• 検索結果がありません。

Estimation of polycyclic aromatic hydrocarbons and their conjugates in soils

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "Estimation of polycyclic aromatic hydrocarbons and their conjugates in soils"

Copied!
7
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

Estimation of polycyclic aromatic hydrocarbons and their conjugates in soils

その他(別言語等)

のタイトル

農用地および国道路肩土壌に分布する多環芳香族炭 化水素およその抱合体の同定・定量

著者(英) Fukushima Michihiro, Nakano Masuo, Negishi Takashi

journal or

publication title

Research bulletin of Obihiro Zootechnical University. Series I

volume 16

number 3

page range 199‑204

year 1989‑11‑30

URL http://id.nii.ac.jp/1588/00002042/

(2)

兄紺.軌JJ.伽上山ro(加fu.J,Jβけガタユ・Jタタへゼ朗.   199  

Estimation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons  

and their Conjugates in Soils 

MichihiroFL:Kl}S=M^■,MasuoNJ、K^N=】,TakashiNトニ(;[S‖l  

(Rcei叩【】=h′Iay31.1989)  

AbsLract  

I亡stimation of polycyclic arornatic hydrocarboLIS (PAT= and thcir   gIutathio帆glucuroni(le and su】fate con」岬ateSiれ SOils of agrlCultul・alland  

and road sideis described.  

Each E,Oilwas extracted with mcthnnolWater(10:9.v/v).rIlhe extract  

WaS puri[ied byDEAE▼Sephadcx A−25coLumTIChromatography ar)d thin1aycr   ChromaLographytoobtainP^flan〔JtheiT〔OnJugateS. 1、helattertwoconjugates  

WeTe treatCd further wjth enzymes and hydriodic acid to yield rcduced parent  

PAH(8kinds〕・The products wcrehnalyzed by gas chronatographymaSS  

SpeCtr()met「Ⅴ.  

Thc concentration of P^Hin the agrlCulturalland w且S5g・29ppb andin   thcl・Oad side soilwas馴一】5ppb・The parent PA=based on thcir conJugateS  

fr{)m agrlCulturallzlnd wasl・08ppb forglutathioneconJugateS and6・48ppb for   mixture of glucuroTLjde and sulfate conJug且Le=ITeSPeCtively・l)AlIconstituting  

COnJugatCS Were anthracenc,phcnarlthrerle.9methylanLhracene,fluoranthcnc,  

pyrenc,Chrysene.benzo(且〕pyrene and dibenzo(且.h)anthracene.  

COn】ugateS7・J  

This papcr desL・T−ibes thc esLjmation。r   PAH and け帽ir con」11gaLesin soils or   agriculturalland and of road sides with  

血eavy trarric.  

Materials alldルIethods   Allorganic solvents werc use(t after   djstillatio】1.R且ny nicket was ob一札ined rrom   Kanto Chem.Co.;ary】sulfatase(fromIIe】jx   l)(】matia,EC3・1・6・1・)from Boehrj71ger   Mannheim Co・; βglucuronidas巳(from   Imtroduction  

PoJycyclicaromatichydrocarbons(PA上i),  

SuCh as benzo(a)pyr即ほ(虻ap),hellZ(〉(a)  

anthracene■ CtC・are abun血山1y presentln   the environmer・t〜り.of Lhese PAH.a con   Siderable rLUmber havc〔泊rCiT10genicity.c・gL   airbo[Zle particulates b)r COmbustion.Or]  

the othcr haTld,theseI,^H are o7くidized t。  

related hydroxyated com[】{)Unds by   microoganisms in soils and protluced their  gluta仙one, glucuro山de and sulJale  

l nepartmentoE^gT(トEnviTlOnmentalScien(:e,   

Me(1jcineIObihiro,IIokk月jdo,O8O.JapaLl.  

ObihiroUniversILyofAgricultureaEl−1Veterinary   

(3)

M.FtJK【1SIl【M人.M.NAI仏NU.T.NEGIS川  

20¢   

platcs developed wiLh ehloroEormrmethanol−  

water(90:10:1,Y/v).PAH conj11g8te SpOtS   were detモCted t〉yirr且di且tlnn of UVl且mp且t   254nm 且nd colour reactions sprayl咽 With   50% 6ulfuric acid(stero18),dnaphtol  

(sugars)andninbydrinreagent(8minobase)  

in the us11且Imanner。  

Glu暮ath血Ie COnjl堰ateS:COnj岬ateS(10.0   曙)purified byTl.Cinmeth肌01(1−OmJ)we躇   reduced with aqueous slurry of rany nicl【el  

(about2g)且t60℃for2hour日.The prod11etS  

wereextractedwithetllylacetate and benzeJ−8   twotimesandsubjectedte・GLCanalys1810)・  

Gl11CurOnide conjugates= the stopper豆d   co山calcenLrifug8tube、C(〉ntaining con】ugateS  

(5.0喝),0.2M sodium acぬte bu侮r 〈1・0皿J,  

pI瓜5)且ndβglucuronidase(川00units)  

wa眉incubated at 37℃in th8【hrk for 24   hoursin a water batl】inc11bator op打atぢd如   100 strokes/min.The tube was extracted   with3.OmJof etbylacetate・  

Sulfa捷COnJugat8S= the tube eo山且=ling   eonjug且teS(5.0曙),0.1M phosphateburfer、(1・D  

nl,plT7.5),DLS且CCharjc acidrl.4lactone  

(12.5moles)and且rylsulfat鋸婚(10u山値)wa6   incub且ted and extracted as described ab8ヤe・  

The mixture of PAH 81eohoIB(3.3礪)  

produced from upper2enzyme reactiom wa8   rerluxed withlmノof57%hydriodie acid(7.5   mm。】)8¶−1川.Om/of aceticacid solution(99   軋v/v),for15hけurS atl試ドC to obtaim   paremt pAH of alc血01自・The hot solution   wa写Lhen pouredintol% aqu帥uS SOdium   bit;ulifitc solutioTl(1DOm/).The PAH were   extractt)d with20mL of ethylacetate and the   upper Layer was washed with water, and air  dried.The crude extract waB diss{〉lvedin   sm且11volume of bcnzen8 and purified by   pas姐gethrougbashortcolumnofsilicagel  

〔5g)eluted with benzene.  

PAH and parent PAIipr印ared from   conjugates were analyzed by Shimad乙u QP   lOO8gas chrom且tOgraphym8日S Spe¢trOmetry    Ilelix ppm駐ti且,EC3.2.1.須.)from Miles  

Lab.Co.;anthrac8叫 ehrysene,benzo(8)  

pyrene乱nd dib8n印(a.h)anth一見cen¢from   TokyoIくa8eilndustry Co■;pllenantbrene,9   methylarLtllraCe71e and pyrcne from Wako   Pure Ch¢m.Co.;rluoranthene rroml∃且Stm且n   Rodak Co.;D−SaCCharic acid−1.4lacton¢  

from Sigma Chem.Co.;Other chemiJCals   were obtaiTled rrom w且ko Pure Cbem.Co.  

Soil組mples w8r8 COllected rrom   agricul血ralland amd ro且d sides〔28,000   vehi亡I色盲/day,R()ute38at Obihiro).The soil  

(5kg,dry soil)wa日SOnicatedwith3volumes  

(w/v)of methanoトwater(10:9.v./v)且nd  

extracted thre¢ tjmes.Thc extracts were  

combiTled 8nd conc8ntrated(〕n 且 rOtary   evaporaもor f几UαC昆の.The residue(300喝)  

wa5tak抑upinchlor(〉form−metbanol(1‥1,  

v/v,10mL)and suhjectedto DEAESeph且dex   A25column¢hro爪atOgraphy(20g)(The   SOlid pllaSe WaSimmersed for 2 daysin  

。hlorofprmmetbanoト1Msodiumac扇Ate(30=  

68:8.Ⅴ/v)sol11tion aTld w且Shed exhan緑Ⅴ¢ly   withchloroform−methanol−Wat8r(訓=68二8.Ⅴ  

/v)to remove sodium 且Cetate and 乱fter   d曙aSSing for15min,thF gelsuBp¢ruion was   pack8dinto a column)・The eluting solv8dts   werechloroform−mCthanoトwater(30:60:観  

/v,160mJ).methanol(70mり and加Ⅹt a   gradient madc usi喝0・05・0・15amd O−45M   amm。nium乱Cet8.t¢inmethanol(8伽/each),)  

The el、1tion rat¢W且S adjusted to O,3n//min   and fractions oflOM/were co11那加d.To   sh叩 the elutiollt汀Ofile,absorban亡ies of   fra亡ti。nS Were meaSured by ultTaViolel(UV)  

spe℃trOm¢try(A 254nm)and fluoresenee   spectrometry(Åex365¶町 Åem407nm)・  

Ammo−1ium acetate in the elu8teS WaS   removed by cation−eXChange column   止romatogT叩hy(Dowex50W一Ⅹ8)・  

Furth訂 p11rification of fractioIIS WaS   ca汀ied()uL by thin−1且yer Chrom且tOgrapby   げLC)on Ml王RCK precoated Bilic8 ge160  

−52  

(4)

Polycyclic且rOmatic hydroc且rbonsin so上1s  

201  

(EI,GCMS)on col11mn(0,33mmX25m)of   CBP−1.Opcrating conditions weTe aS   folloⅥ作=1nJeぐti仰temperature,300CC:COlumn   temperature,180270Uc(5℃/miLl);flow   rate of carrier gas(helium).1.5kg/cd;i(】n   SOurCe and molecular separator tempertature.  

250℃andiomizationvoltage,70eV.  

Results andl)iscussioII  

Elution profile plotled 注S Op11c乳1   absorbancy of soilextract by 工)EAE   Sephadex A 25colum†lChromatography was   Shownin Fig.1.Fractions.chloroform−  

meth且nOl−Water(Fr_ A,highest peak),0.15  

︵∈仁卜専岳ペす□頴琶ペl︻01×︶85qLまqイ巴口む警○⊇E  

O   り   C C O   .〇   〇   6   月   2  

0  乱  0  8  6  ィ  2.  U O D.  

︵∈く苫N︶むUu雲lh〇宍l亘.PD  

EluLi()n So】venL System  

Fig・1・EluLion Profile of SoilExtract byDEAESephdex   A25 Cvlumn Chromatography 

【ニト→○:UV Absorbance;壬  こ:Fl110reSenCe Absorbancc.  

Soilswereextract8dwjthmethanol−Water(10=9,V/v).Extractusedw且S30Dng  

(Fr.B)and O.45M ammonium acct且tein   metlはnOl(1叶.C)were collected.IL was   COnSidered thatnonionic6ubstanees,S11Ch as   pyrene,BaP and other PAH,Were eluLedin   Fr.A a爪d polar substamc8S SuCh as   C }nJug且teS W()re eluLedin Fr.B and Fr.C.  

The results or rll⊥C of each fraction  

Were Shownin Fig.2.Rr v且1ues of Fr.A   and correspon[ling PAH stand且rds(8kinds)  

Were Shown to be about C−83 by UV  

irrLldiation・ AIso, SpOtS Lemporarily   identified as glutathionc conjugates(Fr,B),  

glucuronidcJlnd sulfate conjugates(Fr.C)  

w(汀e Shown to be Rf O.〔帽 for Fr.B  

(ninhydrin reaction positiYe),0.12(馳%  

S111fl⊥ric acid reactiorL POSitive)and O.21(α   naphtolreaction positiv())ror Fr.C.  

The results or analysis of Fr.A(PAH   Eraction)by GCMS were shownin Tablel,  

The composition was agreed 且1most   COInP]etelywith already reported reEerencesGl  

18.11)  

The fraction(8.060f Rf valuein Fr_R)  

COrreSpOndi岬tQ glutathione conjugaLes was   

(5)

M.FuKし細則A.M.NAK/\N().T.Nll:GjS川  

Tablel.Conee‡ltration8f PAIIE曳tr8Cted  

(rom S¢ils ofAgrictllt11ralLand   and Road Side  

CoTICemtr盆ti⊂ln(′ppb)  

く⊃  ⊂⊃   

Compound   AgruralRoad畠i血  

7 1 だU 9 1 7 6  

1 g n︶ nV 負U ra l  nn 幻q Rり 爪U 7 6 点V  

別 14 67 凋粥別 別  l 1 6 ▲uJ 1 3 ・d一  1     2  

Anthraじ8¶e   Pheれanthr帥や  9・Methylanthracene  

Fluoranth、en8   Pyrene  

Chrysell¢  

鮎mzo(a)pyrenぢ  

Dib8n乙0(a,も)一  

札nthr且¢en¢  

Tot且1  

1▲25  

4.38   

59_29   64.15  

Concentratior10f eaeh ℃OmpO11nd w年S   calculated fromion peak aナia ofGCMS 

Table2.Concentratio【10f Par8nt PAH   ObtainedConjugatesinÅgr  

iculturalI.乳nd   Fig.2 TLC ofFractions prep且rCd by  

DEAESephadex A 25ColumrL   ChroTTlatOgraphy of SoilExtract  

PAH standards:anthracene,phcnanthrene.g−  

m8thylant11r且Cene, fl110Tar・th帥e. pyrene,  

chrysene,BaPanddib8n芹0(且.h)且nthr且Cene;  

Fr.A:eluate with ebloTOrOrm−metb且nOl−  

wat8T(30:60二8 v/v);Fr.B:elu8t8 Wltb   q.15M ammoniumacetatein methanol;Fr▲C:  

eluate with〔〉.45M ammonium acetate in   meth且nOl;developing soIvent:Chlorororm一   血甜旭nol−Wat町(90:10:1v/Y)<:=〕:UV   r伊88ti()n;⑳:ninhydrin re且Ction;●= α一   n呵)htolreadion・  

treated wilh rany nickel reaction whieh 

catalyz8S hydrolysIS Of C−S bond spb−  

eifically and the product was 良naly2巳d by   GCMS_The res111ts w8re Bh【}Wnin Table2.  

M札止y parent pAH wereidentified afld  

quantitated.including anLhrac8ne(0.03ppb),  

pム細孔nthrene(0,01ppb).9m雨hylanthracene  

(0.20ppb),pyrene(0.26ppb)andchry8en8(0▲58   ppb).The composition of PAIipr叩ar¢d   from glutathione eonユugateS Clo3ely   resembled Fr.A ()f agrlCulturalland   d¢SCri如d above.  

Tlle mixed8ⅩtraCtS8fter treatmellt With  

−54  

C()nC8苅tr乱ti )n(ppb)  

Compound  

Gl11CurO山de   

+Sulfate   

(;1111且ull由ne   

駆陀肌 飢∴拍感 60 20  nU l 八U l l V爪U ︿U  

田口l如一鉢58 0 爪U ∧U O ハU  

Antbraく†ene  

Iうh8n且nthrene   9湖ethyla山ムrA既舶  

FlⅥαraTltIlenQ   Pyr¢n8  

Cbrys印e  

Ben耳0(a)pyrene   DJ心enzo(a,h)  

色nLhr且Ce皿e   Tol且1  

○,37   

1.08   6.48   

CoれCmtration(〉f PAII:S(∋e T8blel 

*:Mi)止ure of pr()如ct富Of th8tWO erほyme   readions 

βglucuro扇dase and aryl童ul臨地se of  

temporarilyidentiried gl11¢ur(】nid¢且nd gul転地   

(6)

Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils 

203   

conj11gate6 (Fr,C)were reduced with  

hydriodic acid and analyzed by GC MS,  

Unfortunately,the e3(traCt from the enzyme   reaction was ofins11fficient quantity,and   had to be used as the mixture of products of   the two enzyme reactions.The resulkako  

Were Shownin Table2.Ågai11,many pAH   Wereider]tified and quantitated,including  

anthracene(0.96pph).phenanthrene(l.56ppb),  

9−methylanLhraceれe(0.31p、pb),fluoranthene  

(1・15ppb),pyrene〔1.33pr)b),Chrysene(O.60  

ppb),BaP(0.20ppb)Elnd dibenzo(a.h)  

anthracene(0.37ppb).The data also agreed  

With reEerenct,S already de$eribcdL乙▲ユ)   

It has he巳El 

山ngus 仇花〝上作g力αmeJJα eJgg〔1几ぶ prOduce   epoxyBaP from B且P by the cytochrome P   450 monooxygennse fiystems Rnd then 

hydroxylaLe Lo trarlS BaP−7.8一1ihydrodiol.  

formlng the ultimate carcinogenic,7,8   dihydroxy9,10 epoxy7.8.9.10   tetrahydro−BaPiTlanimals.In thiF3 rrLanner   We COnrirmed tllat many art汀1cialPAH   dirruse(lon the soilsurrace mainly formed   gllltathione. glucuronide and sulrate  

COn]ugatCS.by soj】microbe actiYity via   hydroxy−PAT7 and dihydroxyLPATI.The   COTl]ugateSidentificd from the soil,preSenLly,  

Seem tO be detoxification prod11CtS Or SOil   microorgaTLjsms・The PAflprcpared and   ideLltiEied from Fr.A of soiIs,Showed abouL   the same pattern as rro口1re†erences reporLe(l   alreadyl引・This means,Or】glnS Of PA上1are  

且rtlricja】sources.  

Rererene(・e   

l)′1、.NlくG上川‖,M.N几K.へNr).K,YAN叫 C.1I    K爪1and 入4.Fl射」SlUMA,Isolation amd    ideれtirication of β nitrostyl・ene rrom    SrnOked chicken,Environ.PolluL..弧  

279283ぐ1988).  

2)T・R山山肌川.G.Bi】CI汀1ft and A.B岬溝口・llト」,   

NitraL即1polycyclicaromatic hydrocarbo11  

in urban air partic)es,Environ.Sci.  

Technoし18.861−865(1982).  

3)T.RAMl〕皿Ⅰ一.Polycyclic aromatic ketones   

in environment且1samp】es,Environ.Sci.  

Technol,】17,666670(1983).  

d)T・D・B柑Ⅶ王ERandR.A.H耶S,Simil且rity   Of some org且nic compoundsin spark    1gnilion and dieselenglne p且rticul且te   extracts.Environ.Sci.「11echれ0し18,202  

2()6(1981).  

5)G・R・DしD^Y and R.A.H…/S,Cyano−  

arenes produced by combu$tion of nitro  

COntainlng fueJs,thviron.Sci.Teclm01.,   

12,956 968(1978).  

6)T,R仙11)A川.and G_ BI℃l丑:It,Characteri   Zation of polynuc】ear aromatic hydro−  

carbons derivatives im emission from   wood and cerealstr&W({)rrLb11Stion.Anal▼  

Chem.Acta..144,8391(1982).  

7)′11.N佑ISIU,M.NノⅦ価n,S Kr)】う.\YA5tlland  

C.H,l(LM,IsolaLion and determin且tion   Of benzo(a)pyrene glucuronide 且nd   SulraLe coれJugateSin soybean】eaves,Bu11.  

Ⅵnviron.Contam.′roxicol.,39,294−298   

(1987).  

8)C・E・C■く上川(;l.1八 andl〕.T.G‖−SON.   

Oxidation of benzo(a)pyrene by Lhe    filamentous fungus Cu乃几fg九αme〃α   eJ堵α花S,J.Biol.Chem.,245,1217412180   

(1979).  

9)M.1w^VO7LLand Y.N^GN,Anewchromato_  

graphic approach Lo the re501utiol10f    individual ga叩1iosi【】es,Biochim.eL.  

月iophs.Acta..52月,257267〔1978).  

10)lT.K.S軋Kl帆 C_ しI.Moofu】and M.C_  

Mノ\【‥Lト:(川. Analysis of waterSOlut)1e    eonJugateS PrOduc¢d by haTnSter embryo    Ce】1t,eXpOSed to po)ynuclear aromatic    hydrocarbons.1n一−Polynuclear aromatic    hydrocarbons ,ed−L】y A.BJPTび昭T‖且nd    A・rl\D小爪町 Batte11e Press,Columbus,   

1980,PP.923.  

11)M.Kr〉Y川rヱNY and R.G.HAl‡ⅢY.Efficient   

(7)

M.FuKUSHエMA,M.N八代AW㌧T.NⅨ11別】l   

204  

red11Ction or polycyclic quinones,hydro    quInOneS.a−−d phenoIs to polycyclic    aromatic hydrocarboTIS with hydriodic   

acid.一.Org.Chem_,亜,亜13−4816(1979)・  

12)M.ZA\ly:T‡.Polycyclic arom8tic and    hetero−arO一口atic hydroc且rbons,In Th金    丸andbo(〕k of environm8ntalehemistry ,    Vol.3.part A.ed by O・Hu71ZING班,   

Springer−Verlag,N8WYork▲1980・pp・1〔貯  

131.  

13)R.C.SL〜1S and M.R.OvE肛A釧,Fato of    polynucle且r arOm且tic hydrocarbons   

(PAHs)im soilplsnt syst¢mS,Re如d11e    Reviews,乳SpTingerVerl且g,NewYork,   

1ne.1983,pp.67.  

農用地および国道路肩l二壌に分布する  

多環芳香族炭化水素およぴ   その抱合体の同定・定量  

福島 道広・中野 益勇・根岸 孝  

摘   要  

農相地および交通量の多い国道路肩土壌(国道3折   線,帯広)に分布する多環芳香族横化水素(PAII)  

とそのダルクオチン抱合体,グルタロン醒抱貪体およ  

び硫醒抱合体の同定・定量を行った。   

採取した土壌をメタ/−′レ水(10:g,V/v)で   抽出し,次いでその抽出物からPÅHと抱合体を分離●  

精製するために.DEÅE セファデックスA班カ  

ラムクロマトグラフィーおよこ博層クロマトグラフィー   を待った。ダフレタチオン抱合体比 ラネー・ニッケル   処理によりPAHとした。ダルクロン観抱合伴および  

硫醒抱合体ほ.それぞれβダルクロユダゼおよが   ァリルスルプァターゼ処理で加水分解し,PAHめ水   酸化物を調整Lてから,ヲウ化水嚢鱒で還元し本来の   PAHとした。得られたPAHはガスクロマトグラフィー  

ー質量分析により同定・定蟄を行った。 

PAliは,農用地土壌中および路肩土壌中にそれぞ   れ乳29ppbおよび阻15ppb分布していた。また,農   用地土壌中に時グルダチオシ抱合体は1.08ppb,ダル  

クロン醍および硫酸抱合体は合わせて6.48pノpb換出さ   れた。抱合体構成PAIiとLてはアンもラセン.フよ   ナントレン.9メチルアントラセン,フルオランチ   ン,ビレン.クリセン,ペソゾ(鱒)ビレンおよぴジ   ペンゾ(払h)アン1・ラセンなど8種頬を検出したb   以上の成績より,農用地土壌中に蓄積されているPAH   は,抱合体として代謝をれていくことが確認された。  

帯広研報1.16(1g約):199〜204.  

56   

参照

関連したドキュメント

My talk focuses on atmospheric pollution caused by polycyclic aromatic hydrocarbon PAH and nitropolycyclic aromatic hydrocarbon NPAH, which clearly exists in this area, and

The main challenge of an effective phytoremediation strategy for the removal of heavy metals from contaminated sites is the choice of a potential plant species

These results indicate that it would be possible to identify patients from the combination of their initials and their date of birth (DD/MM/YY). However, the size of the

The heights of five unknown peaks (a, b, c, d and e) detected in chromatogram (A) were the same as those in (B), suggesting that the retention times of these compounds on

Until now, PAH-DNA adducts in white blood cells and PAH metabolites [monohydroxylated PAHs (OHPAHs)] in urine were used as biomark- ers for evaluating PAH exposure. These meth- ods

How- ever, several countries that produce large amounts of exhaust (the U.S.A., China and India) are not par- ticipating in these initiatives. The failure of these countries to

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were analyzed in maternal blood and fetuses from Fischer 344 rats exposed to diesel exhaust (DE) during pregnancy, and in breast milk from

熱力学計算によれば、この地下水中において安定なのは FeSe 2 (cr)で、Se 濃度はこの固相の 溶解度である 10 -9 ~10 -8 mol dm