ハーバードジョンA.ポールソン工学応用科学大学院の研究チームは、PFAS化合物を定量化および同定する方法で、PFASとして知られる化学物質群から以前は検出できなかった大量の化合物を発見しました。

The standard testing methods used by the EPA and state regulatory agencies only test for 25 or fewer known compounds. The problem is the overwhelming majority of PFAS compounds are proprietary and regulatory agencies can’t find what they don’t know exist. 

参照元：https://www.seas.harvard.edu/news/2021/03/uncovering-hidden-forever-chemicals
– ハーバードジョンA.ポールソン工学応用科学大学院 Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. March 5, 2021 –

ハーバードジョンA.ポールソン工学応用科学大学院（SEAS）の研究者は、PFAS化合物を定量化および同定するための新しい方法を使用して、ケープコッドの6つの流域でPFASとして知られる化学物質ファミリーから以前は検出できなかった大量の化合物を発見しました。

熱、水、油をはじく能力で広く使用されている一部のPFASへの曝露は、癌、免疫抑制、糖尿病、低出生体重などのさまざまな健康リスクに関連しています。

新しい試験方法では、難燃性フォームやその他の未知の発生源から、これまで検出されていなかった大量のPFASが明らかになりました。

これらの流域に存在するPFASの総濃度は、飲料水の安全性に関する州の最大汚染物質レベル（MCL）を上回っていました。

SEASの大学院生であり、研究の筆頭著者であるBridgerRuyle氏話します。

「PFASの主要な供給源である難燃性フォームから下流の飲料水や生態系まで、すべてのPFASを完全に捕捉して特性評価する方法を開発しましたが、これらのフォームに由来する可能性のない大量の未確認のPFASも見つかりました。従来の試験方法では、これらの未知のPFASが完全に欠落しています。」

研究はEnvironmentalScience＆Technologyに掲載されます。

PFAS（パーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質）は、難燃性フォームから焦げ付き防止パンまでの製品に含まれています。

PFASは、その寿命が長いことから「永遠の化学物質」と呼ばれ、1950年代に最初に使用されて以来、環境中に蓄積されてきました。

関連する健康リスクにもかかわらず、飲料水中のPFAS化学物質に対して法的に強制力のある連邦規制はありません。

環境保護庁の公共水道に関する暫定健康ガイドラインは、PFASの2つの一般的なタイプであるPFOSとPFOAのみを対象としています。

マサチューセッツ州は、他のいくつかの州とともに、飲料水中の新しいMCLに6つのPFASを含めることでさらに進んでいます。

しかし、存在することが知られている何千ものPFAS化学構造があり、そのうちの数百はすでに環境で検出されています。

論文の上級著者で、SEASのゴードンマッケイ環境化学教授であるElsieSunderland氏は話します。

EPAおよび州の規制当局が使用する標準的な試験方法では、25以下の既知の化合物のみを試験します。

問題は、PFAS化合物の圧倒的多数が独自のものであり、規制当局が自分たちが知らないものが存在することを見つけることができないことです。

サンダーランドと彼女のチームによって開発された新しい方法は、その障壁を克服し、サンプル内のすべてのPFASを説明することができます。

PFASは、炭素とフッ素原子を組み合わせて、有機化学で最も強力な結合の1つを形成することによって作られます。

フッ素は地球上で最も豊富な元素の1つですが、天然に存在する有機フッ素は非常にまれであり、アマゾンとオーストラリアのいくつかの有毒植物によってのみ生成されます。

したがって、環境中に検出された有機フッ素の量は、必ず人為的なものです。

環境中に見られるPFAS化合物には、前駆体型と末端型の2つの形態があります。

PFOSやPFOAを含む、監視対象のPFAS化合物のほとんどは末端化合物であり、通常の環境条件下では分解しないことを意味します。

しかし、サンプル中のPFAS化学物質の大部分を構成することが多い前駆体化合物は、生物学的または環境的プロセスを通じて最終形態に変換することができます。

したがって、EPAまたは州の機関はPFAS濃度を監視する可能性がありますが、それでもPFAS前駆体の膨大なプールの多くを検出していません。

そこで、この新しい方法が登場します。

研究者はまず、サンプル中のすべての有機フッ素を測定します。

次に、別の手法を使用して、そのサンプルの前駆体を酸化し、それらを最終形態に変換して、測定することができます。

そこから、チームは、元の前駆体を再構築し、それらの製造元をフィンガープリントし、サンプル内のそれらの濃度を測定するための統計分析の方法を開発しました。

Sunderland氏は話します。

「私たちは本質的に化学法医学を行っています。」

この方法を使用して、サンダーランドと彼女のチームは、米国地質調査所と国立衛生研究所が資金提供し、ロードアイランド大学が主導する研究センターとの共同作業の一環として、ケープコッドの6つの流域を PFASの輸送、暴露および影響の観点からテストしました。

チームは、難燃性フォームの使用からPFASを特定することに焦点を当てました。

これらのフォームは、軍事基地、民間空港、および地元の消防署で広く使用されており、PFASの主要な発生源であり、米国中の何百もの公共水道を汚染しています。

調査チームは、2017年8月から2019年7月の間にケープコッドのチャイルズ、クアシュネット、ミルクリーク、マーストンズミルズ、マシュピー、サントゥイット流域から収集されたサンプルに法医学的手法を適用しました。

防水ギアはPFASで処理されているため、収集プロセス中、チームメンバーは着用するものに注意する必要がありました。

チームは、汚染を防ぐために数十年前のウェーダーに行き着きました。

チャイルズ、クアシュネット、ミルクリーク流域のサンプリングサイトは、難燃性フォームからのPFASの供給源の下流にあります。

クアシュネットとチャイルズは合同基地ケープコッド軍事施設から、ミルクリークはバーンスタブル郡消防訓練アカデミーからです。

現在のテストでは、過去のフォーム（PFOSとPFOAのレベルが高いために2001年に製造が中止された製品）からのPFASの約50％と、最新のフォームからのPFASの1％未満しか特定できません。

サンダーランドと彼女のチームは、新しい方法を使用して、ジョイントベースケープコッドとバーンスタブル郡消防訓練アカデミーで何十年も使用されていた難燃性フォームの種類に含まれるすべてのPFAS化合物を100％特定することができました。

Sunderland氏は話します。

「私たちのテスト方法では、化学業界で40年以上使用されてきたこれらの不足している化合物を見つけることができました。」

テストはまた、未知のソースからの大量のPFASを明らかにしました。

Ruyle氏は話します。

「消火泡からのPFASの計算では、測定した有機フッ素の37〜77パーセントを説明できませんでした。これは、人間の曝露についての私たちの理解だけでなく、PFASがどれだけ海洋に放出され、海洋生物に蓄積しているかにも大きな影響を及ぼします。」

これらの調査結果をフォローアップするために、Ruyle氏は現在NIHと協力して、毒物学研究を使用して、現代の消火泡によるPFASの健康への影響のいくつかを特定しています。

Sunderland氏のチームは、未知のPFASの研究を続けており、ケープコッドの豊富な海洋食物網に蓄積する可能性とその発生源をより適切に特定しています。