PFAS が「永遠の化学物質」と呼ばれるのには理由があります。この人工化合物は分解するまでに何千年もかかり、耐油性の食品包装から防水衣類に至るまであらゆるものに含まれており、米国の水道水供給量のほぼ半分に混入しています。今回、NITの化学者らは、わずか3分以内で食品包装材料、水、土壌サンプル中の微量のPFOSを検出できる新しい実験室ベースの方法を実証する研究をエルゼビアの有害物質ジャーナルに発表した。

研究者らは、彼らのアプローチにより、環境中のPFOS生物蓄積の問題に対する研究と解決策を大幅にスピードアップできる可能性があると述べており、その中には、ジョー・バイデン大統領の超党派インフラ法によって各州が水質検査を実施し、新たな汚染物質に対処するためにEPAに提供された20億ドル以上の資金も含まれている。

「PFOSには何千もの異なる種が存在しますが、現在の検出方法は費用と時間がかかり、場合によってはサンプルの準備と分析に何時間も必要となるため、PFOSが環境中にどのように分布しているかはまだわかっていません」と、この研究の責任著者でありニュージャージー工科大学の化学教授であるハオ・チェン氏は述べた。 「私たちの研究は、飲料水、土地、消費者製品の汚染を数分で監視できる、より速く、より高感度で、より多用途な方法を実証しました。」

この新しい方法には、ペーパースプレー質量分析法（PS-MS）と呼ばれるサンプル材料の分子組成の分析に使用されるイオン化技術が含まれており、PFOSの検出に使用されている現在の標準技術である液体クロマトグラフィー/質量分析法よりも10〜100倍感度が高いとChen氏らは述べた。

「高分解能質量分析は、PFAS をイオン化して迅速に検出することができ、存在する各 PFAS 物質と汚染レベルを 1 兆分の 1 (ppt) レベルまで明確に表示します」と Chen 氏は説明しました。 「土壌などのより複雑なマトリックスの場合、通常、PFAS イオン信号を抑制する塩を洗い流す、脱塩紙スプレー質量分析法 (DPS-MS) と呼ばれる関連する方法を使用します。この 2 つを組み合わせることで、これらの化合物の検出能力が大幅に向上します。」

「PFAS の検出限界は約 1 ppt です」と、論文の筆頭著者でニュージャージー工科大学の化学博士課程の学生である Md Tanim-Al Hassan 氏は付け加えました。 「ちなみに、この量はオリンピックサイズのプール20個分の水一滴に相当します。」

実際の応用と将来への影響

研究チームはテストで、電子レンジ用ポップコーンの包装紙、インスタントラーメンの箱、多国籍ファストフードチェーン2社の揚げ物やハンバーガーの包装など、さまざまな食品包装材料の破片を直接分析することで、1分以内にPFASを検出することができた。

分析の結果、ペルフルオロオクタン酸（PFOA）やペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）など、がんリスクの増加や免疫系の抑制に関連する一般的なタイプを含む、11種類の異なるPFOS分子の存在が明らかになった。

水を分析したところ、研究チームは地元の水道水サンプルから 2 分以内に微量の PFOS を検出しましたが、大学の濾過された噴水の水サンプルからは PFOS の痕跡は見つかりませんでした。

この研究の共著者でニュージャージー工科大学環境科学准教授のMengyan Li氏は、「米国環境保護庁は、全国の飲料水に含まれる6種類のペルフルオロオクタンスルホン酸塩の最大汚染レベル（MCL）を設定することを提案しており、PFOSおよびPFOSもその1つです。この分析方法により、給水の安全を保つために必要な可能性のある有毒なPFOSをより詳細にスクリーニングすることが可能になります。」と述べています。研究チームはまた、40ミリグラムの土壌から3分間で2つのPFOSを特定した。

同チームの迅速検出法は現在、ニュージャージー工科大学の BioSMART センターで開発されている PFAS を修復するための最先端技術と並行してテストされています。

「驚くべきことに、私たちの研究室では、この分析方法と新しい分解触媒を組み合わせて、飲料水サンプル中のPFASの98.7パーセントを3時間以内に分解することができました」と研究の共著者であるNJIT化学・環境科学部部長のウンミ・サディク氏は述べた。 「この研究は全国的な意味を持つかもしれないが、その即時的な影響は北東部でも感じられるだろう。ニュージャージー州民920万人のうち約10パーセントの飲料水中のPFAS濃度が高いのに対し、全国平均は1.9パーセントである。」

チェン氏は、この開発は化粧品や医薬品から生鮮食品や加工食品に至るまで、消費者製品の監視にも急速な影響を与える可能性があると述べた。研究チームはまた、この手法の大気モニタリングの機能を実証する予定である。「短期的には、これは食品の安全性を確保するのに非常に役立つ可能性がある…例えば、農産物のPFOS汚染をより効果的に監視できる可能性がある。我々の手法はまた、この研究で実証したものと同様に、大気中のPFOSに関する研究を前進させる可能性があり、それはこの広範な環境問題への取り組みにさらに役立つだろう。」

コンパイルされたソース: ScitechDaily