ドイツ環境省報告
二酸化チタンナノ粒子の環境中挙動
翻訳＆訳注：小林 剛（カリフォルニア大学環境毒性学部元客員教授）
PDFはこちらから→csijnewsletter_019_kobayashi_01_201307
1．Introduction
加工ナノマテリアルは、多くの日用品に利用されている。2006年以降､その製品における利用は521%の増加を示し（ウッドローウイルソン･データベース2011）、将来における用途の成長が予想されている｡これより、これらのナノマテリアルのライフサイクル期間中における環境およびヒトへの暴露が想定されている（Kaegi et al., 2008, 2010）。環境媒体へのーつの経路は､例えば下水処理プラントによる直接的あるいは間接的な排出を介した水生･底質･土壌生態系への放出である。
放出後の環境中における最終結末や挙動についての情報は、依然として不足しているが､リスクアセスメントの重要性について、最近の研究は、ある種のナノマテリアルは毒性の可能性を実証している（Oberdorster et al., 2004, 2006, Poland et al., 2007, Hund-Rinke et al., 2006）。
化学物質の影響分析については、多くの標準化されたテスト方法が存在し､その結果はリスクアセスメントに用いられている。OECDの化学物質についてのテストガイドライン(TG)は、国際的に調整されて受容されている標準の例である。ナノマテリアルは、バルク物質あるいは化学物質と比較すると､異なる挙動を示すことがある（Tiede et al., 2008, Nel et al., 2006, Burteson et al., 2004）。従って、ナノマテリアルのテストにおいては､これらのTGの適用性について慎重なテストと評価を実施すべきである｡必要であれば、ガイドラインの特異的な修正に同意すべきである。
二酸化チタンナノマテリアルは、多くの種々の製品に広く用いられ､それらの製品からの流出はKaegiら（2008）あるいはHsu＆Chein（2007）などにより示され、白色色素あるいは塗料･紙コーティング･プラスチック類･サンスクリーンなどの消費者製品として、莫大な量が使用されている。工業的用途には、セルフクリーニング･コーティングのほか先進的下水処理や大気中のNOx除去などが含まれる。上述の用途の一部においては、水生環境への放出が誘発され､下水および土壌への流入が予想される。
本研究においては、３種類の官能化および非官能化ナノマテリアル（P25、PC105、UVチタンＭ262）が対象とされ､これらのうち､P25はラボラトリー下水処理プラント、PC105とUVチタンM262は土壌媒体においてテストされた（表１）。
●OECD-TG 303A：シミュレーションテスト ｰ 好気性下水処理：活性化汚泥ユニット
●OECD-TG 312：土壌カラム中の浸出
●OECD-TG 106：吸着/脱着 ｰ セット平衡方法の利用
これらの物質が環境媒体に進入する際に最も可能性の高い経路のシミュレーションに用いるため、ナノマテリアルを水中において懸濁させた。また、これは均質性と、比較し得る条件の発生と利用の可能性を示す｡本研究においては、水中における粒子サイズについては、実際的な最悪のケースを想定して、より大きな凝集体による干渉を最小化するため、平均250 mn以下のナノマテリアル懸濁液が採用された｡この懸濁液の安定性は、凝集体のサイズ分布と、懸濁液中のゼータ電位（訳者注）の側定のほか、目視による沈殿の観察によりテストされた｡24時間以内での変動が10％以下の懸濁液は安定と決定された。
訳者注：ゼータ電位とは、固体と液体が相対運動をするとき、個体と密着して動く層（固定層）の最外面（滑り面）の電位と液体内部の電位の差をいう。
以下のセクションは、得られた結果の提示と考察である。
●異なる環境テストに対する懸濁液の調製および特性解明
●サンプル中のチタン分析方法の開発･立証･信頼性確認
●以下の項目における各TGについての、独立したテストの実用化･分析･データ評価を含む環境テスト：
・下水処理湯
・土壌洗脱
・土壌吸着
●検討されたOECD-TGに対する勧告
2．OECD-TGに対する勧告
下水処理プラント（Sewage treatment Plants：STPS）におけるナノスケール粒子類の最終結末と挙動は、それらの環境リスクアセスメントにとって決定的に重要である。そのため、３件のOECD-TGについて、それらのナノマテリアルに対する適用性がテストされた。次の３節は、これらのTGに対する我々の勧告の要約である。
今後のすべてのTGにおいては､ナノマテリアルに対する適用性が問題である｡懸濁液に適用する際の標旗的な分散プロトコールについて、広範なテストと開発が行われ、その結果、次の勧告が行われた：
ｐH、イオン濃度その他の僅かな変化が、懸濁液の安定性に対する著しい影響を生じさせるであろう：
・調和蒸留蒸留水（harmonised distilled water）を含む不純物のない溶液を使用すべきこと。
・すべての偏差を記録すべきこと。
・適切な分散操作（振盪･攪拌･音波破砕）を選択すべきこと。
・最低レベルでの懸濁液安定性の評価は、沈降の観察とサイズ分布測定に基づく。
・懸濁液のサイズ分布を報告すべきこと。
・TGにおける適用との関連を検討すべきこと。
同一のテクニックと懸濁媒体の適用および上記のクライテリアに基づく連続テスト（round robin test）は、ラボラトリー間の十分な比較性を示す｡本テストにおけるナノマテリアルの粉末の採用については、特異な勧告はなされていない。
2-1．OECD-TG 303A「好気性下水処理のシミュレーションテスト」のナノスケール粒子類のテストに対する適用性
ラボラトリー下水処理プラント（LSTP）の利用は、下水処理プラント（STPS）におけるナノ粒子類の最終結末と挙動を評価する選択の一つであるが、今日までにナノマテリアルの適用性について得られているデータは少ない。そのため、OECD-TG 303A（2001）のシミュレーションテストがナノスケールTiO2を用いて評価された。
【以下に続く全文は上記PDFをお読み下さい】