ポリ臭化ジフェニルエーテル

ポリ臭化ジフェニルエーテル

PBDEの化学構造
識別子
CAS番号	90193-67-2
ECHA 情報カード	100.082.305
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID70107595
プロパティ
化学式	C 12 H 10− x Br x O
モル質量	変数
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 インフォボックス参照

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る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、建材、電子機器、家具、自動車、飛行機、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化合物に似ており、2つのハロゲン化芳香族環で構成されています。PBDEは、分子内の臭素原子の平均数に応じて分類されます。難燃剤は命を救う効果があるため、普及しました。大量輸送車両の基準は、2021年現在も引き続き引き上げられています。^[2]

PBDEは毒性と残留性があるため、商業的に重要なすべての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に基づいて廃止対象に指定されています。^{[3] [4]}

PBDEsファミリーは209の物質から構成され、同族体（PBDE = C ₁₂ H _{(10− x )} Br _x O ( x = 1, 2, ..., 10 = m + n )）と呼ばれます。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]

1分子あたり1～4個の臭素原子を含む低臭素化PBDEsは、より効率的に生体蓄積するため、より危険であると考えられています。これらは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、研究では、特定の濃度以上で生殖および神経系のリスクにつながることが示されています。^[6]高臭素化PBDEsは急性の危険性は低いですが、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]臭素化度によって異なる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 という商標名で販売されていました。市販されている PBDE 製品は、単一の化合物や単一の同族体ではなく、同族体の混合物でした。

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%）も含まれており、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年代初頭まで続きました。世界の累計生産量は、ペンタBDEが175 kt、 オクタBDEが130 kt、デカBDEが1600 ktと推定されています 。^[10]

1990 年代以降、 PBDE の疎水性が高く、分解プロセスに対する抵抗性が高いことから、環境への懸念が高まってきました。たとえば 1995 年には、バッファロー川の魚 (コイ) がこの化合物に汚染され、組織濃度が 13.1～22.8 ng/g 湿重量であったことが判明しました。^[11]人は食物の摂取や吸入によって低レベルの PBDE に曝露しています。PBDE は血液、母乳、脂肪組織に蓄積します。PBDE を含む製品の製造に携わる人は、最も高いレベルの PBDE に曝露しています。このような場合、特にリサイクル工場や修理工場で PBDE を含む製品を取り扱う作業員の場合、生体内蓄積が特に懸念されます。これらの化学物質は一般的な家庭用品に多く含まれているため、人々は家庭環境でもこれらの化学物質に曝露しています。カナダで行われた研究では、鮭、牛ひき肉、バター、チーズなどの一般的な食品にPBDEsが高濃度で含まれていることがわかりました。^[12] 2024年の研究では、製造工程でリサイクルされた電子廃棄物を使用しているため、ほとんどの種類の黒いプラスチック製の家庭用品に重量の3％に達する高いPBDE濃度が含まれていることがわかりました。 ^[13]高温にさらされた黒いプラスチック製のヘラやその他の調理器具は、特に材料が食品に浸出する可能性が高くなります。PBDEsは、室内のほこり、下水汚泥、下水処理場の排水にも高濃度で含まれています。ゼニガタアザラシなどの海洋哺乳類の血液中では、PBDE濃度の上昇が検出されています。

PBDEsはポリ塩化ジベンゾジオキシンと同様に環境中で長寿命で生体蓄積性があるのではないかという懸念も高まっている。^[14]

「脂肪中のPBDE濃度と膵臓がんのリスクとの関連性を報告した1件の小規模な症例対照研究を除いて、ヒト研究ではPBDEの発がん性に関する証拠はない。」^[15]

PBDEs は、特にエストロゲンと甲状腺ホルモンに対してホルモンをかく乱する効果があることが示されており^[16]、代謝経路と発癌経路の両方に干渉する可能性があります。^[17]米国環境保護庁 (EPA) が 2009 年に実施した動物実験では、子宮内および出生直後の重要な発達時点での PBDEs への周産期曝露後、脱ヨウ素化、能動輸送、硫酸化、およびグルクロン酸抱合が甲状腺恒常性の破壊に関与している可能性があることが実証されています。 ^[18]発達中の甲状腺ホルモン破壊による肝臓メカニズムへの悪影響は、成人期まで持続することが示されています。^[要出典] EPA は、PBDEs が動物の発達中の脳に特に有毒であると指摘しました。^[18]査読済みの研究では、脳の発達中のマウスに 1 回投与しただけでも、多動性などの行動に永続的な変化が生じる可能性があることが示されています。^[19]

スウェーデンの科学者らは、ペンタBDEに関連する物質がヒトの母乳に蓄積していると初めて報告した。^[20]スウェーデン自然保護協会の研究では、ハヤブサの卵に、より臭素化されたPBDE（BDE-209）が初めて非常に高濃度で含まれていることが判明した。^[21] PBDEの2つの形態、ペンタBDEとオクタBDEは、健康と安全上の懸念から、米国では製造されなくなった。既存物質規制793/93/EECに基づく包括的なリスク評価に基づき、欧州連合は2004年以降、ペンタBDEとオクタBDEの使用を全面的に禁止している。^[22]しかし、段階的廃止が完了する前に作られた家具や発泡スチロール製品には、依然として両方の化学物質が含まれている。電子機器に使用される最も一般的なPBDEはデカBDEである。デカBDEは、欧州および米国のいくつかの州でこの用途で禁止されている。 PBDE については、EPA は体重 1 キログラムあたり 7 マイクログラムという基準量を設定しており、これは「顕著な影響はないと考えられる」量です。しかし、元 EPA (現在は NIEHS) の上級毒物学者であるLinda Birnbaum博士は、懸念を表明しています。「私が目にしたのは、これらの化学物質の子供の体内濃度が親の体内濃度よりも高いという事実を裏付ける新たな証拠です。この研究は危険信号だと思います。」^[23]環境ワーキング グループが 2003 年に実施した以前の研究では、20 人のアメリカ人母親の母乳に含まれる難燃剤の平均濃度が、ヨーロッパで測定された平均濃度の 75 倍高いことを示す検査結果が発表されました。^[24]

環境中のPBDEs濃度の上昇は、猫の甲状腺機能亢進症の発生率増加の原因となっている可能性がある。^[25] 2007年の研究では、猫のPBDE濃度が米国の成人の中央値より20～100倍高いことがわかったが、甲状腺機能亢進症の猫と血清PBDE濃度との関連性を確立するには十分な検出力ではなかった。^[26]その後の研究では、実際にそのような関連性が見つかっている。^{[27] [28] [29]}

2005年にウッズホール海洋研究所で行われた実験では、クジラの脂肪に含まれるメトキシPBDEsの同位体シグネチャーに、天然の放射性炭素同位体である炭素14が含まれていることが示されました。メトキシPBDEsは、いくつかの海洋生物によって生成されます。^[30]クジラのメトキシPBDEsが人工（人間が作った）発生源に由来するものであれば、炭素の安定同位体しか含まれていなかったはずです。なぜなら、人工的に生成されるPBDEsのほとんどすべては、炭素源として石油を使用しているため、炭素14はすべて、ずっと前にその発生源から完全に崩壊しているからです。^[31] PBDEs自体の同位体シグネチャーは評価されませんでした。炭素14は、人工PBDEsに酵素的に付加されたメトキシ基に含まれている可能性があります。

2010年の研究では、出生時に臍帯血中のPBDE同族体47、99、100の濃度が高かった子どもは、1歳から6歳までの精神的および身体的発達のテストで低いスコアを示したことがわかった。発達への影響は4歳で特に顕著で、性別、民族、タバコの煙への曝露、母親のIQを補正した後、出生前曝露が最も高かった子どもの言語および総合IQスコアは5.5～8.0ポイント低下した。^[32]

英国スコットランドのクライド川河口の堆積物中のPBDEsの環境濃度の上昇と分布の変化が評価されました。 ^[33]グラスゴー市からグリノックまでの深さ1mの堆積物コア6本を分析したところ、総濃度は川底表面（0～10cm）に向かって増加していることが明らかになりました。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）でした。^[33]コア下のPBDE同族体のプロファイルから、高濃度の原因はBDE-209のレベルの上昇であることが示されました。堆積物記録の大部分は、深度が深い場所で主に分子量の低い BDE 47、99、183、153 であったのに対し、表面付近では BDE-209 に変化していることを明確に示しており、これは同族体と相同体のグループパターンの変化であり、2004 ～ 2006 年の EU 法によるペンタ BDE とオクタ BDE の商業混合物の規制に対応しています。

PBDEsの生分解は主な経路とは考えられていないが、光分解と熱分解はPBDEsの変換の研究において興味深いものとなり得る。^{[34] [35]}

2003年8月、カリフォルニア州は、2008年1月1日より、ペンタBDEとオクタBDEおよびそれらを含む製品の販売を禁止した。^[36] PBDEは環境中に遍在しており、EPAによれば、曝露により健康リスクが生じる可能性がある。米国EPAの統合リスク情報システムによると、PBDEには肝臓毒性、甲状腺毒性、神経発達毒性がある可能性があるという証拠がある。^{[37] [38] 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、安全な1日曝露レベルを体重1kgあたり0.1～7μgの範囲に設定した。^{[39] [38] [40] [37] 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た。^[41]メイン州環境保護局は、すべてのPBDEを禁止すべきであると決定した。^{[42] 2007年5月、}メイン 州議会はデカPBDEの使用を段階的に廃止する法案を可決した。^[43]米国のPBDE輸入業者と製造業者は、ペンタBDEとオクタBDEについては2004年末までに、デカBDEについては2013年末までにPBDEの販売を撤回した。^{[7] [44]}

欧州連合は、電気・電子機器における2 種類の難燃剤、特に PBDE とポリ臭化ビフェニル(PBB) の使用を禁止することを決定しました。この禁止はRoHS指令で正式に規定され、PBB と PBDE の合計の上限は 1 g/kg に設定されました。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適切に検出できるように、2 つの認定標準物質をリリースしました。この標準物質は、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製造されました。

国際的には、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が、商業用ペンタBDEと商業用オクタBDEをPOP物質としてリストアップすることを決定した。このリストアップは、商業用オクタBDEの成分であるヘキサBDEとヘプタBDEの特性と、商業用ペンタBDEの主成分であるテトラBDEとペンタBDEの特性によるものである。^[45] 2017年にはデカBDEもリストアップすることが決定された。^{[4] [46]}

デカBDEの主要生産者は、環境汚染物質として疑われている構造的に関連す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ました。 ^[47]ハロゲン化されていない代替品も存在します。^{[47] [44]}

• 米国環境保護庁。ポリ臭化ジフェニルエーテルの暴露評価。米国環境保護庁、ワシントン DC、EPA/600/R-08/086F、2010 年
• サンディ、マーサ。ポリ臭化ジフェニルエーテル：カリフォルニア州における暴露低減の勧告。環境健康被害評価局。2008 年 4 月 25 日
• ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE） | 米国環境保護庁