水酸化PCBの生成について 日鉄環境エンジニアリング株式会社 　　　　　　　　福沢　志保.

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1 水酸化PCBの生成について 日鉄環境エンジニアリング株式会社 　　　　　　　　福沢　志保

2 水酸化PCBとは？ ・PCBに水酸基（OH基）が付加した物質 ・PCBが209種類に対して１水酸化体で837種類存在
Cly Clx ・PCBに水酸基（OH基）が付加した物質 ・PCBが209種類に対して１水酸化体で837種類存在 ・生体内に取り込まれ、代謝物として生成する ・PCB酸化処理過程で副生する可能性が指摘されてる

3 水酸化PCBの毒性 水酸化PCBはPCBとは異なり、蓄積レベル・毒性評価が充分に行なわれていない。 ・1~4塩素化物－エストロゲン活性
　・1~4塩素化物－エストロゲン活性 　・5~9塩素化物－甲状腺ホルモン作用 があるといわれており、今後注目される有害物質である。

4 当社の水酸化PCB分析の着目点 ・環境試料中の水酸化PCB測定事例がほとんどない。 ・特にPCB汚染土壌中の測定事例はない。
　　由来調査および生成確認試験を実施した。

5 前処理フロー 試料 誘導体化 抽出 アルカリ分解 ヘキサン洗浄 再抽出 転溶 精製 精製 HR-GC/MS 試料：１～50g
硫酸ｼﾞﾒﾁﾙ：0.5ml 13C　OH-PCB(2～7塩化物) 抽出 ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ振とう抽出 アルカリ分解 70℃、１時間 ヘキサン洗浄 再抽出 転溶 ﾌﾛﾘｼﾞﾙｶﾗﾑｶｰﾄﾘｯｼﾞ （Sep-Pack Plus Florisil) 精製 ﾌﾛﾘｼﾞﾙｶﾗﾑｶｰﾄﾘｯｼﾞ （Sep-Pack Plus Florisil) 精製 HR-GC/MS

6 誘導体化比較試験結果 環境試料では低塩素体の存在比が大きいことから 以降、硫酸ジメチルを採用し分析を行った。
低塩素体：TMSDM＜硫酸ジメチル 高塩素体：TMSDM＞硫酸ジメチル 環境試料では低塩素体の存在比が大きいことから 以降、硫酸ジメチルを採用し分析を行った。

7 GC-MS測定条件 GC 機種：HP6890 Series（HEWLETT PACKARD) ｶﾗﾑ：HT-8-PCB（CICA社製）
昇温条件：130℃(1.5min)→（20℃/min）→210℃→（2℃/min） 　　　　　　　→285℃→(5℃/min)→330℃（7min) 注入温度：300℃　注入方式：ｽﾌﾟﾘｯﾄﾚｽ　ｷｬﾘｱｰｶﾞｽ：1ml/min（一定) MS 機種：JMS700（日本電子社製)　　分解能：10,000以上 ｲｵﾝ化電圧：46eV　　ｲｵﾝ化電流：500μA　　ｲｵﾝ源温度：300℃ 検出方式：ﾛｯｸﾏｽ方式によるSIM法 ｽｲｯﾁﾝｸﾞ時間：Native（60msec)、IS（30msec） ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ周期：1～4塩素体（990msec)、5～9塩素体（1040msec)

8 同定方法 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）を使用した。 標準物質と一致したピークは限られている。
・標準物質と保持時間が一致または近接する。 ・同位体存在比が一致する ・フラグメントが確認できる。 水酸化PCBと判断

9 親ピーク 3,4位に水酸基付加 →水酸化PCBの大半 2位に水酸基付加 m/z：356 m/z：313 m/z：306 ⑥ ⑦ ⑨ ③ ⑤
22 24 26 28 30 32 34 36 38 Retention Time (min) ( ) 20 40 60 80 100 Intensity MeOP5CB / ① ② ③ ④ ⑥ ⑦ ⑤ ⑧ ⑨ m/z：356 親ピーク m/z：313 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Retention Time (min) ( ) 20 40 60 80 100 Intensity MeOP5CB / 3,4位に水酸基付加 →水酸化PCBの大半 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Retention Time (min) (804145) 20 40 60 80 100 Intensity MeOP5CB-CH3Cl / m/z：306 2位に水酸基付加

10 土壌中の水酸化PCB

11 土壌中の水酸化PCB測定結果（汚染土壌）
PCBs濃度　　　　：600mg/kg 水酸化PCBs濃度：1.5mg/kg 水酸化PCBｓ/PCBｓ　：0.25% PCBs濃度　　　　：1300mg/kg 水酸化PCBs濃度：3.6mg/kg 水酸化PCBｓ/PCBｓ　：0.28%

12 土壌中の水酸化PCB測定結果（環境土壌）
環境土壌① 環境土壌② PCBs濃度　　　　：1.7mg/kg 水酸化PCBs濃度：0.011mg/kg 水酸化PCBｓ/PCBｓ　：0.65% PCBs濃度　　　　：0.53mg/kg 水酸化PCBs濃度：0.0066mg/kg 水酸化PCBｓ/PCBｓ　：1.2%

13 土壌中のPCBと水酸化PCBの濃度関係 PCB汚染土壌、環境土壌中の水酸化PCBを測定 PCB濃度と比較的高い相関が得られた。
y = x 0.8003 R 2 = 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 PCB(mg/kg) OH-PCB(mg/kg) PCB濃度と比較的高い相関が得られた。

14 －土壌中の水酸化PCB まとめ－ PCBが検出される土壌は 水酸化PCBが存在する可能性が高い

15 水酸化PCBの由来調査 ① PCB製品自体にもともと含まれている？ KC300～600の混合溶液 0.002mg/kg-PCB以下
PCB-Freeの土壌（近隣公園の土壌） mg/kg以下 PCB汚染土壌中の水酸化PCBは環境中に放出されたPCBが ・物理化学的反応　・微生物の代謝反応　等により生成した可能性がある

16 水酸化PCBの生成確認試験 ｰKC-300～600の混合品－

17 水酸化PCBの生成確認試験（物理化学試験）
ｰKC-300～600の混合品－ 紫外線照射による水酸化PCB生成の確認 1）PCB100mgをシリカゲル・土壌に添加する。 2）紫外線殺菌灯を連続照射する。 　　（National製GL15、λ：253.7nm、紫外放射出力：4.9W） 3）2週間後に試料を回収し、水酸化PCBを測定する。 紫外線照射状況

18 水酸化PCBの生成確認試験（微生物代謝試験）
ｰKC-300～600の混合品－ 土壌微生物による水酸化PCB生成の確認 1）PCB100mgをPCB-Free土壌5gに添加する。 　　　→遮光して保存・・・・乾式試料 2）PCB100mgをPCB-Free土壌5gに添加し、水を加え密閉する。 　　　→遮光して保存・・・・湿式試料 3）1,3,6ヶ月毎に土壌を回収し、水酸化PCBを測定する。

19 生成した水酸化PCBｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ 3塩素体
ｰKC-300～600の混合品－ 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Retention Time (min) UV,シリカゲル,2週間後 遮光,乾式土壌,6ヶ月後 遮光,湿式土壌,6ヶ月後

20 生成した水酸化PCBｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ 4塩素体
ｰKC-300～600の混合品－ 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Retention Time (min) UV,シリカゲル,2週間後 遮光,乾式土壌,6ヶ月後 遮光,湿式土壌,6ヶ月後

21 生成した水酸化PCBｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ 5塩素体
ｰKC-300～600の混合品－ 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 Retention Time (min) UV,シリカゲル,2週間後 遮光,乾式土壌,6ヶ月後 遮光,湿式土壌,6ヶ月後

22 紫外線照射による水酸化PCB生成の確認結果
ｰKC-300～600の混合品－ 紫外線（殺菌灯） 太陽光 照射時間 2週間 3ヶ月 媒体 ｼﾘｶｹﾞﾙ 土壌 OH-M1CBｓ 0.10 <0.05 OH-D2CBｓ 8.7 0.20 1.9 OH-T3CBｓ 58 1.1 OH-T4CBｓ 190 5.1 34 OH-P5CBｓ 100 2.3 13 OH-H6CBｓ 6.2 OH-H7CBｓ 39 0.72 2.7 OH-O8CBｓ 2.9 0.11 OH-N9CBS 0.07 Total 460 11 67 紫外線の透過率の違いと考えられる 単位：ng

23 微生物代謝による水酸化PCB生成の確認結果
ｰKC-300～600の混合品－ 遮光 媒体 乾式 湿式 照射時間 1ヶ月 3ヶ月 6ヶ月 OH-M1CBｓ <0.05 0.16 OH-D2CBｓ 1.1 0.17 0.36 29 20 12 OH-T3CBｓ 3.8 0.80 170 200 130 OH-T4CBｓ 2.9 2.2 260 OH-P5CBｓ 1.4 1.0 1.5 16 28 34 OH-H6CBｓ 0.46 0.62 0.81 2.3 5.3 6.9 OH-H7CBｓ 0.19 0.33 0.57 0.69 1.6 OH-O8CBｓ 0.09 OH-N9CBS Total 9.9 5.1 8.1 380 450 440 単位：ng

24 －水酸化PCBの生成試験 まとめ－ ｰKC-300～600の混合品－ 紫外線を照射することによってPCBから水酸化PCBが生成する。
・生成には物理化学的要因の他に微生物による 　代謝も大きく関与していると予想される

25 水酸化PCBの生成試験 水酸化PCBはどうやってできるか？ （脱塩素、置換 etc） PCBの塩素数、構造により

26 水酸化PCBの生成確認試験 －PCB単体－

27 対象としたPCB異性体 1塩素 2塩素 3塩素 4塩素 #3 #12 #26 #31 #52 5塩素 6塩素 7塩素 10塩素 #101
Cl 5塩素 6塩素 7塩素 10塩素 #101 #118 #153 #180 #209 Cl

28 水酸化PCBの生成確認試験（物理化学試験）
1）PCB10mgをシリカゲルに添加する。 2）紫外線殺菌灯を連続照射する。 　　（National製GL15、λ：253.7nm、紫外放射出力：4.9W） 3）2週間後に試料を回収し、水酸化PCBを測定する。 紫外線照射状況

29 水酸化PCBの生成確認試験（微生物代謝試験）
1）PCB10mgをPCB-Free土壌5gに添加し、水を加え密閉する。 　　　→遮光して保存・・・・湿式試料 2）1,3ヶ月毎に土壌を回収し、水酸化PCBを測定する。

30 #3（1塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 1.7 ng 41.1 ng 73.4 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #3（1塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0.605 0.694 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Retention Time (min) (208004) 20 40 60 80 100 Intensity MeOM1CB / Average 21 22 ( ) ( ) 1塩素体 0.583 0.607 0.608 0.697 0.696 0.726 0.728 + 1.7 ng 41.1 ng 73.4 ng

31 #12（2塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0.7 ng 0.3 ng 6.8 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #12（2塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0.695 0.719 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Retention Time (min) (216153) 40 60 80 100 Intensity MeOM1CB / Average 1塩素体 0.583 0.725 + 0.7 ng 0.818 (43864) 0.683 0.694 0.718 0.726 0.3 ng (31437) 0.696 0.727 0.684 (879937) MeOD2CB / Average 2塩素体 0.714 0.798 0.943 0.964 1.001 6.8 ng ( ) 0.799 81.2 ng ( ) 105.9 ng

32 #26（3塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0 ng 0.02 ng 0.12 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #26（3塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Retention Time (min) (498) (4777) 40 60 80 100 Intensity MeOM1CB / Average 1塩素体 0 ng (26365) 0.02 ng 0.694 (105204) 0.12 ng 0.726 (59806) MeOD2CB / Average ( ) MeOT3CB / Average (97071) (311553) (46983) ( ) 2塩素体 3塩素体 8.2 ng 39.5 ng 9.8 ng 0.6 ng 0.21 ng 0.20 ng 0.756 0.779 0.805 0.882 0.903 0.732 0.985 0.936 0.829 0.755 1.003 1.033 0.983 1.002 1.032 0.970 0.942 0.935 0.971 0.780 0.806 0.990 0.827 0.902 0.943

33 #31（3塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0.01 ng 0 ng 0.87 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #31（3塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Retention Time (min) (473) (7095) 40 60 80 100 Intensity MeOM1CB / 1塩素体 0.01 ng 0.601 (495) (9371) 0 ng (539) (8058) (174274) MeOD2CB / (468) (3185) MeOT3CB / (28644) (18660) (668098) (73430) 2塩素体 3塩素体 0.87 ng 0.03 ng 0.830 0.970 0.04 ng 0.91 ng 0.829 0.971 1.002 1.021 16.6 ng 0.780 1.032 0.806

34 #52（4塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0 ng 0.09 ng 1.0 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #52（4塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Retention Time (min) (584) (4134) 40 60 80 100 Intensity MeOD2CB / Average 2塩素体 0 ng (63819) (59935) 0.09 ng 0.943 1.001 (84423) MeOT3CB / Average (475215) MeOT4CB / Average (17204) (449228) (78553) ( ) 3塩素体 4塩素体 1.0 ng 0.37 ng 0.04 ng 15.7 ng 56.2 ng 3.0 ng 0.768 0.680 0.631 0.799 0.818 0.984 0.888 0.856 1.051 0.769 0.829 0.842 0.936 0.851 1.079 1.003 1.032 1.104 0.869

35 #101（5塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 7.9 ng 2.2 ng 0.3 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #101（5塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Retention Time (min) (16531) 40 60 80 100 Intensity MeOT4CB / (140969) (488) (4717) 7.9 ng 2.2 ng 0.3 ng 0.800 0.819 0.811 0.809 0.801 0.810 0.820 0.904 + 4塩素体 36 38 42 44 46 ( ) 25 50 75 MeOP5CB / (740441) ( ) 5.4 ng 33.3 ng 8.5 ng 0.989 0.965 0.878 0.765 0.966 0.830 1.310 0.877 0.898 0.972 0.924 5塩素体

36 #118（5塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 16.3 ng 0.6 ng 5.0 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #118（5塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 (518) (10500) 40 60 80 100 Intensity MeOT4CB / 36 38 42 44 46 Retention Time (min) (475356) 25 50 75 MeOP5CB / (14453) (27241) (333166) (26047) ? 4塩素体 5塩素体 16.3 ng 0.6 ng 5.0 ng 0.3 ng 1.019 1.171 0.935 0.999 + 1.079 1.075 0.988 1.058 0.902 1.151 1.076 1.311 0.989 0.901 1.001

37 #153（6塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 3.9 ng 16.6 ng 0.4 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #153（6塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Retention Time (min) ( ) 25 50 75 100 Intensity MeOP5CB / (284025) MeOH6CB / (551829) (15533) (41353) (73448) 3.9 ng 16.6 ng 0.4 ng 0.1 ng 6.2 ng 0.9 ng 0.862 0.759 0.753 0.873 0.972 0.988 1.310 0.946 0.898 0.877 5塩素体 6塩素体 10 12 14 16 (466) (1458) 60 80 MeOT4CB / 4塩素体 0 ng (457) (1838) 1.018 1.039 (495) (2896) 0.2 ng

38 #180（7塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 0 ng 0.1 ng 0.04 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #180（7塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Retention Time (min) (495) (7431) 25 50 75 100 Intensity MeOH7CB / (438) (1924) (462) (2828) 7塩素体 0 ng (7727) MeOP5CB / (12570) MeOH6CB / (23350) (457) (3369) (450) (5630) (121140) 5塩素体 6塩素体 0.1 ng 0.04 ng 0.07 ng 3.0 ng 0.3 ng 0.989 1.182 0.964 1.311 0.873 0.978 0.862 0.995

39 #209（10塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 2.4 ng 0.10 ng
OH付加 Cl置換 その他 脱塩素 #209（10塩素体） UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 Retention Time (min) (12704) 25 50 75 100 Intensity MeON9CB / Average (471) (4925) (70462) 9塩素体 2.4 ng 0.10 ng 0.12 ng 1.083 1.091 1.104 (5891) MeOO8CB / Average 8塩素体 0 ng (14327) (9382) 0.2 ng 0.918 1.034 1.044 1.061

40 単体から生成した水酸化PCBのクロマトグラム PCB混合由来の水酸化PCBのクロマトグラム
特徴的な水酸化ピーク 単体から生成した水酸化PCBのクロマトグラム PCB混合由来の水酸化PCBのクロマトグラム

41 水酸化PCBの生成量の比較 －PCB異性体 1～5塩素体－ #3 #26 #52 #12 #31 UV-シリカゲル-2週間
代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月 －PCB異性体　1～5塩素体－ #3 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs 2500 5000 7500 10000 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） #26 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） 1000 2000 3000 4000 #52 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs 2000 4000 6000 8000 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） 2500 5000 7500 10000 #12 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） #31 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs 500 1000 1500 2000 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ）

42 水酸化PCBの生成量の比較 －PCB異性体 6～10塩素体－ UV-シリカゲル-2週間 代謝-湿式土壌-1ヶ月 代謝-湿式土壌-3ヶ月
#101 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs H6CBs H7CBs O8CBs N9CBs 1000 2000 3000 4000 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） #180 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs H6CBs H7CBs O8CBs N9CBs 100 200 300 400 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） #118 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs H6CBs H7CBs O8CBs N9CBs 500 1000 1500 2000 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） #209 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs H6CBs H7CBs O8CBs N9CBs OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ） 100 200 300 400 #153 M1CBs D2CBs T3CBs T4CBs P5CBs H6CBs H7CBs O8CBs N9CBs 500 1000 1500 2000 OH - PCB product amount /PCB additive amount （ ppm ）

43 －水酸化PCBの生成試験 まとめ－ －PCB単体－ 特定のPCB異性体から生成される水酸化PCBは限られている。
同じ塩素数でも水酸化のしやすさが異なる。