ダイオキシン初心者が教える「ダイオキシン類入門」

はじめに
1.ダイオキシン類って何だろう?
2.ダイオキシンの環境問題
2.1.歴史的経緯
2.2.人体にどのような被害があるのか


はじめに
私 (めたのさえた) は、公害防止管理者受験のための情報を提供するホームページ (http://www.kougai.net) を作成しております。ご存知の通り、公害防止管理者試験は大きく分類すると「水質」、「大気」、「騒音振動」および「ダイオキシン類」に分ける事ができます。私は水質関係の知識を若干持っているので、受験対策のためのまとめページ等を作る際、どうしても水質関係のページに内容が偏りがちになってしまいます。そのため、水質以外のコンテンツが非常に寂しい状況が続いていました。中でもダイオキシン類に関わる知識は「ほとんどゼロ」です。実際、ダイオキシン類とは何か?という事すらほとんど理解できていません。このまま、ダイオキシン関係のコンテンツは作成しなくても良いかなと考えておりました。
しかし、考え方を変えてみると「ダイオキシン関係の知識がほぼゼロの私だからこそ皆さんに伝えられる事があると思う」のです。勉強する苦しみや喜び突き当たる壁等を知っている者こそ本当に価値のある情報を発信できると思います。
そのような考え方のもと、私はダイオキシン初心者が教える「ダイオキシン類入門」というダイオキシンの入門のための教材を作成する事を決意いたしました。この教材が公害防止管理者を目指す皆さんのお役に立てる事を切に願っております。
この教材は公害防止管理者を目指す方だけに役立つ者ではありません。環境関係の他の資格 (環境計量士、技術士等) を目指される方にも役に立つと思います。また、環境問題、特にダイオキシン問題に興味がある方のための手引きとなれば幸いです。
なにぶん、理系人間のため、「文章力のなさ」を露呈してしまう事も数多くあります。しかし、温かい目で見守ってくださると幸いです。また、ミス等を発見された場合はいつでも連絡をください。早急に対応いたします。


1.ダイオキシン類って何だろう?

ダイオキシン類とはPCDDs、PCDFsおよびコプラナーPCBの総称の事です。
とはいっても「PCDDs、PCDFsおよびコプラナーPCB」が何の事なのかさっぱり分かりませんよね (化学構造は右図に示す) 。という訳で一つずつ説明したいと思います。
PCDDs (ポリクロロジベンゾ-ジオキシン) は2個のベンゼン環が2個の酸素によって結合したもののことを言います。私はここで「うーん。ベンゼン環ってなんだっけ?」と悩んでしまいました。それではまずベンゼン環とはなにか復習してみましょう。
ベンゼンの化学式はC6H6です。ベンゼン環は通常6角形の中に○をかいて表します。炭素 (C) が6角形の構造を取っており、炭素一個につき水素一つが結合しているものがベンゼン環です。では6角形の中の○はなにを意味しているのでしょうか。
中学校や高校の時に水素は結合のための手が1つ、炭素は4つということを習いましたね。炭素は水素と結合するために手を1つ使います。炭素に残る手は3本です。1つの炭素には2つの炭素が結合していますから、3本の手を使って2つの炭素と結合しなければなりません。このため片方の炭素とは手1本で結合していますが、反対側の炭素とは手2本で結合しています。よ~く考えてみてください。どの炭素が手1本でつながってるか、どの炭素が手2本でつながっているか、判断できませんよね。このため便宜上、6角形の中に○を描く事で「これはベンゼン環だよ!」ということを、分かりやすく示しているのです。ベンゼン環を表す記号みたいなものなのです。
図中の数字が記入されている部分の水素が塩素に置き換わる事 (部分的に) によって、PCDDsになるんです。PCDDsは単に「ダイオキシン」と言われる事も多いです。
次に、PCDFs (ポリクロロジベンゾフラン) について説明したいと思います。この物質は2個のベンゼン環が1個の酸素原子で結合しPCDDsと同様、水素が塩素によって置換されているものを言います。この化合物は単に「フラン」と呼ばれる事も多いようです。
最後に、コプラナーPCBs (Coplanar-Polychlorinated Bipheny) です。PCBsとは2個のフェニル基が結合したビフェニルの骨格を形成している水素の一部が塩素に置換されたものです。塩素の置換位置によって、PCDDsやPCDFsと同じような形態をとるものをコプラナーPCBsと言います。
以上、「PCDDs、PCDFsおよびコプラナーPCB」をダイオキシン類と定義しています。
ちなみに、ダイオキシン類を表記するためには、塩素の数とその置換位置を示す必要がありますよね。そのため、例えば、2、3、7、8の位置の炭素に塩素が結合したPCDDsは2,3,7,8-TeCDDと表記されます。「なんで、PがTeにかわるんだよ~」と思いませんか。私も同じような疑問を抱いて考えてみました。それで、さんざん悩んだあげく、ようやく理解しました。そうですTeは4つを意味する「テトラ」の略じゃないですか (同様に、PeはPenta、HxはHexa、HpはHepta、OはOctaの略です) ! な~んだそういう事なのかという感じです。
余談ですが、実は、そもそもダイオキシンとは2個の酸素によって結合された化合物を意味しています。それで、正確にダイオキシンと呼ぶ事が出来るのは「PCDDsのみ」なのです。
学術的には「ダイオキシン」ではないものも「ダイオキシン類」として扱われているということです。

2.ダイオキシンの環境問題
近年、「ダイオキシン問題」は環境問題の中でも非常に注目されています。その「ダイオキシン問題」とはいったいどんなものなのかを解説します。


2.1.歴史的経緯
ダイオキシン問題が明るみになったのはベトナム戦争 (1960-1975) の時期です。米軍が枯葉作戦に使用した除草剤 (オレンジ剤) に含まれる2,3,7,8,-TeCDDの総量は167kgと推定されています。この物質は1当たり、1万人を殺す能力があると言われており、167kgという数字の莫大さがうかがえます。
日本では、昭和43年カネミ油症が発生しました。この原因は、米ぬか油に混入したPCDFsとコプラナーPCBであったと結論されています。
この後もイタリア・セベソ事件 (1976) で約120kgのダイオキシン類が環境中に排出されるたり、ゴミ焼却炉においてダイオキシン類の生成が確認される等、ダイオキシン問題が広がってきました。

2.2.人体にどのような被害があるのか
◆ダイオキシン類の毒性の単位

「人体にどのような影響があるのか」を考える前に、重要なことが1つあります。それは「ダイオキシン類の毒性の単位」はなんなのか?ということです。重さはkgで表せます。体積はL (リットル) で表せます。ではダイオキシンの毒性はどうやって表せば良いのでしょうか?

(1) TEFとは
ダイオキシンの毒性の評価にはTEF (毒性等価係数) を用います。TEFというのは最も毒性が強いと言われる「2,3,7,8-TeCDD」の毒性と比較した毒性の強さのことです。たとえば、1,2,3,4,7,8-HxCDFのTEFは0.1です。これは、「2,3,7,8-TeCDDの10分の1の毒性ですよ」ということを表しているのです。このTEFという数値がダイオキシン類の各異性体(全ての異性体ではないことに注意!テストに出ますよ)に与えられているのです。

(2) TEQとは
1つ1つのダイオキシン類の毒性の強度がTEFで表すことは分かりました。では、あるサンプルの「ダイオキシン類全て」の毒性の合計はどのように表すのでしょうか?このときにはTEQ (2,3,7,8-TeCDD毒性等量) が用いられます。
これは

  • TEQ = (異性体Aの量×異性体AのTEF) + (異性体Bの量×異性体BのTEF) +(異性体Cの量×異性体CのTEF) + ・・・・

で表せます。
つまり、10pgの2,3,7,8-TeCDD (TEF 1) と100pgの1,2,3,4,7,8-HxCDF (TEF 0.1) が混合したサンプルがあるとして・・・・

  • (10pg×1) + (100pg×0.1) = 20pg-TEQ

となるわけです。このTEQがダイオキシン類の毒性の単位として用いられています。

◆ダイオキシン類の人体への汚染
ダイオキシン類の人体への汚染のほとんどは食品から摂取するものです。大気中などからの汚染は非常に少ないです。

●人体への影響例●

(1) 台湾の油症患者の場合
油症患者から生まれた子供において、知能指数が低い、身長が低い、ペニスが短いおよび精子の運動能力の低下などが見られました。

(2) イタリアのセベソ事件の場合
住民のうち2,3,7,8-TeCDDの血中濃度が100〜1000pg-TEQ/g-脂質の高濃度であった父母からは女児のみが生まれました。

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