不適切なe-waste処理により環境中へ放出されるダイオキシン類と生成に関与する前駆物質の特徴

ガーナに存在する電子・電気機器廃棄物(e-waste)処理場の土壌から検出されたミックスハロゲン化（塩素化／臭素化）ダイオキシン類(PXDD/Fs)と臭素系難燃剤であるポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDEs)のプロファイルを解析した結果、PBDEsの環化後に起こる塩素の置換反応によりPXDFsが相当量生成・放出されていることが明らかとなった。総ダイオキシン類に占めるPXDFsの毒性寄与も大きいことから、現地作業者への複合曝露影響が危惧された。

本研究チームは、ガーナのアクラ市Agbogbloshieに存在する電子・電気機器廃棄物(e-waste)処理場を対象に、不適切に燃焼処理や解体をおこなっている場所から土壌を採取し、塩素化および臭素化だけでなくミックスハロゲン化ダイオキシン類、そして主要な前駆物質による複合汚染の実態を解明した。その成果は2019年2月22日、環境科学分野で高く評価されている国際誌Environmental Science & Technologyに掲載された。

寿命を迎えた通信機器や家電などの電子・電気機器製品は廃棄物(e-waste)として処理されるが、e-wasteにはリサイクル価値のある金属等が含有されている一方、重金属や有害な有機化合物の検出も明らかとなっている。アジアおよびアフリカの新興・途上国では回路基盤やワイヤーを燃やすなどの不適切なリサイクル処理が実施されており、e-wasteに含まれている有害化学物質だけでなく、不適切な処理により二次生成される塩素化(PCDD/Fs)および臭素化(PBDD/Fs)ダイオキシン類の汚染も深刻化している。とくにPCDD/FsやPBDD/Fsは、様々な毒性影響を示すことが報告されていることから影響が危惧される。しかしながら、e-waste処理に由来するダイオキシン類の生成機序は複雑であり、周辺環境の汚染や健康影響に関する評価には未だ課題が残されている。PCDD/Fsは、ワイヤーのコーティングに使用される塩化ビニルなどの燃焼によって非意図的に生成されることはよく知られている。PBDD/Fsの知見は少ないが、電気・電子機器に含まれる臭素系難燃剤の熱処理により非意図的に生成することが報告されている。これらの知見を踏まえると、e-wasteの不適切な燃焼処理により塩素および臭素が置換したミックスハロゲン化ダイオキシン類(PxDD/Fs)も生成されている可能性が高いが、分析が困難なこともあり、これまで十分に調査が実施されていなかった。

そこで本研究チームは、二次元ガスクロマトグラフ高分解能飛行時間型質量分析計(GCxGC-HRToFMS)を駆使して、e-wasteの燃焼処理エリアと解体処理エリアから採取した土壌に含まれる有機ハロゲン化合物の網羅分析を実施した。その結果、PBDFsおよびPXDFsが主要なダイオキシン類として検出され、詳細なプロファイル解析から臭素系難燃剤のPBDEsを前駆体とし相当量のPBDFsが生成されていること、そしてPXDFsは主にPBDFsの連続的な塩素置換により生成していることが示された。これまで明らかとなっていなかった、つまりe-wasteの不適切な処理工程に”潜んでいた”ダイオキシン類のPXDFsが高濃度で検出されたことから毒性の寄与も大きいと推察され、今後、周辺環境への汚染拡大や作業者の健康影響に関する詳細調査が必要である。

参考 URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b06929

論文情報

【掲載誌】 Environmental Science & Technology
【題名】 Complex mixtures of brominated/chlorinated diphenyl ethers and dibenzofurans in soils from the Agbogbloshie e-waste site (Ghana): Occurrence, formation, and exposure implications
【著者】 Nguyen Minh Tue, Takafumi Matsushita, Akitoshi Goto, Takaaki Itai, Kwadwo Ansong Asante, Samuel Obiri, Saada Mohammed, Shinsuke Tanabe and Tatsuya Kunisue
【DOI】 10.1021/acs.est.8b06929

助成金等

• 科研費 基盤研究A（25257403と16H01784）
• 環境研究総合推進費（3K153001）

図表等

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  不適切なe-wasteの燃焼過程で生成するダイオキシン類と生成に関与する前駆物質

  不適切なe-wasteの燃焼過程で生成するダイオキシン類と生成に関与する前駆物質

  credit : 愛媛大学沿岸環境科学研究センター 化学汚染・毒性解析部門 Reprinted with permission from Environmental Science & Technology. Copyright 2019 American Chemical Society
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