廃水の影響を受けた河川水中の極性ハロゲン化マイクロ汚染物質の市場データに基づく疑わしいスクリーニング

Suspect screening based on market data of polar halogenated micropollutants in river water affected by wastewater.

• Frank Menger
• Lutz Ahrens
• Karin Wiberg
• Pablo Gago-Ferrero

抄録

廃水処理場（WWTP）は、水生環境を汚染する懸念のある汚染物質（CEC）の点源として知られているが、現在の知見はほとんどがよく知られた化学構造に限られている。本研究では、有機ハロゲン分子（有機ハロゲン分子は毒性があり変換に抵抗性があり、難分解性有機汚染物質（POPs）として特徴づけられていることが多い）を対象とした新しい疑わしいスクリーニング手法を用いて、水生環境を汚染している未知のCECを特定しようとした。Fyris川集水域（スウェーデン、ウプサラ）でパッシブサンプラーを用いて表流水サンプルを採取し、液体クロマトグラフィー高分解能質量分析法（LC-HRMS）を用いて分析し、規制当局から入手した市場データに基づいた疑わしいスクリーニング手法を用いて有機ハロゲン化合物のスクリーニングを行いました。その中には、これまでに知られていなかった7つの構造（ジフルフェニカン、クロルゾキサゾン、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチルウレア、2,4-ジスルファミル-5-トリフルオロメチルアニリン、5-アミノ-2-クロロトルエン-4-スルホン酸、パーフルオロペンタン-1-スホン酸、(2-クロロフェニル)(ヒドロキシ)メタンスルホン酸）が含まれていました。時空間的な発生パターンが検出されたため、化学物質の使用パターンを理解し、集水域内の特定の下水処理場などの潜在的な汚染源を特定するのに役立った。新たに同定された構造物のうち、一般に公開されている情報がほとんどなく、最後に登録された使用から何年も経過してから検出されたものもあり、POPsに関する知識のギャップと懸念が浮き彫りになった。

Wastewater treatment plants (WWTPs) are known point sources of contaminants of emerging concern (CECs) to the aquatic environment, but current knowledge is mostly limited to well-known chemical structures. In this study, we sought to identify unknown CECs polluting the aquatic environment through a novel suspect screening approach for organohalogens, i.e. organic halogenated molecules often toxic and resistant to transformation and characterised as persistent organic pollutants (POPs). Surface water samples were collected with passive samplers in the Fyris River catchment (Uppsala, Sweden), analysed using liquid chromatography high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) and screened for organohalogens using a suspect screening approach based on market data obtained from a regulatory authority. Thirteen suspects from very different application areas were confirmed or tentatively identified with high confidence, including seven previously unknown structures (diflufenican, chlorzoxazone, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea, 2,4-disulfamyl-5-trifluoromethylaniline, 5-amino-2-chlorotoluene-4-sulfonic acid, perfluoropentane-1-sufonic acid, (2-chlorophenyl)(hydroxy)methanesulfonic acid). Spatiotemporal occurrence patterns were detected, which helped to understand the usage pattern of the chemicals and pinpoint potential pollution sources, e.g. specific WWTPs in the catchment. Several of the newly identified structures had virtually no information publicly available and were detected years after their last registered use, which highlights the knowledge gaps and concerns about POPs.

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