ポリ臭化ジフェニルエーテル(PBDE)は、難燃剤として使用されてきた有機臭素化合物の一種です。他の臭素系難燃剤と同様に、PBDEは建築材料、電子機器、家具、自動車、航空機、プラスチック、ポリウレタンフォーム[ 1 ] 、繊維など、幅広い製品に使用されています。構造的には、ポリ塩化ジフェニルエーテル(PCDE)、ポリ塩化ビフェニル(PCB)、その他のポリハロゲン化合物と類似しており、2つのハロゲン化芳香環から構成されています。PBDEは、分子中の臭素原子の平均数によって分類されます。難燃剤の生命維持効果により、その普及が進みました。2021年現在、公共交通機関の車両に対する基準は引き続き厳しくなっています[ 2 ]: 1-26
毒性と残留性のため、商業的に関連のあるすべてのPBDEは、主要な残留性有機汚染物質(POPs)を規制し段階的に廃止するための条約であるストックホルム条約の下で廃止対象として指定されています。[ 3 ] [ 4 ]
PBDEファミリーは、同族体と呼ばれる209種類の物質から構成されています(PBDE = C 12 H (10− x ) Br x O ( x = 1, 2, ..., 10 = m + n ))。モノ、ジ、トリ、テトラ、ペンタ、ヘキサ、ヘプタ、オクタ、ノナ、デカブロモジフェニルエーテルの異性体の数は、それぞれ3、12、24、42、46、42、24、12、3、1です。[ 5 ]
分子あたり臭素原子が1 ~ 4 個である低臭素化 PBDE は、生体蓄積効率が高いため、より危険であると考えられています。甲状腺ホルモンレベルに影響を与えることが知られており、特定の濃度以上では生殖および神経学的リスクとの関連が研究で示されています。[ 6 ]高臭素化 PBDE は急性的な危険性は低いものの、生物学的および光化学的に脱臭素化されて低臭素化同族体になります。[ 7 ]
PBDEはジフェニルエーテルの臭素化によって商業的に生産され、[ 8 ]臭素化の程度が異なる3種類の工業用混合物が販売されている。
米国では、PBDEはペンタBDE混合物にはDE-60F、DE-61、DE-62、DE-71、オクタBDE混合物にはDE-79、デカBDE混合物にはDE-83RおよびSaytex 102Eという商品名で販売されていた。市販のPBDE製品は、単一の化合物や単一の同族体ではなく、同族体の混合物であった。
工業用ペンタBDEは主にペンタブロモ誘導体(50~62%)を含んでいたが、混合物にはテトラブロミド(24~38%)とヘキサブロミド(4~8%)、および微量のトリブロミド(0~1%)も含まれていた。工業用オクタBDEは、ヘキサ、ヘプタ、オクタ、ノナ、デカブロミドの同族体の混合物であった。工業用デカBDEは97%がデカブロミドで、少量のオクタブロミドとノナブロミドが含まれていた。[ 7 ]
PBDEの商業生産は1970年代に始まり[ 9 ] 、2010年代初頭まで続いた。累積世界生産量は、ペンタBDEが175kt、 オクタBDEが130kt、デカBDEが1600ktと推定されている[ 10 ] 。
ポリ臭化ジフェニルエーテル(PBDE)は、使用または製造された環境中に放出され、摂取、吸入、または皮膚を介して空気、水、土壌、または人間の消化器系に入る可能性があります。 [ 11 ] [ 12 ]いくつかの形態のPBDEが禁止され、段階的に廃止されているにもかかわらず、21世紀においても多くの消費財にはPBDEが含まれており、ポリウレタンフォームを含む家具やその他の消費財、電化製品、パイプ、プラスチック、古い電子機器など、潜在的な曝露源となっています。[ 11 ] [ 13 ]
一般的に、政府は評価された曝露量ではPBDEは人間の健康に有害ではないと判断しています。[ 11 ] [ 12 ] [ 14 ] PBDEの総曝露量の80~90%はハウスダストの摂取によるもので、残りは食品の摂取によるものです。[ 11 ] [ 12 ] PBDEに汚染された食品、特に脂肪分の多い肉や魚などの脂肪分の多い食品は、曝露源となる可能性があります。[ 11 ]母乳育児中の乳児の場合、母親と母乳にPBDEが存在する可能性があるため、母乳が曝露源となる可能性があります。[ 11 ]肉、肉製品、乳製品、魚介類など、その他のさまざまな食品にもPBDEが含まれている可能性があります。[ 11 ] [ 14 ]
PBDEは水中では微量レベルを超えて検出されていません。[ 11 ]環境中では、土壌と堆積物がPBDEの主な堆積物です。[ 11 ] PBDEは、埋立地などの廃棄物から土壌に流入する可能性があります。バイオソリッド(下水)にはPBDEが含まれている可能性があるため、バイオソリッドで施肥された土壌や農地からの曝露が発生する可能性があります。[ 11 ]野生生物はPBDEを含む食物を摂取することで曝露される可能性があり、堆積物に生息する生物はPBDEによって汚染される可能性があります。[ 12 ]
PBDEとその代謝物は主に糞便中に排泄され、一部は尿中に排泄される。[ 11 ]体脂肪に蓄積されるため、一部のPBDEは体内に何年も留まり、胎盤を介して胎児の体内に入る可能性がある。[ 11 ]
PBDEが人体に及ぼす影響については、確かなことは何も分かっていません。[ 11 ] [ 12 ] [ 14 ] PBDEとその代謝物の毒性に関する情報のほとんどは、初期段階の動物実験によるものです。[ 14 ]発達中の神経系以外のシステム、例えば癌の発症におけるPBDEを介した影響に関するヒト研究からの証拠は、決定的ではないか、存在しません。[ 11 ]特に、発達中の胎児に対するPBDEの潜在的な影響については、母親の健康状態と乳児の妊娠週数に焦点を当てた研究が行われています。 [ 15 ]
英国スコットランドのクライド川河口の堆積物中のPBDEの環境濃度の上昇と分布の変化が評価された。[ 16 ]グラスゴー市からグリーノックまでの深さ1mの堆積物コア6本の分析により、総濃度が河床表面(0~ 10cm)に向かって増加することが明らかになった。PBDEの量は1~2,645µg /kg(乾燥重量堆積物)の範囲で、平均は287µg /kg(乾燥重量堆積物)であった。[ 16 ]コアの下方PBDE同族体プロファイルは、高濃度がBDE-209の高濃度によるものであることを示した。堆積物の記録の大部分は、深層部では主に低分子量のBDE 47,99,183,153から表層付近ではBDE-209へと変化していることを明確に示しており、これは同族体および同族体グループのパターンの変化であり、2004年から2006年にかけてEU法の下でペンタBDEおよびオクタBDEの市販混合物が制限されたことに対応している。
生分解はPBDEの主な経路とは考えられていないが、光分解と熱分解はPBDEの変換の研究において興味深いものとなり得る。[ 17 ] [ 18 ]
2003 年 8 月、カリフォルニア州は、ペンタ BDE およびオクタ BDE とそれらを含む製品の販売を禁止し、2008 年 1 月 1 日に施行されました。[ 19 ] PBDE は環境中に広く存在し、EPA によると、曝露は健康リスクをもたらす可能性があります。米国 EPA の統合リスク情報システムによると、証拠は PBDE が肝毒性、甲状腺毒性、および神経発達毒性を持つ可能性があることを示しています。[ 20 ] [ 21 ] 2008 年 6 月、米国 EPA は、 最も一般的な 4 つの PBDE 同族体について、1 日あたり体重 1 kg あたり 0.1 ~ 7 μg の安全な 1 日曝露レベルを設定しました。[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] 2007 年 4 月、ワシントン州議会はPBDE の使用を禁止する法案を可決しました。[ 24 ]メイン州環境保護局はPBDEに制限を設けており、2008年には州議会がデカBDEの使用を段階的に廃止する法案を可決した。[ 25 ]
米国のPBDE輸入業者と製造業者は、2004年にペンタBDEとオクタBDEの販売を中止し、2013年末までにデカBDEの販売を中止した。 [ 7 ]: 10 [ 26 ] 2024年11月、EPAはデカBDEを有害物質規制法に追加し、デカBDEおよびデカBDE含有製品の製造、加工、または商業流通中に水中に放出することを禁止し、原子力発電所向けのデカDBEを含む電線およびケーブル絶縁体の加工と流通を段階的に廃止した。[ 27 ]
2012年以降、PBDEは、1999年カナダ環境保護法の特定有害物質禁止規則で規制されているように、製造、使用、販売、販売の申し出、または輸入が禁止されている化学物質の一つです。[ 28 ]規制では、PBDEは「環境および/または人間の健康に有害であり、一般的に残留性があり、生物蓄積性があり、および/または本質的に有害である」とみなされています。[ 28 ]
欧州連合は、特にPBDEとポリ臭化ビフェニル(PBB)という2種類の難燃剤を電気・電子機器で使用することを禁止することを決定した。[ 13 ]この禁止はRoHS指令で正式に定められ、 PBBとPBDEの合計の上限が1g /kgに設定された。2009年2月、標準物質測定研究所は、分析ラボがこれら2種類の難燃剤をより正確に検出できるように、2種類の認証標準物質をリリースした。これらの標準物質は、関連するすべてのPBDEとPBBを法定限度に近いレベルで含むように特別に作られた。[ 13 ]
国際レベルでは、2009 年 5 月に残留性有機汚染物質(POPs) に関するストックホルム条約の締約国は、市販のpentaBDEと市販のoctaBDE をPOP 物質としてリストすることを決定しました。このリストへの掲載は、市販の octaBDE の成分である hexaBDE と heptaBDE の特性、および市販の pentaBDE の主成分である tetraBDE と pentaBDE の特性によるものです。[ 29 ] 2017 年に、decaBDE もリストに掲載することが決定されました。[ 4 ] [ 30 ]
デカBDEの大手生産者は、環境汚染物質として疑われている構造的に関連のある化合物であるデカブロモジフェニルエタンの製造に切り替えた。 [ 2 ]: 21ハロゲン化されていない代替品も存在する。[ 2 ] [ 26 ]