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難分解性という言葉は、バクテリア、菌類、そしてその他の自然の力で生分解されにくい物質(主に有機物質)に対して使われる。その言葉自体は、ネガティブなものでもポジティブなものでもなく、その物質の用途と毒性により変わってくるだけである。
短期間で廃棄されてしまう素材が必要な場合には、台所ゴミ用の生分解性バッグのように容易に堆肥化出来るものが望ましい。しかし、生分解性排水管を使用するのは、ナンセンスであろう。そうした排水管は、排水中に存在する多数のバクテリアに対しても長く持ちはすまい...ガラス、コンクリ−ト、煉瓦、
塩ビ,... これらはみな難分解性で、無毒の素材であり、それゆえに耐用年数の間は、難分解性がポジティブな特性なのである。
木材のような素材の生分解するポジティブな性質は、使用中はネガティブな性質になる。木材が速く生分解してしまわないように木材を保護しなければならないからである。このことは木材を殺虫剤やペンキといったもので保護しなければならないことを意味し、そうすることで木材の廃棄時に生分解が困難、あるいは不可能となる。殺虫剤、防カビ剤、そしてその他の保護剤は、生分解性の素材に使用される。難分解性の素材には使用されない。
もちろん中には、脂溶性であるために、難分解性で、有毒で、生物蓄積性の強い有害な物質もある。こうした物質の排出は最低限にまで削減されなければならない。
ポリ塩化ビフェニル類(PCB's) やダイオキシンといった有機塩素化物のいくつかは
難分解性有機汚染物質(POP's)に属するが、
多環芳香族炭化水素類(PAH's) や ニトロ化された多環芳香族炭化水素類(nitro-PAH's)
といった塩素を含まない物質も難分解性有機汚染物質に属している。DDTやヘキサクロロフェンといった殺虫剤、クレオソ−ト(大量の多環芳香族炭化水素類を含有する)や
ペンタクロロフェノ−ル(PCP) といった木材防腐剤も極めて難分解性であり、有毒だとされていた。これらのほとんどがより毒性の少ない、そして/または生分解速度の速い殺虫剤に置き換えられているか、あるいはまた置き換えられる予定である。しかし、ほぼ全ての有機塩素化物は難分解性ではなく、そして/または毒性が無く、そして/または生物蓄積性が無い。
有機塩素化物の中でも、塩素化の割合が多い物質では分解性が悪くなる性質があるものの、媒体(周囲の事物)や環境によって、有機塩化物の中でも分解性に違いが出てくる。全く同様に、非塩素化物でも分解性には違いが見られる。
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紫外線により多くの化学物質は、ダイオキシンであってもやや速く分解される。この光線は高いエネルギ−を持つので、あらゆる種類の分子を分解することが可能である。化学結合が強力であるほど、その結合を破壊する紫外線のエネルギ−量は大きくなければならない。強固な化学結合を持つ
CFC's(塩化・フッ化炭素類) は地上では難分解性であるが、強力な紫外線が存在する成層圏レベルの高度では塩素原子を脱離し、その高度でオゾン層を破壊してしまうのはこのためである。
水、塩酸、二酸化炭素のような単純な物質にまで完全に分解する他の多くの化学反応は、大気中の酸素やオゾンと揮発性分子との反応でも起こる。
概して、塩素化の程度が高くなるほど通常は耐分解性が高くなるということができる。例えば、水素を含有する HCFC's(塩化・フッ化・炭化水素類),がオゾン層破壊能は、塩素とフッ素しか炭素に結合していないCFC'sと比較してずっと小さくなっている。なぜならHCFC'sはオゾン層に到達する前に急速に分解されるためである。
半減期とは、物質の半分が分解されるまでの期間のことである。
| 空気中における半減期(太陽光中) | ||
|---|---|---|
| 物質 | 時間 | 補足 |
|
塩ビモノマ− (VCM): |
2 days | |
|
ダイオキシン: |
12 days | そうです。ダイオキシンは紫外線で完全に破壊されるのです! |
|
二塩化エタン: |
4 weeks | |
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クロロフォルム: |
23 weeks | |
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塩化メチル: |
75 weeks | 99%は天然物 [40], オゾン層破壊物質のうち20%を占める [8]! |
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四塩化炭素 |
> 2000 weeks | 95%は天然物 [40], 強力なオゾン層破壊化学物質 |
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水中においても有機塩素化合物の分解性は様々である。
バクテリアは、エサとする物質や「通常」のエサを食べている間に攻撃する物質などに適合し分化している。これらのバクテリアの中には、分子中の塩素を酸素と水素(水酸基)に置換するものや、塩素系溶媒から塩化ビニルを作るものがある。最近では、塩素系溶媒を完全に分解し、元素に近い物質にまでしてしまう新種のバクテリアが発見されている
塩ビモノマ−の塩素化反応工程から出た廃棄物の97%以上は、私たちの職場である工場内の活性汚泥処理場で、3日以内に分解される。 [38]. これは精油所から出た炭化水素廃棄物の95%以上が同様に分解されるのに匹敵する。
一方、PAH's(多環芳香族炭化水素類)、ダイオキシン、PCB's(ポリ塩化ビフェニル類)そしてDDTは、土壌から溶出したり大気から降下して川に入り、微粒子に吸着され川底の泥に蓄積されるような場合には、バクテリアによって半減するのに20年以上もかかっている。 [39].
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土壌は塩素化合物および非塩素化合物が生分解されにくい媒体である。埋め立て処理物でも生分解性物質の一部だけが実際に生分解する。生分解反応は、土壌の性質、もしくは、空気に触れるかどうかといった条件によって大きく違ってくる。さらに、その物質が地下水位より上にあるかどうかということでも非常に大きく影響される。
物質の性質や周囲の環境によっても、半減期は非常に大きく違ってくる。塩化フェノ−ルは数日で半減するが、ダイオキシンは、ヒトが明らかに存在していなかった6千万前のArkansas州(米国)の粘土層にも発見されている。
| 土 壌 に お け る 半 減 期 | ||
|---|---|---|
| 物 質 | 時 間 | 補 足 |
|
クロロフェノ−ル類: |
数日 | |
|
塩化アルカンの数種: |
数週間 | 高濃度汚染土壌における短鎖の塩化炭化水素は、20年間で完全に自然崩壊して消滅する。 [39] |
|
DDT/DDE: |
20年 | |
|
ダイオキシン: |
数百万年? | |
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ヒトの活動と同様、自然によっても難分解性物質が作り出される。これらが無毒であれば全く問題はなく、これらの物質を使用することで大きな恩恵が得られる。これは例えば、岩石やガラス、煉瓦、コンクリ−ト、そして塩ビである
ヒトの活動と同様、自然によっても難分解性有機汚染物質(POP's)が作り出される。
これらの中にはすぐに分解しない有毒な物質で、あるレベル以上になると生物の生命や生態系に対して有害となり得るものがある。例えばダイオキシンや塩化ビフェニル類(PCB's)、多環芳香族炭化水素類やニトロ化多環芳香族炭化水素類などである。これらはありとあらゆる物の燃焼により発生し、例えば自動車のエンジンや森林火災からも発生する。
船舶からの難分解性有機汚染物質排出量. の割合に注目してみてください。また、少し昔に広く使用されていたDDTやヘキサクロロフェンのような高度に塩素化された殺虫剤、そしてクレオソ−ト(多環芳香族炭化水素類)やペンタクロロフェノ−ルのような木材防腐剤もその用途に対しては耐分解性が強すぎたし、現在でも同様である。
難分解性塩化物と塩素を含まない難分解性物質とを、差別扱いする理由は何も無い。無毒なものについては多くの恩恵が得られる。有毒なものについては、特に生物蓄積性があるものは、塩素を含んでいてもいなくても可能な限り避けるべきである。しかしながら、おしなべて塩素産業のみが、環境中の難分解性有機汚染物質(POP's)の元凶であると、非難される理由は全くない。
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このペ−ジは、クロロフィルのレベル 2にあります。
創設:1998年5月26日