表1. PFOSおよびPFOAの物理的および化学的特性。 1PFOAの塩形態は、環境および毒性学的な関連性がより高いと考えられるが、その特性は利用できないことに留意されたい。 略語：g/mol = グラム/モル、mg/L = ミリグラム/リットル、oC = 摂氏温度、mm Hg = ミリメートル/水銀、atm-m3/mol = 大気圧-立方メートル/モル。 2精製水に対する溶解度。 3真水への溶解度。 4濾過海水中の水溶解度。 5測定値からの外挿。 6陰イオンの性質から推定。 7PFOAの大気中半減期は、短い調査期間から得られた利用可能なデータに基づいて推定されました。 一方、ポリフルオロアルキル物質には炭素-水素基が存在するため、部分的に分解されやすく、短鎖のパーフルオロアルキル化合物が形成されます。 北極のような点源から遠く離れた場所でも、微量のペルフルオロアルキル物質が検出されることがあります。 また、長鎖のパーフルオロアルキル化合物は、野生生物に生物濃縮され、生物濃度が上昇することが報告されています。 このため、魚や鳥などの高次栄養の野生生物は特に影響を受けやすい。 オランダ国立公衆衛生環境研究所は、人間の魚の消費量に基づいて、淡水における PFOS の最大許容濃度を 0.65 ナノグラム/リットル (ng/L) と算出しました

PFAS は通常、肝臓、タンパク質、血流に関連付けられます。 ヒトでは、半減期は2年から9年の範囲にあります。 PFOA の毒性学的研究は、発達または生殖への影響の可能性を示しています。 PFOAとPFOSはともに発がん性物質と疑われていますが、米国EPAによる発がん性の分類はまだ行われていません。 国際がん研究機関（IARC）は，PFOAをグループ2B（ヒトに対して発がん性がある可能性）の発がん性物質に分類している。 米国EPAは、PFOSを30ng/kg*day、PFOAを20ng/kg*day（非がん危険度ベース）の基準量案を発表しています。

Uses and Potential Sources to the Environment

PFAS の多くは、そのユニークな特性により、界面活性剤や表面コーティングの成分として機能します。 それらは、耐汚染性、耐熱性があり、酸または塩基と接触する表面のコーティングに有用です。 そのため、カーペット、繊維・皮革製造、クロムめっき、写真、フォトリソグラフィー、半導体製造、コーティング添加剤、クリーニング製品、殺虫剤など、多くの産業で広く使用されている。 また、PFASは、食品用紙や包装材、家具、防水加工された衣類、化粧品など、さまざまな消費財にも含まれています。 消費者製品に含まれるPFASの存在により、雨水、下水処理場流入水、埋立地浸出水における都市部のバックグラウンド濃度が形成されています。

PFASの最も広く知られた発生源の1つはAFFFで、これは火災、消火訓練場、航空機格納庫やその他の建物の消火システムの作動中に、またAFFFの保管、輸送、日々の取り扱いによって偶然に環境中で大量に使用されたものである。 AFFFは、軍事施設、空港、製油所などで日常的に使用されていました。 AFFFの組成はメーカーにより異なります。 しかし、AFFFは通常、水（60～93％）、ブチルカルビトールなどの溶剤（3～25％）、炭化水素系界面活性剤（1～12％）、1種類以上のPFAS、およびその他の化合物（例：腐食防止剤、電解質）から構成されています。

Regulation

PFAS に関する最終的な規制はまだ公布されていません。PFAS に関する現在の基準は、通常、指針または勧告レベル（表 2）の形になっています。 米国EPAは最近、PFOAとPFOSの飲料水健康勧告レベルを策定し、以前に公表された暫定値に置き換えた。 ミネソタ、メイン、ニュージャージーを含むいくつかの州は、PFOS、PFOA、ペルフルオロブタンスルホン酸（PFBS）、ペルフルオロブタン酸（PFBA）、ペルフルオロノナン酸（PFNA）などの1つまたは複数のPFASについてスクリーニング値または暫定基準を発表しています（表2）。 欧州連合における飲料水、地下水、土壌の基準は、最近、総括報告書として発表されました。

その他の規制措置により、PFASの使用と生産が制限されている。 PFOSは2009年に残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約の化学物質リストに追加された。 そのため、ヨーロッパでは、いくつかの例外を除き、PFOSのほぼすべての使用が禁止されています。 物質または混合物は、PFOSを0.001重量％以上含んではならない（EU 757/2010）。 米国では、2002年にPFOSの製造が自主的に廃止されたため、PFOSを含むAFFFは製造されなくなりました。 米軍などでは、PFOSを含むAFFFを大量に備蓄していますが、その使用は推奨されていません。

。

Drinking Water Health Advisories

0.04

2.1

Minnesta Pollutsule

2.1

1.40030

規制機関	説明	PFOS	PFOA	PFBS	PFBA	PFNA
飲料水（μg/L）
U.S. EPA	Drinking Water Health Advisories	0.07
Health Canada	Drinking Water Screening Values	0.07			0.06		0.2	15	30	0.2
Maine Department of Environmental Protection	Maximum Exposure Guideline		0.1
Michigan Department of Environmental Quality	Drinking Water Surface Water Quality Value	0.011	0.42
New Jersey Department of Environmental Protection	Preliminary Health-Based Guidance Value		0.42	Department of Environmental Protection	Preliminary Health-Based Guidance Value
New Jersey Department of Environmental Protection	Development of MCL Recommendations for PFOA and PFOS are currently in progress		0.04
New Jersey Department of Environmental Protection	Health-Based Maximum Contaminant Level (MCL) Recommendation			0.013
Vermont Department of Health	Drinking Water Health Advisory Level		0.02
GROUNDWATER (μg/L)
Minnesota Department of Health	Health Risk Limit for Groundwater	0.3	0.3	7	7
Illinois Environmental Protection Agency	Provisional Groundwater Remediation Objectives、Class I Groundwater	0.2	0.4
イリノイ州環境保護庁	Provisional Groundwater Remediation Objectives, Class II Groundwater	0.2	0.2
North Carolina Department of Environmental Quality	Interim Maximum Allowable Concentration		1.0	1.0
New Jersey Department of Environmental Protection	Interim Specific Ground Water Quality Criterion			0.01
Maine Department of Environmental Protection	Remedial Action Guidelines for Residential Groundwater	0.06	0.0.1
Michigan Department of Environmental Quality	Groundwater Residential Generic Cleanup Criteria and Screening Levels	0.12	0.1	0.1	Groundwater Generic Clearing Levels	Groundwater Residential Cleanup Criteria and Screening Levels
Michigan Department of Environmental Quality	Groundwater Nonresidential Generic Cleanup Criteria and Screening Levels	0.0 0.5	0.28
Texas Commission on Environmental Quality Texas Risk Reduction Program	PFAS 16種の保護濃度レベル、数種類について 暴露シナリオ（地下水）
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Levels	0.4	0.4
SOIL (mg/kg)
U.S. (米国) EPA Region 4	Residential Soil Screening Level	6	16
Minnesota Pollution Control Agency	Industrial土壌基準値（.xlsx)	14	13		500
Minnesota Pollution Control Agency	Residential Soil Reference Value(.xlsx)	2.1	4.1	Residential Soil Reference Value(.xlsx)
Principalfil	Minnesota Polarity		77
Minnesota Pollution Control Agency	Recreational Soil Reference Value(.xlsx)	2.6	2.2	Recreational Soil Reference Value(xlx)	2.6	1.6	Minnesota Polarity Agency5		95
Maine Department of Environmental Protection	Remedial Action Guidelines for different exposure scenarios	11- …82
Texas Commission on Environmental Quality Texas Risk Reduction Program	16 PFASの保護濃度レベルについて。 いくつかの異なる暴露シナリオ（土壌）
アラスカ環境保全局	クリーンアップ・レベル。 北極圏	2.2	2.2
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Level, Under 40′ Zone	1.2	Cleanup Level, Under 40′ Zone	Cleanup Level, After 40′ Zone	1.6
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Level, Over 40′ Zone	1.6	Cleanup Level、40フィートゾーン	1.6	Alaska Development (環境保全アラスカ州)3	1.3
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Level, Migration to Groundwater (MTGW)	0.3	Cleanup Level, MTGW 1.3	1.3	1.4 1.3	0.0017
Table 2. PFAS規制基準のまとめ。 PFASの規制基準はまだ比較的早く進化している。 この情報を利用する前に、ハイパーリンク先の文献を確認し、表に記載されている規制基準が最新であることを確認してください。 一部の州では、同意協定の結果として地下水に対するPFAS規制値が設定されています（例えば、ウェストバージニア州とオハイオ州の両州は、PFOAの予防的サイト別アクションレベルとして0.4 µg/Lを記載した同意協定をデュポンと締結しています）。 他の州（例：デラウェア、ニューハンプシャー、ニューヨーク）は、いくつかの水系でPFOSおよびPFOAの米国EPA暫定健康勧告レベルを採用している。 ペンシルベニア州は、EPAの未規制汚染物質モニタリング規則プログラムを通じて特定された2つの汚染井戸に関連するPFOS汚染を調査しています。 アラバマ州でも、サイトごとに PFAS 汚染に対処しています。 アラスカ州は、複数のサイトで PFAS のサンプリングとモニタリングを実施しました。

Sampling and Analytical Methods

PFASはいくつかの一般消費財に存在するので、サンプリングの際には他の PFASの潜在的原因との接触を排除できるよう配慮する必要があります。 ほとんどの標準作業手順および作業計画では、チューブや裏打ちされたサンプルボトルのキャップを含むポリテトラフルオロエチレンベース（例えば、テフロン）のコンポーネントの使用を避けるよう助言しています。 また、サンプラーに防水ジャケットや防水加工されたアウターウェアを着用しないように指示したり、焦げ付き防止効果を高めるためにフッ素樹脂ベースの化学物質を含む可能性のあるパッケージ食品の取り扱いを避けるように指示するものもあります。 PFASは空気と水の界面に親和性があり、ガラスは濡れやすいため、サンプルボトルは通常、ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレンが使用されています。

ほとんどの商業研究所は、飲料水中のPFASの分析に米国EPAメソッド537の修正版を使用しています。 このメソッドは、固相抽出とタンデム質量分析付き液体クロマトグラフィーで構成されています。 分析対象には、PFOS、PFOA、および炭素鎖長の異なる通常12種類のPFAS（主にパーフルオロカルボン酸およびパーフルオロスルホン酸）が含まれます。 専門研究機関は、飲料水以外のマトリックス用にこの分析法を修正し、より短い鎖の化合物をよりよく回収したり、より低い検出限界を達成したりしています。

さらに幅広い PFAS の組み合わせ（たとえば、AFFF 製剤中に存在し、分解して PFOA と PFOS を形成することが知られているもの）を定量できる商業的研究機関は稀有です。 PFASの前駆体のいくつかのファミリーを検出する分析法。 また、ペルフルオロカルボン酸塩に酸化されうる前駆体を一括して測定する、全酸化性前駆体（TOP）アッセイもある。 水サンプル中の有機フッ素の総量を定量する他のアプローチには、粒子誘導ガンマ線放出（PIGE）と吸収性有機フッ素（AOF）がある。

PFASの高解像度サイト特性評価法の費用対効果は、スクリーニング法として現場で使用できる信頼できる分析法がないために、現在制限されている。 いくつかの研究グループは、現場で使用できる移動式分析法の設計を試みている。 例えば、United Science LLCは、PFOSをng/Lレベルで測定するためのイオン選択性電極を開発しています。 Geosyntec ConsultantsとEurofins Eaton Analyticalは、PFOSと他のPFASをng/Lレベルでスクリーニングするための移動式フィールドユニットを開発しています。

Fate and Transport

以下は、PFASの運命と輸送に関するいくつかの重要な概念をまとめたものです：

• Sorption（収着）。 PFOA と PFOS の両方は、典型的な環境 pH 値では陰イオンですが、それでも固相有機炭素と強い相互作用を示します。 このため、すべてのPFASについて確認されているわけではないが、収着を予測するためのfoc-Koc法は一般的に適切である。 鉱物相、特に酸化第二鉄物質との相互作用は、低foc物質において重要である可能性がある。 現時点では、PFASの移動度を正確に予測するために、経験的な部位別収着推定が推奨される。

• 生体内変換。 PFOS、PFOA、および鎖長の異なる類似化合物は、環境中に残留し、容易に生分解されない。 ポリフッ化物は、環境中で部分的に分解され、特に、条件 (溶存酸素濃度、pH など) が共汚染物質の処理のために変更された場合は、分解されます。 しかし、分解生成物はより難分解性であることが多く、分解可能なポリフッ化物はPFOA、PFOSおよびそれらのホモログの前駆体である。 一方、真菌による分解では、パーフルオロカルボン酸の生成量が少ないことが示されています。

• その他の微生物による影響。 一部の微生物は、PFOAの存在下で凝集し、細胞外高分子物質を生成する。 また、微生物は、都市固形廃棄物埋立地で一般的なメタン生成条件下でPFASの溶出を促進する。 したがって、条件によっては、微生物の活動は、PFOS や PFOA のような化合物の移動性を高めるか、または仮に収着を高めることによって逆の効果を持つかもしれません。

• 共汚染物質の影響と共汚染物質の浄化戦略。 PFASと非水相液体間の相互作用は、PFASの移動を遅らせることができる。 TCEの脱塩素化はPFASによって阻害される可能性があり、その阻害はPFASの構造と両方に依存する。 PFAS前駆体は、エルズワース空軍基地の旧消火訓練区域で、PFOAと他のPFASを形成するために分解され、土壌蒸気抽出、地下水ポンプと処理、バイオベント、酸素注入などのいくつかの浄化方法が、共汚染物質を処理するために使用された。 効果的な浄化戦略を開発するための研究はまだ進行中である。

  土壌の場合、いくつかの管理オプションを評価するのが一般的です。 1）処理および／または現場での直接再利用、2）現場での一時保管、3）土壌処理または処理施設、認可埋立地、または焼却炉への現場外での処分です。 土壌処理製品は、PFASを安定化させ、溶出を減少させるために市販されている。 埋立処分の前に土壌を安定化または処理するための基準は、非常にサイト固有である。 土壌からPFASを除去するために検討されてきた他の技術には、土壌洗浄と焼却が含まれる。

  地下水については、管理オプションは以下の通りである。 1) 原位置処理、2) 原位置処理および/または再利用、帯水層再注入、または地表水、雨水、または下水への排出、3) 現場での一時保管、および 4) 危険物処理および廃棄施設への場外廃棄。 最も一般的な浄化アプローチは、粒状活性炭を用いたポンプ＆トリートメントを行い、使用済み活性炭を敷地外で焼却する方法です。 この技術は何年も前からフルスケールで使用されています。 しかし、粒状活性炭は、特に短鎖の化合物が存在する場合、PFASに対する容量が比較的小さい。 粒状活性炭、粉末活性炭、イオン交換体、その他の吸着材、粘土、粉末活性炭、その他の吸着材の混合物など、さまざまな形態で吸着能力向上試験が実施されている。

  原位置PFAS除去のための他の方法には、ナノろ過または逆浸透を使用する高圧膜処理が含まれる。 フルスケールの自治体水処理施設における膜技術では、PFASを効果的に除去している。 しかし、典型的な環境修復の用途では、膜処理は活性炭よりコストが高く、他の地下水汚染物質によって効果が損なわれる可能性がある。

  PFAS 処理研究

  PFAS 処理研究には、以下のトピックがあります：

  • PFAS 封じ込め。 吸着剤は、低コストで長期的な処理ソリューションとして原位置バリアで使用することを長期的な目標として研究されており、配置された吸着剤を定期的に再生または更新する方法と組み合わせて、原位置化学酸化（ESTCP プロジェクト 2423）を使用してサイト上で廃棄物ストリームを処理することができます。 SERDP/ESTCPはまた、収着を助けるために化学凝固剤（たとえば、ポリ塩化アルミニウム、陽イオンポリマー）を原位置で注入するテスト研究（ESTCPプロジェクトER-2425）にも資金援助しています。 真菌は実験室条件下でPFASを分解するのに成功したが、原位置で維持するのはより困難である。 新しい研究（ESTCPプロジェクトER-2422）は、木材腐朽菌のPFAS分解酵素を「金庫」（さまざまな微生物に見られる自然に存在する粒子）に包装し、原位置での分解にバイオオーグメンテーションを用いることの実行可能性に焦点を当てている。 PFASの高度な酸化プロセスには、電気化学的酸化、光分解、光触媒が含まれる。 Ti/RuO2や他の混合金属酸化物アノードを用いた電気触媒および触媒アプローチは、実験室で様々な条件下でPFASを酸化するために使用されています（ESTCPプロジェクト2424）。 研究されている方法は、粘土の中間膜と共溶媒アシストビタミンB12脱フロリネーションとゼロ価金属/バイメタル（Pd/Fe、Mg、Pd/Mg）の使用を含んでいます。 現在進行中のプロジェクト（SERDPプロジェクトER-2426）の1つは、多くの酸化プロセスに対して難解なPFOSに焦点を当てたものである。 還元技術は、PFOS およびその他の PFAS を浄化するための最初のステップとして使用される可能性があります。 パーフルオロアルキル物質は非常に安定であり、野生生物に生物濃縮する可能性があります。 健康に基づく勧告レベルは低く、すなわち、地下水および飲料水中の ng/L 濃度です。 PFASに対する認識が高まり、規制基準が進化するにつれ、サイト管理者はサイト調査、分析技術の改善、浄化システムの設計と運用を行っています。 SERDP/ESTCPが資金提供する研究は、PFASの効果的な処理技術を実証し、技術の費用対効果を改善することを目的としています
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    See Also

    Relevant Ongoing SERDP/ESTCP Projects:

    • In situ treatment train for remediation of perfluoroalkyl contaminated groundwater.ER-2426（パーフルオロアルキル汚染地下水浄化のための原位置処理トレーニング）。 収着した汚染物質の原位置化学酸化（ISC-SC）。 SERDP/ESTCP Project ER-2423
    • AFFFsの影響を受けた地下水中のパーフルオロアルキル酸の原位置化学還元的脱フロリネーション（ISCRD）の定量化。 SERDP/ESTCP Project ER-2426
    • Bioaugmentation with vaults: ペルフルオロアルキル化合物の変換のための新しいその場浄化戦略。 SERDP/ESTCPプロジェクト ER-2422
    • 地下水中のペルフルオロアルキル汚染物質のその場処理のための電気触媒および触媒的アプローチの調査。 SERDP/ESTCPプロジェクト ER-2424
    • Pfcで汚染された地下水システムの原位置浄化のための新しい手法の開発 SERDP/ESTCPプロジェクト ER-2425