、その中で生態毒性データが存在している物質を心材の候補とする。
また、リスク評価に必要な環境中濃度については、生産量と環境中半減期などからの推測が考えられるが、揮発性で環境中での検出頻度が低い香料などが野生生物の油脂中から検出されるかなどを検証することによってMCの環境中影響を推察できるかもしれない。これらの実態影響の解明研究を強化するため、共同研究者の入れ替え及び増員を行った。
生態毒性と環境中濃度のデータを合わせることにより、環境リスク評価を行うことができる。
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Research Products
(7 results)
