第四級アンモニウム塩の修飾されたレディ生分解性試験における吸着剤担体の効果

Effects of adsorbent carriers in modified ready biodegradability tests of quaternary ammonium salts.

• Ryosuke Nabeoka
• Takashi Kameya
• Tomohiko Yoshida
• Takakazu Kayashima

抄録

標準的なレディ生分解性試験は、非現実的に高い試験濃度で実施されるため、微生物に対する有害物質を適切に評価することができない。本研究では、経済協力開発機構試験ガイドライン301Fに準拠した微生物毒性を示す4種類の第四級アンモニウム塩（QAS）の改良型生分解性試験における4種類の吸着剤担体の効果を評価し、担体の使用上の注意点を明らかにした。シリカゲルを用いた試験では、すべてのQASは吸着により試験液中の濃度が低下した。直鎖アルキル鎖を有する塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウムの28日目の生分解率はそれぞれ89.9％、80.6％、70.1％であり、分岐アルキル鎖を有する塩化ベンゼトニウムは生分解しなかった。活性炭を用いた試験では、QAS濃度は大幅に低下したが、生分解するQASはなかった。海砂や珪砂を用いた試験では、QASは担体に吸着せず、生分解しなかった。有害物質に吸着性のある担体を使用することで生分解性は向上するが、特定の化学構造を持つ難分解性物質、例えば分岐炭素には効果がなく、即生分解性が過大評価されないことが非常に重要である。適度な吸着性を有する担体を選択する必要がある。

Standard ready biodegradability tests are conducted at unrealistically high test concentration and therefore cannot properly evaluate toxic substances to microorganisms. The present study evaluated the effects of four adsorbent carriers in modified ready biodegradability tests of four quaternary ammonium salts (QASs) demonstrating microbial toxicity according to the Organization for Economic Co-operation and Development Test Guideline 301F and cautions for using carriers were found. In the tests with silica gel, the concentration of all QASs in the test solutions decreased due to adsorption. The percentages of biodegradation of octadecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide, and benzyldimethyloctadecylammonium chloride, which have a linear alkyl chain, were 89.9%, 80.6%, and 70.1% on day 28, respectively; benzethonium chloride, with a branched alkyl chain, did not undergo biodegradation. In the tests with activated carbon, although the concentrations of QASs greatly decreased, no QASs underwent biodegradation. In the tests with sea sand or quartz sand, QASs were not adsorbed on the carriers and were not biodegraded. Using an adsorbent carrier for toxic substances will increase biodegradation, but it has no effect on highly persistent substances with specific chemical structures, e.g., branched carbons, which is very important because ready biodegradability is not overestimated. Carriers having moderate adsorbability should be selected.