化学的性質
TBT、すなわちトリブチルスズ、トリブチルスタンニル、またはトリブチルスズ水素化物化合物は、有機スズ化合物です。これらは、スズ(IV)原子に3つのブチル基が共有結合しています。[ 5 ]これらの化合物の一般式は、(CH3CH2CH2CH2)3Sn−Xです。− Xは通常、塩化物−Cl、水酸化物−OH 、またはカルボン酸RCO2−であり、Rは有機基です。[ 6 ] TBTは、成長、生殖、その他の生理学的プロセスなどの生物学的活動に影響を与える内分泌かく乱物質としても知られています。[ 7 ]
TBT化合物は水溶性が低く、防汚剤として理想的な性質を持っています。TBTの毒性により、船体に藻類、フジツボ、軟体動物、その他の生物が付着するのを防ぎます。[ 8 ]海洋または水生環境に導入されると、TBTは底質に付着します。TBTは蒸留水中で3.19～3.84、海水で3.54という低いLog K owを持ち、中程度の疎水性を示します。TBT化合物は脂溶性が高く、土壌や堆積物中の有機物に容易に吸収される傾向があります。軟体動物、カキ、イルカなどの生物におけるTBTの生物蓄積は、生殖器系、中枢神経系、内分泌系に極めて深刻な影響を及ぼします。[ 9 ]ただし、TBTの堆積物への吸着は可逆的であり、水域のpHレベルに依存します。
TBTは海水中で半減期が1～2週間である。[ 5 ]堆積物中に蓄積すると半減期は約2年になる。TBTは懸濁物質や堆積物に結合することが多く、そこに留まり、最大30年間放出される可能性がある。[ 10 ]研究によると、TBTの95%は堆積物から水生環境に放出される可能性がある。この吸収プロセスは、水中の濃度がその利用可能性を代表するものではないため、環境中のTBTの定量化を複雑にする可能性がある。[ 1 ]
用途
トリブチルスズ（TBT）化合物は殺生物剤です。TBTの防汚特性は、1950年代にオランダのファン・デル・ケルクとその同僚によって発見されました。TBTは微生物が船体に付着するのを防ぎ、付着した微生物を毒します。1960年代半ばまでに、TBTは世界中で最も人気のある防汚塗料になりました。 [ 4 ] TBTは防汚塗料の寿命を延ばすために塗料に混合され、船舶はより長い期間運航を続けることができました。この塗料は燃料効率を確保し、高額な船舶修理を遅らせました。また、比較的安価です。
TBTは、例えば第四級アンモニウム化合物と組み合わせて、一部の消毒剤の成分としても使用されています。さらに、TBTは肥料、繊維、木材産業でも使用されています。抗真菌性があるため、繊維製品の製造や木材の保存、肥料と併用する殺生物剤の製造に役立ちます。TBTの別の用途としては、ポリ塩化ビニルなどの化合物の安定剤として使用されていました。[ 11 ]このTBTの使用により、繊維製品、プラスチックポリマー、シリコンなど、さまざまな消費財にTBTの痕跡が見られる可能性があります。
毒性
防汚塗料の影響は、殺そうとしている生物だけにとどまりません。食物連鎖の底辺にいるフジツボ、藻類、その他の生物を毒することで、TBTの生物蓄積は時間とともに増加し、水生食物網環境の底生生物、主に無脊椎動物でTBTの影響を受ける生物にますます影響を与えます。海洋食物連鎖の下位部分（プランクトン、無脊椎動物、魚類など）では、TBTのわずかな生物濃縮が実証されています。しかし、海洋哺乳類などの大型海洋動物へのTBTの生物濃縮については議論の余地があります。[ 12 ]一部の種では、水1リットルあたり1ナノグラムで毒性影響が現れます。TBTによる大気汚染は、環境に影響を与えるほど重大なものとして認識または考慮されていません。水中では、光分解と微生物によってTBTが分解され、土壌堆積物に浸出する可能性があります。[ 11 ]
生物蓄積と生物濃縮
TBTは生物付着防止剤として最もよく使用されるため、軟体動物などの海洋生物に生物濃縮され、港湾などの海上活動が活発な地域の生物や堆積物中の濃度が高くなります。[ 11 ]生物濃縮は時間とともに増加し、食物連鎖の上位の生物で生物濃縮が起こりますが、その生物濃縮の規模はそれほど大きくありません。[ 13 ] TBTは懸濁物質や堆積物に結合することが多いため、環境中に最大30年間残留することがあり、生態系に非常に長い間残留する可能性があります。これは、海洋環境で生物濃縮が容易に起こり、特に食物連鎖の下位の小型生物に非常に高濃度のTBTが蓄積される可能性があり、それがさまざまな健康影響をもたらすことを意味します。
無脊椎動物
有機スズ化合物への曝露は、雌の前鰓類腹足類に雄の副性器を発達させる。この現象はインポセックスと呼ばれている。TBTは無脊椎動物の発達に影響を与えることが示されている。イヌツノガイ（Nucella lapillus ）などの海洋巻貝は、指標種としてよく用いられてきた。[ 14 ]腹足類では、副性器の発達の正常なプロセスはレチノイド依存性であり、これは9cisRAが雄のペニスに及ぼす影響によって証明されている。TBTはレチノイドX受容体（9cisRA）の内因性リガンドを模倣し、レチノイン酸依存性のシグナル伝達カスケードを活性化し、雌のペニスの成長を促進する。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
軟体動物がTBTの影響を受ける理由については、多くの説がある。例えば、これまでの文献では、TBTがアロマターゼを阻害し、テストステロンの増加につながり、その結果、インポセックスを引き起こすと述べられてきた。[ 19 ]また、TBTがシトクロムP450分子を阻害することで内分泌系をかく乱するという説もある。P450は、その無数の機能の中でも、男性ホルモン特性を持つアンドロゲンを女性ホルモン特性を持つエストロゲンに変換する。アンドロゲンの高濃度が雌の男性化につながるという説もある。[ 20 ]もう一つの指標種は、非吸血性ユスリカの一種であるChironomus ripariusで、海洋環境で見られる亜致死濃度でのTBTの発生と生殖への影響をテストするために使用されてきた。 TBTの濃度が高いと雌の個体数が増加することが判明し、ステンゴグラス類の腹足類の雄化とは異なり雌化が見られたため、この結果は興味深い。[ 6 ]
脊椎動物
脊椎動物は、TBTで汚染された水域に浸かることや、すでに毒されている生物を摂取することによって影響を受けます。一般的に日本産のコイ科魚類と呼ばれるメダカは、胚の発生段階におけるTBTの影響を調べるためのモデル脊椎動物として使用されてきました。発生速度は濃度依存的にTBTによって遅くなり、尾の異常が発生することが観察されました。食物連鎖におけるTBTの浸透を示す例として、ある研究では、検査したカツオのサンプルのほとんどがTBTの存在に対して陽性であったことが示されました。アジアの発展途上国周辺の海域のマグロは、特にTBTのレベルが高かった。アジアでは、TBTの規制はヨーロッパや米国ほど厳格に施行されていません。[ 21 ]研究では、TBTが免疫系に有害であることが示されています。研究によると、TBTは、海底に生息し、高レベルのTBTに曝露された魚の感染に対する抵抗力を低下させます。これらの地域は、港や河口などのシルト質の堆積物が多い傾向があります。[ 8 ] TBT化合物は、コルチゾールをコルチゾンに変換する酵素11β-ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ2型の活性を阻害することにより、肝臓でのグルココルチコイド代謝を妨害することが報告されています。[ 6 ]
哺乳類
TBTは、人間やクジラ、イルカ、ジュゴン、ラッコなどの他の哺乳類の食事に入り込む可能性があります。2008年現在、ラッコ（Enhydra lutris）や座礁したバンドウイルカの肝臓から高濃度のトリブチルスズが検出されています。[ 22 ] [ 23 ]感染症で死亡したラッコは、外傷やその他の原因で死亡したラッコよりも組織中のブチルスズ濃度が高い傾向がありました。科学者たちはまた、ラッコは通常ボートや閉鎖されたマリーナの近くにいるため、これらの生物がブチルスズ濃度が高くなった可能性があると報告しています。[ 24 ] TBTはラッコやイルカの免疫抑制を引き起こすことが示されています。TBTは、歯クジラなどの哺乳類の頂点捕食者の聴覚障害にも関連付けられています。[ 25 ]ラットでは、視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸がTBTの影響を受ける可能性があります。下垂体と副腎では、TBTの影響を受けたラットの形態生理学的変化が発見されています。[ 26 ] TBTは人間にも影響を与える可能性があります。人間はこれらの化合物に曝露され、頭痛、疲労、呼吸器系の問題などを経験する可能性があります。長期曝露は、腎臓や肝臓などの一部の内臓の損傷にもつながる可能性があります。[ 27 ]
規制
全長25メートル未満の船舶におけるTBTの使用禁止は、1980年代に始まった。1990年、海洋環境保護委員会は決議MEPC 46(30)を採択し、政府に対し小型船舶におけるTBT含有防汚塗料の使用を廃止するよう勧告した。この決議は、国際海事機関が船舶用TBT防汚剤の禁止を実施するまでの暫定的な制限として意図されていた。いくつかの国がこれに続き、1997年には日本がTBT系防汚塗料の製造を禁止した。IMOは1999年に総会決議を使用し始め、その決議は基本的に海洋環境保護委員会が防汚システムの深刻な環境影響に対処することを求めていた。これにより、2003年から船舶への有機スズ化合物の使用が世界的に禁止されました。[ 8 ] 2008年には、 TBT化合物などの殺生物剤として作用する有機スズ化合物が防汚塗料で完全に禁止され、ロッテルダム条約に含まれ、国際海事機関の船舶における有害防汚システムの規制に関する国際条約によって禁止されました。 [ 8 ] [ 28 ]この条約では、有機スズ化合物が溶出しないようにバリアを形成するコーティングがない限り、船舶は船体または外部部品または表面に有機スズ化合物を付着させてはならないと規定されています。これは、有機スズ化合物が溶出しないようにして、回復を可能にすることで暴露を減らすためです。[ 1 ]
TBT禁止令違反
TBTの使用禁止は環境への悪影響を軽減するのに効果的であることが証明されたが、供給者の中には利益のために他国に製造・販売し続けている者もいた。国際海事機関などの国際機関によって禁止されているにもかかわらず、TBT防汚塗料は規制執行が不十分な国々で今日でも使用されており、カリブ海諸国はその典型的な例である。[ 7 ]
米国における違反行為
2018年11月、米国司法省は、ニュージャージー州でトリブチルスズ系船舶用塗料の製造・販売の容疑で起訴・逮捕した3人が有罪を認めたと発表した。これらの人々の量刑は2019年2月に予定されていた。[ 29 ]
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外部リンク
- ニューカッスル大学生物付着研究グループ
- 「トリブチルスズ（TBT）に関する水生生物環境水質基準」米国環境保護庁、2003年12月
