未規制化学物質の分析法開発

環境水中の
抗てんかん薬の分析
岩手県環境保健研究センター環境科学部
鎌田憲光佐々木和明嶋弘一齋藤憲光
発表内容
① 分析法開発検討結果
環境省委託業務
（化学物質環境エコ調査）
② 岩手県内のﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ結果
背景
・医薬品の廃棄規制なし
・国内外において、環境水からの
検出事例が報告されている
・世界的に、規制の必要性が
議論されている
・環境省、環境調査実施を決定
分析法開発対象物質
H
N
構造
O
O
NH
O
C H3C H2
HN
NH
O
O
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ
C12H12N2O3 = 232.2
ｍｐ 175-179℃
用途
法規制
抗てんかん薬
ﾌｪﾆﾄｲﾝ
C15H12N2O2 = 252.3
ｍｐ 296℃
抗てんかん薬
睡眠薬、鎮静剤
化審法第2種監視化学物質
化管法第2種指定化学物質
固相による回収率の比較
120
回収率 ( % )
Phenobarbital
Phenytoin
100
80
60
40
20
0
C8
C18
NH2
CN
Diol
固相
Silica
HLB
PS2
Agri
3種類の固相で、回収率が良好
固相から溶出する溶媒濃度
120
C1 8
PS2
agri
100
80
60
40
20
0
回
収
率
（
％
）
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ
ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ濃度
（％）
5
120
10
20
30
50
90
100
C1 8
PS2
agri
100
80
60
40
20
0
回
収
率
（
％
）
ﾌｪﾆﾄｲﾝ
ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ濃度
（％）
5
10
20
30
50
90
50%アセトニトリルで回収が可能
100
標準物質の測定結果
マススペクトルとクロマトグラム
251.1
231.1
m/z
232.1
m/z
252.1
ﾌｪﾆﾄｲﾝ
9.7 min.
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ
4.8 min.
Negative
フェニトインはPositiveモードで検出可能
C15H12N2O2 = 252.3
m/z
253.0
ドリフト電圧140V
O
①
②
182.0 225.0
③
274.9
254.0
HN
NH
① 182 ( 253 - 71 )
O
②
② 225 ( 253 - 28 )
③ Na付加
③ 275 ( 252 + 23 )
①
検討結果1
分析手順（前処理から測定までのフロー）
① 固相抽出
② 溶出
③ 濃縮
④ LC/MSで分析
500ml
10ml/min
PS2
2ml
50%ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ
N2
1ｍｌ
検討結果2
LC/MSの分析条件
HPLC
MS
Instrument : Agilent 1100
Instrument : Agilent 1100 LC/MSD
Column
Ionization
: ZORBAX XDB C-18
2.1ｘ150mm, 3.5μm
Neblizer
: Electrospray
: N2 (50 psi)
Mobile phase : A : B = 70 : 30
Drying gas : N2 (10 l/min.) 340℃
A =2mM CH3COONH4 Polarity
: Negative
B = CH3ＣＮ
Fragmentor : 120 V Vcap：3500V
Flow rate
: 0.2 ml/min.
SIM(m/z)
Oven temp. : 40℃
定量用
Injection vol. : 5 μｌ
確認用
分離条件
ﾌｪﾆﾄｲﾝ
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ
: 251 (M - H)- 231 (M - H): 252 (M - H)- 232 (M - H)-
測定条件（MS）
検量線
フェノバルビタール
フェニトイン
Area
Area
80000
120000
60000
80000
40000
40000
MDL : 2.4 ppt
20000
MDL : 2.2 ppt
0
0
0
20
40
Amount[ppb]
0
20
5～100 ppb で直線性あり
相関係数 > 0.99
40
Amount[ppb]
添加回収
試料中の濃度が60 ppt (ng/L) になるように添加 (n=7)
単位％
河川水
回収率
CV値
海水
回収率
CV値
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ
87.1
2.1
77.9
5.0
ﾌｪﾆﾄｲﾝ
83.7
2.7
86.5
3.6
クロマトグラム（岩手県大船渡湾海水）
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ
ﾌｪﾆﾄｲﾝ
岩手県内モニタリング
１．分析対象物質
ﾌｪﾆﾄｲﾝ (PHT)
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ (PB)
ｶﾙﾊﾞﾏｾﾞﾋﾟﾝ (CBZ)
２．ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ箇所
河川水
A 盛岡市南部
下水処理場周辺 9箇所
B 北上市以南
下水処理場周辺 12箇所
海水
C 三陸海岸
主要港湾 6箇所
岩手県
盛岡市
三
陸
海
岸
A
北上市
B
C
地区A
北上川
a
下水処理施設の概要
b
c Ⅰ
d
e
見前川
Ⅱ
f
h i
2km
Ⅰ
Ⅱ
処理人口
（人）
約2万
約25万
処理水量
（㎥/日）
約2万
約10万
処理方法
散水ろ床法
標準活性
汚泥法
放流先
北上川
見前川
ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ地点
g
盛岡市南部
北上川 7、見前川 2 箇所
北上川
a
結果
b
c Ⅰ
d
e
見前川
Ⅱ
f
h i
2km
g
地点名
地点
a
b
c
d
e
f
g
h
i
北上川
北上川
北上川
北上川
北上川
北上川
北上川
見前川
見前川
濃度(ppt)
PHT
PB
CBZ
n.d
n.d
14
n.d
n.d
n.d
2.7
n.d
20
n.d
n.d
200
89
4.6
3.8
12
3.5
140
n.d
n.d
28
15
0.7
0.7
1.9
0.3
20
ｎ.d：検出下限未満
北上川
Ⅰ
a
b
c
Ⅱ
磐井川
j
k
吸川
e
f
Ⅲl
d
g
h
地区B
下水処理施設の概要
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
処理人口
（人）
約10万
約5万
約2万
処理水量
（㎥/日）
約2万
約1万
約0.5万
処理方法
標準活性
汚泥法
標準活性
汚泥法
標準活性
汚泥法
放流先
北上川
北上川
吸川
ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ地点
i
北上市以南
4km
北上川 9、磐井川 2、吸川 1 箇所
北上川
Ⅰ
a
b
c
Ⅱ
磐井川
j
e
f
k Ⅲl
吸川
d
g
h
i
4km
結果
地点名
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
地点
濃度(ppt)
PHT PB CBZ
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
北上川 n.d
磐井川 n.d
吸川
32
磐井川 6.5
n.d
3.1
3.4
3.0
2.6
2.8
2.8
3.0
2.9
n.d
45
4.7
n.d
0.5
0.3
0.4
0.4
0.4
0.7
0.5
0.5
n.d
56
2.0
ｎ.d：検出下限未満
地区C
三陸海岸
結果
A
B
C
D
F
E
地点名
地点
A
B
C
D
E
F
宮古湾
山田湾
船越湾
釜石湾
大船渡湾
広田湾
濃度(ppt)
PHT
PB
CBZ
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
n.d
0.2
n.d
n.d
ｎ.d：検出下限未満
まとめ
１．環境水中のﾌｪﾆﾄｲﾝ、ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ、ｶﾙﾊﾞ
ﾏｾﾞﾋﾟﾝの同時分析が可能。
（検出下限値 2.2、2.4、0.2 ppt）
２．岩手県内の河川水・海水から、pptレベル
で検出された。
北上川から広範囲で検出された。
下水処理場の放流水由来と考えられる。
３．環境モニタリング方法として有用。
固相抽出時の洗浄効果
例：添加回収・大船渡湾海水測定時
そのまま溶出
夾雑ピーク
2ｍｌの20%アセトニトリルで
洗浄後、溶出
夾雑ピークを除去できた。（S/N比 3.3 → 29）
20%アセトニトリル溶液での洗浄は有効
環境試料分析例
操作ブランク
2000
0
4
8000
6
8
10
12
14
min
ﾌｪﾉﾊﾞﾙﾋﾞﾀｰﾙ (34ppb)
6000
ﾌｪﾆﾄｲﾝ (4.2ppb)
4000
2000
0
4
6
8
10
12
14
min
5000
ｶﾙﾊﾞﾏｾﾞﾋﾟﾝ (1.0ppb)
4000
N
O
3000
NH2
2000
4
6
8
10
12
14
min
北上川の概要
延長
195 km
流域面積
7,861 km2
流域人口
90万人
下水普及率
約6割
流量
2 ～ 100㎥/sec
農地面積
12万ha (田85万ha、畑35ha）
化審法
化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律
・新規化学物質の審査
・化学物質の製造・輸入・使用等の規制
＜第2種監視化学物質＞ｸﾛﾛﾎﾙﾑ等 739物質
難分解性・高濃縮性でない・長期毒性の疑いあり
→ 製造数量等の届出義務
＜第1種特定化学物質＞ PCB等 13物質
難分解性・高濃縮性・長期毒性 → 製造・輸入許可、使用制限、輸入制限
＜第2種特定化学物質＞ﾄﾘｸﾛﾛｴﾁﾚﾝ等 23物質
難分解性・長期毒性・広範囲で存在する恐れ → 製造・輸入数量把握、変更
＜第1種監視化学物質＞法改正新設
難分解性・高濃縮性 → 製造量把握、1ｔ以上：物質名・製造・輸入数量公表
＜第3種監視化学物質＞法改正新設
難分解性・生態毒性 → 製造量把握、100ｔ以上：物質名・製造・輸入数量公表
化管法
特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律
・環境への排出量を把握
・事業者の自主的な管理の改善を促進
・環境汚染を未然に防止
＜第1種指定化学物質＞ 354種類
有害性 or ｵｿﾞﾝ層破壊物質広範囲で存在する
PRTR対象物質
＜第2種指定化学物質＞ 81種類
有害性 or ｵｿﾞﾝ層破壊物質広範囲で存在する恐れ
化学物質等安全データシート（ＭＳＤＳ）を交付
化学物質環境エコ調査
技術開発（分析法開発）
残留実態の把握
化審法、化管法のため
環境リスク初期評価のため
↓
化学物質対策の立案及び評価等
環境保全上の支障を未然防止
環境中にどれだけあるかを調査して
法規制のためのデータとする
物性
分子量
融点
ﾌｪﾉﾊﾞﾙ
232.24
ﾋﾞﾀｰﾙ
174
水溶解度 LogPow
物性
法規制
用途
1.47
難分解・低濃縮性化審法2監抗てんかん薬
発がん性の恐れ化管法2 睡眠・鎮静薬
ﾌｪﾆﾄｲﾝ 252.27 295(分解) 32mg/L
2.47
難分解・低濃縮性化審法2監
抗てんかん薬
発がん性の恐れ化管法2
ｶﾙﾊﾞﾏ
236.27 189-193
ｾﾞﾋﾟﾝ
2.25
難分解・低濃縮性
1.58
難分解・低濃縮性化審法2監
発がん性の恐れ化管法1-52
ﾌｪﾅｾﾁ
179.22
ﾝ
134
1g/L
760mg/L
なし
抗てんかん薬
解熱鎮痛
消炎剤

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