| [미리안] 브롬계 난연제의 사용 및 폐기로 인한 오염 문제 심각
화학 물질은 우리가 생활해 나가는데 있어서 없어서는 안되지만 안전 사회 문제가 생기는 경우가 있는 것도 사실이다. 안전한 사회를 만들기 위해 화학 물질의 위험을 제대로 이해하고 통제하거나 감소시키는 노력을 하는 것이 중요하다. 유해성이 인정된 화학 물질은 국제적으로 규제되고 생물과 환경에 대한 위험을 줄이기 위해 생산 • 사용이 금지되거나 새로운 사용에 제한을 두는 등의 조치가 취해진다. 그러나 이미 사용하고 있는 제품이 회수되는 것은 아니므로 규제 물질 함유 제품의 사용이 계속 될 수 있다. 예를 들어 가전 제품이나 가구 등은 제품 수명이 길고, 가정 등에 장기간 체제에서 사용시 제품에서 인간의 화학 물질 노출 평가는 중요하다. 또한 어떤 제품이라도 언젠가는 수명을 맞이해 폐기되지만 소각이나 매립, 재활용에 따라 규제 물질이 환경으로 방출될 가능성을 최소화할 필요가 있다. 즉, 화학 물질의 규제가 시작되어, 보다 안전한 것으로 간주되는 다른 물질로 대체화가 진행된 사용 중인 제품에서 해당 물질의 노출 및 폐기물 처리라는 과제는 남게 된다.
자원 순환 • 폐기물 연구 센터는 제품 사용시 및 폐기 후 위험 관리를 생각하는데 있어서 중요한 케이스를 추출하여 실태 조사 및 실증 시험을 진행하고 있다. 여기에서는 제품 중 유해 물질의 예로는 폴리 브롬화 디페닐 에테르(PBDEs) 및 헥사 브로모 사이클로도 데칸(HBCDs)이라는 두 종류의 브롬계 난연제 (BFRs)가 있다. 난연제는 플라스틱과 화학 섬유 등 가연성 소재라 불타기 어렵고 하고 화재 피해의 경감을 도모하기 위해 첨가되는 화학 물질의 총칭으로, 브롬계, 염소계, 인계, 무기계 등 많은 종류가 있다. 이번에 소개하는 PBDEs는 주로 TV나 컴퓨터 등의 전자 제품에 HBCDs 커튼 및 건축용 단열재의 방염 가공에 사용되는 것으로, 모두 최근 폴리 염소화 비페닐(PCB)류 또는 염소화 다이옥신 등과 같은 관리가 필요한 물질로 국제적으로 사용 규제가 강화된 물질이다.
화학 물질의 인간에 대한 노출 경로는 그 물성 및 용도 등에 따라 크게 달라진다. 환경에 배출된 특정 유해 물질은 생태계에 축적되어 먹이 사슬을 통해 우리 인간은 주로 음식의 형태로 노출된다. 그 대표적인 예가 PCB류 및 염소화 다이옥신, 유기 염소계 농약이다. 한편, PBDEs 및 HBCDs에 대한 인간의 섭취량을 추정한 결과, 식품에 비해 실내 먼지의 기여가 큰 결과가 각국의 조사에서 얻어졌다. 즉, 인간의 BFRs의 노출량을 줄이기 위해 하루의 대부분을 보내는 실내 환경에서 사용되는 제품에 유래하는 직접 노출 실태를 밝힐 필요가 있다는 것이다.
난연제의 실내 방출로는 1) 실내 설치 제품에서 휘발성 2) 난연 소재 자체의 박리 3) 난연 소재에 묻은 먼지에 직접 마이그레이션하는 적어도 세 경로가 있을 수 있다. 제품에서 휘발성 내용은 다른 온도 영역에서 제품 소재에서 어느 정도의 양의 BFRs가 분산되거나 같은 조사를 실시하여 온도에도 PBDEs 및 HBCDs가 TV 케이스 및 방염 커튼에서 발산되는 것, 고온이 될수록 방산량이 증가하는 것을 측정하고 있다. BFRs는 브롬 원자를 가지고 있기 때문에 질량수가 크고 증기압이 낮기 때문에, 많은 제품에서 방출되면 실내 공기보다 오히려 실내 벽과 바닥 먼지에 흡착되어 존재하고 있다고 예상된다. 실내 먼지를 측정하면 빠짐없이 PBDEs 및 HBCDs가 감지되기 때문에, 하나 또는 복합적인 경로에 의해 물질이 먼지로 이행하고 있는 것을 분명히 할 수 있다. 손에 묻은 먼지를 입으로 섭취해 버리는 것이기 때문에, 특히 유아에게 위험을 감소시키기 위하여는 먼지 제거 및 환기가 효과적인 수단이다.
일반적인 환경에서 제품을 사용하는 동안 BFRs의 화학 구조가 변화할 가능성은 없는지 알아보기 위해 PBDEs가 첨가된 텔레비전 케이스나 방염 커튼을 태양에 노출시키는 실험을 실시했다. 그러면 원래 제품 중에 들어 있지 않은 성분의 생성이 인정되어 그것에 의해 생물 농축 성 및 독성이 증가한다는 것도 알게 되었다. 이것은 제품 사용시 자외선 조사에 의해 화학 물질의 위험이 경시적으로 변화하는 것으로 나타났다. 하나의 사례이지만, PBDEs 함유 제품의 폐기 후 위험 측면에서도 중요한 연구 결과라고 할 수 있다.
제품 폐기 후 BFRs의 행동으로는 규제 물질 함유 제품이 최종 처분된 경우 또는 불법 투기 등으로 옥외에 방치된 경우의 환경 영향 정도를 파악해야 다. 따라서 파쇄된 각종 제품을 순수 일정 시간 동한 혼합시켜 BFRs 물에 용출량을 조사하는 시험(용출 시험) 및 수중 BFRs가 토양에 흡착하거나 조사하는 시험(토양 흡착 시험)을 실시하고 있다. 그 결과, 몇몇 제품은 빗물이나 지하수 등과의 접촉에 의해 PBDEs 및 HBCDs를 용출하고, 또한 용출된 BFRs는 토양에 흡착되기 쉬운 것으로 나타났다. 수중의 유기물 함량이 높은 PBDEs 등의 용출이 촉진된다는 보고가 있기 때문에, 음식 폐기물 등의 유기물도 투기되고 있는 개발도상국의 쓰레기 집적장에서는 BFRs의 환경 배출 정도가 더 심각할 수 있다.
개발도상국에서는 법정비가 늦어지고 있고 효과적으로 작동하지 않는 등의 이유로 E-waste가 부적정 처리되는 경우가 있어, 주변 환경이나 작업자, 인근 주민의 건강 영향을 우려하는 보도가 잇따라, 국제적으로 큰 문제가 되고 있다. 각종 리사이클법이 정비되어 있어 사용된 제품의 처리 책임 명확화 및 재활용이 추진되고 있음에도 불구하고 가전 제품이나 컴퓨터, 자동차 등의 불법 투기가 끊이지 않고 있다. 투기의 규모나 종류에 대소는 있다고 생각하지만, 그 요인과 배경을 정리하는 것과 동시에, 국소 오염을 일으킬 수 있는 현장을 정중하게 조사할 필요가 있다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 7월 25일]
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製品中臭素系難燃剤の使用時及び廃棄後の挙動
化学物質は、私たちが生活していく上でなくてはならないものですが、その一方で安全性に関する社会問題が生じる場合があることもまた事実です。安全な社会をつくるためには、化学物質のリスクをきちんと理解し、管理または削減する努力をすることが重要です。有害性が認知された化学物質は国際的に規制され、生物や環境へのリスクを低減するために、生産・使用が禁止されたり、新たな使用に制限がかかるなどの措置が取られます。しかしながら、既に使用下にある製品が回収されるとは限らないため、規制物質含有製品の使用が継続する場合があります。たとえば家電製品や家具などは製品寿命が長く、家庭などに長期間とどまることから、使用時の製品からヒトへの化学物質曝露の評価は重要です。
また、どのような製品であってもいずれは寿命を迎えて廃棄されることになりますが、その際に、焼却や埋め立て、リサイクルに伴って規制物質が環境に放出される可能性を最小限に抑える必要があります。つまり、ある化学物質の規制が始まり、より安全と考えられる別な物質への代替化が進んだとしても、使用中の製品からの当該物質の曝露および廃棄物処理という課題は残ることになります。
資源循環・廃棄物研究センターでは、製品使用時および廃棄後のリスク管理を考える上で重要なケースを抽出して実態調査および実証試験を進めています。ここでは、製品中有害物質の例として、ポリ臭素化ジフェニルエーテル（PBDEs）およびヘキサブロモシクロドデカン（HBCDs）という二種類の臭素系難燃剤（BFRs）を取り上げたいと思います。難燃剤とは、プラスチックや化学繊維など可燃性素材を燃えにくくし、火災被害の軽減をはかるために添加される化学物質の総称で、臭素系、塩素系、リン系、無機系など多くの種類があります。今回ご紹介するPBDEsは主にテレビやパソコンなどの電気製品に、HBCDsはカーテンや建築用断熱材の防炎加工に使用されているもので、どちらも近年、ポリ塩素化ビフェニル（PCB）類や塩素化ダイオキシン類などと同様の管理が必要な物質として国際的に使用規制が強化された物質です。
化学物質のヒトへの曝露ルートは、その物性および使用用途などによって大きく異なります。環境に排出されたある種の有害物質は生態系に蓄積され、食物連鎖を経て我々ヒトへは主に食べ物という形で曝露されます。その代表例がPCB類や塩素化ダイオキシン類、有機塩素系農薬です。一方、PBDEsやHBCDsについてヒトへの摂取量を見積もったところ、食品に比べて室内ダストからの寄与が大きい結果が各国の調査で得られています。つまり、ヒトへのBFRsの曝露量を低減するには、一日の大半を過ごす室内環境で使用されている製品に由来する直接曝露の実態を明らかにする必要があるということです。
難燃剤の室内放散としては、１）室内設置製品からの揮発、２）難燃化素材そのものの剥離、３）難燃化素材に付着したダストへの直接移行、という少なくとも三つの経路が考えられます。製品からの揮発については、異なる温度域で製品素材からどれくらいの量のBFRsが放散されるかといった調査を行い、室温であってもPBDEsやHBCDsがテレビケースや防炎カーテンから放散されること、高温になるほど放散量が増加することを実測しています。BFRsは臭素原子を有していることから質量数が大きく、蒸気圧が低いため、その多くは製品から放散されると室内空気よりはむしろ室内の壁や床、ダストに吸着して存在していると考えられます。室内ダストを測定するともれなくPBDEsやHBCDsが検出されることから、いずれかの、もしくは複合的な経路により製品からこれら物質がダストに移行していることは明らかといえるでしょう。手に付着したダストを口に運ぶことからBFRsを摂取してしまうわけですから、とくに乳幼児へのリスクを低減させるためには、ダストの除去と換気が効果的な手段となります。
それでは、製品にいったん添加されたBFRsはどれほど安定なのでしょうか。一般的な環境で製品を使用している間にBFRsの化学構造が変化する可能性はないのか調べるため、PBDEsが添加されたテレビケースや防炎カーテンを太陽光に曝露させる試験を行いました。すると、もともと製品中には入っていなかった成分の生成が認められ、そのことにより生物蓄積性や毒性が増すこともわかってきました。このことは、製品使用時の紫外線照射によって化学物質のリスクが経時的に変化することを示した一つの事例ですが、PBDEs含有製品の廃棄後のリスクを考える上でも重要な知見といえます。
製品廃棄後のBFRsの挙動としては、規制物質含有製品が最終処分された場合もしくは不法投棄などで屋外に放置された場合の環境影響の程度を把握する必要があります。そのため、破砕した各種製品を純水と一定時間混和させてBFRsの水への溶出量を調べる試験（溶出試験）や水中のBFRsが土壌に吸着するか調べる試験（土壌吸着試験）を実施しています。その結果、難燃製品は雨水や地下水等との接触によりPBDEsやHBCDsを溶出すること、また、溶出したBFRsは土壌に吸着されやすいことが示されました。水中の有機物含有量が高いとPBDEs等の溶出が促進されるとの報告があることから、食品廃棄物等の有機物も投棄されている途上国のごみ集積場においてはBFRsの環境排出の程度がより深刻な可能性があります。
本号で特集している通り、途上国では、法整備が遅れている、もしくは効果的に機能していないなどの理由から、E-wasteが不適正に処理されている場合があり、周辺環境や作業者、近隣住民への健康影響を懸念する報告が相次ぎ、国際的に大きな問題となっています。ところが、日本国内に目を向けてみると、各種リサイクル法が整備され使用済み製品の処理責任が明確化され、リサイクルが推進されてきているにもかかわらず、家電製品やパソコン、自動車などの不法投棄があとを絶ちません。投棄の規模や種類に大小はあると思いますが、その要因や背景を整理するとともに、局所汚染を引き起こす可能性がある現場を丁寧に調査する必要があると考えています。
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