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7.下水道における調査

 7−1 調査方法

  (1)採水方法

     調査対象物質は、可塑剤、界面活性剤など、環境中で一般に確認される物質であるため、試料の採取にあたっては、周辺環境からの汚染を受けないように細心の注意を払った。

     採水に用いる試料ビン、採水器具については、合成樹脂のビン、バケツ、ロート等を用いず、ガラス製、ステンレス製のものを用いるものとし、試料ビン等は分析機関において十分洗浄するとともに、採水現場においても全て共洗いした後に使用した。

     採水は、対象とする処理場毎に流入下水及び放流水について実施した。なお、採水時刻は、平均的な水質と予想される時間帯とした。

     基本調査対象物質に関する試料の採水量を表7−1に示す。

表7−1   試料の採水量

 物 質 名 試料ビンの種類
及び容量
採水本数 備考
前期 後期
アルキルフェノール類
4-n-オクチルフェノール
4-t-オクチルフェノール
ノニルフェノール
1L
ホウケイ酸ガラス製ネジ口ビン
2本 2本 L-アスコルビン酸で固定
フタル酸エステル類
 フタル酸ジ−2−エチルヘキシル
 フタル酸ブチルベンチル
 フタル酸ジ-n-ブチル
 

(トラベルブランク測定用)

200mL
ビン・蓋ともにガラス製
2本
 
 

2本
 
 
(1本)
あらかじめブランク水を満水とする
アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル
 

(トラベルブランク測定用)

1L
ホウケイ酸ガラス製ネジ口ビン
2本
 
2本
 
(1本)
あらかじめブランク水を満水とする
ビスフェノールA 1L
ホウケイ酸ガラス製ネジ口ビン
2本 2本  
スチレンの2量及び3量体 1L
ホウケイ酸ガラス製ネジ口ビン
2本 後期調査において、前期調査のスチレンモノマーに変わり実施
スチレンモノマー 1L
ホウケイ酸ガラス製ネジ口ビン
2本  
17β-エストラジオール 1L
ホウケイ酸ガラス製ネジ口ビン
2本 2本  


 (2)分析方法

     調査対象物質の分析方法は、前期調査では環境庁の「水環境中の外因性内分泌攪乱化学物質の実態概況調査」で採用された方法、後期調査では環境庁の「外因性内分泌攪乱化学物質調査暫定マニュアル(平成10年10月)」に定める方法を原則とした。しかし、環境水に比べ、夾雑物が多く、有機物濃度も高いことから、その測定に応じた分析手法を研究・開発する必要があった。  前期調査時には、下記に示す分析上の課題が認められた。

    • 試料(流入下水)について、分析手法の適用性の検討を行った結果、物質によっては回収率が低い(試料に標準物質を添加し測定した結果添加濃度の一部しか検出されない。)、変動係数が大きい(同一試料で複数回測定した場合の測定結果のばらつきが大きい。)等の問題が生じていること
    • 分析操作段階で、エマルジョンが発生しやすく、分析誤差が生じやすくなっていること
    • 妨害物質が多いため、GC/MS分析における目的物質の分離が悪くなり、ピーク読みとり誤差が生じる可能性があること

     したがって、後期調査においては、事前に分析手法に関する検討を実施し、より下水の特性に応じた手法を採用するものとした。表7−2に、調査対象物質1)毎の分析方法の概要と検出下限値1)、定量下限値2)を示す。

注1): 前期調査においてはスチレンの2及び3量体について入手可能な標準物質数が少なかったため、基本調査対象物質としてスチレンモノマーの測定を行い、追加調査対象物質としてスチレンの2量体の1形態である1,3-ジフエニルプロパンの測定を行った。後期調査においては、スチレンの2及び3量体について入手可能な標準物質数が増えたことから、スチレンモノマーに変わり基本調査対象物質とし、1,3-ジフエニルプロパン、2,4-ジフェニル-1-ブテン、2,4,6-トリフェニル-1-ヘキセン、cis-1,2-ジフェニルシクロブタン、trans-1,2-ジフェニルシクロブタンの5形態について測定を行った。
注2): 検出下限値:測定しようとする物質の存在が確認できる最低の量
注3): 定量下限値:数値として濃度を示すことができる最低の量

表7−2  分析方法の原理と検出下限値、定量下限値

 (3)精度管理方法

     本調査の対象となる物質は極めて低濃度であることから、その測定値の信頼性を高めるため、精度管理に特段の注意を払った。

     そこで、各分析機関は、表7−3に示す精度管理手法を導入し、分析精度を確保するものとした。

     前期調査時は、放流水については概ね目標を満足したものの、試行分析として実施した流入下水について、目標を満足しない物質が残っており、分析上の課題も生じていた。後期調査時には、分析手法の改善及び、全体的により慎重な分析操作を行うことによる精度管理結果の改善が見られた。

    • 操作ブランク値試験について、後期調査においては、前期調査と比較して操作ブランク値を低減させることができ、全ての物質で検出下限値以下に確保できた。
    • 検出下限値及び定量下限値試験において、前期はノニルフェノール及び2,4-ジクロロフェノールで目標下限値をやや上回ったが、後期は全ての物質で目標を満足した。
    • 二重測定及びクロスチェックにおいて、前期は、流入下水では変動が大きく、目標を満足しない物質があったが、後期調査においては、流入下水・放流水とも全ての物質で目標を満足し、前期に比べて改善された。但し、定量下限値以下の試料では、変動が大きくなる場合があった。

表7−3 精度管理比較表(1)

項目
前期調査
後期調査
事前及び調査実施時評価 検出下限値及び定量下限値試験 目標とする検出下限値及び定量下限値を設定し、各分析機関はこの下限値を満足する測定条件を確立し、測定を行った。 前期調査に同じ。
操作ブランク値試験 分析操作を行う場合、環境及び試薬等からの汚染の度合いを操作ブランクの測定(精製水を対象に同一の分析操作を行い、対象物質の濃度を測定)により確認し、できるだけ汚染の少ない測定条件を確保するものとした。 前期調査に同じ。
操作ブランク値は、目標検出下限値以下を確保することを基準とした。
※ 検出下限値:測定しようとする物質の存在が確認できる最低の量
  定量下限値:数値として濃度を示すことができる最低の量
 

表7−3 精度管理比較表(2)

項目 前期調査 後期調査
調





トラベルブランク 実施せず。 環境からの汚染の可能性の高い物質(フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル)について、全対象処理場の放流水採水地点において、トラベルブランクの測定(ブランク水を満水にしたビンを準備し、調査地点で一端開栓を行った後閉栓し、試料水の前処理から調査、測定まで試料と同じ操作を行い、準備から分析までの環境からの汚染の程度を把握すること)を実施した。
クロスチェック 検出濃度の高いと予測される物質については、クロスチェック(複数の分析機関(本調査:3機関)で同一試料についてそれぞれ測定すること)を実施し、変動が所定の範囲内であることを確認した。
対象物質は、ノニルフェノールとし、定量下限値以上の試料について、変動が30%以下であることを目標とした。
前期調査に同じ。
対象物質は、ノニルフェノール、ビスフェノールA、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、17βエストラジオールとし、定量下限値以上の試料について、変動が30%以下であることを目標とした。
二重測定 全ての測定物質について、二重測定(同一試料について前処理からの全ての操作を繰り返し2回測定すること)を行い、定量下限値以上の試料について、変動が30%以下であることを目標とした。 前期調査に同じ。
 
 
 
 
その他
(再測定等)
分析は、採水後可及的速やかに実施し、測定結果は遅滞なく分析機関より報告を行わせるものとした。
なお、異常値である可能性があると判断された場合には、速やかに再測定を実施し、当初の測定値との変動率が所定の範囲内であることを確認し、分析上での問題ではないことを確認した。
異常値の可能性の判断は、流入下水と放流水との濃度逆転現象や減少率が他の処理場と大きく異なる場合を目安とした。
前期調査に同じ。
異常値の可能性の判断は、前期調査結果との比較、流入下水と放流水との濃度逆転現象や減少率が他の処理場と大きく異なる場合を目安とした。
 (4)測定値の表記

     測定結果について、数値の表記は、定量下限値以上とし、定量下限値未満の測定値は次のように表記することとした。

    ND:検出下限値未満

    tr:検出下限値以上かつ定量下限値未満

     定量下限値を下回る低濃度の試料を対象とした場合、定量下限値以上の試料に比べ、二重測定等の精度管理結果からも、測定値の変動が大きく、その数値はある程度の幅を持つと考えられる。

     また、下水試料の特性(夾雑物等が多いこと)より、環境水に比べ低濃度の測定が困難であることから、検出下限値以上かつ定量下限値未満の測定値については、tr(traces)の表記を行う。なお、参考値として測定値を括弧書きで併記するが、変動が大きいため数値の信頼性が低いことに留意する必要がある。

 (5)実施機関

     調査の計画、実施方法の策定及び調査結果のとりまとめについては、関係自治体の協力を得て、財団法人下水道新技術推進機構が実施した。同機構では、「下水道における環境ホルモン対策検討委員会(委員長:松尾友矩、東京大学教授)」を設置し、下水道に係わる内分泌攪乱作用の疑われている化学物質の分析方法や挙動等の検討を行っている。

     なお、採水及び分析は、民間の分析機関へ委託した。

7−2 調査結果

     下水道調査は、10処理場において、前期は放流水調査(流入下水は試行分析として実施)、後期は流入下水及び放流水調査を実施した。

 (1)流入下水における測定結果

     前期及び後期調査での、流入下水における測定結果を表7−4に示す。但し、前期調査においては、試行分析として実施しており、測定結果について精度上の問題が残っていたと判断されるため、測定値はある程度の幅を持っていると考えられる。

     基本調査対象物質(9物質)に関しては、スチレンモノマー(前期でのみ実施)以外の物質は、いずれかの処理場で検出(但し、後期で実施したスチレンの2及び3量体については2,4,6-トリフェニル-1-ヘキセンのみ検出)されており、特にノニルフェノール、ビスフェノ−ルA、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ジ-n-ブチル、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル、17βエストラジオールは、対象の全処理場で定量下限値以上であった。

     なお、後期調査に先立ち、代表処理場において通日調査(24時間時間変動調査)を実施し、水質濃度の変動幅の確認を行った。調査結果より、物質によって差はあるものの、日平均値に比べ、おおむね0.5〜1.5倍の範囲で変動しており、測定結果はこの程度の変動幅を持つ値であると理解する必要がある。

     

表7−4  流入下水における基本調査対象物質の測定結果

(前期調査は試行分析)
物質名
[検出下限値(定量下限値)(μg/L)]
測定範囲(μg/L) 検出状況(該当地点数/調査地点数)
範囲 中央値 定量下限値以上 tr ND
4-n-オクチルフェノール1)
[0.1(0.3)]
ND〜0.5
ND〜0.4
ND
ND
2/10
1/10
1/10
1/10
7/10
8/10
4-t-オクチルフェノール1)
[0.1(0.3)]
tr(0.1)〜3.3
ND〜2.3
tr(0.3)
0.3
5/10
5/10
5/10
4/10
0/10
1/10
ノニルフェノール1)
[0.1(0.3)]
1.9〜45
1.7〜75
4.5
7.5
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
フタル酸ジ−2−エチルヘキシル1)
[0.2(0.6)]
2.6〜40
11〜48
18
27
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
フタル酸ブチルベンジル1)
[0.2(0.6)]
ND〜1.5
ND〜1.9
tr(0.2)
tr(0.2)
3/10
3/10
3/10
4/10
4/10
3/10
フタル酸ジ-n-ブチル1)
[0.2(0.6)]
3.0〜17
1.1〜4.4
6.9
2.2
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル2)
[0.01(0.03)]
1.5〜5.8
0.35〜2.5
3.2
1.2
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
ビスフェノールA
[0.01(0.03)]
0.34〜1.7
0.35〜2.0
1.3
1.0
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
スチレンモノマー
[0.1(0.3)]
ND
ND
0/10
0/10
10/10
スチレンの2及び3量体3)
[0.01(0.03)]

ND〜tr(0.01)
 
ND

0/10

4/10

6/10
17βエストラジオール
[0.0002(0.0006)]
0.026〜0.056
0.032〜0.052
0.044
0.040
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
1) 前期調査と後期調査とで分析方法が異なる
2) 前期調査は内部標準法による定量、後期調査はサロゲート法による定量
3) 2,4,6-トリフェニルヘキセン(他は全処理場でND)
注:前期調査における測定は、試行分析として実施。精度管理結果から、二重測定、クロスチ
  ェックの変動が大きく、測定結果については精度上の問題が残っていると判断される。

     なお、2処理場で実施した追加調査対象物質についてみると、フタル酸ジエチル、ベンゾ(a)ピレン、2,4-ジクロロフェノール、ベンゾフェノン、n-ブチルベンゼンにおいて1ヶ所あるいは両方の処理場で検出下限値以上となっており、4-ニトロトルエンは前期のみ1ヶ所で検出されていたが、その他の物質については、検出されなかった。なお、前期は追加調査として実施したスチレンの2及び3量体(2量体の1,3-ジフエニルプロパンのみ測定)は両方で検出されていたが、定量下限値未満の濃度であった。

 (2)放流水における測定結果

    前期及び後期調査での、放流水における測定結果を表7−5に示す。

     流入下水に比べ、検出された物質数は少なく、また、測定範囲も小さな値となっている。ノニルフェノール、ビスフェノールA、17βエストラジオールは全ての処理場で検出されているが、4-n-オクチルフェノール、フタル酸ブチルベンジル、スチレン(前期はスチレンモノマー、後期はスチレンの2及び3量体を測定)は前期・後期とも全ての処理場で検出されなかった。

     前期及び後期の調査結果においては、分析方法を変更した物質もあり、一概に比較することはできないが、概ね同様の検出傾向を示していた。

     なお、流入下水と同様、通日調査結果より、放流水測定結果は、日平均値に対して、0.5〜2.3倍程度の変動幅を持つ値であると理解する必要がある。

表7−5 放流水における基本調査対象物質の測定結果

物質名
[検出下限値(定量下限値) (μg/L)]
測定範囲(μg/L) 検出状況(該当地点数/調査地点数)
範囲 中央値 定量下限値以上 tr ND
4-n-オクチルフェノール1)
[0.1(0.3)]
ND
ND
ND
ND
0/10
0/10
0/10
0/10
10/10
10/10
4-t-オクチルフェノール1)
[0.1(0.3)]
ND〜tr(0.1)
ND〜tr(0.1)
ND
tr(0.1)
0/10
0/10
1/10
6/10
9/10
4/10
ノニルフェノール1)
[0.1(0.3)]
tr(0.2)〜0.7
tr(0.1)〜0.9
0.4
0.4
7/10
9/10
3/10
1/10
0/10
0/10
フタル酸ジ−2−エチルヘキシル1)
[0.2(0.6)]
ND〜4.9
ND〜4.0
0.6
1.5
5/10
7/10
2/10
2/10
3/10
1/10
フタル酸ブチルベンジル1)
[0.2(0.6)]
ND
ND
ND
ND
0/10
0/10
0/10
0/10
10/10
10/10
フタル酸ジ-n-ブチル1)
[0.2(0.6)]
ND〜tr(0.5)
ND〜tr(0.2)
ND
ND
0/10
0/10
4/10
2/10
6/10
8/10
アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル2)
[0.01(0.03)]
tr(0.02)〜0.15
ND〜0.05
0.07
ND
8/10
1/10
2/10
0/10
0/10
9/10
ビスフェノールA
[0.01(0.03)]
tr(0.01)〜0.51
tr(0.01)〜0.13
0.06
0.04
9/10
6/10
1/10
3/10
0/10
1/10
スチレンモノマー
[0.1(0.3)]
ND
ND
0/10
0/10
10/10
スチレンの2及び3量体3)
[0.01(0.03)]

ND

ND

0/10

0/10

10/10
17βエストラジオール
[0.0002(0.0006)]
0.0032〜0.055
0.0028〜0.030
0.014
0.012
10/10
10/10
0/10
0/10
0/10
0/10
数値は、上段が前期調査結果、下段が後期調査結果
4) 前期調査と後期調査とで分析方法が異なる
5) 前期調査は内部標準法による定量、後期調査はサロゲート法による定量
6) 2,4,6-トリフェニルヘキセン(他は全処理場でND)

     なお、2処理場で実施した追加調査対象物質についてみると、2,4-ジクロロフェノール、ベンゾフェノンにおいて1ヶ所あるいは両方の処理場で検出下限値以上となっており、4-ニトロトルエンは前期のみ1ヶ所で検出されていたが、その他の物質については検出されなかった。

 (3)流入下水と放流水との比較について

     後期調査での、下水処理場における流入下水と放流水との比較として、各物質毎の、下水処理場における減少率を表7−6に、また全処理場データの中央値による流入下水と放流水の比較を図7−1に示す。

     放流水が検出下限値以下であり、減少率が算出できないケースも多いが、 内分泌攪乱作用が疑われている化学物質については、70%以上の減少率であり、ほとんどのケースで90%以上となっていた。なお、人畜由来である17βエストラジオールについては、40〜93%であった。

     図7−1に示されるように、流入下水と放流水の検出濃度の比較から、下水処理場は、放流先水域に対して、内分泌攪乱作用が疑われている化学物質等を削減していることが確認された。

表7−6  処理場における減少率(後期調査)

物質名
減少率
備考
中央値
範囲
4-n-オクチルフェノール
>75%
流入がNDの場合あり
4-t-オクチルフェノール
>67%〜96%
 〃
ノニルフェノール
94%
76%〜99%
 
ビスフェノールA
95%
84%〜>99%
 
フタル酸ジ−2−エチルヘキシル
94%
82%〜>99%
 
フタル酸ブチルベンジル
>67%〜>90%
流入がNDの場合あり
フタル酸ジ-n-ブチル
82%〜>96%
 
アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル
97%〜>99%
流入がNDの場合あり
スチレンの2及び3量体
  流入がNDで計算できず
17βエストラジオール
70%
40%〜93%
 
注: 中央値: 流入下水及び放流水の中央値で算定。
        "−"は流入下水が定量下限値未満、あるいは放流水が検出下限値未満。
   範囲 : 放流水がNDの場合、削減率は検出下限値で算出し、">○%"と表記。

 

内分泌攪乱化学作用の疑いのある科学物質

注:TPHは2,4,6-トリフェニ-1-ルヘキセン
人畜由来のホルモン

 

図7−1  流入下水と放流水の中央値の比較



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