大気汚染物質多環芳香族炭化水素/ニトロ多環芳香 族炭化水素の追跡 (研究室から,<特集>ハザード物 質)
著者 早川 和一
著者別表示 Hayakawa Kazuichi
雑誌名 ファルマシア
巻 40
号 3
ページ 195‑197
発行年 2004‑03‑01
URL http://doi.org/10.24517/00063590
doi: 10.14894/faruawpsj.40.3_195
Creative Commons : 表示 ‑ 非営利 ‑ 改変禁止 http://creativecommons.org/licenses/by‑nc‑nd/3.0/deed.ja
Pharmaceutical Society of Japan
NII-Electronic Library Service
Pharmaceutlcal Soclety of Japan
大 気
一
N
， ・
A， ，
／
1974年 東 京大学 薬 学 部卒 業
，
同 大学大学 院 中退，
1977年金沢大学 薬 学 部 助 手，
その後 講師，
助 教 授を 経て 1998年よ り現職，
薬 学博士．
1994年日本薬学会奨 励賞，
1996年 環 境賞（優 良賞）受 賞．
2002年より21世紀OOE プロ グラム 「環日本海域の環境計測と長期
・
短期変動予 測」拠点リー
ダー，
靆講 懿鑛 蠶 靆 靉
成 人は
1
日 当た り空 気 を10〜20m3
（13〜26
kg
） 吸っ て い る にもか か わ らず，
その安全 対 策は遅 れてい る
。
著 者は1987
年 以 来，
大 気 中発 がん性 多 環 芳 香 族 炭化 水 素 （polycyclic
aromatichydrocarbon
；PAH ）
及 び ニ ト ロ多 環 芳 香 族 炭 化 水 素
（
nitropolycyclic aromatichydrocarbon
；NPAH ）
＊の
挙
動と毒
性に 関する 研 究 に携わっ てき た．
さ ら にPAH
の中 に は， 内分 泌 撹 乱作用 を 示すものが あ るこ と も明ら か に なっ てき た
，
本 稿で は， 大 気 中のPAH
，NPAH
の 追 跡に主 眼 をおい て，著者
らの グル
ー
プの研究
を紹介
し よう．
灘韈灘 鞴攤 飜韈鑼
大 気 中の発が ん性
PAH
と して，
以 前か らベ ン ゾ［
a］
ピレン（ BaP ）
が知ら れてい た．
さ らに1， 8一
ジニ トロ ピ レン （1， 8−DNP
）のように，
Ames
試 験で極めて強い 直接 変 異 原 性を示 す
NPAH
も明ら かになっ た．
1・
z〕Ames
試 験に よる と，
間 接 変 異 原 性 （＋S9
） と直 接 変 異 原性 （− S9
）の違い はあるが，
タ ンパ ク 質やア ミ ノ酸が燃 焼し た と き に 生成 するMeIQ
やTrp −P−2
な ど に 比較して1，8−DNP
の変 異 原 性は極 めて強い．
3〕これ が，著
者が最 初にNPAH
に関 心を 抱い た理 由である，
そ れ まで の方 法の中では， GC
／MS
と蛍 光 検 出HPLC
が最 も高 感 度であっ た．
415〕 し か し，DNP
類の大 気 中濃 度はBaP
に比 較 すると は＊ 多 環 芳 香 族 炭 化 水 素！ニ トロ多環 芳 香 族 炭 化 水 素につ いて の
用 語 解 説は， 204頁参 照
．
るかに低 く，
NPAH
の大 気 内 挙 動 を詳 細に追 跡 する に は， いずれも感 度不足であっ た
．
NPAH
の ニ トロ基 を 還 元し たア ミ ノ多 環 芳 香 族 炭 化 水 素 （APAH
）の蛍 光 特 性はHPLC
分 析に利 用 さ れ てい た．一
方， 蛍光 物 質の 超 高 感 度分析法
と して， 過シュ ウ酸エ ス テル
化学発光検
出HPLC
法が 開発
さ れ，6〕
種
々 の生体成
分や医 薬 品の分 析に応 用 さ れ た．
こ の方 法でAPAH
は蛍 光 検 出 法より高 感 度 検出可 能なの で，
7］還 元 法と組み合わ せてNPAH
を化 学 発 光検出する
HPLC
を開発 する ことに し た．
NPAH
か らAPAH
へ の還 元に は，
当 初 水 硫 化ナト リウム5 ）を
採
用し た．粉
じんか らNPAH
をベ ン ゼ ン／
エ タノー
ル で抽
出し精
製し た後，
水 硫 化ナ トリ ウ ム溶 液を加えて還 流 還 元し，
その反応 液の一
部 をHPLC
シ ステム に注 入 したが，1， 3・ ，1， 6 −， 1 ， 8 一
ジア ミ ノ ピ レンや
1一
アミ ノピレ ン の ピー
ク は検 出さ れない か極めて小さく， 検 出感 度は期
待値
より
はる かに悪か っ た
，
その原 因を検 索 した とこ ろ，
ま ずAPAH
は蛍 光 灯 下の操 作で も速や か に化 学 変 化し た．
さらにHPLC
シ ステムの 接 液 部 金 属や ガラ ス器具の材 質 中に含 まれ る金属で も容 易に化学変化し た
．
そこ で装 置や器 具をア ル ミ箔で覆い， かつ 蛍 光 灯を黄 色 灯に切 り替 えて前 処 理 操 作 を行い ， さ ら に 還 元 処 理 後の試料 溶 液に安 定化 剤 とし てアス コ ル ビ ン酸 を添 加 した結 果， APA
且の ピー
ク 強度は著
し く増 強し た．
いず
れの検
出下 限もサ ブフェ ム トモ ルレベ ルに達し， 蛍 光検 出
HPLC
やGC
／MS
より約2
桁 高 感 度になっ た．
s・
9〕現
在
で は，
NPAH
の自動 還 元 に長さ1cm
の白
金 ／ロ ジ ウム充 填カ ラム を用い てVol， 40
No ， 3
2004
フ ァルマシア195
N工 工
一
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輪 鰄
tf
『
い る
．
1°・
1°上 述の 方 法で
，
わず か 数ミリグ ラム の大 気粉
じ ん か ら20 種
類のNPAH
が一
斉 分 析で き た （内 標 準 ：2一
フ ル オロー 7一
ニ トロ フ ル オレン）（
図1）．
IL’
） ベンゼ ン／エ タノ
ー
ル を用い るNPAH
抽出法で は， 粉 じんか らBaP
な どのPAH
も一
緒に抽 出さ れ るので
，
両者の同時 分析も可能であ る．
蒙 嚇 婁 熱 為 籌
図
2
は， 金沢市 内の幹 線 道 路 脇にエ アー
サンプラー
を設 置し，2h
毎にフ ィル ター
を 交換し なが ら連続捕 集し た 大
気粉
じ んのNPAH
分 析例で ある．1
，3−
，1，6−，1，8−DNP
及び1一
ニ トロ ピ レン （1− NP
）の 大 気 中濃 度は， いずれ も朝 晩に高 く深 夜に低い 日内変 動 が 観 察 された．
これ らの推 移が， 交 通量 と強 く相 関したこ と か ら
，DNP
類や1−NP
の主 要排出源 が自 動 車であること が明ら か になっ た．
i3）次に， ディ
ー
ゼ ル車とガソ リン車の排 出粉じんを比 較 す る と， 両者の
DNP
類の 濃 度は大差 ない が1−
NP
濃 度は ディー
ゼ ル粉 じん の方が著 しく高かった
．
デ ィー
ゼ ル車は ガソ リン車より粉じ ん排 出量が 極めて多い．
これを考 慮 すると，
排 気 中ではいずれ大 気 粉 抽 出 物
0
＿
0＿
−ユZ
− U
く Z
−
〔 、
ZZZ ω
ooo めめめ
ゼ ゼ ド
＜o L
叟嵳蓬
o
匹
年N
鱒 総 （
くZZ幽
二匹INO 左 匡 壱Z一
」 a．
a△ ω馬
山z
，
創
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O
，
鬘
NJ
」
Φ
墅
総 L
謙
］瀟
H 試
肱 準
N 標
倉
の
⊆ Φ
芒
一 8
；
8
の Φ
ε
∈
一
コ…
∈O
＝Q
匪 肥 囮 Z
−
Φ
、
＆z
r ，
し
」
Φ 匪 Z 凸
0 10 20 30 4e 50 60 70 80 90 100 108
時間 （分）
図
1
大 気粉じん抽 出物及びNPAH
標準試 料の分析 クロ マ トグ ラ ム1
，
3−
DNP，1、 3一
ジニ トロピ レン ；1． 6−DNP ，
1． 6一
ジニ トロピレン ；L8−
DNP
，
1．
8一
ジニ トロピ レン． 3−
NBA，
3一
ニ トロ ベ ンツ アン ト 囗 ン；10−
NBA，
10一
ニ トロ ベ ン ツ ア ン トロン ；5−
NAc，
5一
ニ トロア セ ナ フ テン ；2− NF 、2一
ニ トロ フル オ レン ；FNF ，2一
フル オロー 7一
二 卜囗フル オ レン ；2−
NA， 2一
ニ トロアントラ セン ；9−
NA，
9一
ニ トロ ア ントラ セ ン ；9−
NPh，
9一
ニ ト ロ フェナン スレン ；1−
NP，
1一
ニ トロピレ ン ；2−
NP，2一
二 卜ロピ レン ：4− NP ，4一
ニ トロ ピ レ ン；3−
NFR，
3一
ニ ト囗フ ルオラ ン テン ；2−
NTP、
2一
ニトロ ト1丿フェニ レン ；6
−
NG，
6一
二 卜ロ ク リ セ ン ；7−
NBaA，
7一
二 卜□ ベン ツ［θ］アン トラセ ン ；1
−
NPer、
1一
二 トロ ペ リ レン ；3−
NPer，
3一
二 卜ロペリ レン ；6
−
NBaP，
6一
ニ トロ ベ ン ツ匚a］ピ レン，
の化 合 物の濃 度も ディ
ー
ゼル車の 方 が
1〜3
桁以 上 高い．
14） こ の組 成の違い に基づい て上記地点
に おけ るNPAH
の発 生 源 を推 定 すると，
ディー
ゼル車の 寄 与はDNP
類の80〜90
％，1−N ．
P
の99
％ 以 上 と極めて大 きい
．
1’／以 上 は金 沢 市で得 られ た結 果である
．
東 京 都や札 幌市 などの大気 粉 じん も分 析し た結 果，
都 市の違い に よ らず PAH
，NPAH
の 組 成は ほ ぼ一
定で あ り，
これらの主要排 出 源はデ ィ
ー
ゼル車であ るこ とが 分かっ た
．
で は，
外 国で も同じであろう
か ？中国の 瀋 陽とロ シ ア の ウ ラジ オス トクでは 凵本の都 市に 比 較して， 大 気 中の粉じん濃 度だけでな く， 粉じ ん 中
の
PAH
濃 度 も著しく高 く，
組 成 が 大 き く異なっ た（図 3）
．
種々 の発生源か ら の燃 焼 粉じん を調べ たとこ ろ
，
これ ら2
都1「i
のPAH ，
NPAH
組 成は，
石 炭ス ト
ー
ブ排 出粉じんと極め て近 似してい た．
中国やロ シ ア で は
，
日本と 異 な り主要エ ネルギー
源が石 炭である こと を考え合わ せ る と，
PAH
，NPAH
の 主 要排 出源は石 炭を使 用 する暖房
や 発電所
， 工場の排 煙 と考え ら れ た．
ま た，2一
ニ トロ フ ル オランテンや2−NP
は 大気中で フル オランテンや ピレ ンか ら2
次 生 成すること も 分 かっ た．
川1鯵 趣 磯 i 瞬 麟髴 轗
金沢市 内の大気
粉
じん をア ン ダー
センエ アー
サンプラ
ー
で粒 径 別に捕 集 し，NPAH
分析法
とAmes
図21
，
3−，
1，
6−，
1，
8−
DNP，1−NP
及 び 交 通 量 の 日内変動 金沢市市街地R地点．
196
フアルマシ ア Vol．
40No ， 3
2004
N工 工
一
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’
韓
図
3
ウ ラ ジ オス トク，
瀋陽 と金沢の大 気中PAH とNPAH
の濃 度の比較試 験 法を適 用し た結 果
，
粉 じんは最 も細かな粒 子（ 1．1
μm 以下）分 画と最 も大 きな粒 子 （7gm
以 上）
分 画とに2
極 化 したが，DNP
類，1− NP
及び直接
変 異 原性
は前者
に集
中し た．
17） ディー
ゼル車 排ガス粉 じん は， 主に
1
μm 以下の微 粒 子である ことを考 え合 わ せ る と，
デ ィー
ゼル車か ら排 出さ れる
NPAH
は肺 胞に沈 積しや すい存在様 態であ ること を示してい
る
．
さ らに， ディー
ゼ ル車排
ガス粉
じ ん抽 出物の直 接 変 異 原性の約1
／3
は1
，3−
，1
，6−
，1
，8−DNP
と1−NP
の
4
化 合物で占め ら れ る が，18）
他
に強い 直 接 変 異 原性
を示 す3一
ニ トロ ベ ン ツ ア ン トロ ン の存 在 も報 告 さ れ，
19〕 高 感 度 分析 法 も開発 されつ つ ある．
PAH
は，
生体 中のア リルハ イドロ カー
ボン レ セプタ
ー
に 結合す る が，
著者らはPAH
代 謝生成物であ る水
酸化体 （ OHPAH ）
の中に，
エ ス トロ ゲン レ セ プ ター
に結
合 する ものがあるこ とをみいだした．
2°）一
方， ディー
ゼル粉じん抽 出 物にはエ ス トロゲン様／
抗エ ス トロゲン作用と抗アン ドロ ゲン作 用があ り，
動 物 曝 露 実験 結 果 と符 合した
．
さ ら に幾つ かのPAH
に も同様の
作
用 が あ り，
こ れ ら反 応がPAH
及びOHPAH
の レセ プ ター
結合に基づ くことが明 らか になっ た
．
21”
23 ｝OHPAH
とエ ス トロゲン レ セ プター
との 結 合を
介
するPAH
のエ ス トロ ゲン様／抗エ ス トロゲン
作
用の発 現メカニ ズムは少 しずつ 明 らか に なっ て き た が
，PAH
の抗アンドロ ゲン作 用の発現 メ カニ ズム につ い て は，
まだ不 明 な点が多
い。
靉鑞 懸 覊 鑼灘鑼灘
ヒ トの
PAH
曝 露 量は， ダ イ オ キ シン類より4
桁 以 上多
い と推 定され る．
しかも代 謝 的漕 性化 されるこ と は， 従 来の大 気 中
PAH ，
NPAH
濃 度の測 定 だ けでは 不 十 分で ，OHPAH
等の代 謝物をも視野に入 れ た曝 露量 評 価24・
25 ）が 必 要 なこ と を 意味してい る
．
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