人々を「恐怖」させる「世紀の毒」とは一体何なのか？

制作：中国科学普及協会

著者: デノボ

プロデューサー: 中国科学博覧会

「世紀の毒」という言葉を初めて聞いたとき、ほとんどの人はどうしても少し不気味な感じがするでしょう。しかし、自動車の排気ガス、発電や暖房、紙の漂白といった言葉を聞くと、産業の発展や人類社会の進歩のために必要な措置であると感じます。しかし、こうした一般的な工業生産と排出物は、「世紀の毒」であるダイオキシンと密接に関係しているのです。

人々が恐れるダイオキシンとは一体何なのでしょうか？

ダイオキシン類（PCDD/F）は単一の化学物質を指すのではなく、類似の構造と物理的・化学的性質を持つ多塩化平面芳香族炭化水素化合物のグループを指します。

ダイオキシンには 210 種類の異性体があり、その中で最も毒性が強いのは 2,3,7,8-テトラクロロ置換ジベンゾ-p-ダイオキシン (2,3,7,8-TCDD) です。 30グラム未満でも100万人を殺すのに十分です。これは現在までに最も毒性が高く、多毒性の化合物の 1 つです。

さらに、ポリ塩化ビフェニル（PCB）とポリ塩化ナフタレン（PCN）はダイオキシンと同様の毒性を示し、それぞれ 209 種類と 75 種類の異性体を持つダイオキシン類似体として定義されています。ダイオキシン、ポリ塩化ビフェニル、ポリ塩化ナフタレンは総称してダイオキシン汚染物質と呼ばれます。

PCDD/F、PCB、PCNの化学構造

（出典：任美慧。固形廃棄物焼却源からのダイオキシン類の生成・分布特性と化学的抑制メカニズム[D]。大連：中国科学院大連化学物理研究所。2021年。）

「世紀の毒」 - ダイオキシン汚染物質

ダイオキシンは、環境中での持続性、生体内蓄積性、高い毒性、長距離移動特性を持つ半揮発性化合物の一種であり、水、土壌、空気、塵、堆積物などの環境媒体に拡散して存在し、食物連鎖を通じて動物や植物に濃縮されます。

環境中では、ダイオキシンは食物連鎖を通じて容易に増加します。食物連鎖の上位に位置する動物ほど、ダイオキシンの濃度が高くなります。同時に、ダイオキシンは生物学的半減期が長いです。化学的に安定しており、脂肪組織に容易に吸収されます。一度人体に摂取されると、長期間体内に蓄積されます。体内での半減期は7～11年と推定されます。

そのため、一度「汚染」されても、その毒は長期間体内に残ります。ダイオキシンに長期間さらされると、体内に蓄積され、健康に深刻な害を及ぼす可能性があります。

ダイオキシンは人類がこれまでに発見した最も毒性の強い物質です。その毒性はシアン化物の130倍、ヒ素の900倍です。不可逆的な「催奇形性、発癌性、変異原性」の毒性があり、「世界で最も危険な化学物質の一つ」とみなされています。一度環境中に浸透すると、自然に分解・除去することが難しいため、「世紀の毒」とも呼ばれています。

ダイオキシンはどこから来るのでしょうか?

**ダイオキシンは人間が意図的に生成するものではなく、主に排気ガス、残留物、工業製品などの産業副産物の形で環境に放出されます。 **たとえば、廃棄物の焼却、鉄鋼の製錬、紙の漂白、自動車の排気ガスはすべてダイオキシンの生成経路となります。

さらに、ダイオキシンは火山の噴火や森林火災などの自然現象によっても発生する可能性があります。そのため、ダイオキシンは非意図的に生成される残留性有機汚染物質（UP-POP）と呼ばれることが多く、残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約の規制物質リストに含まれています。

廃棄物の焼却プロセスを例にとると、都市生活廃棄物、医療廃棄物、有害廃棄物などの固形廃棄物は成分が複雑で、無機塩素、有機塩素、金属元素、可燃性物質を多く含んでいるため、焼却後に気体、固体、液体の各相にわたる汚染物質が発生する可能性があります。

これらの汚染物質には主に、粒子状物質や重金属、酸性汚染物質、不完全燃焼生成物などが含まれます。排気ガス中に大量の小さなガス分子、金属塩化物塩、不完全燃焼生成物が存在すると、ダイオキシンとその類似物質の生成と放出の物質的基礎となります。

ダイオキシン類の生成メカニズムは、反応温度と反応媒体に応じて、高温均一合成（500～800℃、気相反応）と中低温不均一合成（200～450℃、気固反応または固固反応）の2つに分けられます。その中で、中低温不均一合成は、デノボ合成、前駆体生成、直接塩素化生成に分けられます。本質的には、これら 4 つのメカニズムが重なり合って反応ネットワークを形成します。

固形廃棄物焼却時のダイオキシン汚染物質の生成メカニズム

（出典：任美慧。固形廃棄物焼却源からのダイオキシン類の生成・分布特性と化学的抑制メカニズム[D]。大連：中国科学院大連化学物理研究所。2021年。）

ダイオキシンは非常に有毒ですが、効果的に制御または処理する方法はありますか?

現在、固形廃棄物の焼却過程におけるダイオキシン汚染物質の排出削減・制御技術は、発生源制御法とパイプエンド処理法の2つに分けられます。

発生源制御法とは、燃焼条件を最適化して、固形廃棄物中に存在するダイオキシン汚染物質を可能な限り破壊し、ダイオキシン汚染物質および前駆物質の発生を減らすことを指します。現代の大規模廃棄物焼却施設では、一般的に「3T + E」技術を採用しており、焼却温度、乱流、ガス滞留時間、過剰空気数を制御してダイオキシン汚染物質の発生と排出を削減します。

エンドオブパイプ処理法とは、特定の技術的手段を用いて、燃焼後の段階でのダイオキシン汚染物質の再生を低減し、発生したダイオキシン汚染物質を捕捉、除去または排除する方法です。

現代の大規模な廃棄物焼却システムには通常、排気ガスからダイオキシン汚染物質を除去するための脱酸塔、活性炭注入装置、バッグフィルターが装備されています。さらに、選択触媒還元（SCR）技術は、都市の家庭ごみの焼却処理によるダイオキシン排出を削減するための最良の技術および最良の環境慣行（BAT/BEP）として、国連環境計画（UNEP）によって推奨されています。焼却排ガスからダイオキシンを除去する効率は90%以上に達します。

上記の方法に加えて、化学遅延剤をゴミに直接混ぜたり、ゴミ焼却時の排ガスに噴霧したりして、排ガスの反応雰囲気と反応温度を制御し、発生源からのダイオキシン汚染物質の発生を阻止することもできます。化学的遅延技術を適用する場合、既存の焼却システムに技術的な変更を加える必要はありません。焼却源からのダイオキシン汚染物質排出削減・制御技術として、将来性が期待できる技術です。

「健康を害する」 - ダイオキシン

ダイオキシンが人体に及ぼす害は、発がん性害と非発がん性害の2つに分けられます。

ダイオキシンは DNA に直接損傷を与えず、直接がんを引き起こす能力もありませんが、すでに DNA に損傷がある場合は腫瘍形成を促進する可能性があります。ダイオキシンは肺がん、肝臓がん、粘膜がん、皮膚がんの発生を促進し、多点にわたる無差別な発がん作用を持ちます。さらに、ダイオキシンへの曝露は、非ホジキンリンパ腫、多発性骨髄腫、骨髄性白血病、リンパ造血腫瘍、肺がん、大腸がん、乳がん、肝臓がん、前立腺がん、黒色腫、呼吸器がんなど、あらゆるがんの発生率の増加につながっています。国際がん研究機関は、2,3,7,8-TCDD、2,3,4,7,8-PeCDF、PCB-126 をグループ 1 の発がん性物質に分類しています。

ダイオキシンによって引き起こされる危険の一部は発がん性がないとしても、より深刻な結果が生じる可能性があります。例えば、生殖毒性は精液の質の低下、子孫の雄性比の低下、子宮内膜症などを引き起こします。発達毒性は早産、子宮内発育遅延、死産、色素沈着、歯の発育障害などを引き起こします。免疫毒性により糖尿病、高血圧などの発症率が上昇します。

発がん性があるかどうかに関わらず、ダイオキシンへの曝露が人体の健康に悪影響を及ぼすことは否定できない。

食品にダイオキシンは含まれていますか？

第5回中国総合食事調査によると、中国住民のダイオキシン摂取の主な原因は水産物と肉類であり、そのうち水産物（42.0%）＞肉類（37.9%）＞乳製品（12.2%）＞卵（7.9%）となっている。

中国住民にとって、農産物と肉はダイオキシンの主な摂取源である。

(出典: Wu Yongning、Zhao Yunfeng、Li Jingguang、The Fifth Chinese Total Diet Study [M]、サイエンス出版社、2018 年。)

私たちが日常的に摂取する食品を動物由来食品と植物由来食品の2つに分けると、動物由来食品に含まれるダイオキシン含有量は植物由来食品よりもはるかに高くなります。研究によると、動物性食品中のダイオキシン汚染物質の含有量にはいくつかのパターンがあり、具体的には、水生動物性食品の含有量は陸生動物性食品の含有量よりも高いことが示されています。沿岸地域の食品の含有量は内陸地域の食品よりも高い。動物の内臓の含有量は他の部位よりもはるかに高いです。

動物由来の食品に含まれるダイオキシンのような汚染物質

（出典：Sun S.、Cao R.、Jin J.、et al. 中国市場からの植物由来食品におけるポリ塩化ジベンゾ-p-ダイオキシン、ポリ塩化ジベンゾフラン、ポリ塩化ビフェニルの蓄積特性と推定食事摂取量[J]。Science of the Total Environment、2021、775：145830。）

植物由来の食品の中で、植物油に含まれるダイオキシン含有量は他のカテゴリーの食品よりもはるかに高い。穀物や豆類の含有量は、ジャガイモ、野菜、食用キノコ類の含有量よりも大幅に高い。そのうち、葉野菜における蓄積レベルは、他の野菜と食用菌類の混合サンプルの1.4～6.2倍です。

人体中のダイオキシンの90％以上は食べ物から来ているといわれており、適度な食生活がとても大切です。日常の食生活では、魚介類や動物の肝臓を少量食べることで微量元素を補給できますが、食べ過ぎると健康リスクが高まります。したがって、ダイオキシンの過剰摂取を減らすためには、魚介類や動物の肝臓の過剰摂取を避ける必要があります。

植物由来の食品に含まれるダイオキシンのような汚染物質

（出典：Sun S.、Cao R.、Lu

結論

意外なことに、焼却産業や製紙漂白産業からの排出物に加え、自家用車での移動や日常生活における毎日の食事も「世紀の毒」と切っても切れない関係にある。

幸いなことに、人類はそれに対して無力ではありません。運動による免疫力の向上、バランスの取れた食事、廃棄物の分別・収集・処理の推進、ダイオキシン汚染物質の発生源削減と協調排出削減制御技術の導入により、ダイオキシンの排出と人体への害を効果的に減らすことができます。

研究者がダイオキシン汚染物質の生成メカニズムをより明確に理解するにつれて、科学的かつ効果的な排出削減制御技術と戦略が策定され、ダイオキシン汚染物質の排出を安全な範囲内に制御し、食事中のダイオキシン汚染物質の曝露レベルを徐々に低減できるようになるでしょう。

参考文献:

【1】任美慧。固形廃棄物焼却源からのダイオキシン類の生成・分布特性と化学的抑制メカニズム[D]大連：中国科学院大連化学物理研究所。 2021年。

【2】呉永寧、趙雲峰、李京光。第5回中国トータルダイエット研究[M]、サイエンス出版社、2018年。

【3】Sun S.、Cao R.、Jin J. 他中国市場の植物由来食品におけるポリ塩化ジベンゾ-p-ダイオキシン、ポリ塩化ジベンゾフラン、ポリ塩化ビフェニルの蓄積特性と推定食事摂取量[J]。総合環境科学、2021年、775：145830。

【4】Sun S.、Cao R.、Lu X. 他中国市場の動物由来食品中のポリ塩化ジベンゾ-p-ダイオキシン、ジベンゾフラン、ポリ塩化ビフェニルのレベルとパターン、および食事による暴露の影響[J]。環境汚染、2021年、273：116344。