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ダイオキシン類とTEQ(毒性等量)とは

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「ダイオキシン類」は一つの物質ではなく、毒性も物質ごとにバラバラ。それなのに、どうやって一つの数字で量を表すのかで引っかかりませんか。その答えがTEQ(毒性等量)です。考え方を順に整理します。

この記事の要点

ダイオキシン類は1種類の物質ではなく、構造のよく似た多数の化合物の総称です。物質ごとに毒性の強さが違うため、量をそのまま足すだけでは「全体でどれだけ有害か」を表せません。

そこで、最も毒性が強い物質を「1」とする毒性等価係数(TEF)を各物質に掛けて合計し、毒性の重みでそろえた量=毒性等量(TEQ)として表します。

  • ダイオキシン類=PCDD・PCDF・コプラナーPCBの総称
  • TEF=物質ごとの毒性の重み(基準物質を1とする)
  • TEQ=(各物質の量×そのTEF)を全部足した値

ダイオキシン類は、ごみ焼却の問題などで広く名前が知られた有害物質です。

ただ、試験で問われるのは「こわい物質だ」という話ではなく、そもそも何の総称で、毒性の違う物質群をどう一つの量にまとめるのかという仕組みの部分です。

まず「ダイオキシン類とは何の集まりか」を押さえ、そのうえでTEF・TEQの考え方に進みます。

ダイオキシン類とは(3つの物質群の総称)

ダイオキシン類とは、構造のよく似た有害な有機塩素化合物をまとめた総称で、PCDD・PCDF・コプラナーPCBの3つのグループからなります。

それぞれの正体は次のとおりです。

  • PCDD(ポリ塩化ジベンゾ-パラ-ジオキシン)
  • PCDF(ポリ塩化ジベンゾフラン)
  • コプラナーPCB(ダイオキシンに似た性質を持つ、平面構造のポリ塩化ビフェニル)

いずれも、ベンゼン環に塩素がいくつ・どの位置に付くかで、たくさんの種類(異性体・同族体)に枝分かれします。

だから「ダイオキシン」を1つの物質名と思っていると、ここでつまずきます。実際は、性質も毒性も少しずつ違う多数の化合物のまとまりです。

ひとことで言うと、ダイオキシン類は「形がよく似た有害物質の家族」で、PCDD・PCDF・コプラナーPCBという3つの系統に分かれている、というイメージです。

どこから出てくるのか(非意図的に生成する)

ダイオキシン類の大きな特徴は、作ろうとして作る物質ではないという点です。

多くは、ものを燃やす過程など、別の目的の活動にともなって非意図的に生成します。

塩素源があるところで燃焼が起きると生じやすく、廃棄物の焼却がよく知られた発生源です。

燃焼以外にも、特定の化学製品の製造工程などで副生物として生じることがあります。

「狙って作る物質ではなく、燃焼などにともなって意図せず出てくる」という性格が、ダイオキシン類の話の出発点になります。

なぜ量をそのまま足せないのか(毒性が物質ごとに違う)

ここがTEQを理解する一番の山です。

ダイオキシン類は多数の物質の集まりですが、その毒性の強さは物質ごとに大きく違います

強い毒性を持つものもあれば、ほとんど毒性が問題にならないものもあります。

そのため、「全部の重さ(量)を単純に足した値」を出しても、それが体への有害さをそのまま表すことにはなりません。

毒性の弱い物質がたくさんあっても有害さは小さく、逆に毒性の強い物質が少しでもあれば有害さは大きい——量と有害さが比例しないのです。

そこで必要になるのが、毒性の強さで重みづけしてからそろえるという考え方です。これがTEF・TEQです。

TEF(毒性等価係数)とは|基準物質を1とする重み

TEF(毒性等価係数)とは、最も毒性が強い物質を1として、各物質の毒性の強さがその何倍かを表す係数です。

TEFは Toxic Equivalency Factor の略で、毒性等価係数といいます。

基準(1)に置かれるのが、ダイオキシン類の中で最も毒性が強い2,3,7,8-TCDD(2,3,7,8-テトラクロロジベンゾ-パラ-ジオキシン)です。

毒性がそれより弱い物質には、1より小さいTEFが割り当てられます。毒性が弱いほどTEFは小さくなります。

このTEFは、国際的な評価にもとづいて定められ、JISなどで具体的な値が示されています。値は知見の更新で見直されることがあるため、個々の数値は最新の規格・告示で確認します。

混同しやすい用語

TEF と TEQ

略号が似ていて、どちらも毒性(Toxic/Equivalency)の語を含むため取り違えがちです。

見分け方は「F=Factor=係数(かけ算の重み)」「Q=Quantity=量(足し合わせた結果)」と分けることです。

つまりTEFは各物質に掛ける重み、TEQはその重みを掛けて全部足した後の量です。TEFが部品、TEQが完成した合計、という順番で覚えると混乱しません。

TEQ(毒性等量)とは|TEFを掛けて足した合計

TEQ(毒性等量)とは、各物質の量にそれぞれのTEFを掛け、すべて合計した値です。毒性の強さでそろえた「2,3,7,8-TCDD何個分の毒性か」という量になります。

TEQは Toxic Equivalent(Toxicity Equivalent Quantity)の考え方で、毒性等量といいます。

計算の流れはとてもシンプルです。

  • ① 物質ごとに、その量を測る
  • ② その量に、その物質のTEFを掛ける
  • ③ すべての物質の結果を足し合わせる

こうして出た合計が、その試料全体の毒性をそろえて表したTEQです。

図にすると、次のように「掛けて、足す」だけです。

TEQ=(量 × TEF)を全部足す 物質A の量 × TEF(A) 物質B の量 × TEF(B) 物質C の量 × TEF(C) …(全物質ぶん) 合計 TEQ(毒性等量) 毒性でそろえた合計量 基準=2,3,7,8-TCDD を 1

TEQは「量 × TEF」を全物質ぶん足した値。基準の2,3,7,8-TCDDはTEFが1なので、その量はそのまま反映される。

このやり方のおかげで、毒性のバラバラな物質群を一つの数値で公平に比べられるようになります。排出量や濃度を「g-TEQ」「pg-TEQ」のように、TEQの単位で示すのはこのためです。

ダイオキシン類対策特別措置法での扱い

ダイオキシン類は、専用の法律であるダイオキシン類対策特別措置法で対策が定められています。

この法律で対象となる「ダイオキシン類」は、PCDD・PCDF・コプラナーPCBと定められています(コプラナーPCBも法律上ダイオキシン類に含まれる点が要注意)。

そして、ダイオキシン類を発生・排出する一定の施設は特定施設として規制の対象になり、大気への排出ガスや排出水について基準が設けられています。

こうした基準値や濃度は、毒性の重みでそろえたTEQ(毒性等量)を単位として示されます。具体的な基準値は施設の種類などで異なり、規定も改正されることがあるため、最新の法令で確認します。

過去問での問われ方

ダイオキシン類は、ダイオキシン類概論の科目で、概念・法令・化学構造・生成過程・統計まで幅広く問われます。

用語の土台としてとくに押さえたいのは、次の2点です。

1つ目は、ダイオキシン類はPCDD・PCDFだけでなくコプラナーPCBも含む総称だという点です。法律上の「ダイオキシン類」の範囲を取り違えないことが基本になります。

2つ目は、毒性が物質ごとに違うため、TEF(毒性等価係数)で重みづけしてTEQ(毒性等量)に換算するという考え方です。「最も毒性が強い2,3,7,8-TCDDを1とする」という基準の置き方まで押さえます。

定義・法令の範囲・TEF/TEQの仕組みという土台を固めておくと、化学構造や生成過程といった応用の問題にも入りやすくなります。

まちがえやすいポイント

ダイオキシン類の範囲を狭く書いて、含まれる物質群を抜く引っかけが狙われます。

ダイオキシン類をPCDD・PCDFだけの総称とするのは誤りで、コプラナーPCBも含む総称です(ダイオキシン類対策特別措置法でもこの3つ)。

理解度チェック

Q.

ダイオキシン類は、PCDDとPCDFの2つのグループだけの総称である。〇か×か。

答え:×

PCDD・PCDFに加えてコプラナーPCBも含む総称です。法律(ダイオキシン類対策特別措置法)でもこの3つがダイオキシン類とされています。

Q.

TEQ(毒性等量)は、各物質の量に何を掛けて合計した値か。

答え:TEF(毒性等価係数)

物質ごとに「量 × TEF」を計算し、すべて足し合わせた値がTEQです。毒性の強さでそろえた合計量になります。

Q.

TEFで「1」とされる基準の物質は何か。

答え:2,3,7,8-TCDD(2,3,7,8-テトラクロロジベンゾ-パラ-ジオキシン)

ダイオキシン類の中で最も毒性が強い物質を1の基準に置き、ほかの物質には1より小さいTEFが与えられます。

まとめ

ダイオキシン類は、PCDD・PCDF・コプラナーPCBという、構造のよく似た有害物質の総称です。主に燃焼などにともなって非意図的に生成します。

物質ごとに毒性が違うため、最も毒性の強い2,3,7,8-TCDDを1とする毒性等価係数(TEF)を各物質に掛けて合計し、毒性等量(TEQ)として一つの数値で表します。

規制を定めるのがダイオキシン類対策特別措置法で、排出の基準などはTEQの単位で示されます。具体的な数値は最新の法令・規格で確認します。

有害大気汚染物質とは(大気概論)

産業廃棄物とは(公害総論)

参考

  • ダイオキシン類概論(一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 公式問題PDF)
  • ダイオキシン類対策特別措置法(e-Gov。ダイオキシン類=PCDD・PCDF・コプラナーPCBの定義、特定施設・排出基準)
  • JIS K 0311 ほか(ダイオキシン類のTEF=毒性等価係数の規定)
  • 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 出題範囲・公式正答
公害防止管理者 独学ノート 編集部

この記事を書いた人

公害防止管理者 独学ノート 編集部

公害防止管理者試験の用語・法令・計算を、環境省の告示や過去問に照らして、独学者の目線で整理しています。

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