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一括ダウンロード - 独立行政法人農林水産消費安全技術センター

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一括ダウンロード - 独立行政法人農林水産消費安全技術センター
ISSN 2185-0348
農薬調査研究報告
第7号
平成27年
Research Report
of
Agricultural Chemicals
Vol. 7
2015
独立行政法人 農林水産消費安全技術センター
Food and Agricultural Materials Inspection Center
(Incorporated Administrative Agency)
Kodaira, Japan
はじめに
農林水産消費安全技術センター(FAMIC)は、農林水産省所管の独立行政法人であり、主
な業務部門として、食品部門、肥料・飼料部門、農薬部門の3つの部門を有し、JAS法、
肥料取締法、飼料安全法、農薬取締法等の法律に基づく食品、飼料、肥料等の品質の検査
および農薬の登録検査等の業務を行っています。
農薬の製造者または輸入者は、農林水産大臣の登録を受けなければ、農薬の製造、加工、
輸入等を行うことができないことになっていますが、FAMIC農薬検査部は、この農薬管理
の要である農薬登録検査を主たる業務としています。また、農林水産省と連携し、全国か
ら計画的に収集した農産物中の農薬の残留状況についても分析調査を行っています。
今般、平成26年度の農薬検査部における調査研究成果を収録した農薬調査研究報告第
7号を発行しました。一昨年度から農薬検査部では、調査研究の対象を実験を伴うものの
みならず、農薬のリスク評価・管理、諸外国の農薬登録制度等に関する文献や現地調査等
により収集した情報を分析・考察する調査や論考についても対象に位置付け、より多くの
職員が調査研究に取り組める仕組みにしました。今号は、その新たな取り組み開始から3
号目の報告書となります。内容も実験を伴うものと調査や論考等の割合が安定しつつあり、
新たな取り組みが定着してきたものと自負しております。
本報告書が関係者の皆様の業務において参考になれば幸いです。なお、各方面からのご
意見等も我々の調査研究の充実のためには不可欠ですので、お気づきの点がありましたら、
ご連絡いただきたくお願い申し上げます。
平成28年2月
独立行政法人 農林水産消費安全技術センター
理事長
木村
眞人
目
次
欧米および国際機関における農薬の有効成分(原体)の規格設定方法に関する調査
荒巻敦史・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1
FT-IR を用いた集取農薬と農薬見本の同等性の確認
渡辺高志,塚田勇輝,岡安弘之・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・17
カナダおよびオーストラリアにおける薬効および薬害に関する要求事項ならびにマイナー
使用対策の状況
佐々木千潮,佐々木詩織・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54
農薬の作物残留濃度に大きな影響を与える初期付着量および作物生長に関する研究の状況
について
末永和也,坂部亮介,松野倫也,池田淳一,早川泰弘・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・62
農薬の水産動植物に対する生態リスク評価のための高次試験法に関する文献調査
石原悟・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・72
農薬ラベルの記載内容等に関する日本,米国およびEU の比較
中野渡高之,荻野知美,上野敬規・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・82
検量線に関わる理論と評価方法について
北村恭朗・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・101
Effects of organic carbon quality on the sorption behavior of pesticides in Japanese soils
(Journal of Pesticide Science, 2014, 39(2), pp 105-114)
Yutaka Motoki, Takashi Iwafune, Nobuyasu Seike, Takashi Otani and Maki Asano・107
平成26年度学会等での発表実績一覧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・117
【技術レポート】
残留農薬分析業務における分析法の検討1
ペンチオピラド試験法の導入のための妥当性検証
加藤直樹,守山智章,鈴木徹也,山田篤司,青山吉一,臼井裕一・・・・・・・・・120
残留農薬分析業務における分析法の検討2
一斉試験法(米穀)における調査対象農薬追加のための妥当性検証
青山吉一,臼井裕一,加藤直樹,守山智章,鈴木徹也,山田篤司・・・・・・・・・125
欧米および国際機関における農薬の有効成分(原体)の
規格設定方法に関する調査
荒巻 敦史
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
欧州および米国では,農薬登録の審査の過程で,毒性試験に用いた原体の組成と試験的に小規模で製造し
た原体の組成の同等性および今後工業的に製造する原体の組成を考慮して,農薬原体に規格を設定している.
FAO/WHO では,規格設定のために必要な情報は,有効成分の素性,原体の製造方法,有効成分・不純物・
添加剤の規格値案および根拠,5バッチ以上の組成分析,人畜毒性・生態毒性に関する情報,分析方法に関
する情報であり,いずれの機関でも同様な情報を要求している.
, 農薬に係る FAO 規格,有効成分原体の規格,
Keywords:原体,規格(specifications)
緒
言
農薬は国際的に流通する商品であることから,
その規制に関して,国際的な枠組みで各種の検討
が進められている.
我が国における農薬の登録制度においても,欧
米および国際機関で策定される基準や要求試験項
目に関する動向を注視しつつ,農薬登録に必要な
データの整備が進められている.
そこで,欧米および国際機関では既に導入され
ている農薬原体の規格の設定方法に関して調査し
た.
(農薬規格に係る FAO/WHO 合同会合)における
今後 3 年間の議題に決定されると,提案者により
規格案および支持情報が提出される.FAO および
WHO により指名された評価者は,必要に応じて提
案者と協議し,規格案および支持情報に基づいて
規格原案,評価書案および査定(appraisal)を作成
する.査読者(peer reviewer)は,作成された規格
原案,評価書案および査定に対する意見・提案を
評価者に連絡する.また,規格原案,評価書案お
よび査定は提案者にも送られ,提案者は必要に応
じ,評価者に追加情報を提供する.JMPS において,
評価者による規格原案等の説明,専門家による議
論がなされ,規格および評価書が確定される.規
格とそれに付随する評価書は,
FAO あるいは WHO
のサイトで公表されている.
(http://www.fao.org/agriculture/crops/
thematic-sitemap/theme/pests/jmps/ps-new/en/)
または,
(http://www.who.int/whopes/quality/newspecif/en/)
1.FAO/WHO(国際連合世界食糧農業機関/世
界保健機構)
FAO/WHO では,農薬の購入および使用の際の
信用を高め,人体や環境への安全性およびより持
続可能な農業生産と公衆衛生の向上に貢献するこ
とを目的として,農薬の原体および製剤に係る規
格を設定している.
農薬原体(technical grade active ingredients)およ
び製剤の規格(specifications)は,
「農薬に係る FAO
および WHO 規格の設定および使用のための手引
書 1)」に基づき設定される.当該手引書は,2002
年に初版が発行され,2010 年に初版の第二回改訂
版(以下「FAO/WHO 規格設定手引書」という.
)
が発行され,これが最新となっている.
1.1.設定の手順
FAO および WHO は規格の提案者を募集し,提
案者が申請する.提案のあった規格設定が JMPS
1
表 1.FAO/WHO における原体規格設定の手順
当事者
作
業
期 限
JMPS
提案者
評価者
提案に係る募集
1月
提案の申請
随時
作業の 3 年間プログラムの公表
6 月 30 日
規格案と支持情報
9 月 30 日
評価者と査読者の指名
10 月 14 日
必要ならば,更なる情報の要求
12 月 31 日
要求された追加情報の提供
2 月 28 日
あらゆる問題に関する討議
4 月 30 日
提案者,FAO/WHO,査読者に規格原案,評価と査定を送付
4 月 30 日
FAO と WHO に意見と提案
5 月 15 日
評価における論点を FAO/WHO に連絡し,FAO/WHO は,直ちに
評価者へ概要を送付
JMPS の 3 週前
6 月の第1週
申請に関する議論と決定;提案者への更なる情報の最終要請
追加情報の提供
同等性決定のための比較表の完成
JMPS
FAO/WHO
規格の公表
JMPS
提案者
JMPS
提案者
FAO/WHO
評価者
提案者
評価者.提案者
評価者
査読者
提案者
12 月 31 日
表 2.純品および原体(TC/TK)のデータ
1.2.要求事項
「FAO/WHO 規格設定手引書」に記載されてい
る化学農薬に係る有効成分の原体および製剤の
参照規格を支持するために必要な最小データは,
表 2,3,4 のとおりである.
なお,
「FAO/WHO 規格設定手引書」では,原体
を TC ( technical material ) と TK ( technical
concentrate)の 2 つに区別しているが,本稿では
区別せず,原体として記載した.TC および TK
は,
「FAO/WHO 規格設定手引書」で次のように定
義されている.
TC:technical material(工業用原体)
有効成分を作るための製造工程からの結果と
しての 1 つの材料であり,その際,不純物も一緒
に作られる.この材料には,必要な添加物を少量
含むことがある.有効成分の下限を設定する.
1.有効成分の素性(identity)
1.1.ISO 英名または INCI 名,類義語
1.2.化学名(IUPAC 名と CA 名)
1.3.CAS 番号
1.4.CIPAC 番号
1.5.構造式
1.6.異性体組成(該当する場合)
1.7.分子式
1.8.分子量
2.有効成分 ※の物理的化学的性質
※ 純品(分析用標準品と同等の純度を有する有
効成分)
2.1.蒸気圧
2.2.融点
TK:technical concentrate(工業用濃厚体=原液,
原末)
有効成分を作るための製造工程からの結果と
しての 1 つの材料であり,その際,不純物も一緒
に作られる.この材料には,必要な添加物および
適切な溶媒を少量含むことがある.有効成分の下
限と上限を設定する.
2.3.分解温度
2.4.水溶解度
2.5.オクタノール/水分配係数
2.6.解離定数(該当する場合)
2.7.加水分解・光分解等の分解特性
2.8.融点(0 ℃以上で固体の場合,原体使用)
2.9.有機溶媒溶解度(室温下,純品または原
体を用いる)
2
10.2.毒性,環境動態,生態毒性に係る JMPR
(残留農薬に係る FAO / WHO 合同会合)
評価があるならば,参照として提出すべ
きである.JMPR に提出された毒性および
生態毒性データは,これらの試験に用い
られた原体のバッチ分析データと相互参
照されていなければならない.
10.3.登録データへのアクセスを許可する承認
書
10.4.原体の成分組成と有害性情報・リスク評
価を関連付けるための陳述書
3.製造方法の概要
4.有効成分含有量の下限
5.バッチ分析データから支持される 1 g/kg
以上含有する不純物の最大許容量
・申請者は製造上の許容量の設定の根拠(例え
ば,実際に製造した場合の最大値,実際に製
造した場合の平均値+(3×標準偏差)等)を
述べなければならない.
・バッチ分析データは,少なくとも代表的な 5
バッチについて必要であり,もし,1 つより
多い場所で製造されている場合,5 バッチ分
析データは,不純物組成が極端に異なる 2 場
所以上で実施しなければならない.
・提案された 1 g/kg 以上含有する懸念される不
純物は,同定されていなければならない.
・未同定および/または説明できない画分は 20
g/kg を超えてはならない.
表 3.製剤のデータ
1.公衆衛生用途,農業用途,両方の用途の特定
2. 公衆衛生用薬剤の場合,WHOPES によって
有効性が評価された薬剤と,成分組成と製造
方法が同等なものであることの確証
3. 主要な剤型を列挙し,規格設定を申請してい
る剤型を特定
6.1 g/kg 未満含有され,有害性が懸念される不
純物の最大許容量
4. 製剤が登録および販売されている主要な国
5. 製剤の物理的化学的性状
・製造上の許容量の根拠
・バッチ(少なくとも代表的な 5 バッチ)分析
データ
表 4.分析方法および試験方法のデータ
7.懸念される不純物についての情報
,
1.有効成分を識別する試験方法(2 つ以上)
必要に応じ,対イオンまたはその他誘導体を
識別する試験方法(1 つ)
・認められた影響(例;毒性影響または有効成
分の安定性に対する影響)の説明
8.原体に意図的に添加する化合物の素性と
名目上の量(g/kg)
2.有効成分の含有量測定方法
・共同分析により有効性が確認された方法
9.毒性の概要
3.懸念不純物の詳細な分析方法
・公表されていない場合,有効性確認試験
も提出する
9.1.急性経口,経皮,吸入の毒性,皮膚およ
び眼刺激性,皮膚感作性に基づく原体
(TC/TK)の毒性の概要
9.2.反復投与(亜急性から慢性)および繁殖
性・催奇形性,遺伝毒性,発がん性等の試験
に基づく原体(TC/TK)の毒性の概要
9.3.使用方法に従って使用した場合の水生お
よび陸生生物(例,魚類,ミジンコ,藻類,
鳥類,ミツバチ)に対する原体(TC/TK)の
生態毒性の概要および残留性の情報
4.原体(TC/TK)中の非懸念不純物の分析に使
用した分析法の原理
5.物理的化学的性状のために参照した試験方法
6.上記 2,3,4 の分析法の評価状況(完了,進
行中,計画中)
1.3.不純物の有害性に係る評価基準
(1)不純物に有害性が懸念されるまたは懸念さ
れないかの決定
不純物の有害性は,ケースバイケースによ
り科学的に判定される.以下の手順に従い,
10.その他の情報
10.1.有害性による WHO 分類
3
不純物毎に判定される.
・有効成分および不純物によって認められた
有害性が類似していると考えられる.
・影響は,相加的であると考えられる.
・不純物の毒性が既知である,または,類似
ア.有害性についての利用可能な情報
(ア)不純物が,有効成分の有害性と同じ性
化合物のデータから予想できる.
質を持つことが知られている場合(追加
的な毒性もある)は,
「イ」 へ.
(イ)不純物が,有効成分の有害性とは異な
る性質を持つことが知られている場合
(ア)有害性に対して計算*で得られた最悪
のケースの寄与が無視できる寄与の閾
値を超える(不純物に起因する有害性の
理論的最大増加量が 10 %を超える)場合
は,懸念される不純物とする.
(計算式
参照)
は,
「イ」 へ.
(ウ)化学構造やその他の事項から強い毒性
があり,不純物がカテゴリー(ア)また
は(イ)に分類される場合は,
「イ」へ.
(エ)不純物の有害性が知られていない場
合,不純物がカテゴリー(ア)または(イ)
に分類されることを疑う理由がない場
合は,懸念がない不純物とする.
*計算は,不純物そのものから得られた
データに基づくか,類似化合物からの
外挿が使用されることもある.
(イ)有害性に対する最悪のケースの寄与が
計算できない場合*は,懸念される不純
物とする.
イ.不純物の存在
(ア )貯 蔵の 前ま た は後 にお いて , 原体
(TC/TK)の製造バッチ中に検出できる
レベル *で一度でも存在したことのある
不純物の場合は,
「ウ」へ.
*計算が不可能な理由としては,例えば,
必要なデータが得られない,問題とな
る有害性が寄与の計算に適さない,無
視できる閾値が推定できない場合があ
る.有効成分の毒性と質的に異なる毒
性を不純物が有する場合が該当する.
*デフォルトの要求は 1 g/kg の検出限界
であるが,既知あるいは予想される不
純物の毒性に依存して,より低い検出
限界が要求される可能性がある.
(イ)貯蔵の後にのみ,原体(TC/TK)の製
造バッチ中に定量できるレベルで一度
でも存在したことのある不純物の場合
は,
「ウ」へ.
(ウ)貯蔵の前または後において,製剤中に
のみ,一度でも存在したことのある不純
物の場合は,原体(TC/TK)は問題なし
とする.製剤は「ウ」へ.
(ウ)有害性に対して計算で得られた最悪の
ケースの寄与は,
無視できる寄与の閾値
を超えない場合は,懸念がない不純物と
する.
エ.定量できないレベルの評価
(ア)不純物が原体(TC/TK)の製造バッチ
中に時々存在するが,バッチの混合によ
り定量できないレベルとなる場合は,
「ウ」へ.
(計算には混合前の許容量を
使用)
(イ)証拠あるいは経験により不純物が有効
成分の原体中に存在することを示すが,
評価対象の製品中では検出できるレベ
ルで存在したことがない,もしくは,用
いた製造工程で生成したものではない,
または,不純物は出発原料から生成する
(エ)原体(TC/TK)または製剤中に定量で
きるレベルで存在しない不純物は「エ」
へ.
ウ.有害性の寄与の評価
以下のことに該当する場合,有効成分の毒
性的有害性に対する不純物のワーストケー
ス寄与が計算され,有害性が懸念されるかど
うかが判断される.
4
が,評価対象となっているデータの製造
者が用いている原料では生成していな
い場合は,懸念がない不純物とするが,
規格*には注意書きを追記する.
受け入れている.
(イ)JMPS が必要なデータを利用できる
とき,有害性全体にわたって無視でき
る寄与に対応した最大許容限界が
*注意書きには,不純物と定量限界を記
載し,規格には不純物を含める必要が
ないと考えられるものの他の製造者の
JMPS により推定され,GHS 許容量に
優先して使用される.
(ウ)有効成分の毒性と同様な種類の有害
性がある不純物(相加効果)について,
製品中には定量可能なレベルで不純物
が存在することを記載する.
最大許容基準は,通常,有効成分によ
り示される有害性全体の計算上 10 %
の増加を導く濃度とする.
(エ)例示した計算例は,相加効果のある
(2)有害不純物の許容量の割り当て
許容量は,ケースバイケースで科学的に判定
されるが,WHO または他の当局からの専門
的助言を考慮して決定される.
有害性のみに適用できる.相加的な影
響でない場合は,ケースバイケースで
計算される.
ア.最大許容基準
(ア)JMPS は,懸念される不純物について
GHS ガイドライン値 2) を許容できる
限界のデフォルト最大値として通常
イ.有害性が懸念される不純物の規格基準
最大許容基準を下回る限界が通常の製造
で実際に示される場合,JMPS は通常この
値を優先して採択する.
【計算式】
(1) 不純物の有害性データ(Hazimp)および有効成分の有害性データ(Hazai)から不純物の相対有害
性(RelHazimp)を計算する.
RelHazimp = Hazai / Hazimp
(式 1)
有効成分の相対有害性(RelHazai)は,従って,1 となる.
(2) 原体(TC)中の最小有効成分含有量(% aimin)および対応する理論的最大不純物含有量
(% impmax) から,有効成分の有害性(Hazai)の比率として,有効成分と不純物からなる混合物
の有害性の理論的最大増加量(MTIHaz)を計算する.
)/(% aimin×RelHazai)
MTIHaz =(
(% aimin × RelHazai)+(% impmax × RelHazimp)
(式 2)
(3) (式 2)に, MTIHaz として上限の 1.1(すなわち,10 %の増加)および% impmax として
% impmaxaccept を代入することによって,不純物の最大許容基準(% impmaxaccept)を計算する.
)/(% aimin × RelHazai)
1.1=(
(% aimin × RelHazai)+(% impmaxaccept × RelHazimp)
式を整理すると次式のとおりになる.
(1.1×% aimin × RelHazai)-(% aimin × RelHazai )
)/ RelHazimp
% impmaxaccept = (
Hazai = 有効成分の有害性の値
5
(式 3)
Hazimp = 不純物の有害性の値
RelHazimp= 有効成分と比較した不純物の相対有害性
RelHazai = 有効成分の相対有害性(=1)
% aimin = 申請された最小有効成分含有量
% impmax = 理論的最大不純物含有量
MTIHaz = 不純物に起因する有害性の理論的最大増加量
% impmaxaccept = 不純物の最大許容限界
(計算例 1)
,有効成分は 1,000 mg/kg(体重)である.原体(TC)
不純物の急性経口 LD 50 値は 100 mg/kg(体重)
中の最低有効成分含有量は 92 %とする.
RelHazimp = 1,000 / 100 = 10
MTIHaz =(
(92 × 1)+(8 × 10)
)/(92 × 1)= 1.87(87 %の増加(10 %を超える増加)が推定さ
れるので,不純物には有害性の懸念がある)
% impmaxaccept = (
(1.1 × 92 × 1)-(92 × 1 )
)/ 10 = 0.92 %
有効数字を1桁に丸め,懸念がある不純物の最大許容基準は,原体(TC)中で 1%である.
(計算例 2)
ある生物農薬の原体(TK)は最低有効成分含有量が 20 %である.不純物の急性経口 LD 50 値が 2,000
mg/kg(体重)
,有効成分は 1,000 mg/kg(体重)である.
RelHazimp = 1,000 / 2,000 = 0.5
MTIHaz =(
(20 × 1)+(80 × 0.5))/(20 × 1)= 3.0(200 %の増加(10%を超える増加)が推定さ
れるので,不純物には有害性の懸念がある)
(1.1 × 20 × 1)-(20 × 1 )
)/ 0.5 = 4 %
% impmaxaccept =(
懸念がある不純物の最大許容基準は,原体(TK)中で 4 %である.
(計算例 3)
,有効成分は 600 mg/kg(体重)である.原体(TC)中
不純物の急性経口 LD 50 値が 400 mg/kg(体重)
の最低有効成分含有量は 98 %とする.
RelHazimp = 600 / 400 = 1.5
MTIHaz =(
(98 × 1)+(2 × 1.5)
)/(98 × 1)= 1.03 (3 % の増加(10%を超えない)が推定され,
不純物には有害性の懸念がない)
2. EU(欧州連合)
欧州における農薬の流通・使用の規制は,「植
物防疫剤の販売並びに理事会指令 79/117EEC お
よび 91/414EEC の廃止に関する欧州議会および
理事会規則(EC)No 1107/2009(2009 年 10 月 21
日付け)」3) に基づいて行われており,農薬登録
において,有効成分の申請,評価,承認は EU レ
ベルで行われており,植物防疫剤の申請,評価,
2.1.設定の概略
有効成分の評価においては,製造者から申請を
受けた加盟国(ラポター国)が,次項 2.2.に挙げ
た資料に基づいて評価報告書案(DAR)を作成し,
それを受けた欧州食品安全機関(EFSA)が DAR
の公表とパブリックコメントを実施する.欧州委
員会は,EFSA での評価結果を踏まえて審査報告
認可は加盟国毎に行われている(図 1 参照)
.
書を作成し,
「フードチェーンおよび動物衛生に
6
係る常任委員会」に諮問した後,承認された有効
成分のリストを掲載している「承認された有効成
分のリストに関する委員会実施規則(EU)No
540/2011(2011 年 5 月 25 日付け)
」4) の改正とい
う形で有効成分を承認する.
CIPAC 番号
1.7.分子式,構造式,分子量
1.8.有効成分の製造方法(合成過程)
1.9.有効成分の純度規格(g/kg)
・原体中の有効成分の下限
・申請する下限の妥当性(5 以上の代表的バ
ッチ分析の統計学的解析を含む)
・パイロットプラント用いて製造された原体
の情報の場合,安定した工業規模での製造
方法と手順により製造された原体の情報
を再提出する必要がある.
・TK の場合,理論的な乾燥原体中の純粋な
有効成分の下限および上限含有量
・有効成分が異性体混合物の場合,異性体比
または範囲,効果および毒性に関して各異
性体の相対的生物活性
1.10.不純物,添加剤(例,安定剤)の識別
および含有量(g/kg)
・不純物および添加剤の化学名(IUPAC およ
び CA 名)
,ISO 一般名,CAS 番号,EC
(EINECS または ELINCS)番号,分子式
と構造式,分子量,添加剤は更に,商品名
と機能
・添加物の下限および上限
・有意とされる不純物(significant impurity)
,
1 g/kg 以上存在する不純物の上限.
・懸念される不純物(relevant impurity)
,毒性
学的,生態毒性学的または環境中での性か
ら特に望ましくない不純物の上限
1.11. バッチの組成分析
・最近(5 年以内)および現在の実製造規模
で製造された有効成分原体の代表的 5 バッ
図 1.農薬登録の基本的な流れ 5)
2.2.要求事項
有効成分に係るデータ要求は,「Commission
Regulation (EU) No 283/2013 of 1 March 2013」6)
に記載されており,試験方法およびガイダンスの
一 覧 は 「 Commission Communication in the
Framework of the implementation of Commission
Regulation (EU) No 283/2013 of 1 March 2013
setting out the data requirement for active
substances, in accordance with Regulation(EC)
No 1107/2009 of the European Parliament and of
the
Council concerning the placing of plant
protection
products on the market ( 2013/C
7)
95/01)
」 に記載されている.
原体規格の設定に必要な資料の概要は以下の
とおりである.
チ以上の含有量分析結果(有効成分,不純
物,添加物他)
・1 g/kg 以上存在する全ての成分の含有量
(g/kg)
,少なくとも 980g/kg は定量されて
いること.
・提案した規格(含有量)の統計学的根拠(例,
実製造の上限,実製造の平均値+(3×標準
偏差)等)
・懸念される不純物は,1 g/kg 以下であって
も定量し,実製造における下限,上限,平
均含有量
・異なる製造場で製造される場合,分析は製造
表 5.原体規格の設定に必要データ
1. 有効成分の素性(identity)
1.1.申請者(名称,住所等)
1.2.製造者(名称,工場の住所)
1.3.提案中または合意された ISO 一般名,
類義語
1.4.化学名(IUPAC および CA 名)
1.5.製造者による開発コード番号
1.6.CAS,EC(EINECS または ELINCS)
,
場ごとに実施
7
し,これに標準偏差の 3 倍を加え,各不純物
の最大含有量を「平均値+(3×標準偏差)」
とする.または,5 バッチ分析における最大
含有量を当該不純物の最大含有量とする,も
しくは品質管理データから最大含有量を推
論する.
2. 原体の分析方法
3. 毒性試験および代謝試験(試験項目は省略)
・各試験の供試物質について,
「1.11.バッチ
の組成分析」で要求される有効成分,不純物,
添加物等の含有量分析結果が要求される.
・試験は,製剤の製造に用いる規格内の有効成
分原体を用いて実施する.
ア.不純物
BVL は,
「平均値+(3×標準偏差)
」を
不純物等の最大含有量の理論値として
用い,申請のあった不純物等の規格と比
較する,規格が理論値をはるかに超える
3.ドイツ
ドイツは EU 加盟国であり,農薬の登録は,2.
に記載した制度で行われているが,原体規格に関
する考え方,
(植物保護製品に係る認可手続きに
お け る 有 効 成 分 原 体 の 規 格 「 Specification of
technical active substances in the authorization
procedure for plant protection products:2008 年」8))
が,ドイツ連邦消費者保護食品安全庁(BVL)よ
り公表されていたので,概要を記載する.
場合,相応の不純物含有量を有するバッ
チが,懸念される毒性試験の供試物質と
して使用されているか確認する.いずれ
かに基づいて推論できなければ,更なる
説明を求める.懸念される毒性試験と
は,発がん性,変異原性および繁殖毒性
試験,高感受性種(例,魚類,ミジンコ
類,藻類)を用いた生態毒性試験が該当
する.
3.1.評価基準
(1)有効成分および不純物組成の評価
申請に係る主評価に先行して,初期評価とし
て BVL において完全性確認が実施される.そ
の際,有効成分原体の組成分析試験の妥当性が
確認されるとともに,規格案が評価される.必
要な全ての資料が揃うと,更なる検討のため
に,申請資料はドイツ連邦リスク評価研究所
(BfR)およびドイツ連邦環境庁(UBA)に回
付される.
イ.有効成分
原体中の純粋な有効成分の最小含有量
を確認するため,バッチ分析の最小含有
量がFAO規格または承認された有効成
分のリスト「Commission implementing
Regulation (EU) No 540/2011 of 25 May
2011 implementing Regulation (EC) No
有効成分および不純物等の規格は,次のいず
れかに基づき推論される.
・
「バッチの組成分析」として提出される製造
バッチ(5 バッチ分析)の分析結果
・毒性試験に用いられたバッチの分析結果
・申請者による正当性の根拠(例,現在製
造中の品質管理データ)
1107/2009 of the European Parliament and
of the Council as regards the list of
approved active substances」4)の規格と比
較する.最小含有量は現行の規格以下で
ないことを確認する.公式な規格がない
場合,BVLは,
「平均値-(5×標準偏差)」
を理論値とし,申請のあった規格と比較
する.当該手順の例を以下に示す(表6,
例えば,5 バッチ分析結果を用いて各不純物
含有量の平均値を計算し,
これに標準偏差の
3 倍を加え,各不純物の最大含有量を「平均
値+(3×標準偏差)
」とする.または,5 バッ
チ分析における最大含有量を当該不純物の
最大含有量とする,もしくは品質管理データ
7).
から最大含有量を推論する.5 バッチ分析結
果を用いて各不純物含有量の平均値を計算
8
表 6.バッチ分析結果
(単位:g/kg)
バッチ分析結果
1
2
3
4
最低含有量
5
平均値
最高含有量
有効成分
965
962
958
971
948
948
960.8
971
不純物 A
17
22
20
20
25
17
20.8
25
不純物 B
8
8
8
7
8
7
7.8
8
不純物 C
2
3
1
0
4
0
2.0
4
表 7.理論値および規格値案
(単位:g/kg)
標準偏差(σ)
平均値(X)
有効成分
960.8
8.6
不純物 A
20.8
3.0
不純物 B
7.8
0.5
不純物 C
2.0
1.6
理論値
X-5σ
X+3σ
申請された規格値
918
920
30
30
9
10
7
20
・有効成分,不純物 A および B について申請された規格値は,ほぼ理論値の範囲内と考えられるが,
不純物 C は理論値の範囲を超えている.
・不純物 C について,不純物 C を約 20 g/kg 含む原体を用いて,懸念される毒性試験が実施されてい
れば,初期評価としては問題ない.
・申請者された規格値が 5 バッチ分析結果あるいは毒性および生態毒性試験の供試物質の含有量のい
ずれかに基づいて推論できなければ,更に説明が求められる.例えば,理論値から乖離した規格値
が必要となる証拠または情報を示したうえで,毒性および生態毒性試験における供試濃度からの逸
脱についての毒性および生態毒性学的な懸念に関して安全性の説明が必要である.
(2)毒性が懸念される不純物の評価
ア.BfR において,1 g/kg 以上含有量される
不純物,全添加剤および毒性学的に懸念あ
りと分類される不純物が評価される.
(fundamental)な毒性学的エンドポイント
が網羅されていれば,原則として更なるデ
ータは要求されない.
なお,
「基本的な毒性」とは,発がん性,
評価は,第一に,有効成分原体中の不純
物および添加物が,純粋な有効成分より大
きな毒性を示す懸念があるかどうかを確
認する.第二に,有効成分原体の毒性試験
変異原性,繁殖毒性を意味する.
イ.追加データの代わりに,作業者曝露が毒
性 学 的 懸 念 の 閾 値 ( TTC : Threshold
に用いられたバッチ中に,不純物が申請さ
れた規格と同程度含まれていたかを確認
する.評価対象の不純物または添加剤が毒
性試験に用いた 1 つまたは数種のバッチ中
Toxicological Concern)以下であることを示
す資料を提出することができる.作業者保
護のために計算される有効成分の閾値
(AOELs)に,有効成分原体中での評価対
象不純物または添加剤の質量画分(重量
比)を乗じ,不純物あるいは添加剤の1日
当たりの最大摂取量(mg/kg 体重/日)を計
算する.作業者の体重は 70 kg とし,予想
に含まれていたならば,不純物等について
当該毒性試験がなされたものとして扱わ
れる.毒性試験への供試物質中の含有量に
関して,6 g/kg 以下で含有される毒性学的
に懸念のない不純物については最大 3 g/kg
の変動が,6 g/kg 以上含有される不純物に
ついては最大 50 %の変動が許容される.
不 純 物ま た は添 加剤 に 関し て, 基 本的
される一日摂取量が 1.5 µg/人/日の毒性学
的懸念の閾値以下である場合,更なる毒性
データを提出する必要はない.ただし,毒
性学的懸念の閾値に従った推論は,毒性学
9
的および生態毒性学的に意義のない不純
物および添加物ならびに遺伝毒性の懸念
がない不純物および添加物にのみ適用さ
れる.計算例を以下に示す.
表 8.含有量および追加試験
含有量
(計算例)
有効成分 A として計算された AOELs
は,0.01 mg/kg 体重/日である.評価対象
の不純物 B の原体中の含有量には,2 g/kg
(質量画分:0.002)が適用される.
有効成分 A の AOELs と不純物 B の質量
画分を用いて,不純物 B の一日摂取量は,
0.002 × 0.01 mg/kg 体重/日 = 2 × 10−5
mg/kg 体重/日 または 0.02 µg/kg 体重/日
となる,体重に 70 kg を適用すると,予想
される一日最大摂取量は,1.4 µg/人/日であ
る.
これは,毒性学的懸念の閾値である 1.5
µg/人/日を超えないので毒性学的懸念はな
い.
追加試験
10 g/kg まで
・Ames 試験
10 ~ 50 g/kg
・in vitro 遺伝毒性試験一式
(細菌を用いた変異原性,
ほ乳類細胞を用い た変
異原性および染色 体異
常試験)
・個別なケースにおいて,評
価当局の裁量で,より詳細
な試験(急性経口,皮膚感
作性,発達毒性)を要求す
ることがある.
50 g/kg 以上
・遺伝毒性試験一式
・必要ならば反復毒性(28 日
間または 90 日間)
(3)不純物の生態毒性学的懸念の評価
UBA による有効成分原体の生態毒性学的懸
念の評価の基本は,設定しようとする不純物
が,生態毒性学的評価に用いたバッチに含まれ
ているか,また,規格はバッチにおける当該不
純物の含有量の範囲内であるかどうかを確認
することである.
生態毒性学的評価に用いたバ
ッチの含有量から,
規格の妥当性が評価できな
い場合,追加資料が要求されることになるが,
橋渡し試験に加えて,
構造活性相関を使用する
ことができる.
不純物に生態毒性学的に意義が
あるかどうかは,
種々の基準に基づいて判断さ
れる.
ウ.毒性学的懸念がないことを示すために,
科学的文献に加えて,類似化合物の情報,
構造活性相関もデータとすることができ
る.
エ.毒性試験供試物質の組成,毒性学的懸念
の閾値,または他の試験が懸念する化合物
の毒性に関する情報を提供できない場合,
不純物および添加物の原体中含有量に応
じて,追加データを要求する.追加試験は
表 8 のとおりである.
4.米国
米国では,連邦殺虫剤殺菌剤殺そ剤法に基づ
き,環境保護庁が登録に係る審査を行っている.
申請者は,純粋な化合物として,不純物
および添加物を用いた実験を行うかまた
は,規格を設定しようとする有効成分原体
を用いて実験を行うかどうかを決定する
ことができるが,原則,規格を設定しよう
とする有効成分原体を用いることが望ま
しい.
4.1.要求事項
具体的な要求は,「40 CFR Part 158 Pesticides;
Data Requirements for Conventional Chemicals
(Federal Register, Vol. 72, No. 207, October
26, 2007)」9) に規定されており,原体規格に関
連する資料は表 9 のとおりである.なお,原体は
TGAI(technical grade active ingredients)として記
載されている.
10
概要(例,装置の調整,分析方法,その他
表 9.原体規格に関連する資料
品質管理法)
§158.340 不純物の生成に関する考察
(1)原体中に存在する可能性のある不純物につ
いて考察を提出する.
§158.320 製品の素性と組成
(1)有効成分
・化学名,CAS 登録番号,一般名,分子式,
構造式,分子量
・名目上濃度
・OPPTS 830.1750 に従った製品中の有効
成分の保証値の上限と下限
(2)有効成分に関連した毒性が懸念される(EPA
の毒性学的専門家によって毒性が有意と決定
された)不純物
・不純物の識別,化学名
・最終製品中の不純物の名目上濃度
・OPPTS 830.1750 に従った保証範囲の上限
(3)有効成分に関連したその他の不純物(有効
成分原体中に重量比で 0.1 %以上存在する
ア.原体の分析において存在した有効成分関
連の各不純物
イ.各段階で有効成分原体中に 0.1 %
(1000ppm)以上で存在すると思われる各
不純物
【注】OPPTS 830.1670 の(c) Technical grade
active ingredients and products produced
by an integrated system.の(2)では「«
0.1 percent」となっているが,Federal
Register, Vol. 72, No. 207, p.
60972 (2007)では「≧0.1 percent」
となっていることから,本稿では「以
上」を採用した.
(2)以外の不純物)
・不純物の識別,化学名
・最終製品中における不純物の名目上濃度
(4)特徴付けできない成分
・各出発物質の組成(または組成範囲)
・出発物質中の既知(または推定)不純物と
既知あるいは推定濃度
・原体製造における主反応と副反応,副生成
物の相対的な量
・原体中の成分の分解の可能性
・製造後の原体中の成分間における反応
・包装資材の成分の製剤への移行の可能性
・他の農薬や製造設備からの持ち越しによる
汚染の可能性
・原体の製造に用いられる製造管理,精製,
品質管理方法
(2)拡張考察
次のような場合,EPA は不純物に係る拡張
製品の製造に用いられる原料に関す
る概要
(1)製造者の名称と住所(申請者と異なる場合)
(2)有効成分の製造に用いられる出発原料
・商品名,一般名,CAS 登録番号,その他市
販称号,製造者の名称と住所,申請者が知
っている全情報(工業規格,製品安全デー
タシート(MSDS)等)
§158.325
§158.330 製品の製造方法に関する概要
(1)製造者の名称と住所(申請者と異なる場合)
(2)全体的特徴(バッチまたは連続)および理
論的なバッチあたりの製造量
(3)各段階における化学反応および主な操作単
位(分離工程を含む)のフローチャート
考察を要求することがある.
・他に可能性のある化学反応があるとき
・他の成分の関与があるとき
・製造または製剤化の過程における追加事
(4)製造に用いられる反応物質,溶媒,触媒の
名称,その重量,添加する順序
(5)装置の概要
製造された物質の回収・再使用を含む)
§158.345 初期分析(preliminary analysis)
(6)各段階における管理条件(温度,圧力,pH,
湿度)と管理限界の概要
(7)精製工程の概要(出発原料,中間体または
製造された物質の回収・再使用を含む)
(1)原体(TGAI)に 0.1 %以上で存在する全て
の不純物を同定するため,5 バッチ(バッチ
製造の場合)または 5 サンプル(連続製造
の場合)を用いて初期分析を実施する(生
(8)成分組成の一貫性を保証するための手順の
物農薬には適切でないかもしれない)
.
項があるとき
11
(2)初期分析に基づき,有効成分原体の組成に
係る陳述を提出する.
エ.提案した保証範囲の根拠(例,試料の分
析,製造工程に基づく定量的な推定および
その精度・精確度など)を説明する必要が
ある.
(5)特別な例
保証範囲(標準的または申請者提案のいず
れも)を受入できないとした場合,EPA は,
申請者に理由を提示し,代替的な保証範囲
の勧告を行う.
EPA は,ケースバイケースで以下のことを
要求する.
・より合理的な保証範囲
・保証範囲の根拠についての更に充実した説
明
・提案された保証範囲より狭い範囲の保証範
囲.
(6)保証の陳述
情報を保証するため,会社の正式代表者が
署名した陳述書を提出する.
§158.350 保証範囲(certified limits)
(1)製品中の成分に対して保証範囲を提案する
必要がある.
(2)保証範囲が要求される成分
ア.各有効成分の上限と下限
イ.各補助成分(inert ingredient)の上限と下
限
ウ.有効成分原体だけで構成される製品,統
合システムにより製造される製品は製品
中の存在することが既知の有効成分に関
連する毒性学的に意義のある混在物の上
限
エ.ケースバイケースで,EPA により特定さ
れたその他の成分あるいは不純物に係る
保証範囲
(3)有効成分と補助成分に係る標準的な保証範
囲
有効成分と補助成分に係る保証範囲の上限
および下限は,次表に従い製品中の当該成
分の名目濃度に基づき決定される.
§158.355 分析方法
製品中の各有効成分,補助成分または毒性学
的に意義があると決定されている不純物に
係る分析方法を提出する.
表 10.標準的な保証範囲
当該成分の名目濃度
(N)
上限
N < 1.0 %
1.0 % < N <20.0 %
20.0 % < N<100.0 %
N + 10 % N
N+5%N
N+3%N
下限
5.要求事項のまとめ
FAO/WHO,EU および米国における要求事項を
表 11 にまとめた.
有効成分の同定,製造方法に関する要求内容は,
各機関とも同様であった.有効成分の含有量の下
限に関して,EU の資料では具体的な記述を見つけ
ることができなかったが,ドイツの資料において
N - 10 % N
N-5%N
N-3%N
(4)申請者が提案する保証範囲
ア.申請者は標準的な保証範囲とは異なる保
証範囲を提案できる.
イ.不純物に保証範囲が要求される場合,上
限を提案する.
「平均値-(5×標準偏差)
」を理論値としているこ
とが確認できた.米国では,含有量に応じて 10%
から 3%の変動を標準的な下限としつつ,製造上の
変動を考慮した下限も認めている.
ウ.保証範囲は,以下でなければならない.
(ア)優良製造規範(Good Manufacturing
Practices)と通常の品質管理手順が用
いられている製品中の成分の濃度変動
の考察に基づくこと.
(イ)製造工程でよくみられる変動の全て
を考慮すること
(ウ)製品中の当該成分の安定性および製造
不純物含有量の上限については各機関とも提案
する含有量の根拠を要求しているが,FAO/WHO
および EU においては,実製造の上限あるいは「平
均値+(3×標準偏差)
」が例示として挙げられてお
り,ドイツの資料において「平均値+(3×標準偏
差)
」を理論値としていることが確認できた.米国
では製造工程等から定量的に推定しているものの
具体的な基準は見つけることができなかった.バ
と販売・流通の間における不純物の生
成の可能性を考慮すること.
ッチ分析に関しては,各機関とも5バッチ以上に
12
ついて,0.1%以上含有する不純物を明らかにする
ことを求めており,更に EU では実製造規模で製
造された原体に関する分析結果を要求していた.
毒性試験および代謝試験について,EU では毒性試
験供試原体についてバッチの組成分析と同一の情
報を要求しており.米国においても毒性試験供試
原体について有効成分の他に不純物についても報
告することとしていた.
おわりに
欧米および国際機関では,毒性試験供試原体の
組成も考慮しつつ有効成分および不純物の含有率
を原体の規格として設定し,実際に製造される原
体の成分組成を管理している.また,製造方法の
相違にかかわらず,成分組成に基づき規格を設定
していることから,規格内であれば製造方法の変
更が可能であり,より効率的な製造方法の導入を
容易にしている.本稿が,我が国へ原体規格を導
入する際の検討において参考となることを期待す
る.
表 11.要求事項の比較
FAO/WHO
EU
有効成分の
素性
・一般名,化学名,
構造式,分子式,
分子量など
有効成分の
製造方法
・化学反応
・製造方法(合成反応) ・操作の流れ図
・原料など
有効成分の
含有量
(g/kg)
・下限
・一般名,化学名,
構造式,分子式,
分子量など
・下限
・妥当性(バッチ分析の統
計学的解析)
不 純物 の同 定お
よ び 含 有 量
(g/kg)
・バッチ分析データか
ら支持される 1 g/kg ・1 g/kg 以上存在する不純物
の上限
以上含有する不純物
の最大許容量
・毒性学的,生態毒性学的
または環境中での性質か
・1 g/kg 未満含有され,
ら特に望ましくない不純
有害性が懸念される
物の上限
不純物の最大許容量
・許容量の根拠(例え ・提案した規格(含有量)
の統計学的根拠(例,実
ば,実際に製造した
製造の上限,実製造の平
場合の最大値,実際
均値+(3×標準偏差)等)
に製造した場合の平
均値+(3×標準偏差) ・不純物の供給源に関する
等)を述べなければ
詳細な情報
ならない.
添加剤の同定
含有量(g/kg)
・添加剤の名目上の量
・添加物の下限および上限
13
米国
・一般名,化学名,
構造式,分子式,
分子量など
・化学反応
・操作の流れ図
・原料など
・上限と下限
・標準的な保証範囲または申
請者が提案する保証範囲
・申請者提案の場合,その妥
当性
・0.1%以上存在する毒性が懸
念される不純物以外の不純
物の名目上の濃度
・毒性が懸念される(EPA の
毒性学的専門家により毒性
が有意と決定された)不純
物の保証範囲の上限
・ 提 案し た 保証 範囲 の 根拠
(例,試料の分析,製造工
程に基づく定量的な推
定)やその精度・精確度
・不純物の生成に関する考察
・補助成分(inert ingredient)
の保証値の上限と下限
表 11.要求事項の比較(つづき)
・最近(5 年以内)の実製造
・代表的 5 バッチ以上
規模で製造された代表的
・1 g/kg 以上含有する不
5 バッチ以上
純物を同定
・1 g/kg 以上存在する全ての
・未同定および/または
成分の含有量(g/kg)
・5 バッチ以上
バ ッチ の組 成分
説明できない画分は ・少なくとも 980g/kg は定量 ・0.1 %以上で存在する全ての
20 g/kg を超えないこ
析
されていること.
不純物を同定
と.
・毒性学的,生態毒性学的 ・製造場ごとに実施
・複数の場所で製造す
または環境中での性質か
る場合,不純物組成
ら特に望ましくない不純
が極端に異なる2場
物は 1 g/kg 以下でも定量
所以上で実施.
・製造場ごとに実施
毒 性試 験お よび
代謝試験
・人畜毒性,生態毒性試験
および代謝試験(項目省
略)
・人畜毒性,生態毒性
「バッチ 人畜毒性,生態毒性試験およ
の概要および残留性 ・試験成績ごとに,
び代謝試験(項目省略)
の組成分析」で要求され
の情報
る詳細な記述を提出.
・規格内の有効成分原体を
用いる.
引用(参照)文献および URL
(全 URL のリンクについての確認は,2015 年 7
月 30 日に実施.
)
1)
2)
3)
4)
Manual on development and use of FAO and
WHO specifications for pesticides November
2010 - second revision of the First Edition
http://www.fao.org/3/a-y4353e.pdf
Globally Harmonized System of Classification
and Labelling of Chemicals, Fourth revised
edition,United Nations,New York and Geneva,
2011
http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/dang
er/publi/ghs/ghs_rev04/English/ST-SG-AC10-30Rev4e.pdf
REGULATION (EC) No 1107/2009 OF THE
5)
6)
EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE
COUNCIL of 21 October 2009 concerning the
placing of plant protection products on the
market and repealing Council Directives
7)
79/117/EEC and 91/414/EEC
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/P
DF/?uri=CELEX:32009R1107&from=EN
14
COMMISSION IMPLEMENTING
REGULATION (EU) No 540/2011 of 25 May
2011 implementing Regulation (EC) No
1107/2009 of the European Parliament and of the
Council as regards the list of approved active
substances
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?
qid=1438147578711&uri=CELEX:32011R0540
白戸洋章他:農薬登録に関する欧州連合の法
制度,農薬調査研究報告 6, 45-52 (2014)
COMMISSION REGULATION (EU) No
283/2013 of 1 March 2013 setting out the data
requirements for active substances, in
accordance with Regulation (EC) No
1107/2009 of the European Parliament and of the
Council concerning the placing of plant
protection products on the market
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?
uri=uriserv:OJ.L_.2013.093.01.0001.01.ENG
Commission Communication in the framework
of the implementation of Commission Regulation
(EU) No 283/2013 of 1 March 2013 setting
out the data requirements for active substances,
8)
9)
in accordance with Regulation (EC) No
1107/2009 of the European Parliament and of the
Council concerning the placing of plant
protection products on the market (2013/C
95/01)
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/P
DF/?uri=OJ:C:2013:095:FULL&from=EN
Specification of technical active substances in the
authorization procedure for plant protection
products,Bundesamt für Verbraucherschutz und
Lebensmittelsicherheit,2008
http://www.bvl.bund.de/SharedDocs/Downloads/
04_Pflanzenschutzmittel/zul_dok_wirkstoffspezi
fikation-En.pdf?__blob=publicationFile&v=3
40 CFR Part 158 Pesticides; Data Requirements
for Conventional Chemicals(Federal Register
/Vol.72,No.207 / Friday,October 26,2007
/Rules and Regulations)
http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/FR-2007-10-26/p
df/E7-20826.pdf
略語一覧
AOAC
AOAC
AOAC インターナショナル,
(以前は公認分析化学者協会と呼称していた)
AOELs
Acceptable Operator Exposure Levels
作業者曝露許容量
BfR
Bundesinstitut für Risikobewertung
連邦リスク評価研究所(ドイツ)
BVL
Bundesamt
für
Verbraucherschutz
Lebensmittelsicherheit
CA
Chemical Abstracts
CAS
Chemical Abstracts Service
ケミカルアブストラクトサービス
CIPAC
Collaborative International Pesticides Analytical
Council
国際農薬分析法協議会
DAR
Draft Assessment Report
評価報告書案
EC
European Community
欧州共同体
EFSA
European Food Safety Authority
欧州食品安全機関
EINECS
European INventory of Existing Commercial
欧州における既存の市販化学物質リスト
ELINCS
European LIst of Notified Chemical Substances
欧州における届け出物質リスト(新規化学物
質)
EPA
United States Environmental Protection Agency
米国環境保護庁
FAO
Food and Agriculture Organization
国連食糧農業機関
FIFRA
Federal Insecticide, Fungicide, and
Rodenticide Act
連邦殺虫剤殺菌剤殺鼠剤法(米国)
GHS
The Globally Harmonized System of
化学品の分類および表示に関する世界調和シ
und
連邦消費者保護食品安全庁(ドイツ)
ケミカルアブストラクト(米国化学会の情報部
門)
chemical Substances
15
Classification and Labelling of Chemicals
ステム
INCI
International Nomenclature of Cosmetic
Ingredients .
化粧品原料の国際命名法
ISO
International Organization for Standardization
国際標準化機構
IUPAC
The International Union of Pure and Applied
Chemistry
国際純正・応用化学連合
JMPR
FAO/WHO Joint Meeting on Pesticide Residues
残留農薬に係る FAO / WHO 合同会合
JMPS
FAO/WHO Joint Meeting on Pesticide
Specifications
農薬規格に係る FAO / WHO 合同会合
MSDS
Material Safety Data Sheet
化学物質等安全データシート
※現在の安全データシート(Safety Data Sheet:
SDS)
OPPTS
the Office of Prevention, Pesticides and Toxic
Substances
予防・農薬・毒物局(米国)
TTC
Threshold Toxicological Concern
毒性学的懸念の閾値
UBA
Umweltbundesamt
連邦環境庁(ドイツ)
WHO
World Health Organization
世界保健機関
WHOPES
WHO Pesticide Evaluation Scheme
WHO 農薬評価スキーム
16
FT-IR を用いた集取農薬と農薬見本の同等性の確認
*
*
渡辺高志 ,塚田勇輝 ,岡安弘之
**
*: 独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
**: 独)農林水産消費安全技術センター 業務監査室
農薬登録申請時に提出された見本と立入検査で集取した集取品の同等性を確認する方法として,FT-IR/ATR
を用いて測定した IR スペクトルを比較する方法が検討され,実用的との結果が出された.この方法を用いて,
見本どおりの処方で製造された農薬と,見本とは異なる処方で製造された農薬を用いて IR スペクトルを測定し,
開発された方法が利用可能かどうかを検証した.さらに,補助成分の含有率を変えた試料を用いた感度分析の
結果から,両者を分離するためには,各成分に十分な濃度差が必要となるが,今回の供試農薬は,この条件を
満たしていなかったため,PCA で分離することはできなかった.しかし,立入検査で集取した集取品と当該農
薬の登録申請時に提出され保管していた見本の IR スペクトルを PCA で解析したところ,
一部の農薬において,
見本と集取品の組成が異なることが示唆され,当該農薬の登録申請者に確認した結果,見本と異なる処方で製
造されていたことが確認された.したがって,FT-IR/ATR を用いて IR スペクトルを測定し PCA で解析する方
法は,集取品と見本の同等性を確認するためのスクリーニングに利用可能と判断された.
Keywords;農薬,製剤,補助成分,感度分析,FT-IR,ATR (Attenuated Total Reflection),PCA (Principal Component
Analysis)
緒
入した製剤を集取している.集取された製剤は,
成分資料記載内容との整合性を確認するため,
FAMIC 業務方法書 2)に基づき,当該農薬等の種類
を勘案の上,有効成分の検査,その他の成分の検
査,物理的化学的性状の検査,量目検査,容器包
装の検査および表示検査が行われる.有効成分は
「農薬登録申請見本検査書」に記載された方法等
で分析を行い,その種類と含有率を確認,物理的
化学的性状は「物理性検定法」
(法第 14 条第 2 項
に基づく検査方法;農林省告示による公定検査
「農薬の登録申請書等に添付する資料
法)3,4) や「
等について」の運用について 5)」に基づく方法(生
言
農薬取締法(以下,「法」という.)1) では,国
内で農薬(製剤)を製造,輸入,販売,使用する
ためには,予め農林水産大臣(以下,
「大臣」と
いう.
)の登録を受ける必要があると規定されて
いる.この登録を受けるためには,当該農薬の登
録申請者(以下,
「申請者」という.
)は,農薬登
録申請書(以下,
「申請書」という.
)
,農薬の薬
効,薬害,毒性および残留性に関する試験成績を
記載した書類ならびに農薬の見本を添えて農林
水産消費安全技術センター(以下,「FAMIC」と
いう.
)を経由して大臣に提出しなければならな
い.大臣は,これらの見本等を FAMIC に検査を
させ,法第 3 条第 1 項各号(農薬登録保留基準)
に該当する場合以外,当該農薬は登録され,申請
者に対して農薬登録票が交付される.
申請者は,登録申請時に提出した「農薬(製剤)
産資材課長通知法)で確認,量目は重量を測定し
て確認,容器包装は申請書記載内容との比較によ
り確認,表示はラベル記載内容と申請書記載内容
との整合性を確認している.その他の成分(以下,
「補助成分」という.
)の検査では,各成分を個
別に定性・定量することが望ましいが,多大な労
力と分析コストが必要となるため,申請時に提出
された処方と立入検査時に集取した処方を比較
することにより確認している.
このため,FAMIC 農薬検査部では,補助成分を
簡易かつ科学的に検査する方法として,核磁気共
鳴装置(NMR)を用いた検査方法を検討し,一部
の農薬 について処方検査 への実用性が示 され
た 6-8).しかし,NMR は機器単価・維持管理が高
および原体の成分組成,製造方法等に関する資料
(以下,
「成分資料」という.
)」に記載した製剤
の処方(見本の処方)および製造方法に基づき,
見本と同等に製剤を製造する必要がある.登録後
に製造される製剤が申請内容どおりに製造され
ているかを確認するため,FAMIC は,法第 13 条
の 2 に基づき大臣の命を受けて,製造者に対する
立入検査を行い,必要に応じて申請者が製造・輸
17
額であり,分析コストが高くなる等の問題点があ
るため,簡易かつ分析コストが低く,科学的な検
査方法の開発が急務であった.
諸外国では,FT-IR(フーリエ変換赤外分光)
で製造されていた.
1. 1. 供試製剤と処方
1. 1. 1. SC1(フロアブル)
SC1 mnf1 は立入検査で集取した製剤で,溶剤の
含有率が見本の製造に用いられた処方と異なっ
ていた.また,増粘剤には見本と異なる成分が使
用されたが,これは見本で使用された製品と物理
と液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラ
フィーを併用して,模造品や並行輸入品と疑われ
る製品と正規製品のスペクトルやクロマトグラ
ム等を比較することにより適正な製品かどうか
の判定に用いている 9, 10).さらに,FT-IR は,農
薬の異同を識別する方法として「医薬品の有効成
分の異同識別法 11)」として利用されていることか
ら,FT-IR/ATR(全反射;Attenuated Total Reflection)
的に同等な成分であった.
SC1 mnf2 は当該農薬製造会社より入手した製剤
で,見本どおりの処方で製造されたものである.
これらの処方の抜粋を表 2 に示す.なお,含有
率は有効数字を 2 桁で表記し,今回の検討に用い
なかった成分の名称・含有率および見本の処方
を用いた農薬製剤の PCA(主成分分析;Principal
Component Analysis)による異同識別法が検討さ
れ,集取品中の補助成分の検査への実用性が示唆
された 12).
そこで,立入検査で集取した製剤,すなわち,
農薬登録を受けた後に見本どおりに製造される
べき製剤における補助成分の検査に FT-IR/ATR が
利用できるかどうかを確認するため,立入検査で
集取した製剤の処方が成分資料に記載されてい
る処方と異なっていた製剤と,当該資料に記載ど
おりの処方,すなわち,届出どおりに製造された
製剤を用いて検証を行った.
表 2. SC1 の処方
種類
含有率(%)
成 分 名
SC1 mnf1
有効成分
溶剤
補助成分
0.20
0.50
増粘剤 A
-
0.12
増粘剤 B
0.18
その他・水
合計
材料および調査方法
SC1 mnf2
略
-
略
100
100
1. 供試製剤等
供試製剤の一覧を表 1 に示す.これらのうち,
SC1 mnf1 , RB mnf1 , GR mnf1 は,届出とは異なる処方
表 1. 調査研究に用いた製剤と略号
種類/農薬名
GR
RB
SC1
SC2
SC3
SC2 ref
見本
-
-
-
開 封: SC2 ref1
SC3 ref
未開封: SC2 ref2
集取品等
GR mnf1 *1
RB mnf1 *1
SC1 mnf1 *1
*3
*2
SC1 mnf2 *2
GR mnf2
RB mnf2
SC2 mnf
SC3 mnf
GR mnf3 *4
*1: 届出とは異なる処方で製造された製剤.*2: 届出と同じ処方で製造された製剤.
*3: 届出と同じ処方で,A 工場で製造された製剤.*4: 届出と同じ処方で,B 工場で製造された製剤.
GR: Granule, RB: Bait (ready for use), SC: Suspension concentrate.
18
は,企業秘密保護のため記載を省略し,製剤の記号
は,International Code of Pesticide Formulation Type
by CropLife International Technical Monograph13) より
引用した(以下同じ).
GR mnf1 は立入検査で集取した製剤で,界面活性
剤,ベントナイトおよびクレーには見本と異なる製
品が使用され,含有率も見本と異なっていた.しか
し,GR mnf1 で使用されたベントナイトとクレーは,
見本で使用された製品と物理的に同等な成分であ
った.
GR mnf2 は当該農薬製造会社より入手した製剤で,
ベントナイトおよびクレーには見本と異なる製品
が使用されたが,GR mnf1 と同様,GR mnf2 で使用さ
れたベントナイトとクレーは,見本で使用された製
品と物理的に同等な成分であった.
GR mnf3 は当該農薬製造会社より入手した製剤で,
見本どおりの処方で製造されたものである.
なお,GR mnf1 ,GR mnf2 および GR mnf3 において,
ベントナイトおよびクレーの製品名が異なるのは,
それぞれの工場における入手先の違いによるもの
である.
これらの処方の抜粋を表 4 に示す.
1. 1. 2. RB(ベイト粒剤)
RB mnf1 は立入検査で集取した製剤で,見本にない
補助成分が使用され,さらに,一部の補助成分の含
有率が見本の製造に用いられた処方と異なってい
た.
RB mnf2 は当該農薬製造会社より入手した製剤で,
見本どおりの処方で製造されたものである.
これらの処方の抜粋を表 3 に示す.RB mnf1 と RB
色素の含有率が異なっていたため,RB mnf1
mnf2 では,
の方が色調は濃かった(図 1).
表 3. RB の処方
種類
含有率(%)
成 分 名
RB mnf1
有効成分
植物粉 A
57
植物粉 B
11
植物粉 C
補助成分
植物粉 D
RB mnf1
1. 1. 4. 見本と集取品
立入検査で集取した水和剤 2 種(いずれも,フロ
アブルであり,それぞれ SC2 と SC3 と表記する.
)
と,当該農薬の登録申請時に提出された見本 2 種を
使用した.
SC2 のうち,集取品を SC2 mnf ,当該農薬の見本
を SC2 ref ,SC3 のうち,集取品を SC3 mnf ,当該農
薬の見本を SC3 ref と表記する.
61
-
2.9
3.0
23
35
植物油
2.9
-
色素
0.029
0.020
その他
合計
RB mnf2
略
略
100
100
1. 2. 補助成分等
SC1 の補助成分である溶剤,増粘剤 A および増
粘剤 B は,それぞれの製造会社より入手した.
RB の補助成分である植物粉 A,植物粉 B および
RB mnf2
植物粉 D は,それぞれ当該農薬製造会社より入手,
植物粉 C および植物油は,それぞれ市販品を使用
した.また,ベントナイト A,ベントナイト B,ク
レーA およびクレーB は,平成 21 年度調査研究で
使用したものを使用した.
GR の補助成分である界面活性剤 A および界面活
性剤 B は,それぞれの製造会社より入手した.界
面活性剤 A と B の主成分は同じであるが,主成分
以外の組成が異なっている.
水は,水道水を Milli-Q Advantage Elix UV 3 で精
製したものを用い,エタノールは関東化学㈱製高速
液体クトマトグラフィー用,ポリスチレン・フィル
図 1. RB mnf1 と RB mnf2 の外観(すりつぶした状態)
1. 1. 3. GR(粒剤)
GR の製造場は複数あり,GR mnf1 と GR mnf2 は,そ
れぞれ,A 工場,GR mnf3 は B 工場で製造された製
剤である.
19
表 4. GR の処方
種類
含有率(%)
成 分 名
GR mnf1
有効成分
補助成分
GR mnf2 *1
GR mnf3 *2
略
界面活性剤 A
-
0.21
界面活性剤 B
0.30
-
ベントナイト A
-
-
ベントナイト B
22
クレーA
-
クレーB
62
その他
合計
24
-
60
0.21
-
24
-
61
-
略
100
ムは島津製作所㈱製波数確認用をそれぞれ用いた.
100
100
できないので,乳鉢でよくすりつぶした.すりつぶ
した試料は,測定までの間,吸湿を防ぐためシリカ
ゲル・デシケーター内で保存した.
これを ATR ユニットのダイヤモンド ATR エレメ
ント中央部に添加し,固体試料プレスを用いて圧力
を加え,その後は 2. 2. 1.と同様に操作して IR スペ
クトルを測定した.
2. 2. 3. ポリスチレン・フィルム
ポリスチレン・フィルムを赤外分光光度計の透過
室カセッテに差し込み,IR スペクトルを測定した.
2. IR スペクトルの測定
2. 1. 装置
FT-IR の測定は,赤外分光光度計には島津製作所
㈱ 製 IRPrestige-21 , ATR ユ ニ ッ ト に は SensIR
Technologies 製 DuraSamlIRⅡを用い,測定モードを
Absorbance,アポダイズ関数を Happ-Genzel,測定
範囲を 4000~650 cm-1(中赤外領域),積算回数を
40 回,分解能を 4.0 cm-1に設定して測定を行った.
2. 2. 試料のスペクトルの測定
2. 2. 1. SC1, SC2, SC3 (SC)
ATR ユニットを赤外分光光度計に取り付けた後,
ATR ユニットのダイヤモンド ATR エレメント中央
3. PCA
PCA は,Infometrix Inc.製 Pirouette Ver. 3.11 を用
い,Preprocessing を平均化,Maximum Factor(説明
変数に相当)を 2,Validation Method をなし,Rotation
をノーマル,変換を Baseline Correct (Linear Fit)に設
定して行った.
部にアルミニウム製スペーサーを置き,スペーサー
内にスポイトを用いて試料を滴下し,IR スペクト
ルを測定した.なお,測定時のバックグラウンドは,
エレメントに何も添加しない状態(すなわち,空気)
で測定し,測定は同一試料について 3~5 回繰り返
した(以下同じ).SC のスペクトルは,水のスペ
クトルを差し引いて求めた.
また,スペクトル測定時の環境条件(気温,湿度,
気 圧 ) は , ㈱ テ ィ ア ン ド デ ィ Thermo Recorder
TR-73U を用いて,30 秒毎に測定・記録し,スペク
トル測定期間中の平均値を求めた(以下同じ).
2. 2. 2. RB および GR
4. 補助成分含有率の異なる試料の調製
4. 1. SC1
SC1 mnf1 と SC1 mnf2 の処方は,溶剤の含有率にお
いて,SC1 mnf1 が 0.20%と SC1 mnf2 が 0.50%,増粘剤
の種類と含有率において,SC1 mnf1 が増粘剤 B の
0.18%と SC1 mnf2 が増粘剤 A の 0.12%という点が異
なっていた(表 2).
この違いを PCA で分離できるかどうかを確認す
るため,基材(主成分である水)に補助成分を添加
して濃度の異なる溶液を作成した.
RB は粒状,GR は細粒の製剤であり,そのまま
の状態では ATR ユニット上で IR スペクトルを測定
20
(1) 0.5%添加
(2) 1%添加
(3) 2%添加
(4) 10%添加
4. 2. RB
RB mnf1 と RB mnf2 の処方は,植物粉 A と植物粉 D
の含有率は異なっていたが,両者の IR スペクトル
はほとんど同じであったので(図 21 参照),植物
粉 A と植物粉 D の合計の含有率に違いはないとみ
なした.
これら以外の違いは,植物粉 B の含有率におい
て,RB mnf1 が 11%と RB mnf2 が 35%,植物粉 C の含
有率において,RB mnf1 が 2.9%と RB mnf2 が 3.0%,植
物油の含有率において,RB mnf1 が 2.9%と RB mnf2
が 0.0%であった(表 2).
両者を PCA で分離できるかどうかを確認するた
め,RB mnf1 の処方を基に,植物粉 A (64%)・植物粉
D (36%)の混合物(以下,「混合植物粉」という.)
を基材とし,これにその他の補助成分を添加して濃
度の異なる試料の作成を行った.
4. 2. 1. 植物粉 C
混合植物粉に植物粉 C を添加して,濃度 5~30%
の試料を作成した.
4. 2. 2. 植物粉 B
混合植物粉に植物粉 B を添加して,濃度 5~40%
の試料を作成した.
4. 2. 3. 植物油
混合植物粉に植物油のアセトン溶液を添加し,ア
セトンは風乾により除去して,濃度 2~30%の試料
を作成した.
図 2. SC1 mnf2 に増粘剤 A を添加した試料
(1) 0.5%添加
(2) 1%添加
(3) 2%添加
(4) 10%添加
4. 3. GR
GR mnf1 と GR mnf2 の処方は,GR mnf1 が界面活性剤
A の 0.30%と GR mnf2 が界面活性 B の 0.21%という
点が異なっていた(表 4).この違いを PCA で分
離できるかどうかを確認するため,GR に界面活性
剤を添加した濃度の異なる試料として,GR mnf1 に界
面活性剤 B,または GR mnf2 に界面活性剤 A を添加
して,0.5~99%のおよび 100%(界面活性剤のみ)
の試料を作成した.その際,界面活性剤を GR 中で
図 3. SC1 mnf1 に増粘剤 B を添加した試料
4. 1. 1. 溶剤
溶剤は水に不溶であったので,濃度 0.1~10%の
エタノール溶液を作成した.
また,SC1 に溶剤を添加して,濃度 3~35%の溶
液を作成した.
4. 1. 2. 増粘剤
水に増粘剤を添加して,濃度 0.1~20%の水溶液
均一に分散させるため,水を加えて撹拌し,熱によ
る変質を防ぐため室温で風乾させた.
を作成した.
また,SC1 mnf1 に増粘剤 A,または SC1 mnf1 に増粘
剤 B を添加して,濃度 0.5~10%の溶液を作成した.
SC1 mnf2 に増粘剤 A を添加した試料の外観を図 2,
SC1 mnf1 に増粘剤 B を添加した試料の外観を図 3 に
示す.いずれの試料も,増粘剤の含有率が 2%以上
になると塊状となった.
21
結果および考察
直後
1. IR スペクトルの変動要因の調査
1. 1. SC1
1. 1. 1. 試料の乾燥
ATR ユニットに SC1 mnf2 を 1 滴添加して IR スペ
クトルを測定したところ,吸光度は経時的に大きく
なった.最大強度を示した 1042 cm-1のピークの吸
光度の変化を図 4 に示す.なお,SC1 の IR スペク
トルは図 20 参照.その際,滴下した SC1 の色調が
濃くなる現象が認められたため(図 5),ビーカー
内に SC1 を 5 滴添加し,精密天秤(メトラー・ト
レド㈱ AG245)を用いて重量の変化を測定し,添
加直後を 100 として変化率を求めた(図 6)
.その
結果,SC1 の重量は経時的に減少し,5 分後は 5.7%
が減少,10 分後は 10.5%が減少した.これらの結果
から,吸光度の変化は,試料成分の揮発が原因と考
えられた.SC1 の処方において,揮発する成分を含
む補助成分は,溶剤の他は界面活性剤が該当する.
しかし,界面活性剤は入手できなかったので,溶剤
を用いた揮発による重量変化を調べた.その結果,
5 分後は 0.6%,10 分後には 0.9%が減少したことか
ら,SC1 の揮発の主要因は溶剤ではなく,他の成分
が主要因と考えられたが,揮発成分の特定はできな
かった.
1時間後
図 5. SC1 試料の乾燥の様子
図 6. SC1 重量の経時変化
1. 1. 2. 試料の厚み
ATR エレメント中央部に SC1 mnf2 を滴下したとき
の試料の乾燥を防ぐため,SC1 の滴下量を増やした
ところ,SC1 は広がるのみで,乾燥は防げなかった.
そこで,ATR 上にアルミニウム製スペーサーを置
き,その中に試料を添加して試料層の厚みを確保す
る方法を検討した.SC1 の滴下数を変えてスペクト
ルを測定し,n+1 回目と n 回目の差スペクトルを求
めた(図 7)
.その結果,滴下数が 5 滴以上となる
と差スペクトルはほぼ 0 となり,スペクトル形状に
変化が認められなくなった.試料をスペーサー内に
滴下する様子を図 8 に示す.
次に,
スペーサー内への SC1 の添加量と 1042 cm-1
図 4. SC1 mnf2 の 1042 cm-1におけるピークの
スペクトル強度の変化
のピークの吸光度の変動を調べた.その結果,試料
を 4 滴以上添加すると強度の変動は少なくなった
(図 9)
.
22
(1) 2 滴-1 滴
(2) 3 滴-2 滴
(3) 4 滴-3 滴
(4) 5 滴-4 滴
(2) スペーサーを置いたところ
(3) スペーサー内への SC1 の滴下
(5) 6 滴-5 滴
図 8. SC1 の ATR ユニットへの滴下(続き)
図 7. SC1 mnf2 の滴下数を変えた場合の n+1 回目と
n 回目の差スペクトル
(1) ATR ユニット
図 8. SC1 の ATR ユニットへの滴下
図 9. ATR ユニットへの SC1 mnf2 の滴下数を変えた
場合の吸光度の変動
23
以上のことから,ATR ユニットに添加した SC1
試料の乾燥によるスペクトル形状の変化を防ぐた
めには,ユニット中央部にスペーサーを置き,SC1
を 5 滴以上添加する必要があると考えられた.
1. 1. 3. 環境条件
FT-IR/ATR で IR スペクトルを測定した場合のピ
748
1491 1450
ークの吸光度のばらつきを把握するため,品質が一
定であり,試料中に水分を含まないポリスチレン・
フィルムを用いて IR スペクトルを 30 分ごとに 14
回測定した.なお,ポリスチレン・フィルムは,取
り付け位置の変動によるばらつきを防ぐため,ATR
ユニットに取り付けたままとした(図 10)
.ポリス
チレン・フィルムの IR スペクトルを図 11 に示す.
中程度のピークの吸光度である 1491, 1450, 748 cm-1
のピークについての変動係数は 1.4~2.8%であった
(図 12)
.
次に,SC1 mnf2 の IR スペクトル強度に対して環境
条件(気温,湿度,気圧)が及ぼす影響を調べるた
め,気温を 20~26℃に調整してスペクトル測定を 8
回行い,同時に湿度と気圧も観測した.
最大値を示す 1042 cm-1のピークの吸光度の変動
を気温,湿度,気圧の要因毎に調べたところ,いず
れの要因について相関は認められず,変動係数は
0.6~1.4%であり(図 13)
,ポリスチレン・フィルム
のピークの吸光度の変動係数と同等であった.なお,
スペクトル形状は,環境条件が変わっても変化は認
められなかった.
図 11. ポリスチレン・フィルムの IR スペクトル
(ATR 法)
図 12. ポリスチレン・フィルムを用いた場合の
吸光度の変動
1. 2. RB
すりつぶした試料を ATR ユニットに添加した後,
固体試料プレスを用いて圧力を加えてエレメント
に密着させて IR スペクトルを測定した.このとき
の圧力とスペクトル強度の関係を調べた.固体試料
プレスを用いた加圧の様子を図 14 に示す.加える
圧力が大きくなるにつれて,最大値を示す 995 cm-1
のピークの吸光度は大きくなった(図 14)
.RB の
IR スペクトルは図 21 参照.
図 10. ATR ユニットへのポリスチレン・フィルム
の取り付け
24
(1) 気温の違いによる変動
(3) 気圧の違いによる変動
(2) 湿度の違いによる変動
図 13. 異なる環境条件における SC1 mnf2 の 1042 cm-1
のピークの吸光度の変動(続き)
図 13. 異なる環境条件における SC1 mnf2 の 1042 cm-1
のピークの吸光度の変動
PLOT 1~4 は,気温を 20~26℃に調整した各測定を示す.
(1) 加圧なし
(2) 圧力表示 3
図 15. 加えた圧力の違いによる RB の 995 cm-1の
ピークの吸光度の変化
(3) 圧力表示 7
図 14. 固体試料プレスを用いた加圧の様子
25
すりつぶした RB を ATR ユニットに添加後,経
時的に IR スペクトルを測定し,吸光度の変化を調
べた.その結果,995 cm-1のピークの吸光度は,ATR
ユニット添加後,徐々に大きくなり,420 分(7 時間)
以降は一定となった(図 16)
.
この変化が RB 固有のものかどうかを調べるため,
SC1 と同様にポリスチレン・フィルムを用いて経時
的な変化を調べた.1. 1. 3. と同様に,1491,1450,
748 cm-1のピークの吸光度を調べたところ,スペク
トル強度は徐々に大きくなった.しかし,一定とな
るまでの時間は約 16 分であり,RB よりも早かった
(図 17)
.すりつぶした粒剤を ATR ユニットに添加
した場合,固体試料プレスとダイヤモンド ATR エ
レメントの間にわずかな間隔があるため,圧力を加
えることにより密着が行われるものの,密着が安定
するまでに時間を要するためと考えられた.
次に,ATR ユニットに試料を添加し,一定の圧
力を加えてから 1 時間後に IR スペクトルを測定し
た.ATR エレメント中央部への圧力(密着度)が高
いほど,ピークは強くなった.圧力を変えて測定し
たときの IR スペクトルを図 18 に示す.試料に加え
る圧力が大きくなるにつれてスペクトル強度は強
くなったが,相対的強度には変化がなかった.
また,圧力を変えて測定したスペクトルを用いて
PCA を行った.その結果,圧力表示 1 と圧力表示 7
は分離した(図 19).従って,試料に加える圧力
を一定にしないと,同じ試料であっても分離してし
まうこととなり,誤った結果を導くこととなる.圧
力を加えてから 7~8 時間後にスペクトルを測定す
れば吸光度は一定となるが,PCA で分離可能かど
うかを判断するにはたくさんのデータが必要とな
ることから効率的ではないと考えられた.
図 16. RB mnf1 の 995cm-1ピークの吸光度の経時変化
図 17. ポリスチレン・フィルムを ATR 法で測定
測定したときの吸光度の経時変化
以上のことから,試料に加える圧力によるスペク
トル強度の変動を防ぐため,圧力は限界値となる 7
と一定にし,ATR ユニットに試料を添加後,すぐ
にスペクトルを測定することとした.
・粒剤のような固体試料(よくすりつぶす)の場合
は,固体試料プレスで加える圧力は,限界値とな
る 7 と一定の値とし,圧力を加えてから測定まで
の時間を一定とする.
1. 3. 測定条件のまとめ
スペクトル強度の変動要因の調査から,吸光度の
変動の少ない条件として,次の条件が選定された.
・SC1 のような微揮発性の液体試料の場合は,試料
の厚みを確保するため,スペーサーを用いて試料
を添加し,滴下数は 5 滴以上とする.
26
(1) RB mnf1
1. 4. 試料の IR スペクトル
1. 4. 1. SC1
SC1 mnf1 ,SC1 mnf2 ,補助成分である溶剤と増粘剤
の IR スペクトルを図 20 に示す.SC1 のスペクトル
は水を差し引いて求めた.
その結果,SC1 mnf1 と SC1
違いは認められなかった.
mnf2 の
IR スペクトルに
(1) SC1 mnf2 (見本と同じ処方で製造された製剤)
(2) RB mnf2
(2) SC1 mnf1 (見本とは異なる処方で製造された
製剤)
図 18. 圧力を変えて測定したときの RB の
IR スペクトル
図 20. SC1 および補助成分の IR スペクトル
図 19. RB mnf2 の圧力を変えて測定したときの PCA
括弧内の数値は,各変数の寄与率を示す(以下同じ)
.
27
(6) 増粘剤 A(SC1 mnf2 で使用)
(3) SC1 mnf2 の微分スペクトル
(4) SC1 mnf1 の微分スペクトル
(7) 増粘剤 B(SC1 mnf1 で使用)
(5) 溶剤(SC1 mnf1 ・SC1 mnf2 で使用)
図 20. SC1 および補助成分の IR スペクトル(続き)
2967
1368
1. 4. 2. RB
RB mnf1 ,RB mnf2 ,補助成分である植物粉と植物油
の IR スペクトルを図 21 に示す.
RB mnf1 と RB mnf2 の IR スペクトルを比較すると,
RB mnf1 では○を付けた部分に違いがみられた.こ
の違いは,表 2 に示した処方のとおり,図 21 (6)の
植物粉 B と図 21 (7)の植物油に由来すると推定され
た.
1362
(続き)
図 20. SC1 および補助成分の IR スペクトル
28
(1) RB mnf2 (見本と同じ処方で製造された製剤)
(4) 植物粉 D
(2) RB mnf1(見本とは異なる処方で製造された製剤)
(5) 植物粉 C(RB mnf1 ・RB mnf2 で使用)
(3) 植物粉 A
(6) 植物粉 B(RB mnf1 で使用)
2853
図 21. RB の IR スペクトル
29
(7) 植物油(RB mnf1 使用)
(2) GR mnf1 (見本と異なる処方で製造された製剤)
1743
図 21. RB の IR スペクトル(続き)
(3) GR mnf3 (見本と同じ処方で製造された製剤)
1. 4. 3. GR
GR mnf1 ,GR mnf2 ,GR mnf3 および補助成分である
界面活性剤,ベントナイト,クレーの IR スペクト
ルを図 22 に示す.
製剤は,加水して造粒し,乾燥させて製造してい
ること,さらに,ベントナイトは加水により膨潤す
ることが知られていることから 14),界面活性剤およ
びベントナイトの IR スペクトルは,そのままの状
態のものと加水・乾燥させたものを用いて測定した.
なお,界面活性剤は,熱による成分の変性を防ぐた
(4) 界面活性剤 A(そのまま測定)
(1) GR mnf2 (見本と同じ処方で製造されたもの)
図 22. GR の IR スペクトル
30
(5) 界面活性剤 A(加水・乾燥させた試料)
(8) ベントナイト A
(6) 界面活性剤 B(そのまま測定)
(9) ベントナイト A(加水・乾燥させた試料)
(7) 界面活性剤 B(加水・乾燥させた試料)
(10) ベントナイト B
図 22. GR の IR スペクトル(続き)
31
め室温で乾燥させた後,シリカゲル・デシケーター
内で十分に乾燥させ,乳鉢ですりつぶした.加水し
たベントナイトは 80℃で乾燥させた後,乳鉢です
りつぶした.クレーは加水により膨潤しないので,
加水・乾燥した試料は作成しなかった.GR mnf1 と
GR mnf2 の IR スペクトルはほぼ同じであったが,GR
mnf1 では○を付けた部分に違いがみられた.この違
いは,表 4 に示した処方のとおり,図 22 (12)のクレ
ーA に由来すると推定された.
界面活性剤 A に水を加え,室温で乾燥させた前
後のスペクトルを比較すると,最大ピークである
1106 cm-1 のピークの吸光度は強くなり,1170 cm-1
付近のピークは弱くなった.界面活性剤 B も,同
様な傾向を示した.なお,界面活性剤 A と界面活
性剤 B のスペクトルには違いは認められなかった.
ベントナイト A および B とも,加水・乾燥させ
る前のスペクトルと比べて加水・乾燥後は,795 と
777-773 cm-1のピークが強くなり,1115, 993, 914912 cm-1のピークが弱くなった.
(11) ベントナイト B(加水・乾燥させた試料)
(12) クレーA
2. PCA
2. 1. SC1
SC1 mnf1 と SC1 mnf2 の IR スペクトルの測定結果を
用いて PCA を行った.
また,微少なピークの検出や重なったピークの検
出には微分したスペクトルが有効であることから,
微分スペクトルを用いた PCA も行った.
その結果,いずれの場合も,SC1 mnf1 と SC1 mnf2
を分離することはできず,微分スペクトルを用いた
場合でも分離の傾向に変化はなかった(図 23)
.
ここで,ローディングベクトルにおける Factor 1
および Factor 2 は,それぞれ,第 1 説明変数と第 2
(13) クレーB
説明変数,括弧内の数値は各変数の寄与率であり,
合計が 100%となれば,PCA に用いた変数で事象が
説明できることを示している.
図 22. GR の IR スペクトル(続き)
32
(1) 通常のスペクトル
図 24. RB mnf1 と RB mnf2 を用いた PCA の結果
(2) 微分スペクトル
(1) GR mnf1 と GR mnf2
図 23. SC1 mnf1 と SC1 mnf2 を用いた PCA の結果
mnf1(Dif): SC1 mnf1(微分スペクトル)
(2) GR mnf1 と GR mnf3
mnf2(Dif): SC1 mnf2(微分スペクトル)
2. 2. RB
RB mnf1 と RB mnf2 の IR スペクトルの測定結果を用
いて PCA を行った.その結果,両者を分離するこ
とはできなかった(図 24)
.
2. 3. GR
GR mnf1 ,GR mnf2 および GR mnf3 の IR スペクトルの
測定結果を用いて PCA を行った.
その結果,
図 25 に示したように,
GR mnf1 と GR mnf2
は分離しなかったが,GR mnf1 と GR mnf3 または GR
mnf2 と GR mnf3 は分離した.
図 25. GR を用いた PCA の結果
33
3. 補助成分の感度分析
3. 1. SC1
(3) GR mnf2 と GR mnf3
3. 1. 1. 溶剤
1, 4, 7, 10%の濃度の溶剤のエタノール溶液を作
成して IR スペクトルを測定し,PCA を行った.そ
の結果,1, 4, 7, 10%の濃度の溶液は,それぞれ分離
することができた.すなわち,エタノール溶液の場
合,3%の濃度差があれば,PCA での分離が可能で
あった(図 26)
.
そこで,実試料における分離の可否を確認するた
め,SC1 mnf2 に溶剤を添加した試料を用いて PCA で
の分離を検討した.その結果,SC1 に溶剤を添加し
た場合,無添加と 30%添加した試料および無添加と
35%添加した試料について PCAで分離できた
(表 5)
.
図 25. GR を用いた PCA の結果(続き)
すなわち,35%以上の濃度差があれば PCA で分離
可能であった.なお,溶剤を 40%添加すると製剤中
で SC1 と溶剤が分離したので,35%を上限とした.
SC1 に溶剤を添加した試料を用いた PCA におい
て,分離しない例として 10%添加した試料と 35%
添加した試料,分離した例として添加していない試
料と 30%添加した試料におけるスコア・プロットの
例を図 27 に示す.SC1 mnf2 と 35%添加した試料にお
けるローディングベクトルを図 28 に示す.
ローディングは,各主成分に対してどの変数が最
も重要であるかを示すものであるから,ローディン
グベクトルにおいてピークを示している変量(図
28 (1) および図 28 (2) )が,溶剤の IR スペクトル
(図 20 (5) )におけるピーク(2967, 1368, 1362cm-1
付近)と同じ場所に認められていることから,溶剤
が分離に影響したと考えられた.
図 26. 溶剤のエタノール溶液を用いた PCA の結果
表 5. SC1 に溶剤を添加した試料における PCA の結果(抜粋)
分離
0%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
9%
10%
可能
不能
25%
×
×
×
×
×
×
×
×
×
-
≦25
30%
○
×
×
×
×
×
×
×
×
≧30
≦27
35%
○
×
×
×
×
×
×
×
×
≧35
≦32
○:分離する.×:分離しない.
34
(1) 10%添加と 35%添加(分離しない例)
(1) Factor 1
2967
(2) SC1 mnf2 と 30%添加(分離した例)
(2) Factor 1(拡大図)
1368
1362
図 27. SC1 mnf2 に溶剤を添加した試料を用いた
PCA におけるスコア・プロット
(3) Factor 2
3. 1. 2. 増粘剤
①種類の影響
増粘剤の種類の違いが PCA での分離に影響を及
ぼすかどうかを調べるため,増粘剤 A と増粘剤 B
について,そのままの状態で測定した IR スペクト
ルを用いて PCA を行った.その結果,両者は PCA
で分離しなかった(図 29)
.
従って,補助成分として使用される増粘剤の種類
が異なっていても,PCA で区別することは困難と
考えられた.
そこで,実試料における分離への適用を確認する
ため,SC1
mnf1 に増粘剤
B を添加,または SC1
図 28. SC1 mnf2 と 35%添加した試料を用いた PCA に
におけるローディングベクトル
mnf2
に増粘剤 A を添加した試料を用いて PCA での分離
35
図 29. 増粘剤 A と増粘剤 B を用いた PCA における
スコア・プロット(固体のまま測定)
図 30. 増粘剤 A の水溶液を用いた PCA の結果
表 6. SC1 mnf2 に増粘剤 A を添加した試料における PCA の結果
0%
分離
0.5%
1%
2%
5%
10%
×
×
×
×
○
≧10
≦5
0.5%
×
×
×
○
≧9.5
≦4.5
1%
×
×
×
-
≦9
×
×
-
≦8
5%
×
-
≦5
2%
可能
不能
○:分離する.×:分離しない.
表 7. SC1 mnf1 に増粘剤 B を添加した試料における PCA の結果
0%
0.5%
1%
2%
5%
10%
×
×
○
○
×
×
1%
×
2%
0.5%
○:分離する.×:分離しない.
36
分離
可能
不能
○
≧2
≦1
×
○
≧9.5
≦4.5
×
○
≧9
≦4
×
○
≧8
≦3
5%
○
≧5
-
を確認した.SC1 に増粘剤を添加した場合,10%以
(1) 5%添加と 10%添加(分離しない例)
上の濃度差があれば分離可能であった(表 6, 7)
.
②含有率の影響
増粘剤の濃度の違いによる PCA での分離の可否
を調べた.増粘剤 A の水溶液の場合,5%以上の濃
度差があれば,PCA での分離が可能であった(図
30)
.
3. 1. 2. 1. 増粘剤 A
SC1 mnf2 に増粘剤 A を添加した試料を用いた PCA
において,分離しない例として 5%添加した試料と
10%添加した試料,分離した例として添加していな
い試料と 10%添加した試料におけるスコア・プロッ
トの例,SC1 mnf2 と 10%添加した試料におけるロー
ディングベクトルを図 31 に示す.ローディングベ
クトルにおける変量のピークは,増粘剤 A のスペ
クトルのピーク(図 20 (6) )と一致しており,増粘
剤 A の含有率が分離に影響したと考えられた.
(2) SC1 mnf2 と 10%添加(分離した例)
3. 1. 2. 2. 増粘剤 B
SC1 mnf1 に増粘剤 B を添加した試料を用いた PCA
において,分離しない例として 1%添加した試料と
5%添加した試料,分離した例として添加していな
い試料と 10%添加した試料におけるスコア・プロッ
トの例,SC1
mnf1 と
10%添加試料におけるローディ
ングベクトルを図 32 に示す.
ローディングベクトルにおける変量のピークは,
増粘剤 B のスペクトルのピーク(図 20 (7) )と一
致しており,増粘剤 B の含有率が分離に影響した
(3) SC1 mnf2 と 10%添加の Factor 1 のローディング
ベクトル
と考えられた.
3. 1. 3. SC1 まとめ
補助成分の感度分析の結果から,PCA で分離す
る場合,SC1 に溶剤を添加したときは 35%以上の濃
度差,SC1 に増粘剤を添加したときは 10%以上の濃
度差が必要であった.
見本と集取品における溶剤の含有率は見本が
0.50%,集取品が 0.20%であり,濃度差は 0.30%で
あったこと,増粘剤の含有率は見本が 0.12%,集取
品が 0.18%であり,濃度差は 0.06%であったことか
ら,PCA で分離する条件を満たしていなかった.
従って,FT-IR/ATR で測定した IR スペクトルを
用いた PCA では,今回供試した SC1 における処方
の違いを確認できないと判断された.
図 31. SC1 mnf2 に増粘剤 Aを添加した試料を用いた
PCA におけるスコア・プロットと
ローディングベクトル
37
(4) SC1 mnf2 と 10%添加の Factor 2 のローディング
ベクトル
(2) SC1 mnf1 と 10%添加(分離した例)
(3) SC1 mnf1 と 10%添加の Factor 1 のローディング
ベクトル
図 31. SC1 mnf2 に増粘剤 Aを添加した試料を用いた
PCA におけるスコア・プロットとローディ
ングベクトル)
3. 2. RB
RB の補助成分のうち,処方が大きく異なるのは,
植物粉 A, B, C, D と植物油である(表 3)
.このうち,
植物粉 A と植物粉 D のスペクトルはほとんど同じ
であったため(図 21)
,RB mnf1 と RB mnf2 中の含有率
には違いがないとみなした.感度分析は,植物粉 A
と植物粉 D の混合植物粉を基材として,植物粉 B,
植物粉 C および植物油の添加量を変えて実施した.
(4) SC1 mnf1 と 10%添加の Factor 2 のローディング
ベクトル
(1) 1%添加と 5%添加(分離しない例)
図 32. SC1 mnf1 に増粘剤 B を添加した試料を用いた PCA におけるスコア・プロットと
ローディングベクトル
38
表 8. 混合植物粉に植物粉 C を添加した試料における PCA の結果
0%
分離
5%
6%
7%
8%
9%
10%
15%
20%
22%
23%
25%
30%
可能
不能
×
×
×
×
×
○
○
○
○
○
○
○
≧10
≦9
5%
×
×
×
×
×
×
○
○
○
○
○
≧15
≦5
×
×
×
×
×
×
×
×
○
○
≧19
≦17
7%
×
×
×
×
×
×
×
○
○
≧18
≦16
×
×
×
×
×
×
○
○
≧17
≦15
9%
×
×
×
×
×
○
○
≧16
≦14
10%
×
×
×
×
○
○
≧15
≦13
×
×
×
×
○
≧15
≦10
20%
×
×
×
×
-
≦10
×
×
×
-
≦8
23%
×
×
-
≦7
25%
×
-
≦5
6%
8%
15%
22%
○:分離する.×:分離しない.
3. 2. 1. 植物粉 C
基材に植物粉 C を添加した試料の場合,19%以上
の濃度差があれば,PCA で分離が可能であった(表
(1) 15%添加と 25%添加(分離しない例)
8)
.
従って,RB mnf1 中の 2.9%と RB mnf2 中の 3.1%含ま
れる植物粉 C の濃度の違いを PCA で区別すること
は不可能といえる.
混合植物粉に植物粉 C を添加した試料を用いた
PCA において,分離しない例として 15%添加した
試料と 25%添加した試料,分離した例として 6%添
加した試料と 25%添加した試料におけるスコア・プ
ロットの例,無添加の試料と 30%添加した試料にお
けるローディングベクトルを図 33 に示す.ローデ
ィングベクトルにおける変量のピークは,植物粉 C
のスペクトルのピーク(図 21 (5) )と一致しており,
植物粉 C の含有率が PCA での分離に影響したと考
図 33. 混合植物粉に植物粉 C を添加した試料を
用いた PCA におけるスコア・プロット
とローディングベクトル
えられた.
39
(1) 20%添加と 32%添加(分離しない例)
(2) 6%添加と 25%添加(分離した例)
(2) 5%添加と 25%添加(分離した例)
(3) 無添加と 30%添加の Factor 1 のローディング
ベクトル
(3) 無添加 と 40%添加の Factor 1 のローディン
グベクトル
(4) 無添加と 30%添加の Factor 2 のローディング
ベクトル
図 34. 混合植物粉に植物粉 B を添加した試料を
用いた PCA におけるスコア・プロットと
ローディングベクトル
図 33 混合植物粉に植物粉 C を添加した試料を
用いた PCA におけるスコア・プロット
とローディングベクトル(続き)
40
(4) 無添加と 40%添加の Factor 2 のローディング
ベクトル
PCA において,分離しない例として 20%添加した
試料と 32%添加した試料,分離した例として 5%添
加した試料と 25%添加した試料におけるスコア・プ
ロットの例,無添加の試料と 40%添加した試料にお
けるローディングベクトルを図 34 に示す.ローデ
ィングベクトルにおける変数のピークは,植物粉 B
のスペクトルのピーク(図 21 (6) )と一致しており,
植物粉 B の含有率が PCA での分離に影響したと考
えられた.
3. 2. 3. 植物油
基材に植物油を添加した試料の場合,20%以上の
濃度差があれば,PCA で分離が可能であった(表
10)
.
従って,RB mnf1 中の 2.9%と RB mnf2 中の 0.0%含ま
図 34. 混合植物粉に植物粉 B を添加した試料を
用いた PCA におけるスコア・プロットと
ローディングベクトル
れる植物油の濃度の違いを PCA で区別することは
不可能といえる.
混合植物粉に植物油を添加した試料を用いた
PCA において,分離しない例として 10%添加した
試料と 25%添加した試料,分離した例として無添加
の試料と 20%添加した試料のスコア・プロットの
例,無添加の試料と 30%添加した試料におけるロー
ディングベクトルを図 35 に示す.ローディングベ
クトルにおける変数のピークは,植物油のスペクト
ルのピーク(図 20 (7) )と一致しており,植物油の
含有率が PCA での分離に影響したと考えられた.
3. 2. 2. 植物粉 B
基材に植物粉 B を添加した試料の場合,20%以上
の濃度差があれば,PCA で分離が可能であった(表
9)
.
従って,RB mnf1 中の 11%と RB mnf2 中の 0.0%含ま
れる植物粉 B の濃度の違いを PCA で区別すること
は不可能といえる.
混合植物粉に植物粉 B を添加した試料を用いた
表 9. 混合植物粉に植物粉 B を添加した試料における PCA の結果
0%
5%
8%
10%
12%
15%
20%
25%
30%
32%
40%
×
×
×
×
×
○
○
○
○
×
×
×
×
×
○
○
8%
×
×
×
×
○
○
×
×
×
○
12%
×
×
×
15%
×
5%
10%
20%
○:分離する.×:分離しない.
41
分離
可能
不能
○
≧20
≦15
○
○
≧20
≦15
○
○
≧17
≦12
○
○
○
≧15
≦10
○
○
○
≧18
≦13
×
○
○
○
≧15
≦10
×
×
×
○
≧20
≦12
25%
×
×
×
-
≦15
30%
×
×
-
≦10
32%
×
-
≦8
表 10. 混合植物粉に植物油を添加した試料における PCA の結果
0%
分離
2%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
可能
不能
×
×
×
○
○
○
○
≧15
≦10
2%
×
×
×
○
○
○
≧18
≦13
×
×
○
○
○
≧15
≦10
10%
×
×
×
○
≧20
≦15
×
×
×
-
≦15
20%
×
×
-
≦10
25%
×
-
≦5
5%
15%
○:分離する.×:分離しない.
(1) 10%添加と 25%添加(分離しない例)
(3) 無添加と 30%添加の Factor 1 のローディング
ベクトル
(2) 無添加と 20%添加(分離した例)
(4) 無添加と 30%添加の Factor 2 のローディング
ベクトル
図 35. 混合植物粉に植物油を添加した試料を用いた PCA におけるスコア・プロットと
ローディングベクトル
42
(1) 加水・乾燥していない試料
3. 2. 4. RB まとめ
補助成分の感度分析の結果から,PCA で分離す
る場合,基材である混合植物粉に植物粉 C を添加
したときは 19%以上の濃度差,混合植物粉に植物粉
B を添加したときは 20%以上の濃度差,混合植物粉
に植物油を添加したときは 20%以上の濃度差が必
要であった.
見本と集取品における植物粉 Cの濃度差は 0.1%,
植物粉 B の濃度差は 11.4%,
植物油の濃度差は 2.9%
であったことから,PCA で分離する条件を満たし
ていなかった.
従って,FT-IR/ATR で測定した IR スペクトルを
用いた PCA では,今回供試した RB における処方
(2) 加水・乾燥した試料
の違いを確認できないと判断された.
3. 3. GR
GR mnf1 ,GR mnf2 ,GR mnf3 における補助成分には,
表 4 にまとめたとおり,界面活性剤とベントナイト
およびクレーの種類と含有率に違いがみられた.
3. 3. 1. 界面活性剤
界面活性剤の種類・含有率の違いと PCA での分
離状況は,GR mnf1 と GR mnf2 を比較すると,種類と
含有率も異なっていたが PCA では分離しない,GR
mnf1 と
GR mnf3 を比較すると,種類と含有率が異なっ
ており PCA でも分離する,GR mnf2 と GR mnf3 を比較
すると,種類と含有率が同じであるが PCA では分
図 36. 界面活性剤 A と界面活性剤 B を用いた
離するという結果となり,一貫性は確認できなかっ
PCA におけるスコア・プロット
た(表 11)
.従って,界面活性剤の種類の違いは PCA
における分離に影響しないことが示唆された.
① 種類の影響
界面活性剤の種類の違いが PCA での分離に影響
を及ぼすかどうかを調べた.
その結果,界面活性剤 A と界面活性剤 B は,そ
のままの状態の試料,加水・乾燥した試料とも PCA
で分離した(図 36)
.従って,界面活性剤 A と界面
活性剤 B は PCA で分離することは可能である.
界面活性剤 A と界面活性剤 B について,そのま
まの状態で測定した IR スペクトルと加水・乾燥さ
せた試料の IR スペクトルを用いて,PCA での分離
を確認したところ,界面活性剤 A と界面活性剤 B
とも,そのままの状態の試料と加水乾燥させた試料
は分離した(図 37~38)
.同一試料であっても,PCA
で分離されたのは,加水・乾燥により結晶構造が変
図 37. 界面活性剤 A を加水乾燥させた試料と
乾燥させない試料を用いた PCA における
スコア・プロット
43
表 11. GR における製造処方の比較
界面活性剤
ベントナイト
クレー
PCA
種類
量
種類
量
種類
量
GR mnf1 と GR mnf2
×
×
○
○
○
○
分離しない
GR mnf1 と GR mnf3
×
×
△
○
△
○
分離する
GR mnf2 と GR mnf3
○
○
△
○
△
○
分離する
○:種類または含有率が同等とみなせる.
×:種類または含有率が同等とみなせない.
△:種類は物理的に同等とみなせる.
(1) 10%添加と 15%添加(分離しない例)
図 38. 界面活性剤 B を加水乾燥させた試料と
させない試料を用いた PCA における
スコア・プロット
(2) 1%添加と 15%添加(分離した例)
化してスペクトルが変わったためと推定された(図
22 参照)
.
② 含有率の影響
界面活性剤の含有率の違いが PCA での分離に影
響を及ぼすかどうかを調べるため,GR mnf2 に界面活
性剤 A,または GR mnf1 に界面活性剤 B を添加した
試料を用いて感度分析を行った.
GR mnf2 に界面活性剤 A,または GR mnf1 に界面活
性剤 B を添加した試料を用いて PCAを行った場合,
いずれも,15%の濃度差があれば,PCA で分離が可
図 39. GR mnf2 に界面活性剤 A を添加した試料を用
い
た PCA におけるスコア・プロット
能であった(表 12~13)
.
GR mnf2 に界面活性剤 A を添加した試料を用いた
PCA において,分離しない例として 10%添加した
試料と 15%添加した試料,分離した例として 1%添
44
表 12. GR mnf1 に界面活性剤 B を添加した試料における PCA の結果
0.3%
分離
0.5%
1.0%
2.0%
5.0%
10%
15%
20%
可能
不能
×
×
×
×
○
○
○
≧9.7
≦4.7
0.5%
×
×
×
×
○
○
≧14.5
≦9.5
×
×
×
○
○
≧14
≦9
2.0%
×
×
○
○
≧13
≦8
×
○
○
≧10
≦5
10%
×
○
≧10
≦5
15%
×
-
≦5
1.0%
5.0%
○:分離する.×:分離しない.
表 13. GR mnf2 に界面活性剤 A を添加した試料における PCA の結果
0.2%
分離
0.5%
1.0%
2.0%
5.0%
10%
15%
20%
可能
不能
×
×
×
×
×
○
○
≧14.8
≦9.8
0.5%
×
×
×
×
○
○
≧14.5
≦9.5
×
×
×
○
○
≧14
≦9
2.0%
×
×
○
○
≧13
≦8
×
○
○
≧10
≦5
10%
×
○
≧10
≦5
15%
×
-
≦5
1.0%
5.0%
○:分離する.×:分離しない.
(2) 1%添加と 15%添加(分離した例)
(1) 10%添加と 15%添加(分離しない例)
図 40. GR mnf2 に界面活性剤 B を添加した試料を用いた PCA におけるスコア・プロット
45
加した試料と 15%添加した試料のスコア・プロット
の例を図 39 に示す.
また,GR
mnf1 に界面活性剤
(1) 加水・乾燥していない試料
B を添加した試料を
用いた PCA において,分離しない例として 10%添
加した試料と 15%添加した試料,分離した例として
1%添加した試料と 15%添加した試料のスコア・プ
ロットの例を図 40 に示す.
次に,GR
GR
mnf2 に界面活性剤
A を添加した試料と
mnf1 に界面活性剤 B を添加した試料を用いて
PCA を行ったところ,界面活性剤を 97%以下で添
加した試料の場合は分離せず,99%以上添加した試
料で分離した.このときのスコア・プロットの例を
図 41 に示す.
(2) 加水・乾燥した試料
(1) 97%添加(分離しない例)
図 42. ベントナイト A とベントナイト B を用いた
PCA におけるスコア・プロット
(2) 99%添加(分離した例)
(1) 加水・乾燥していない試料,Factor 1
図 41. GR mnf1 に界面活性剤 B および GR mnf2 に
界面活性剤 A を添加した試料を用いた
PCA におけるスコア・プロット
図 43. ベントナイトを用いた PCA における
ローディングベクトル
46
(2) 加水・乾燥していない試料,Factor 2
従って,
界面活性剤 A と界面活性剤 B 自体は PCA
で分離できるものの,製剤に添加した場合は分離で
きなくなった.これは,界面活性剤以外の成分が大
きく影響したためと考えられた.
以上のことから,GR
0.30%と GR
mnf1 中の界面活性剤
B の
mnf2 中の界面活性剤 A の 0.21%を PCA
で区別することは不可能といえる.
3. 3. 2. ベントナイト
ベントナイトの種類・含有率の違いと PCA での
分離状況について GR mnf1 と GR mnf2 を比較すると,
種類と含有率は同じであり PCA でも分離しない,
GR mnf1 と GR mnf3 を比較すると,種類は異なるもの
の物理的には同等で含有率も同じであるが PCA で
は分離する,GR mnf2 と GR mnf3 を比較すると,種類
は異なるものの物理的には同等で含有率も同じで
あるが PCA では分離するという結果となった(表
11)
.
ベントナイトの種類の違いが PCA における分離
に影響していることが示唆されたので,ベントナイ
ト A とベントナイト B を用いた PCA を実施した.
前述のとおり,ベントナイトは加水により膨潤す
るので,加水・乾燥した試料についても PCA で解
析した.その結果,そのままの状態の試料も,加水・
乾燥した試料も,ベントナイト A とベントナイト B
は PCA で分離した(図 42)
.ベントナイトおよび
加水・乾燥させた試料を用いた PCA におけるロー
ディングベクトルを図 43 に示す.ローディングベ
クトルにおける変数のピークは,ベントナイト A
(図 22 (9) )および B(図 22 (11) )のスペクトルの
ピークと一致しており,この違いが PCA での分離
に影響したと考えられた.
しかし,製剤の物理的化学的性状に対する影響と
(3) 加水・乾燥した試料,Factor 1
(4) 加水・乾燥した試料,Factor 2
いう観点からみた場合,ベントナイト A とベント
ナイト B は物理的に同等と考えられるにもかかわ
らず,PCA では同等ではないと結論されたことか
ら,製剤の同等性の判断に PCA を利用することは
困難と考えられた.
3. 3. 3 クレー
クレーの種類・含有率の違いと PCA での分離状
況について GR mnf1 と GR mnf2 を比較すると,クレー
の種類と含有率は同じであり PCA でも分離しない,
GR mnf1 と GR mnf2 を比較すると,種類は異なるもの
図 43. ベントナイトを用いた PCA における
ローディングベクトル(続き)
47
の物理的には同等で含有率も同じであるが PCA で
は分離する,GR mnf1 と GR mnf2 を比較すると,種類
は異なるものの物理的には同等で含有率も同じで
あるが PCA では分離するという結果となった(表
11)
.
クレーの種類の違いが PCA における分離に影響
していることが示唆されたので,クレーA とクレー
B を用いた PCA を実施した.
その結果,クレーA とクレーB は PCA で分離し
た(図 44)
.クレーを用いた PCA におけるローデ
ィングベクトルを図 45 に示す.ローディングベク
トルにおける変数のピークは,クレーA のスペクト
ルのピーク(図 22 (12) )と一致しており,クレー
の種類の違いが分離に影響したと考えられた.農薬
製剤の製造会社から入手したクレーの IR スペクト
ルから,クレーは珪石系とろう石系の 2 種類に分類
できると報告されている 15).同報告によれば,クレ
ーA はろう石系,クレーB は珪石系であり,この 2
種は PCA で分離可能となる場合があることが示さ
れている.
しかし,ベントナイトと同様,製剤の物理的化学
的性状に対する影響という観点からみた場合,クレ
ーAとクレーBは物理的に同等と考えられるにもか
かわらず,PCA では同等ではないと結論されたこ
とから,製剤の同等性の判断に PCA を利用するこ
とは困難と考えられた.
(1) Factor 1
(2) Factor 2
図 45. クレーを用いた PCA における
ローディングベクトル
4. 集取品と見本の同等性の確認
FT-IR/ATR が集取品と見本との同等性の検査に
利用できるかどうかを確認するため,両者を用いた
確認を行った.
4. 1. 供試農薬
SC2 および SC3 は,いずれも立入検査で集取し
た製剤(フロアブル)である.これら 2 剤とも,立
入検査において製造方法が入手できなかったこと
図 44. クレーA とクレーB を用いた PCA に
おけるスコア・プロット
から,補助成分に係る検査は省略された.
48
(2) SC2 ref2 の IR スペクトル
なお,見本は当該農薬の登録検査時に開封してい
登録検査時に開封した見本を SC2
る.
SC2 ref のうち,
,
当部において常温で保管してあった見本を新た
ref1
に開封したものを SC2 ref2 と表記する.
4. 2. IR スペクトル測定
ダイヤモンド ATR エレメント中央部にアルミニ
ウム製スペーサーを置き,スポイトを用いてスペー
サー内に試料 6 滴を滴下し,IR スペクトルを測定
した.測定は,1試料につき,3 回連続して測定し
た.これを 10 回繰り返した.バックグラウンドは
空気で測定した.SC2 および SC3 の基材は水であ
ることから,SC2 または SC3 のスペクトルから水
のスペクトルを差し引いて試料のスペクトルとし
た.
(3) SC2 mnf の IR スペクトル
4. 3. 結果
4. 3. 1. IR スペクトル
SC2 の見本と集取品の IR スペクトルを図 46 に,
SC3 の見本と集取品の IR スペクトルを図 47 にそれ
ぞれ示す.
その結果,SC2 ref1 と SC2 ref2 のスペクトルはほと
んど同じであり,SC2 ref2 と SC2 ref1 の差スペクトル
には主要なピークは認められなかった(図 46 (4))
.
一方,SC2 mnf と SC2 ref1 の差スペクトルには明確
なピークが認められたことから,集取品には見本に
含まれていない成分が含まれていることが示唆さ
れた(図 46 (5))
.
また,SC3 ref と SC3 のスペクトルはほとんど同
じであり,SC3 ref と SC3 mnf の差スペクトルには主要
なピークは認められなかった(図 47 (3))
.
mnf
(4) SC2 ref2 の IR スペクトルから SC2 ref1 の IR スペク
トルを引いた差スペクトル
(1) SC2 ref1 の IR スペクトル
図 46. SC2 の見本と集取品の IR スペクトル
49
(5) SC2 mnf の IR スペクトルから SC2 ref1 の IR スペク
トルを引いた差スペクトル
(3) SC3 mnf の IR スペクトルから SC3 ref の IR スペク
トルを引いた差スペクトル
図 46. SC2 の見本と集取品の IR スペクトル(続き)
図 47. SC3 の見本と集取品の IR スペクトル(続き)
(1) SC3 ref の IR スペクトル
4. 3. 2. 物理的性状
SC2 の物理的性状の測定結果を表 14 に示す.粘
度,平均粒径,粒径 50%タイル値は,見本である
SC2 ref1 を 1 とした相対値.
集取品である SC2 mnf の物理性は,SC2 ref1 と異な
っていた.
表 14. SC2 の物理的性状の測定結果
SC2 ref1
色調
粘度
*
平均粒径
*
粒径 50%タイル値
(2) SC3 mnf の IR スペクトル
*
SC2 mnf
2.5Y
6.0GY
1.00
0.55
1.00
0.57
1.00
0.42
*:SC2 ref1 を 1 とした相対値.
4. 3. 3. PCA
4. 3. 3. 1. SC2
SC2 の見本と集取品を用いた PCA を図 48 に示
す.
SC2 ref1 は登録検査に用いるために開封してあっ
たので,経時変化の可能性が考えられたため,開封
品の SC2 ref1 と未開封品の SC2 ref2 を用いた PCA を行
った.その結果,両者は分離しなかったことおよび
4. 3. 1 で述べたように両者の IR スペクトルはほと
んど同じであったことから,開封の有無による経時
変化の違いは確認されなかった.
図 47. SC3 の見本と集取品の IR スペクトル
50
(1) 見本と集取品
SC3 ref: SC3 の見本(開封品)
SC3 mnf: SC3 の集取品
SC2 ref1: SC2 の見本(開封品)
SC2 mnf: SC2 の集取品
図 49. SC3 の見本と集取品を用いた PCA における
スコア・プロット
(2) 見本の開封品と未開封品
4. 3. 3. 2. SC3
SC3 の見本と集取品を用いた PCA を図 49 に示
す.その結果,見本 SC3 ref と集取品 SC3 mnf は PCA
で分離しなかったことから,両者は同等であること
が示唆された.
4. 3. 4. PCA に必要な測定回数
PCA において分離しなかった試料
(SC2 ref1 と SC2
および
SC3
と
SC3
)を用いて,同等である
ref2
ref
mnf
ことを確認するために必要な試料の IR スペクトル
の測定回数を検討した.
試料の積算回数ごとのスコア・プロットについ
て,SC2 を図 50,SC3 を図 51 に示す.
その結果,SC2 および SC3 とも,2 回目の測定ま
では PCA で分離したが,3 回目よりも多い測定回
数では分離しなくなった.なお,それぞれの測定の
間隔は 1 時間以上空けている.
従って,IR スペクトルを用いて PCA で分離でき
るかどうかを確認するためには,同一試料について
少なくとも 3 回は測定する必要があると考えられ
た.
SC2 ref1: SC2 の見本(開封品)
SC2 ref2: SC2 の見本(未開封品)
図 48. SC2 の見本と集取品を用いた PCA における
スコア・プロット
4. 3. 1,4. 3. 2 および 4. 3. 3. 1. の結果から,見本
SC2 ref1 と集取品 SC2 mnf の組成が異なることが示唆
された.
そこで,当該農薬登録申請者に SC2 mnf の処方を
確認したところ,一部の補助成分の種類および含有
率が見本の製造に用いられた処方と異なっていた
ことが確認された.
51
(1) 1 回目
(3) 1-3 回目
(2) 1-2 回目
れた製剤の IR スペクトルを測定し,PCA で解析し
たところ,両者を 2 つの領域に分離できなかった.
補助成分の感度分析の結果から,両者を分離するた
めに必要な条件を満たしていないと考えられた.
しかし,農薬登録申請時に提出された見本と立入
検査で集取した集取品を用いて PCA で解析したと
ころ,一部の農薬では両者が 2 つの領域に分離さ
れ,当該農薬の登録申請者に処方を確認したとこ
ろ,見本の処方とは異なる処方で製造されていたこ
とが確認された.さらに,物理的に同等であるが異
なる成分が使用されている場合 PCA で分離したこ
とから,同等性の判断には使えないが,集取品中の
(4) 1-4 回目
補助成分の検査のためのスクリーニングには利用
可能と考えられた.
○:SC2 ref1,△:SC2 ref2
謝
図 50. SC2 を用いた積算回数ごとの
スコア・プロット
(1) 1 回目
辞
本研究の実施にあたり,農薬の製剤あるいは補助
成分の試料は,当該製造会社よりご提供いただきま
したので,この場を借りてお礼申し上げます.
なお,試料名および会社名についての個別名称
は,企業秘密保護のため,記載を省略させて頂きま
した.
(2) 1-2 回目
参考文献
(3) 1-3 回目
ホームページのアドレスの確認は,2015 年 8 月 3
日に行った.
1) 農薬取締法(昭和 23 年 7 月 1 日法律第 82 号)
,
http://www.acis.famic.go.jp/hourei/hou.pdf.
(4) 1-4 回目
2) 農林水産消費安全技術センター業務方法書(変
更認可:平成 27 年 4 月 1 日付け農林水産省指令
26 消 安 第 6232 号 ), http://www.famic.go.jp/
public_information/tsusoku/270401gyoumuhouhous
yo.pdf.
3) 物理性検定法:昭和 35 年 2 月 3 日農林省告示第
71 号
4) 農薬取締法第 14 条第 2 項の規定に基づく農薬
の検査方法:昭和 50 年 7 月 25 日農林省告示第
750 号
5) 「農薬の登録申請書等に添付する資料等につい
て」の運用について(平成 14 年 1 月 10 日付け
13 生産第 3988 号農林水産省生産局生産資材課
長通知)
,http://www.acis.famic.go.jp/shinsei/3988/
3988.pdf.
6) 西澤幸夫,小倉一雄,百弘:農薬検査所報告 29,
○:SC3 ref,△:SC3 mnf
図 51. SC3 を用いた積算回数ごとの
スコア・プロット
5. まとめ
IR スペクトル強度の変動要因の調査から,変動
が最も少なくなる条件を選定し,見本どおりの処方
で製造された製剤と見本とは異なる処方で製造さ
52
17-22 (1989), http://www.acis.famic.go.jp/acis/
syoh ou/syohou29.pdf
7) 西澤幸夫,廣瀬欣也,鈴木修:農薬検査所報告
31 , 135-140 (1991), http://www.acis.famic.go.jp/
poster/2014/CIPAC%20SYMPOSIUM%20SANTIL
IO%202014.pdf.
11) 日本薬局方,厚生労働省告示第 111 号(平成 13
年 3 月 30 日)
12) 石原悟,豊留夏紀:日本農薬学会誌 37,190-195
(2012), https://www.jstage.jst.go.jp/article/jpestics/
37/2/37_W12-06/_pdf
:Technical Mono13) CropLife International(2008)
th
graph n°2, 6 Edition, Catalogue of pesticide
formulation types and international coding system,
http://croplife.org/wp-content/uploads/2014/05/
Technical-Monograph-2-Revised-May-2008.pdf.
acis/syohou/syohou31.pdf
8) 西澤幸夫:農薬検査所報告 32,21-25 (1992),
http://www.acis.famic.go.jp/acis/syohou/syohou32.
pdf
9) O. Nováková : Work carried out in the Czech
Republic, Presentation and posters from the CIPACSymposium in Liège, Belgium 2014, http://www.
cipac.org/document/presentation_poster/2014/Work
14) 株式会社ホージュン:ベントナイトの膨潤,
http://www.hojun.co.jp/54_bou_bentonite.html.
15) 石原悟,豊留夏紀:農薬調査研究報告 2, 19-23
(2011) , http://www.acis.famic.go.jp/acis/chouken/
chouken/chouken2009_03.pdf
%20carried%20out%20in%20the%20CZ%20for%2
0website-Olga%20Nováková.pdf.
10) A. Santilio, Analysis of plant protection product for
monitoring programme, Presentation and posters
from the CIPAC-Symposium in Liège, Belgium
2014, http://www.cipac.org/document/presentation_
53
カナダおよびオーストラリアにおける薬効および薬害に関する
要求事項ならびにマイナー使用対策の状況
佐々木千潮,佐々木詩織
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
我が国は,農薬取締法(昭和 23 年法律第 82 号)に基づき,農薬登録申請時に当該農薬の薬効および薬害
に関する試験成績を求めている.薬効は防除対象となる病害虫が同一であっても,また同じ作物であっても
使用する気象条件や栽培環境が異なればその程度が異なる.これは薬害についても同様である.このため,
薬効および薬害試験は,農薬の登録申請を行う国で試験が実施され,各国により要求事項が異なっていると
ころである.本稿は,昨年度報告した米国および EU に続き,カナダおよびオーストラリアにおける薬効お
よび薬害の要求事項の確認を行うとともに,マイナー使用対策の動向を把握し,我が国の要求事項の見直し
に資する参考情報の提供を目的の一つとして整理を行ったものである.
Keywords:薬効,薬害,例数,マイナー使用,読替
緒
言
表 1. 薬効試験(Efficacy)
農薬の薬効および薬害に関する要求事項は国に
より異なるものの,農薬のマイナー使用(マイナー
作物に対する使用,マイナー病害虫に対する使用)
に係る農薬の登録については,使用可能な農薬が少
ないことから,多くの国で共通の課題となってい
る.我が国においてもマイナー使用への対策は重要
農薬の用途
必要例数
殺虫剤
作物と害虫ごとに3例以上
農業,林業用途は2か年にわたり実施
な課題であり,これまでも現場の要望を踏まえ対応
を行ってきたところである.しかし,現場の要望に
十分に対応できていない現状に鑑み,今後,対策を
検討する上で参考とするために,海外の薬効および
薬害に関する要求事項ならびにマイナー使用対策
の状況を調査した.調査は,カナダおよびオースト
ラリアを対象に行った.
殺菌剤
作物と病害ごとに3例以上
除草剤
草種ごとに2か年にわたり10例以上
表 2. 薬害試験(Crop tolerance)
農薬の用途
必要例数
殺虫剤
規定なし
殺菌剤
規定なし
除草剤
新規有効成分または新たな使用方法
に関して最低2か年にわたり申請薬量
1. 薬効・薬害に関する要求事項
1.1. カナダ
1.1.1. 薬効および薬害に関する要求
カナダでは,Pest Control Products Act(PCPA:病害
およびその2倍量で10例以上で実施
1.1.2. 読替(Extrapolation)
規制指令「Efficacy Guidelines for Plant Protection
Products」において一部の試験成績の読替を認め
ている.読替とは,作物,対象病害虫・雑草,使
用場面の類似性から,ある作物の試験を利用して
他の作物種の薬効,薬害を評価する方法であり,
以下は読替の 1 例である(表 3,表 4)
.
虫 管 理 製 品 法 ) に 基 づ き , The Pest Management
Regulatory Agency(PRRA:カナダ保健省病害虫管理
規制局)が登録に係る審査を行っている.
薬効・薬害試験は規制指令「Efficacy Guidelines for
Plant Protection Products」に基づき,農薬の用途毎
に以下の試験が要求される(表 1,表 2)
.
54
表 3. 殺虫剤の事例
害虫種
読替
シンク
イガ類
コロラ
ドハム
シ
備考
From
リンゴ
To
他 の 仁
果類
バ レ イ
ショ
他 の ナ
ス 科 野
菜
害虫の生態,被害の
種類,宿主の形態,
散布方法が大部分の
仁果類で類似
リンゴでの当該害虫
のデータは全ての仁
果類へ読替が可能
ナス科野菜の 3 作物
全てで害虫の生態,
被害の種類,宿主の
形態,散布方法が類
似
バレイショの当該害
虫のデータはトマ
ト,ピーマン,ナス
などへ読替が可能
表 4. 殺菌剤の事例
病害種
読替
ほとんどの
病害
From
冬小麦
特殊な土壌
病害:ピシウ
ム属,フザリ
ウム属,リゾ
クトニア属,
ペニシリウ
ム属
作 物 グ
ル ー プ
(例;穀
類,マメ
科作物)
の 代 表
作物 1 種
一般の黒穂
病/堅黒穂病
小
麦
( 冬 ・
春)
代 表 的
な 温 室
の 観 賞
植物
代 表 的
な 核 果
類
ナタネ
ボトリティ
ス属の病害
褐色腐敗病
ある特定の
病害
1.2. オーストラリア
1.2.1. 薬効および薬害に関する要求
オーストラリアでは,Agricultural and Veterinary
Chemicals Code Act 1994 (農薬および動物用医薬品
規 程 法 ) に 基 づ き , Australian Pesticides and
Veterinary Medicines Authority (APVMA:オーストラ
リア農薬・動物用医薬品局)が登録に係る審査を行
っている.
薬効・薬害試験は「Pesticides efficacy and crop
safety general guideline (Part 8)」に基づき,農薬の用
途毎に以下の試験が要求される.2014 年 7 月より
European and Mediterranean Plant Protection
Organization(EPPO:ヨーロッパ地中海地域植物防
疫機関)のガイドラインに準拠する内容に変更され
た.
薬効試験については新規化合物,新たなメジャー
作物に使用する農薬では少なくとも 2 か年または 2
作期にわたり実施された 10 例以上,既登録化合物
の新製剤,マイナー作物またはマイナー病害虫に適
用拡大する農薬では少なくとも 3 例提出すること
とされている.薬害試験については新規化合物,除
草剤,植物成長調節剤,土壌消毒剤以外は薬効試験
において確認することとされている.
備考
To
春小麦
同 様
圃 場
件 で
培 さ
る 同
グ ル
プ の
作物
大
( 冬
春)
温 室
観 賞
物
の
条
栽
れ
じ
ー
他
麦
・
の
植
核果類
カ ラ シ
ナ
・両方に共通の病
害
・冬穀類はより多
くの病 害の影響
を受け る傾向が
ある(春穀類から
冬穀類 への読替
の場合 は何らか
の根拠が必要)
・種子処理のみの
適用
・属および種間で
病原体 に対し類
似の反 応を持つ
作物
2.マイナー使用対策
2.1. カナダ
2.1.1. マイナー使用の定義
販売量がさほど見込めない農薬の使用をマイナ
ー使用と位置づけ,以下の条件を満たすことが条件
となっている.
①カナダ国内で登録のある有効成分または製剤で
あること.
②製剤のラベルに登録内容を反映すること.
③安全性,使用方法の有用性を評価できるだけの情
報があること.
・類似 した病原
体,種子表面への
胞子制御
・代表的な作物間
で,薬効に一貫性
がある場合
使用者によるマイナー使用に関するラベ
2.1.2.
ルへの表示要求制度(User Requested Minor Use
)
Label Expansion(URMULE)
マイナー使用対策の一つとして,使用者によるマ
・代表的な作物間
で,薬効に一貫性
がある場合
・病害への作物反
応が両 方で似て
いる場合.
イナー使用に関するラベルへの表示を要求できる
制度がある.
本制度は規制指令「User Requested Minor Use
Label Expansion(URMULE)
」に基づき,カナダ国
内に登録のある農薬においてマイナー使用の登録
55
を行う制度であり,登録手数料は免除されている.
本制度を利用して登録するには該当する農薬の
使用を希望する生産者が,使用方法に関する試験成
績を添付して州のマイナー使用コーディネーター
表 6. カナダの作物グループ
1
グループ名
代表作物
根菜類
ニンジン,バレイショ,ダイコ
ン,サトウキビ
に申請を行う.申請内容は,PMRA(Pest Management
Regulatory Agency)に送られる.また,農薬の製造業
者は補助ラベル(Supplemental Label)を作成し PMRA
に提出する.審査の結果問題がなければ,補助ラベ
2
根菜類の葉
カブ,テンサイ
3
鱗茎類(Allium
タマネギ
属)
ルに基づいた登録が行われ,当該ラベルの写しがコ
ーディネーター,使用を希望した生産者に送られ
る.但し,農薬の製造業者の免責事項として,当該
登録内容が URMULE により行われたこと,薬効・
薬害については保証しない旨を補助ラベルに記載
することとなっている.
さらに農薬の製造業者は農薬のラベルにも補助
ラベルの内容を記載することとなっている.
4
葉菜類
レタス,非結球レタス,ホウレ
ンソウ,カラシナ
結球ア ブラナ科
ブロッコリー,カリフラワー,
葉菜類
キャベツ
6
豆類
インゲン,エンドウ,ダイズ
7
豆類の葉(家畜用
豆類に同じ
5
)
具体的には以下の内容がラベルに記載される.
8
The Directions for use for this product for the use(s) described
果菜類(ウリ科除
トマト,ピーマン
く)
on this Supplemental Label were developed by persons other
than (Company name) and accepted for registration by Health
9
果菜類(ウリ科) キュウリ,メロン,カボチャ
10
カンキツ類
Canada under the User Requested Minor Use Label Expansion
program. (Company name) itself makes no representation or
オレンジ,レモン,グレープフ
ルーツ
warranty with respect to performance (efficacy) or crop
tolerance (phytotoxicity) claims for this product when used on
the crop(s) listed on this Supplemental Label.
11
仁果類
リンゴ,ナシ
12
核果類
オウトウ,モモ,プラム,プル
ーン
Accordingly, the Buyer and User assume all risks related to
13
performance and crop tolerance arising, and agree to hold
小果実,ベリー類
(Company name) harmless from any claims based on efficacy
ブラックベリー,ラズベリー,
ブルーベリー
or phytotoxicity in connection with the use(s) described on this
14
ナッツ類
アーモンド,ペカン
15
穀類
トウモロコシ,オオムギ,コム
Supplemental Label.
ギ
また,URMULE による薬効試験,薬害試験(表
5)において,カナダの MRL 設定に用いられてい
る作物残留に関するグループ(22 グループ)内の
作物については,読替が認められる場合がある(表
6)
.
16
穀類の茎葉
穀類に同じ
17
飼料用イネ科
バーミューダグラス,ブルーグ
ラス,ブロモグラス,フェスク
18
表 5.
要求される薬効試験
農薬の用途
必要例数
殺虫剤,殺 菌
最低 1 例(効果が十分でない場合には追
剤
加要求)
除草剤
規定なし
飼料用(イネ科以
アルファルファ,クローバ
外)
19
ハーブ,香辛料
バジル,ブラックペッパー,チ
ャイブ,セルリ(種子),ディル(
種子)
20
56
油糧種子類
ナタネ,ヒマワリ
21
キノコ類
マッシュルーム,シイタケ
22
茎菜類
アスパラガス,セルリー
Accordingly, the user assumes risk of damage or loss resulting
from such use(s), and agrees to hold (Company Name)
harmless
from any claims based on
efficacy and/or
phytotoxicity in connection with the use(s) described on this
2.1.3. 使用者によるマイナー使用に関する登録
要求制度(User Requested Minor Use Registration
(URMUR)
)
更なるマイナー使用対策の一つとして,使用者に
よりマイナー使用に関する登録を要求できる制度
もある.
supplementary label.
2.2. オーストラリア
2.2.1. マイナー使用の定義
経済的に重要度が低い作物またはメジャー作物
に発生する重要でない病害虫防除のための農薬使
用とされ,下の基準を満たすものが該当する.
本制度は規制指令「User Requested Minor Use
Registration(URMUR)
」に基づき,カナダ国内に登
録のない農薬においてマイナー使用の登録を行う
制度である.
①マイナー作物である場合
生産量,栽培面積,消費量,重要性,輸出量を考
慮して決められる.
②メジャー作物であるが使用が限定的である場合
申請者は当該作物での使用が以下の基準に適合
することを立証しなければならない.
「 当 該 作 物 の 年 間 の 国 内 栽 培 面 積 10% ま た は
10,000ha を超えない範囲での使用でどちらか少な
い方」
③登録に要する費用に見合うだけの収入が得られ
ない場合
申請者は,データを作成,解析する費用,ラベル
を変更する費用,申請費用等の登録に要する費用と
生産費用,利益,販売見込み量等の収益に関するデ
ータにより,採算がとれないことを証明しなければ
ならない.また,マイナー作物は,メジャー作物以
外と定義されている.具体的なメジャー作物は以下
のとおり(表 7)
.
本制度を利用して登録するには以下の条件を満
たすことが条件となっている.
①生産者に必要とされていること.
②カナダ国内で登録はされていないが,OECD 加盟
国で登録されている有効成分または農薬で,登録後
5年未満のもの.
③過去にカナダ国内の審査で登録が保留されたも
のではないこと.
④農薬の製造業者により申請され,OECD 加盟国の
評価結果を提供できること.
⑤使用する場所や量が特定できること.
該当する農薬の使用を希望する生産者が,必要性
を記載した文書にて農薬製造業者に登録を要請す
る.製造業者は要請の内容が URMUR に適合して
いるかを確認し,PMRA に申請する.その後,海外
の評価および提出された試験成績に基づき審査さ
れ,マイナー利用に限定した登録が行われる.ただ
し,農薬の製造業者の免責事項として,当該登録内
容が URMUR により行われたこと,薬効・薬害に
表 7. オーストラリアにおけるメジャー作物
穀類
大麦,トウモロコシ,エン麦,稲,ソ
ルガム,小麦,サトウキビ
ついては保証しない旨をラベルに記載することと
なっている.
具体的には以下の内容がラベルに記載される.
The DIRECTIONS FOR USE for this product for the use(s)
カンキツ
オレンジ,マンダリン
仁果類
リンゴ,ナシ
核果類
アプリコット,プラム,モモ,ネクタ
リン,オウトウ
described on the label were developed by persons other than
(Company Name) and accepted for registration by Health
ベリー類その他
Canada under the User Requested Minor Use Registration
ブドウ,イチゴ
の小粒果実
program. (Company Name) itself makes no representation or
熱帯系果実
warranty with respect to performance (efficacy) and/or crop
tolerance (phytotoxicity) claims for this product when used in
アボガド,バナナ,マンゴー,パイナ
ップル
accordance with this label.
鱗茎野菜
57
タマネギ
アブラナ科野菜
いる.読替が認められるのは同一の EPPO 地域内,
あるいは,地域が異なる場合でも,気象条件などが
同等とみなせる場合で,使用方法(薬量や使用時期
等)が同等である場合である.ある作物を読替によ
り登録する場合,当該作物が含まれるグループの代
表作物(Indicator Crop)で実施した試験が利用でき
る.ただし,グループ内のいくつかの作物で試験を
することが望ましいとされている.さらに,同一病
ブロッコリー,キャベツ,カリフラワ
ー
果菜類(ウリ科)
メロン,カボチャ
果菜類(ウリ科
トウガラシ,トマト,マッシュルーム
以外)
葉菜類
レタス
マメ類
インゲン,ヒヨコマメ,エンドウ,グ
害虫・雑草に対する他作物の試験成績を根拠に代表
作物で必要とされる試験例数は軽減することがで
きる.現在,読替が適用される作物グループは以下
のとおり定められている.
リンピース,ルピナス
塊茎類
ニンジン,バレイショ
茎野菜
アスパラガス
ナッツ類
アーモンド,マカダミアナッツ
油糧種子類
ワタ,ナタネ,ヒマワリ
アブラナ科野菜,ナス科野菜,ウリ科野菜,
Allium 属,葉菜類,仁果類,核果類,ナッツ類,
花き球根類,ベリー類,セリ科,エンドウ属,
ソラマメ属,インゲン属,春穀類,冬穀類
2.2.2.
マイナー使用許可(Minor Use Permit)
マイナー使用の場合は通常の農薬登録の手続き
を経ずに使用できる制度「マイナー使用許可(Minor
use permit)
」があり,その情報は製剤のラベルには
記載されず,APVMA のホームページ(The APVMA
Permits Search)に掲載される.
マイナー使用許可の申請にあたっては通常の登
録申請に必要な情報(製品の名称,有効成分,適用
作物,適用病害虫名,使用方法,使用回数等)の他,
マイナー使用許可の必要性,使用期間,使用地域に
ついて提出しなければいけない.
① 既登録農薬の場合
上記の情報に加えて,既登録の使用方法と類似し
ているか否か(類似していなければ申請の使用法に
よる人や環境へのリスクへの説明)
,薬効試験・薬
害試験の詳細,他国での登録状況等を提出する.
② 未登録農薬の場合
上記の情報に加えて,他国での登録状況,輸入さ
れる場合はその詳細,製品の販売者・製造者の情報,
製品の容器に関する情報,製品の有効期限,製品の
※:読替(extrapolation)
作物,対象病害虫・雑草,使用場面の類似性からある
作物の試験を利用して他の作物の薬効・薬害を評価.
2.3.1. 薬効試験
以下は薬効試験の読替事例の一部であり,メジャ
ー作物である代表作物の試験成績によりマイナー
作物の試験成績を読み替える(表 8,9,10)
.
表 8. 殺虫剤の事例
適用害虫種
ダイコンアブラム
シ
モモアカアブラム
シ
ニセダイコンアブ
ラムシ
コナガ
ヨトウガ
オオモンシロチョ
ウ,モンシロチョウ
モモアカアブラム
シ
オオタバコガ
タバココナジラミ
保管条件等を提出する.
2.3. マイナー使用における読替(Extrapolation for
Minor Use)
昨年度の調査研究において制度の概要について
調査し,本年度においては読替事例を調査した.
EPPO のガイドライン(PP1/257(1) Efficacy and crop
safety extrapolations for minor uses)では対象病害
虫・雑草の読替※および作物の読替※が定められて
ネギアザミウマ
ネギアザミウマ
ミカンキイロアザ
58
代表作物
チリメンキ
ャベツ,芽キ
ャベツ
読替作物
アブラナ科野
菜(非結球,花
蕾,結球,根)
アブラナ科
野菜
アブラナ科野
菜(非結球,花
蕾,結球,根)
トマト
ナス,ピーマン
トマト
メロンまた
はキュウリ
タマネギま
たはリーキ
ナス,ピーマン
ウリ科野菜
レタス
ニンニク,エシ
ャロット,リー
キ,タマネギ
キク科葉菜類,
アブラナ科葉
菜類,アカザ科
ミウマ
リンゴハダニ
ナミハダニ
ニセククローバー
ビラハダニ
リンゴハダニ
ナミハダニ
ニセククローバー
ビラハダニ
チューリップサビ
ダニ
表 9. 殺菌剤の事例
適用病害種
べと病(ハクサイ・
カブ・キャベツ・ブ
ロッコリー・ダイコ
ン)
(Peronospora
parasitica)
根こぶ病(ハクサ
イ・キャベツ・カリ
フラワー・ダイコ
ン)
(Plasmodiophora
brassicae)
灰色かび病(トマ
ト・ナス・ピーマ
ン・トウガラシ)
(Botrytis cinerea)
疫病(トマト・ナス)
(Phytophthora
infestans)
ベと病(メロン・キ
ュウリ)
(Pseudoperonospor
a cubensis)
タマネギ黒斑病
(Alternaria porri)
リンゴ黒星病
(Venturia inaequalis)
(Venturia pyrina)
Taphrina 属(主とし
て モモ縮葉病(T.
deformans)
リンゴ
葉菜類 (特に
エンダイブ,
チコリ,ルッコ
ラ),イタリア
ンコーンサラ
ダ
核果類および
仁果類
モモ
核果類および
仁果類
チューリッ
プ
全ての花き類
(球根,塊茎)
代表作物
アブラナ科
野菜(結球)
読替作物
アブラナ科野
菜(非結球)
アブラナ科
野菜(結球)
またはアブ
ラナ科野菜
(非結球)
トマト
アブラナ科野
菜(非結球,花
蕾)
トマト
ナス
キュウリま
たはメロン
ウリ科野菜
リーキまた
はタマネギ
ニンニク,エシ
ャロット,チャ
イブ
仁果類
リンゴ
モモまたは
ネクタリン
またはスモ
モ
表 10. 除草剤の事例
代表作物
堅果類
セリ科作物
エンドウマメ属 または
ソラマメ属(ソラマメを
除く)
インゲンマメ属
穀類(春播栽培)
湛水直播水稲
穀類(秋播栽培)
ンマメ属 ソラマメ属
インゲンマメ属, ソラマ
メ
穀類(春播栽培)
乾田直播水稲
乾田直播水稲
穀類(秋播栽培)
2.3.2 薬害試験
以下は薬害試験の読替事例の一部であり,メジャ
ー作物である代表作物の試験成績によりマイナー
作物の試験成績を読み替える(表 11,12)
.
表 11. 殺虫剤・殺菌剤の事例
使用方法
代表作物
葉面処理
リンゴおよびナ
シ
葉面処理
モモ,スモモ,
オウトウ
種子処理
カリフラワー
土壌処理
全てのアブラナ
科野菜
葉面処理(結球
ハクサイ
前)
葉面処理(結球 ハクサイおよび
後)
ブロッコリーま
たはカリフラワ
ー
ナス,ピーマ
ン,トウガラシ
表 12. 除草剤の事例
分類
代表作物
広域スペクトル 仁果類,リンゴ
除草剤
または西洋ナシ
が望ましい
イネ科雑草用除 仁果類
草剤
イネ科雑草用除 核果類
草剤
広域スペクトル カリフラワーま
除草剤
たはブロッコリ
ーまたはハクサ
イ
アブラナ科野菜
(根)
イネ科雑草用除 アブラナ科野菜
草剤
近縁の核果類
広葉雑草用除草
剤
イネ科雑草用除
草剤
広葉雑草用除草
剤
読替作物
堅果類
セリ科作物
エンドウマメ属, インゲ
59
読替作物
全ての仁果類
全ての核果類
アブラナ科野菜
(非結球,花蕾,
結球,根)
読替作物
他の仁果類
他の仁果類
他の核果類
アブラナ科野菜
(非結球,花蕾,
結球)
ソラマメ
アブラナ科野菜
(根)
アブラナ科野菜
(非結球,花蕾,
結球,根)
ソラマメ属
豆類
豆類
パースニップま
たはコリアンダ
ー
セリ科作物
イネ科雑草用除
草剤
セリ科作物
セリ科作物
また,マイナー使用に関して,いずれの国も何ら
かの対策を講じている.
カナダでは URMULE や URMUR といった制度に
よってマイナー使用を農薬登録に反映させる仕組
みが用意されている.薬効および薬害の保証はなく
ラベルにその旨を記載することや申請手数料の免
除により,農薬メーカーや使用者への負担軽減が図
られている.
オーストラリアでは,通常の登録とは異なる手続
き「Minor Use Permit」で使用が承認される仕組み
がある.これらは国内の登録農薬だけでなく国外の
登録農薬にも適用されており,農薬のラベルに表示
しなくても使用できるが,薬効および薬害の保証は
なく使用者の責任で使用されることとなる.
これら各国の状況に加え,昨年度報告した米国,
EU およびわが国の状況も含めた要求事項の比較表
3. 各国要求事項のまとめ
カナダでは,薬効試験については,2 か年にわた
り実施された試験が要求され,要求される試験例数
は除草剤の方が殺虫剤,殺菌剤より多くなってい
る.薬害試験については,殺虫剤,殺菌剤では,原
則要求していない.除草剤については,2 か年にわ
たり実施した試験を要求している.
オーストラリアでは,薬効試験については新規化
合物,新たなメジャー作物に使用する農薬では少な
くとも 2 か年または 2 作期にわたり実施された 10
例以上,既登録化合物の新製剤,マイナー作物また
はマイナー病害虫に適用拡大する農薬では少なく
とも 3 例提出することとされている.薬害試験につ
いては新規化合物,除草剤,植物成長調節剤,土壌
消毒剤以外は薬効試験において確認することとさ
れている.
表 13.
米国,EU(EPPO)
,カナダ,オーストラリア,日本における薬効と薬害に関する要求事項の比較
米国
薬効
メジャー作物
要求な し
※
a
要求な し ※
-
a
マイナー使用対策※ c
EU(EPPO)
カナダ
オーストラリア
日本
10 例(2 か年)
殺虫剤・殺菌剤:3
例
除草剤:10 例
殺虫剤・殺菌剤:
最低1例
除草剤:-
殺虫剤・殺菌剤:
-
除草剤:10 例
10 例(2 か年)
6 例(2 か年)
3例
殺虫剤・殺菌剤:2
例
除草剤:3 例
2 例(申請薬量※b,
2 倍薬量)
3例
マイナー使用
薬害
を以下に掲載する(表 13)
.
IR-4
殺虫剤・殺菌剤:
- ※b
除草剤:8 例(申
請薬量※ b,2 倍薬
量,2 か年)
Off-Label,読替
URMULE,URM
UR, 読替
新規化合物,除草
剤,植物成長調節
剤,土壌消毒剤以
外は薬効試験にお
いて確認
Minor Use
Permit
作物のグループ化
※a:農薬ラベル作成のために申請者の責任において実施.
※b:薬効試験実施時に薬害を確認.※c: EU では加盟国により異なる.
い.
本稿は,今後のマイナー使用対策の検討に資する
ことを目的として,昨年度報告した米国,EU に加
え,カナダおよびオーストラリアにおける薬効およ
おわりに
我が国では,平成 15 年の農薬取締法改正により,
農薬を使用する者が遵守すべき基準を定める省令
(平成 15 年農林水産省・環境省令第 5 号)
(農薬使
用基準)が制定され,登録内容を守って使用するこ
とが義務付けられた.これにより,マイナー使用で
きる農薬の増加が一段と現場から求められるよう
になった.現状でも使用できる作物をグループ化し
て登録を行う仕組みは存在するが,十分とは言えな
び薬害に関する要求事項ならびにマイナー使用対
策について調査を行い,その概要を取りまとめたも
のである.本稿が,今後の我が国におけるマイナー
使用対策の検討に少しでも貢献することを期待す
る.
60
参考文献
カナダ
1)
Pest Control Products Act (PCPA)
2)
Pesticide Residue Compensation Act (PRCA)
3)
Food and Drugs Act (FDA)
4)
Regulatory Directive DIR2003-04:Efficacy Guideline
for Plant Protection Products
5)
Regulatory Directive DIR2001-01 : User Requested
Minor Use Label Expansion
6)
Regulatory Directive DIR99-05:User Requested Minor
Use Registration
オーストラリア
1)
Agricultural and Veterinary Chemicals (Administration)
Act 1992
2)
Agricultural and Veterinary Chemicals Act 1994
3)
Agricultural and Veterinary Chemicals Code Act 1994
4)
Agricultural and Veterinary Chemicals (Administration)
Regulations 1995
5)
Agricultural and Veterinary Chemicals Regulations 1999
6)
Agricultural and Veterinary Chemicals Code Regulations
1995
7)
Pesticides efficacy
guideline(Part8)
8)
Agricultural Manual of Requirements and Guideline
9)
Guide for Determining Minor Uses
and
crop
safety
general
10) Agricultural and Veterinary Chemicals Code (Efficacy
Criteria) Determination 2014
11) Agricultural
and
Veterinary Chemicals
(Application Requirements) Instrument 2014
Code
EU
1)
EC Regulation 1107/2009 (EC, 2009)
2)
Guideline on comparability, extrapolation,
tolerance and data requirement for setting MRLs
3)
Guidance Document on Voluntary Mutual Recognition
of Minor Use Authorizations
4)
PP1/241 Guidance on comparable climates
5)
PP1/224(1) Principles of efficacy evaluation for minor
uses
6)
PP1/257(1) Efficacy and crop safety extrapolations for
minor uses
7)
PP1/226(2) Number of efficacy trials
group
61
農薬の作物残留濃度に大きな影響を与える初期付着量および
作物生長に関する研究の状況について
末永和也 1,坂部亮介 2,松野倫也 1,池田淳一 1,早川泰弘 3
1
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
2
農林水産省横浜植物防疫所業務部
3
元 独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
消費者は,作物に散布された農薬を作物中の残留農薬という形で摂取している.消費者が消費する農作物にど
の程度の農薬が残留しているのかを知ることは,残留農薬によるヒトへのリスクを管理する上で非常に重要であ
る.平成 25 年度に実施した文献調査から,散布された農薬の作物への初期付着量および作物の生長速度の2つが
作物における農薬残留濃度に大きな影響をおよぼすことが分かった.そこで平成 26 年度は,これら 2 つの事項に
ついて文献調査を実施した.関連する 14 文献(作物における農薬の初期付着量に関する国内文献 1 報,海外文献
3 報,作物生長に関する国内文献 10 報)を収集し ,調査対象項目に関する研究の進展状況を取りまとめた.一部
の農薬と作物の組み合わせでは,この2つの情報から作物中の残留濃度の経時変化をある程度予測できる事例が
報告されており,今後の研究に期待されるところであるが,作物における農薬の残留濃度は,個別農薬の特性,
作物の種類・品種,気候,施設・露地等の生育環境等に大きく影響を受けることから,現時点における残留農薬
濃度の予測可能範囲は限定的なものに留まると理解された.
Keywords:作物残留濃度,初期付着量,作物生長
緒
言
収穫時に作物に残留している農薬の濃度の把握は,
ヒトへの農薬のリスク管理のために非常に重要である.
そのため,農薬の登録申請時には,作物残留試験成績
の提出が必須となっており,その結果を基に作物中の
残留農薬基準とともに農薬の使用方法が定められる.
作物における農薬の残留程度やその経時変化をある程
度予測
できれば,効率的な作物残留試験の実施等に資する
ことができる.
農薬の作物残留濃度
平成 25 年度の調査研究として,
推定モデルに関する文献 17 報(海外文献 11 報,国内
文献 6 報)を収集し調査したところ,多くの文献にお
いて,農薬の作物残留濃度に大きな影響を与えるのは
作物における農薬の初期付着量と作物の生長速度との
結論になっていた.
平成 26 年度の調査研究として,初期付着量および作
物生長に関する文献を収集し内容を調査したので報告
する.
調査内容
作物への農薬の初期付着量の推定・測定に関係する
4 報(国内文献 1 報,海外文献 3 報)および作物生長,
重量変化の推定・測定に関係する国内文献 10 報を収集
し(表 1)
,それらの内容について,研究の目的,推定
方法,推定式の特徴等について分類・整理を行った.
表 1.調査対象文献一覧
文献番号
著者
1
藤田俊一ら
タイトル
雑誌名等
区分
分類*
初期付着量
農薬残留推定モデルによるマイナー作物の残留性評価
植物防疫
(国内)
2
3
A new tool for the evaluation of crop residue trial data
Food Additives and
(day-zero-plus decline)
Contaminants
Modelling of pesticide residues on fruit II: persimmon
Plant Protec. Conf.
Maclachlan ら
Holland ら
IUPAC, Pure Appl.
Linders ら
application. A proposal for standardized values for
Chem.
environmental risk assessment
62
初期付着量
(海外)
Foliar interception and retention values after pesticide
4
実測データ
実際の試験
を行わずに
得られるデ
ータ
熊本県農業研究セン
5
田中修作ら
6
大矢武志ら
7
長崎県
果径測定によるハウスメロンの果実肥大生長予測
果実成長率
ター研究報告
神奈川県農業総合研
カラーピーマン(パプリカ)の品種と生理生態的特性
究所研究報告
諫早湾干拓初期営農
施設軟弱野菜
技術対策の指針
重量
(研究成果報告)長
秋作メロン後作ミズナの生育・収量予測と作付計画及び
8
小林雅昭
崎県農林技術開発セ
経営規模決定プログラムへの応用
ンター
9
武田悟ら
10
杉浦俊彦
11
田中実ら
12
大谷義夫
13
田附明夫ら
14
森下昌三
気温から予測するキャベツの収穫重量
作物生長
(国内)
東北農業研究
ニホンナシの気象生態反応の解析と生育予測モデルの開
京都大学学位論文
発
長崎県におけるニホンナシ’幸水’および’豊水’の生
長崎果樹試研報
体積
育予測
気象生態反応に基づくニホンナシの収穫期,果実肥大,果
栃木農研報
実生理障害予測
着果状態におけるキュウリ果実の体積推定と生長解析
園学雑
イチゴの基礎知識
誠文堂新光社
生長曲線
*初期付着量に関する文献は推定方法による分類,作物生長に関する文献は推定対象による分類
調査結果
っても品種によって付着率が異なり,同一品種の果実
であっても肥大生長の程度によって付着率が変化する
場合も見られたが,作物間の付着率の序列は経験的に
認識されている残留傾向とおおむね一致しており,あ
る程度の推定が可能と考えられた.また,実際の農薬
散布では浸漬試験で得られる付着率よりも低い付着率
に留まると仮定し,補正係数 0.8 を用いて補正してい
る.
一方,葉菜類においては繁茂形状が複雑であるため,
茎葉ごとのばらつきが大きく,果実類で用いた浸漬法
は適用できなかった.このため,葉菜類では円形ろ紙
への付着量を基本として,各葉菜類への付着量を相対
化する方法を考案し,各葉菜での残留濃度を推定して
いる.具体的には,葉菜類 25 作物を供試し,円形ろ紙
および各作物からそれと同型に切り出した作物葉片に
対して同一条件で水を噴霧し,噴霧前後の重量差から
ろ紙および作物葉片への付着量を求め,ろ紙への付着
量を1としたときの作物葉片への付着量の比率を百分
率として求めた.本文献では,この作物毎に求めた付
着量の比率をパラメーターの一つとして用いる残留濃
度推定モデル式を構築している.
葉菜類 25 作物について実施した付着試験の結果は,
農薬散布が想定される生育中期から後期において,品
種間の比率の差は果実類の場合よりも小さいことを示
していた.
1. 初期付着量の推定に関する文献(文献 1-4)
各文献を調査した結果,実際の試験により得られた
個別データを基礎とする推定法が 2 種類(文献 1,2)
,
実際の試験による個別データを用いずに経験則等を基
礎とする推定法が 2 種類(文献 2,3)という結果であっ
た.実測データを基礎とした推定法としては,付着試
験を用いる推定法(文献 1)もしくは作物残留試験結
果を用いた推定法(文献 2)があり,実際の試験によ
る個別データを用いずに推定する方法としては,可食
部への付着率による推定法(文献 2)もしくは作物の
単位表面積当たりの付着量による推定法(文献 2,3)を
用いていた.なお,文献 1-3 については平成 25 年度の
調査研究において調査した文献と同じものであるが,
初期付着量の推定方法に関する観点から内容を再度詳
しく調査を行っている.
1.1. 実測データを用いる推定(文献 1,2)
1.1.1. 付着試験による推定法(文献 1)
本文献では,実際の作物に水を付着させる試験を行
って得た,作物への水の付着量の実測データを基に作
物への農薬散布液の初期付着量を推定している.果実
類(果菜類を含む)と葉菜類とでは異なる試験方法を
用いている.
果実類では果実を水に浸漬し,浸漬前後の重量差を
求め,その結果を農薬散布液の付着量と仮定し,さら
にその推定付着量の果実重量に対する割合から初期付
着率を求めていた.果実類(果樹 29 作物,果菜 11 作
物)について実施した付着試験の結果,同一作物であ
1.1.2. 作物残留試験を用いた推定法(文献 2)
本文献では,実際の作物残留試験データから導いた
散布量と残留量の関係から初期付着量を初期付着濃度
C0 として算出している.
63
具体的な推定方法として, 1993~2007 年までに
JMPR で評価された残留試験データから,残留性の観
点から同等とみなせる剤型,収穫前日数が 14 日以内
(ほとんどの作物が該当)または 7 日以内(成育の早
い作物)
で,
散布後 0 日(day-zero)のデータ C0 を約 2,600
例求め,それらのデータについて,有効成分投下量が
異なるためによって生ずる初期付着濃度の差を標準化
するために,散布後 0 日のデータを有効成分投下量と
して 1 kg/ha の濃度 C0,norm に標準化し,作物ごとに
C0,norm の中央値,90 パーセンタイル値および 95 パーセ
ンタイル値を算出している.
1.2.2. 作物の単位表面積当たりの付着量を用いた推定
法(文献 2,3)
文献 3 では,果実であるかきに有効成分投下量 1 kg
a.i /ha の農薬を散布した際の,果実の単位表面積当た
りの付着量(Constant deposit)を経験則から 2 μg/cm2
と推定し,以下の推定式から農薬散布時の農薬付着量
(1 )を算出している.
(1 ) = 2 ×  × (1 )
t1
:農薬散布日
 :有効成分投下量[kg a.i./ha]
(1 ):散布日 t1 における果実の表面積[cm2]
【実測値】
1.2. 実測データを直接用いない推定(文献 2,3)
1.2.1. 作物体への付着割合を用いた推定法(文献 2)
本文献では,十分な作物残留試験データがない作物
について,初期付着濃度 C0 を計算によって推定する手
法を紹介している.
散布された農薬散布液のうち作物の可食部表面に
付着する割合から付着量を推定しており,パラメータ
ーとして散布量,作物の収量,可食部の表面積,付着
割合などを用いている.
C =
0
文献 2 では,文献 3 で用いられた付着量の推定式を
他の果実へ外挿するため,かき果実の単位表面積当た
りの付着量から,他作物の果実における単位表面積当
たりの付着量を以下の推定式から算出している.
Constant deposit =
2 µg cm−2 ×
D × 1000 × fint × fcommodity
Ycommodity
fint,
fint, x
persimmon
×
LAIx
LAIpersimmon
fint, x:作物 x における付着割合
D:有効成分投下量(kg/ha)
fint, persimmon:かきにおける付着割合
fint:作物体への付着割合
(文献では 0.8)
fcommodity:作物体に占める可食部の
LAI (Leaf Area Index):
表面積の割合
地表面積に占める作物の葉の上側の表面積
Ycommodity:可食部の単位面積当たり
の割合(ほ場被覆割合)
の収量(t/ha)
LAIx:作物 x のほ場被覆割合
LAIpersimmon:かきのほ場被覆割合
fint は作物の品種,作物密度および生育段階による関
数であり,fint + fdrift + fsoil = 1(fdrift:農薬散布における
飛散割合,fsoil:土壌への付着割合)で表される.リン
ゴについては表 2 のとおり,2000 年に Linders らによ
って具体的な数値が報告されている(文献 4)
.
fcommodity は,可食部の表面積/作物全体の表面積で
表され,オレンジ等の果樹の場合は樹木に占める果実
の表面積の割合,葉菜類の場合は作物全体が可食部で
あるため fcommodity = 1 となる.
(文献では 2.5)
文献 1 の推定法により導き出された散布後 0 日にお
ける残留濃度および実測値からの乖離度(推定値/実測
値)を表 3 に,文献 2 に示されている作物ごとの実測
値および各推定法によって導き出された初期付着濃度
の一部を表 4 に示した.
1.3. まとめ
初期付着量の推定に関する文献を調査した結果,付
着試験による初期付着率の推定法,既存の作物残留試
験を用いた初期付着濃度の推定法,作物体への付着割
合もしくは作物の単位表面積当たりの付着量を用いた
推定法があり,これらの知見等からある程度の推定が
可能であることが示されていた.しかしながら,表 3
および表 4 のとおり各推定法によって導き出される散
布後 0 日における推定残留濃度や初期付着濃度にはそ
表 2. リンゴの fint, fdrift, fsoil の数値例
生育段階
fint
fdrift
fsoil
春
0.4
0.1
0.5
茎葉展開期
0.7
0.1
0.2
64
れなりの差があり,残留試験の実測値に近似する
ための推定法も作物によって異なっていた.
表 3. 文献 1 の推定法により導出される散布後 0 日における残留濃度
散布後 0 日における残留濃度(mg/kg)
作物名
例数
推定残留濃度*
乖離度
(1.1.1 項)
(推定残留濃度 / 実測残留濃度)
実測残留濃度
うめ
りんご
こまつな
しゅんぎく
1
6.86
8.66
1.4
1
1.97
1.28
0.8
1
9.78
6.96
0.5
1
1.16
0.76
0.7
1
0.22
0.19
0.9
1
1.34
0.88
0.6
1
20.4
24.6
1.2
1
4.04
4.63
1.0
1
12.9
17.4
1.4
1
2.52
3.70
1.5
*:付着率を基に散布 0 日後の残留濃度を推定
表 4. 文献 2 の各推定法により導出される初期付着濃度
JMPR で評価された散布後 0
作物名
作物における初期付着濃度(mg/kg)
日における残留試験データ
作物残留試験デ
(実測値,mg/kg)
ータを用いた推
作物体への付着
単位表面積
定法
割合を用いた推
当たりの付着量
(90%タイル
定法
による推定法
値)
(1.2.1 項)
(1.2.2 項)
例数
最小値-最大値
平均値
(1.1.2 項)
レモン
31
0.1-4.67
0.85
1.1
1.3
1.4
オレンジ
130
0.02-8.2
0.86
1.6
0.84
0.89
リンゴ
184
0.07-8.8
1.28
2.6
1.9
2.0
モモ
91
0.19-8.33
1.98
4.0
1.6
1.6
イチゴ
59
0.12-56.7
4.79
6.0
4.2
2.8
キュウリ
41
0.02-6.01
0.74
0.98
1.0
1.3
メロン
35
0.04-1.38
0.59
0.75
0.79
0.8
トマト
104
0.01-10.5
0.78
1.4
2.0
1.4
13
3.8-173
52.9
89
90
82
ホウレン
ソウ
65
2. 作物の生長に関する文献(文献 5-14)
各文献を調査した結果,収穫時の作物重量を推定す
るにあたり,文献毎に数式化するための観点やパラメ
ーターが異なっていた.そのため,収穫時の作物重量
を直接推定していないが,密度等の値が分かれば推定
が可能となり得る文献についても調査・整理を行った.
数式化するための観点で各文献を整理したところ,交
配後の生長指標の測定回数と果実成長率の関係に着目
したもの(文献 5)
,温度等から作物重量を推定したも
の(文献 6,7,8,9)
,日射量・体積の初期値等から日本な
しの収穫時の体積を推定したもの(文献 10,11,12)も
しくは果菜類の周囲長等を経時的に測定した値を用い
て作物重量を推定したもの(文献 13,14)があった.そ
れぞれの推定式および用いられたパラメーターの概要
について取りまとめた.
ロンに農薬を散布した場合,アンデスメロンは果実の
生長による残留濃度の希釈が殆どないことを明らかに
している.
しかしながら,
上記の推定式は独立変数が測定回数,
従属変数が果高または果径の増加率であるため,作物
重量の変化については考慮できないため,濃度を直接
予測することはできない.また,交配後 25 日以降の生
長についてのみ数式化されており,それよりも早い時
期の果実の生長については推定の対象とはなっていな
い.
(文献 6,7,8,9)
2.2. 温度等から作物重量を推定したもの
2.2.1. 日数を独立変数,作物重量を従属変数として,
作物の収量を予測したもの(文献 6)
本文献では,47 品種のカラーピーマンについて,開
花から完熟までの日数,積算温度,果実重量等を調査
し,開花から完熟までの日数と果実重量の関係式を導
いている.
推定のために実施した試験の概要および導き出され
た推定式は以下のとおり.
2.1. 交配後の生長指標の測定回数と果実成長率の関
係に着目したもの(文献 5)
本文献では,アンデスメロンの交配日(開花日)か
ら収穫までの果高・果径の推移を調査し数式化したと
ころ,
交配 27 日後以降は一定の傾きを持つ直線になる
ことが明らかにしている.そして,果実成長率につい
てより客観的に評価するために,交配後 25 日または
30 日を起点とした果高・果径の収穫時の長さと x 回目
(1≦x≦9)の調査時の長さとの比(肥大率)の推移を
数式化している.
推定のために実施した試験の概要および求められた
試験概要
作物名:カラーピーマン(n = 10)
品種:ワンダーベル,スピリット,他(計 47 種)
試験場所:神奈川県 調査実施年:1998~2000 年
露地/施設:施設(トンネル被覆)
推定式
y = 7.560x -269.579 (r2 = 0.957)
推定式は以下のとおり.
試験概要
作物名:メロン(n = 30)
品種:アンデス
試験場所:熊本県 調査実施年:2000~2003 年
露地/施設:施設
推定式
・交配後 25 日~収穫時
果高 y = -0.0111x +1.0757
果径 y = -0.0125x +1.0857
・交配後 30 日~収穫時
果高 y = -0.0100x +1.060
果径 y = -0.0111x +1.0673
独立変数 x (日) :開花から完熟までの日数
従属変数 y (g):収穫したピーマンの果重
r2:決定係数
本文献では作物重量を計算式で求めるため,農薬残
留濃度の推定に利用できる可能性はあるが,独立変数
が日数のみであり,気象条件等の環境条件により本式
は大きく変化すると考えられる.そのため,本結果は
あくまでも本試験を行った際の環境条件に依存した結
果である.
(R2 = 0.9846)
(R2 = 0.9570)
(R2 = 1.0000)
(R2 = 0.9516)
2.2.2. は種後日数またはは種後積算温度を独立変数,
株当たりの重量または m2 当たりの収量を従属
変数として,作物の生長を予測したもの(文献
7)
長崎県の収穫期間・作付規模等の予測プログラムに
関する研究であり,本文献では,ホウレンソウ・コマ
ツナ・チョウホウナ・チンゲンサイの 4 作物について,
作物収量とは種後日数・積算温度との関係を調査して
いる.
推定のために実施した試験の概要および提案された
推定式は以下のとおり.株当たりの重量と m2 当たり
独立変数 x (回) :交配後 25 日または 30 日からの
果高・果径の測定回数
(5 日ごとに測定)
従属変数 y:果高・果径の収穫時の長さと x 回目
(1≦x≦9)の調査時の長さとの比(肥大率)
R2:決定係数
求められた推定式から,アンデスメロンは交配後 25
日以降に肥大は殆ど起こらないことが示されている.
そのため,本文献では収穫 1 ヶ月前以降にアンデスメ
66
の収量について,は種後日数またはは種後積算温度と
の関係式を 2×2=4 通りの組み合わせとして,それぞ
れ導き出している.
したものである.本文献では,ミズナの生育のは種後
日数・積算温度との関係を調査し,株重量と積算温度
の関係式を導いている.
推定のために実施した試験の概要および提案された
推定式は以下のとおり.
試験概要
①ホウレンソウ
品種:オーライ 調査実施年:2004~2005 年
②コマツナ
品種:楽天
調査実施年:2004~2005 年
③チョウホウナ
品種:記載なし 調査実施年:2005~2006 年
④チンゲンサイ
品種:長陽
調査実施年:2006~2007 年
4 作物とも,試験場所:長崎県 露地/施設:施設
試験概要
作物名:ミズナ
品種:京みぞれ
試験場所:長崎県 調査実施年:2008 年
露地/施設:施設(ハウス)
推定式
y = 0.001x2 -1.4213x + 585.68 (R2=0.9517)
独立変数 x (℃) :は種後の積算温度
推定式
①ホウレンソウ
(r2 = 0.7059)
y1 = -0.0003x12 +0.4968
-7 2
(r2 = 0.7050)
y1 = -9×10 x2 +0.0409x2
y2 = -5.4797x12 +875.76x1 -31411 (r2 = 0.5572)
y2 = -0.0453x22 +85.059x2 -36363 (r2 = 0.5488)
②コマツナ
(r2 = 0.8611)
y1 = -0.0012x12 +0.6885x1
-6 2
(r2 = 0.8668)
y1 = -2×10 x2 +0.0519x2
y2 = -0.2598x12 +78.097x1 +6.7741 (r2 = 0.9338)
y2 = -0.0015x22 +6.2651x2 +7.4099 (r2 = 0. 9364)
③チョウホウナ
y1 = -0.0154x12 +2.949x1 -79.216 (r2 = 0.8441)
y1 = -8×10-5x22 +0.2154x2 -88.154 (r2 = 0.8489)
y2 = -5.5012x12 +824.03x1 -26454 (r2 = 0.9276)
y2 = -0.0235x22 +53.472x2 -26029 (r2 = 0.9485)
④チンゲンサイ
y1 = -0.0534x12 +9.7668x1 -345.54 (r2 = 0.9894)
y1 = -0.0002x22 +0.4855x2 -257.97 (r2 = 0.9827)
y2 = -1.1059x12 +247.3x1 -9763.9 (r2 = 0.7596)
y2 = -0.0028x22 +11.475x2 -6979.6 (r2 = 0.7348)
従属変数 y (g):収穫したミズナの株重
R2:寄与率
本文献では,2.2.2.項と同様に作物重量を直接予測し
ている.そのため農薬残留濃度推定に応用可能と考え
られる.
2.2.4. 平均気温を独立変数,株当たりの重量を従属変
数として,作物の成長を数式化し,作物の生
育・収量特性を予測したもの(文献 9)
入手が容易な気象要素である気温を用いたキャベツ
の収穫時作物重量の予測に関する研究であり,本文献
では,生育期間を 4 つに区切り,収穫時の重量と各期
間の平均気温との関係式を導いている.
推定のために実施した試験の概要および求められた
推定式は以下のとおり.
試験概要
作物名:キャベツ(n = 17) 品種:YR 青春 2 号
試験場所:秋田県 調査実施年:1996~1997 年
露地/施設:露地
推定式
Y = 220.4X1 -223.0X2 -29.8X3 +124.6X4 +1578
(R2 = 0.72)
独立変数:は種後日数 x1 (日)
は種後積算温度 x2 (℃)
従属変数:収穫した作物の株当たりの重量 y1 (g)
収穫した作物の m2 当たりの収量 y2 (g)
2
r :決定係数
独立変数 X (℃) :
X1【定植(3.5 葉)~結球期(50 %の株の結球部がテ
本文献では独立変数に積算気温のような一般化され
た変数を用いて作物重量を直接予測しており,農薬残
留濃度推定に応用できる可能性がある.
ニスボール大になった時期)における平均気温】
X2【結球前 20 日間における平均気温】
X3【収穫(50 %の株が収穫できた時期)前 10 日間に
おける平均気温】
2.2.3. 生育積算温度を独立変数,株当たりの重量を従
属変数として,作物の成長を数式化し,作物の
生育・収量特性を予測したもの(文献 8)
2.2.2.項で紹介した生育・収量予測プログラムに関す
X4【X2-定植後 10 日間における平均気温】
従属変数 Y (g):キャベツの球重
R2:決定係数
る研究を,ミズナの生育・収量予測プログラムへ応用
67
導き出された推定式は作物重量を直接予測すること
ができるため,農薬残留濃度推定に応用可能と考えら
れる.複数の期間について平均気温を算出する必要は
あるが,キャベツは主に露地で栽培される作物である
ため,アメダスデータ等の利用により作物の重量を簡
便に推定できる方法である.
2.3.2. 長崎県における研究(文献 11)
本文献では,2.3.1.項で紹介した推定式を長崎県の現
場において適合させるために改良している.式(3)をベ
ースとして,幸水および豊水の満開 x 日後の体積【Vx
(cm3)】の推定式を導き出しており,豊水については体
積の初期値として満開 33 日後の果実体積【V33 (cm3)】
ではなく,細胞分裂停止期の果実体積【V0 (cm3)】を
用いている.
推定のために実施した試験の概要および求められた
推定式は以下のとおり.
2.3. 日射量・体積の初期値等から日本なしの収穫時の
体積を推定したもの(文献 10,11,12)
京都大学における研究(文献 10)では,日本なし果
実の初期体積および日射量と果実の体積変化の関係式
を導きだし,関係式から得られるパラメーターを用い
た満開後体積の推定式を提示している.長崎県または
栃木県における研究(文献 11,12)では,文献 10 で提
案された推定式をそれぞれの現場で用いる品種にも適
用できるように,改良も試みられている.
試験概要
品種:幸水,豊水 試験場所:長崎県
調査実施年:1985~2004 年 露地/施設:露地
推定式
p
b
幸水: Vx = V33 + ∑x−1
d=33 k n ・Sd ・V33
2.3.1. 京都大学における研究(文献 10)
本文献では,日本なし(幸水)について,果実体積
および日射量を調査し,果実体積の推定式を導き出し
た.
推定のために実施した試験の概要は以下のとおり.
(式(3)と同一)
豊水: Vx =
表 5. 各品種における定数例(文献 11)
n 回目と n+1 回目の測定(測定間隔:m 日間)にお
ける果実体積の増加量【Vn+1-Vn (cm3)】を従属変数,
満開 33 日後の果実体積【V33 (cm3)】および日射量【Sn
(MJ/m2)】を独立変数として,式(1)を得ている(b,p:
定数)
.
V+1 -V =
(1)
式(1)に Vn+1, Vn,V33,Sn の測定値を代入することで
係数 An を算出している.1 日ごとの日射量【Sd
(MJ/(m2・day))】の総和および An を式(2)に代入し,係
数 kn を求めている.
b
kn = A n ・( Snb / ∑m
d=1 Sd )
式(1),(2)より,満開 x 日後の体積【Vx (cm3)】は式
(3)で推定できるとしている.
p
(3)
収穫した果実の新鮮重【FW (g)】と体積【V (cm3)】
との関係は概ね直線的であり,関係式として式(4)が得
られている.式(4)を用いることで,式(3)で得られた体
積から重量へ変換することができる.
FW = 1.088V + 18.93
品種
p
b
幸水
0.5842
0.4842
豊水
0.5808
~満開 92 日後:0.1614
満開 93 日後~:0
2.3.3. 栃木県における研究(文献 12)
本文献では,2.3.1.項で紹介した推定式を栃木県の現
場において適合させるために改良している.式(3)をベ
ースとして,果実体積の初期値【V33 (cm3)】を細胞分
,満開後の日数を細胞
裂停止期の果実体積【V0 (cm3)】
分裂停止後の日数【x (日)】に変更して,幸水,豊水お
よびにっこりの体積【Vx (cm3)】の推定式を導き出し
ている.また,得られた体積から,新鮮重【FW (g)】
および横径【w (cm)】を導いている.
推定のために実施した試験の概要および求められた
推定式は以下のとおり.
(2)
b
Vx = V33 + ∑x−1
d=33 k n ・Sd ・V33
(5)
本文献では,各品種における定数(b,p)として表
5 の値を用いている.本文献では重量の推定は行って
いないが,2.3.1.項の式(4)を用いることで果実重量
を推定可能なことから,農薬残留濃度の推定への応用
が可能と考えられる.
試験概要
品種:幸水(n = 45)
試験場所:茨城県
調査実施年:1989~1990 年 露地/施設:露地

A  ・S ・V33
p
b
V0 + ∑x−1
d=33 k n ・Sd ・V0
試験概要
品種:幸水,豊水,にっこり 試験場所:栃木県
調査実施年:1984~2003 年 露地/施設:露地
(4)
68
推定式
Vx =
p
b
V0 + ∑x−1
d=0 k n ・Sd ・V0
(6)
本文献では,各品種における定数(b,p)
,横径およ
び新鮮重の推定式は表 6 に示したものを利用している.
表 5 の推定式を用いることで各品種の果実重量を推定
でき,農薬残留濃度の推定に応用可能と考えられる.
しかしながら,推定に必要な係数である kn や定数を求
めるには日射量と体積変化の実測値が必要であること
から利用可能な範囲は大きくない.
表 6. 各品種における定数例(文献 12)
品種
P
b
横径【w (cm)】
新鮮重【FW (g)】
幸水
0.3390
0.4687
(5.968V/π)0.346
0.8979V1.0469
豊水
0.6475
(5.6232V/π)0.3449
124.54w – 748.17
(5.6232V/π)0.3449
106.24w – 417.44
にっこり
満開 30~70 日後:0.1219
満開 71 日後~:0
0.4042
0
2.4. 果菜類の周囲長等の経時的な測定値を用いた,
作物重量の推定(文献 13,14)
本文献では,
キュウリ果実の果実長および周囲長(文
献 13)
もしくはイチゴ果実の縦径および横径
(文献 14)
を非破壊的かつ経時的に測定し,得られた結果を各種
関数(ゴンペルツ曲線,ロジスティック曲線および指
数曲線)にフィッティングさせている.
より推定できるとしている.これらの推定式は,高い
相関(相関係数:r > 0.99)を示している.
V = 22.61・FVI
(r=0.9992)
FW = 22.42・FVI
(r=0.9993)
DW = 0.9075・FVI + 0.4150 (r=0.9924)
作物生長を表す曲線として,ゴンペルツ曲線
−cx
(y = Kbe )およびロジスティック曲線(y =
K/(1 + be−cx ) )を選定している.両曲線のグラフ例を
図 1 に示す.
2.4.1. 果実の果実長と周囲長から果実の体積指数およ
び果実体積ならびに果実重量を推定したもの
(文献 13)
本文献では,キュウリ果実を円柱形とみなし,着果
したままの状態で果実長および周囲長(3 ヶ所)を測
定し,体積を表すパラメーターとして果実の体積指数
FVI (mm3) を推定している.
推定のために実施した試験の概要および提案された
推定式は以下のとおり.
試験概要
作物名:キュウリ(n = 59)
品種:フクダ交配ときわ光 3 号 A 型
試験場所:東京大学農学部実験ほ場
調査実施年:1981 年
露地/施設:露地
推定式
FVI = l
図 1. ゴンペルツ曲線およびロジスティック曲線
・(a21
+ a22
+ a23 )・10−6
(7)
体積指数【FVI (mm3)】を従属変数,日数【T (日)】
を独立変数としゴンペルツ曲線およびロジスティック
曲線へフィッティングを行っている.その結果,両曲
線の近似式は,以下のように求められた(a,b:果実
間で異なる定数,c:同一品種でほぼ同じ値.
独立変数:果実長 l (mm)
3 ヶ所の周囲長:a1,a2,a3 (mm)
従属変数:体積指数 FVI (mm3)
式(7)で得られた体積指数【FVI (mm3)】と体積【V
,新鮮重【FW (g)】および乾重量【DW (g)】の
(cm3)】
相関性についても着目し,それぞれの値を以下の式に
ゴンペルツ曲線近似:FVI = ae−be
−cT
ロジスティック曲線近似:FVI = a/(1 + be−cT )
69
両成長曲線の適合度を比較したところ,ゴンペルツ
曲線近似式の方が適合度が高い結果であった.
本文献で提案された手法は,作物を収穫することな
く作物重量を精緻に予測することができ,農薬残留濃
度の推定に応用可能と考えられるが,近似式を求める
ために多数の果実についてデータを取得する必要があ
る.
本文献で示された推定式は,2.4.1.項と同様作物重量
を精緻に予測することができるため,農薬残留濃度の
推定に応用可能と考えられるが,気象条件が考慮され
ておらず一般化されたものではない.
2.5. まとめ
作物生長の推定に関する文献を調査した結果,気温
等の生育環境から容易に推定可能な推定方法が見ら
れ,収穫時の果実重量の推定に有用である方法が報告
されていることが確認された.また,果実の周囲長を
計測する等非破壊的な測定でより精度の高い推定を行
っている例も見られた.しかしながら,作物の生長は
品種や栽培条件によって異なるため,実際に活用する
ためには,可能な限り各地域・各品種の情報を収集し
作物重量を推定する必要があることがわかった.
2.4.2. 各果実の縦径と横径から果重を推定したもの
(文献 14)
本文献では,イチゴ果実について,果高(縦経)お
よび果径(横径)を測定し,果実重量を推定している.
推定のために実施した試験の概要および求められた
推定式は以下のとおり.推定式の相関係数は r = 0.996
であり,高い相関を示した.
おわりに
試験概要
作物名:イチゴ(n = 160)
品種:はるのか
試験場所:記載なし 調査実施年:1980〜1981 年
露地/施設:露地
今回の調査により,作物残留濃度推定の重要なパラ
メーターである初期付着量および作物生長の推定につ
いて,海外および国内での研究の概要について把握す
ることができた.初期付着量の推定方法には実測デー
タを基礎とするものと,実際の試験を行わずに経験則
等を基礎とするものがあり,これらの手法からある程
度の予測が可能であることが確認された.推定方法は
単一では無く,結果も算出方法によって大きく異なる
事例が見られ,より精度の高い推定を行うためには実
測値との更なる比較・検証が必要な研究分野であるこ
とが明確になった.
また,作物生長については,気温等の生育環境から
容易に推定可能な推定方法のほか,果実の周囲長を計
測する等非破壊的な測定でより精度の高い推定を行っ
ている例も見られた.調査した文献によっては,収穫
日予測プログラム等の開発に伴う作物生長に関する研
究として行われているものもあり,そうした知見と組
み合わせることで容易な推定が可能になると考えられ
る.しかしながら,作物の生長は品種や栽培条件によ
って異なるため,より精度の高い推定を行うためには
地域・品種ごとの情報の収集が必要である.
推定式
果重= 0.2637×(縦径×横径)1.5127
独立変数:縦径・横径 (cm)
従属変数:果重 (g)
さらに,果実重量【y (g)】を従属変数,縦経×横径
【x (cm2)】を独立変数とした近似式を推定し,指数曲
線およびゴンペルツ曲線への適合度を検証した.両曲
線への近似式は,以下のとおり推定された.定数 a,b,
A,B および極限値 K についても,成熟日数【t (日)】
および収穫時果重【W (g)】から以下のとおり求めるこ
とができるとされている.
指数曲線近似:y = a・bx
b = A・tB
a = W/bt
A = -6.884B +0.9536
B = -0.00153W -0.07685

ゴンペルツ曲線近似:y = K・ab

a = A・tB
K = W/ab
0.085826
b = 0.69307・t
A = -0.000273874W +1.00638
B = -0.0138431W -2.33845
参考文献
1) 藤田俊一,和田豊,高橋義行:植物防疫 67, 55-61
(2013)
2) D. J. Maclachlan and D. Hamilton: Food Additives and
Contaminants 27, 347-364 (2010)
3) P. T. Holland, C. P. Malcolm, A. D. Mowat, B. H.
Rohitha and R. E. Gaskin: Plant Protection Conf 49,
192-197 (1996)
4) J. Linders, H. Mensink, G. Stephenson, D. Wauchope
and K. Racke: IUPAC, Pure Applied Chemistry 72,
両成長曲線の適合度を比較したところ,成長前期に
おいては指数曲線近似式,成長後期においてはゴンペ
ルツ曲線近似式に対して適合度が高い結果を示してい
る.
70
2199-2218 (2000)
5) 田中修作,石田豊明:熊本県農業研究センター研究
報告 14, 49-60 (2007)
6) 大矢武志:神奈川県農業総合研究所研究報告 142,
49-55 (2001)
7) 長崎県:諫早湾干拓初期営農技術対策の指針 (2007)
8) 小林雅昭:(研究成果報告)長崎県農林技術開発セ
ンター (2008)
9) 武田悟,加賀屋博行:東北農業研究 52, 195-196
(1999)
10) 杉浦俊彦:京都大学学位論文 (1997)
11) 田中実,
林田誠剛:長崎果樹試研報 11, 29-42 (2008)
12) 大谷義夫:栃木農試研報 58, 17-29 (2006)
13) 田附明夫,崎山亮三:園学雑 53, 30-37 (1984);
14) 森下昌三:イチゴの基礎知識,誠文堂新光社,62-72
(1983)
71
農薬の水産動植物に対する生態リスク評価のための
高次試験法に関する文献調査
石原 悟
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
農薬の生態リスク評価の高次リスク評価への利用が期待される毒性試験や野外試験等について,国内におけ
る実施状況に関する文献調査を行った.収集した文献を 5 つの項目(A-1;室内単一生物試験-水生植物, A-2;室内
単一生物試験-水生植物以外, B;室内多生物試験, C ;野外試験, D;バイオモニタリング)に分類し取りまとめた.
調査の結果 101 件の文献を収集した.試験生物に焦点をおき情報を整理し,国内で毒性試験や野外試験等を
行う際に扱いやすいと考えられる生物種を確認した.
Keywords:生態リスク評価,高次評価,室内多生物種試験,野外試験,種の感受性分布
緒
り入れることはできない.実行可能かつより現実
的な評価には,地域の特性を考慮することが極め
て重要である.
農薬等化学物質の生態リスク評価に関する研
究分野は,我が国において盛んな分野とはいえな
い.そのため,我が国における農薬の水生毒性評
価のための高次リスク評価に関する科学的知見
は限定的である.また,国内で検討された,さら
なる単一生物種試験,室内多生物種試験および野
言
農薬の生態リスク評価は,初期的な評価(ワー
ストケースを想定した保守的な評価)からはじま
り,リスクの可能性が認められた場合に高次のリ
スク評価(より現実的な評価)を実施することが
一般的である 1,2).初期リスク評価では,主として
室内で実施される単一種の生物を用いた毒性試
験の結果(以下,必須データという.)が活用さ
れている.高次のリスク評価では,以下に示す手
法が有効であるとされている 3)
1)必須データに関する精査,
2)さらなる単一生物種試験の実施,
3)室内多生物種試験の実施,
4)野外試験の実施.
我が国の水産動植物登録保留基準の設定時に
外試験(以下, 高次試験という.
)について,試験
設計や試験結果を縦覧できる資料は認められな
い.
そこで本調査は,水産動植物に対する農薬の高
次リスク評価への利用が期待される高次試験の
国内における実施状況および試験内容について,
情報収集・整理を行い,高次試験に係る現状と課
題を俯瞰できるよう資料にまとめることを目的
は,魚類,甲殻類および藻類の 3 生物群の試験を
必須データとして評価を行っている 4).現行のリ
スク評価スキームでは,高次リスク評価に相当す
る評価は限定的であり,一部の試験生物種(コイ
とした.
なお,本調査では収集する文献を学術論文に限
定せず,都道府県の報告書,各種講演要旨等も文
献として位置づけ,幅広く情報収集を行った.
以外の魚種,ユスリカやヨコエビ等)について,
試験結果の不確実係数の設定や急性影響濃度の
補正への利用,環境中予測濃度の推定で第二段階
の予測値(物質の分解性等を考慮した,より精緻
な計算方法)を活用するにとどまっている.
現在,室内多生物種試験や野外試験の結果は評
価に利用されておらず,農薬の水生毒性評価のた
めの高次リスク評価手法の開発は,喫緊の課題と
なっている 5).
農薬の高次生態リスク評価は,生態系の構成要
素や文化が異なる欧米諸国の手法をそのまま取
調査方法
文献調査を実施する分野を以下の 4 項目(A-1,
A-2, B, C および D)に分類した.
A-1 さらなる単一生物試験種(水生植物)
A-2 さらなる単一生物試験種(水生植物以外)
B 室内多生物試験
C 野外試験
D バイオモニタリング
72
Google scholar,AGROPEDIA,J-STAGE 等イン
ターネット上でのキーワード検索を中心に情報
の収集を行った.収集した文献を読み込み,同様
の研究内容であるものは適宜とりまとめ,本稿で
表 2. 試験生物として報告のあった微細藻類
生物名
は代表的な文献を紹介したい.また,項目毎に試
験生物に焦点をおき情報を整理すると共に,水産
動植物に対する農薬の高次リスク評価への活用
という観点から考察した.
緑藻
Achnanthidium minutissimum
調査結果
調査の結果,延べ 101 件の文献を収集した.項
目別の内訳を表 1 に示す.以下,項目別に調査結
果の概要を示す.
淡
珪藻
水
A-1
さらなる単一生物試験種
(水生植物)
A-2
文献数(件)
22
藍藻
さらなる単一生物試験種
(水生植物以外)
26
緑藻
B
室内多生物試験
22
C
野外試験
27
D
バイオモニタリング
4
産
珪藻
ハプト藻
1. さらなる単一生物試験種
1.1. 水生植物
収集した 22 件のうち 14 件が藻類(淡水藻類 7
件, 海産藻類 7 件)
,8 件が高等水生植物に関する
文献であった.
OECD(Organisation for Economic Co-operation
and Development, 経済協力開発機構)における藻
類生長 阻害試験のテスト ガイドライン( 以下
8,9,10,11
8,10
Eolimna minima
8,10
Eolimna subminuscula
8,10
Fistulifera saprophila
8,10
Mayamaea atomus
8,10
8,10,11
Planothidium frequentissimum
8,10
Planothidium lanceolatum
8,10
Sellaphora seminulum
8,10
Merismopedia tenuissima
9,10
Pseudanabaena galeata
Spirulina platensis
海
6,7
Craticula molestiformis
Nitzschia palea
表 1. 収集した文献数
分野
Chlamydomonas reinhardtii
文献
番号
Dunaliella sp.
11
12
13,14
Chaetoceros gracilis
15
Nitzschia sp.
16
Pavlova lutheri
15
高等水生植物に関して,OECD には現在 Lemna
属ウキクサの生長阻害試験
(以下 TG221 という.
)
およびフサモの毒性試験(TG238 および TG239)
のガイドラインがある.いずれも被子植物(Lemna
属ウキクサ; 単子葉, フサモ; 双子葉)であり,供
試生物としては,TG221 では,2 種の Lemna 属ウ
キクサ(Lemna gibba(イボウキクサ), Lemna minor
(コウキクサ)
)
,TG238 および TG239 では,ホ
ザキノフサモ(Myriophyllum Spicatum)が推奨種
TG201 と い う .) で は 2 種 の 淡 水 緑 藻
( Pseudokirchneriella subcapitata お よ び
Desmodesmus subspicatus ), 1 種 の 淡 水 珪 藻
(Navicula pelliculosa)および 2 種の淡水藍藻
とされている.
文献調査の結果,被子植物としては,日本に生
息する Lemna 属ウキクサ 4 種,Spirodela 属ウキク
サ 1 種,Wolffia 属ウキクサ,エビモ,ジュンサイ
についての報告が認められた(表 3)
.供試生物の
多くは単子葉の植物であった.
被子植物以外では,シダ植物についての報告が
多く(表 3)
,文献で使用されていた各種浮遊植物
については,TG221 に準じた試験が実施できると
考えられた.
( Anabaena flos-aquae お よ び Synechococcus
leopoliensis)が供試生物として推奨されている.
文献調査の結果,OECD 推奨種以外で表 2 に示す
生物が TG201 に準じた試験の実施が可能である
と考えられた.また,TG201 に準じた試験の実施
はできないが,海産のノリ類や大型藻類の配偶体
を供試生物とした毒性試験法について報告が認
められた 17-19).
73
表 3. 試験生物として報告のあった高等水生植物
文献
生物名
被
子 単子葉
植
物
浮遊
双子葉
アオウキクサ(L. aoukikusa Beppu et Murata)
20
ホクリクアオウキクサ(L. aoukikusa Beppu et Murata subsp. hokurikuensis Beppu et Murata)
20
ナンゴクアオウキクサ(L. aequinoctialis Welw)
20
ムラサキコウキクサ(L. japonica Landolt)
20
ウキクサ(Spirodela polyrhiza)
21
ミジンコウキクサ(Wolffia globosa)
22
浮葉
エビモ(Potamogeton crispus)
23
沈水
ジュンサイ(Brasenia schreberi)
24
浮遊
シダ植物
番号
浮葉/抽水
抽水
オオアカウキクサ(Azolla japonica)
21,25,26
サンショウモ(Salvinia natans)
21,26,27
デンジソウ(Marsilea quadrifolia)
25
ミズニラ(Isoetes japonica)
25
これらの知見は今後検討が進められると考え
られる SSD(種の感受性分布)法による評価 5)で
の活用が期待される.
る河川中にも生息する生物であるトビケラ幼虫,
カゲロウ幼虫,トンボ幼虫,ホタル幼虫などを用
いた手法の活用が期待される.特にコガタシマト
ビケラを用いた毒性試験は,飼育法 35)および 1 齢
幼虫を用いた毒性試験法のマニュアル 36)が整備
されていることなどから,実用性の高い手法であ
ると考えられた.また,リスクコミュニケーショ
ンを円滑に進める(世間一般に理解されやすい)
という観点では,トンボやホタルを用いた評価も
有効であると考えられた.
1.2. 水生植物以外の生物
水生植物以外の生物の毒性試験に関する文献
として,26 件(日本環境毒性学会編集の生態毒性
試験ハンドブック 28)を除く)収集した.そのうち
20 件が水生昆虫に関する文献であった.本稿で
は,1)水生昆虫,2)両生類,3)その他に分類
して紹介したい(表 4)
.
1.2.2. 両生類
両生類については,カエルを用いた試験に関す
る文献およびサンショウウオを用いた試験が認
められた.試験に使用されていたカエルの種類
は,アフリカツメガエル(Xenopus laevis)49),エ
ゾアカガエル(Rena chensinensis)50),ニホンアマ
ガエル(Hyla japonica)51) であった.サンショウ
ウオについては,エゾサンショウウオ(Hynobius
retardatus) 50) が使用されている文献が認められ
た.
表 4. 収集した文献数(水生植物以外の生物)
分野
文献数(件)
1)
水生昆虫
20
2)
両生類
3
3)
その他
3
1.2.1. 水生昆虫
水生 節足動物の急性毒 性試験に関して は,
OECD では現在ユスリカ(Chironomus sp.)の遊泳
阻害試験(TG218 および TG219)のガイドライン
が採択されている.収集した文献 20 件のうち多
くが卵や幼虫期のみ水中で過ごす生活史の生物
(トビケラ, トンボ等)を扱ったものであった(表
5)
.
我が国における農薬の高次リスク評価への活
用という観点では,現行の評価法の評価地点であ
1.2.3. その他
貝類では,カワニナ(Semisulcospira libertina)
51)
,サカマキガイ(Physa acuta)51,52),マルタニ
シ(Cipangopaludina chinensis)51)を用いた毒性試
験の報告が認められた.その他,甲殻類のミズム
(Hydra
シ(Asellus hilgendorfii)52)や淡水性のヒドラ
74
表 5. 試験生物として報告のあった水生昆虫
分類
文献数(件)*
生物名
10
ウルマーシマトビケラ(Hydropsyche orientalis)28)
コガタシマトビケラ(Cheumatopsyche brevilineata)28- 36)
ホタルトビケラ(Nothopsyche ruficollis)28, 37, 38)
5
アオイトトンボ(Lestes sponsa)39)
アオモンイトトンボ(Ischnura senegalensis)28)
アキアカネ(Sympetrum frequens)40, 41)
アジアイトトンボ(Ischnura asiatica)28)
オニヤンマ(Anotogaster sieboldii)39)
キイトトンボ(Ceriagrion melanurum)39)
クロイトトンボ(Cercion calamorum)39)
タカネトンボ(Somatochlora uchidai)39)
チョウトンボ(Rhyothemis fuliginosa)39)
ナツアカネ(Sympetrum darwinianum)42)
マユタテアカネ(Sympetrum eroticum)39)
モノサシトンボ(Copera annulata)39)
カメムシ目
4
アサヒナコミズムシ(Sigara maikoensis)28, 43, 44)
オオコオイムシ(Diplonychus major)28, 45)
タガメ(Lethocerus deyrollei)28)
ヒメアメンボ(Gerris latiabdominis)28, 46)
ナベブタムシ(Aphelocheirus vittatus)28, 43)
マルミズムシ(Paraplea japonica)28, 43)
マルヒメツヤドロムシ(Zaitzeviaria ovata)43)
ミゾツヤドロムシ(Zaitzevia rivalis)43)
ハエ目
1
チカイエカ(Culex pipens morestus)28, 47)
カゲロウ目
-
エルモンヒラタカゲロウ(Epeorus latifolium)28)
シロタニガワカゲロウ(Ecdyonurus yoshidae)28)
シロハラコカゲロウ(Baetis thermicas)28)
コウチュウ目
1
ゲンジボタル(Luciola cruciata)28)
ヘイケボタル(Luciola lateralis)28, 48)
トビケラ目
トンボ目
*日本環境毒性学会編集の生態毒性試験ハンドブック 28)を除く
attenuata)53)を試験生物とした毒性試験の報告が
認められた.
その他,水産庁では漁場環境の保全と持続的な
水産魚介類の利用を目的に,各種海産生物に関す
る毒性試験指針を取りまとめている.また,環境
省ではマダイ(Pagrus major)およびクルマエビ
(Penaeus japonicus) を用いた急性毒性試験法の
開発が進んでいる 54).海産生物を用いた毒性試験
法については,眞道による総説 55)に詳しく記載さ
れているので,それを参照にされたい.
2. 室内多生物試験
単一種の生物を用いた試験では,その種に対す
る影響しか明らかにできない.そこで,生態系へ
及ぼす化学物質の影響評価に関し,多生物試験の
重要性が指摘されている.しかし,多生物試験は
試験手法の標準化が困難であること,結果の評価
法が確立されていない等の理由から,化学物質の
評価や規制への活用は進んでいない.
本項では,比較的規模の小さい試験系である室
内多生物試験について,国内における検討事例
(表 6)を紹介したい.
75
フラスコサイズで形成される微生物生態系(マ
イクロコズム)はその群集構成の違いにより,
Gnotobiotic 型 , Stress-selected 型 お よ び
Naturally-derived 型に分類される 56).このうち単
独培養で培養した生物種を組み合わせた,種構成
既知で個体数計測が可能な Gnotobiotic 型のマイ
クロコズムは,再現性が良く安定した試験系が確
立できるとされている.我が国における研究事例
を調査したところ,生産者,分解者,捕食者で構
築された Gnotobiotic 型のマイクロコズム(表 7)
の研究事例が多く認められた 56-68).また,マイク
ロコズムと類似した手法として,既知の複数種微
れた.
我が国における農薬の高次リスク評価への活
用という観点では,河川モデル生物膜を用いた試
験は,藻類に対する影響が懸念される農薬の高次
評価への活用が期待される手法であると考えら
れた.
3. 野外試験
化学物質の評価において,室内毒性試験だけを
用いた評価には様々な限界点があり,欧米では農
薬の生態リスク評価において,メソコスム(野外
モデル生態系試験)の活用が進んでいる.
これまで我が国においても事例は少ないもの
の農薬の影響評価に関する野外試験について検
討されている.本調査では,実際の水田を試験区
として調査した試験も野外試験と位置づけ情報
を収集した.国内で取り組まれた主な野外試験に
ついて,
試験区の構造別に分類し表 8 にまとめた.
農薬の高次リスク評価への活用という観点で
は,対照区の設定が可能なメソコスムおよび流水
型野外水系モデルが有用な手法であると考えら
れた.
国内で実施された野外試験のうち,国立環境研
究所で近年検討が進んでいるメソコスム試験,
生物から構成された河川モデル生物膜(藻類, 細
菌など微生物の集合体)を用いた評価手法が島根
大学のグループにより検討されていた 69-73).本研
究では,河川における生物膜の生態学的重要性に
着目し,珪藻と細菌で河川モデル生物膜を人工的
に構成し試験に用いていた(表 7)
.
その他,室内で多生物に対する影響を評価する
手法としては,野外より採取した底質(底泥に含
まれる休眠卵から孵化した動物プランクトン種
から構築)から発生した生物を用いる試験 74-76),
室内流水式水路で野外より採集した底生動物を
飼育し,被験物質を曝露する試験 77)などが認めら
表 6. 国内における室内多生物試験についての検討事例
研究事例
試験の概要
Gnotobiotic 型マイクロコズム
6-11 種の生物(生産者, 分解者, 捕食者)を使用した試験 56-68)
河川モデル生物膜
5-6 種の生物(生産者, 分解者)を使用した試験 69-73)
その他
・底質(底泥に含まれる休眠卵から孵化した動物プランクトン種から構
築)から発生した生物を用いる試験 74-76)
・室内流水式水路で野外より採集した底生動物を飼育し,被験物質を曝
露する試験 77)
表 7. 室内多生物試験で試験生物として報告のあった微生物
研究事例
Gnotobiotic
型マイクロ
コズム 56)
河川モデル
生物膜 73)
栄養段階
生物名
生産者
緑藻類 Chlorella sp., Scenedesmus sp. 藍藻類 Tolypothrix sp.
分解者
細菌類
Bacillus cereus, Pseudomonas putida, Acinetobacter sp., Coryneform bacteria
捕食者
繊毛虫類 Cyclidium glaucoma
輪虫類 Lecane sp., Philodina erythrophthalma
貧毛類 Aeolosoma hemprichi
生産者
珪藻類 Achnanthes minutissima, Nitzschia palea
分解者
細菌類 Pedobacter sp., Stenotrophomonas sp., Aquaspirillum sp.
76
表 8. 国内における野外試験についての検討事例
試験区の構造
メソコスム(水田式)78-84)
1 区の大きさ
水田型(人工水田, 流水)
8.32 m2(1.6 m×5.2 m)
試験期間
調査項目(生物)
約 4 ヶ月
動物プランクトン, 底生生物, 水生昆虫類, 試験生物の試験区内への導入(ヒメ
ダカ)
メソコスム(止水式)79, 85)
タンク型(止水)
直径 1.015 m(0.81 m2)
約 5 ヶ月
動物プランクトン, 底生生物, 付着生物, 水生動物(ホウネンエビや水生昆虫),
試験生物の試験区内への導入(ヒメダカ)
流水型水系モデル 186-89)
60 m2(3 m×20 m)
(河川を想定)
約 2 ヶ月
プランクトン, 付着藻類, 水生昆虫の個体数, 試験生物の試験区内への導入(ミ
ジンコ類, ヒメダカ)
流水型水系モデル 289-95)
10 m2(1 m×10 m)
(河川を想定)
約 2 ヶ月
付着藻類, 大型藻類(アオミドロ類), ウキクサ類, 水生植物(ヒルムシロ), ミジ
ンコ類などの個体数
4.8 m×4.8 m×0.7 m
約 3 ヶ月
クロロフィル, 植物プランクトンの個体数, 動物プランクトンの個体数など
直径 1 m×3.8 m(円柱)
1~2 ヶ月
クロロフィル, 植物プランクトン, バクテリア, 動物プランクトン, 底生動物
野外水田 199)
167 m2(1.67 a)
約 2 ヶ月
ミジンコ目, 昆虫類の個体数
野外水田 2100)
不明
約 5 ヶ月
水生昆虫の個体数
野外水田 3101)
不明
約 3 ヶ月
水生昆虫, クモ類, カエル幼生等の個体数
野外水田 4102)
50.4 m2(4.2 m×12 m)
約 1 ヶ月
ユスリカ類幼虫, 水生昆虫の密度, 試験生物の試験区内への導入(コオイムシ幼
虫)
野外水田 5103)
水田 51 または 72 枚
約 1 ヶ月
赤トンボ羽化殻数
長さ 100 m, 幅 23 cm
1~2 ヶ月
クロロフィル, 底生動物(残存数および流下数)
隔離水界(湖)96)
隔離水界(人工池)97, 98)
野外人工水路
97,104)
77
表 9. 野外試験(メソコスムおよび流水型野外水系モデル)の試験条件の比較
試験条件/試験の種類
メソコスム 83)
(国立環境研究所, 水田式)
メソコスム 85)
(国立環境研究所, 止水式)
流水型水系モデル 87)
(日本植物防疫協会)
流水型水系モデル 92)
(日本植物調節剤研究協会)
1 区の規模
8.32 m2
(1.6 m×5.2 m)
0.81 m2
(直径 1.015 m)
60 m2
(3 m×20 m)
10 m2
(1 m×10 m)
調査期間
約 4 ヶ月
約 5 ヶ月
約 2 ヶ月
約 2 ヶ月
生物調査の回数または頻度
13 回
1 回/2 週間
25 回
9回
被験物質
殺虫剤
(系内施用)
殺虫剤
(系内施用)
除草剤および殺虫剤
(系外施用)
除草剤
(系外施用)
植物プランクトン
×
×
○
○
動物プランクトン
○
○
○ミジンコ類の導入あり
○(ミジンコ類のみ)
水生昆虫類
○
○
○
×
底生生物
○
○
×
×
付着生物
×
○(動物)
○(藻類)
○(藻類)
調査
生物
水生植物
○
×
×
○
魚類
○試験区内へ導入(ヒメダカ)
○試験区内へ導入(ヒメダカ)
○試験区内へ導入(ヒメダカ)
×
農薬残留濃度分析
あり
あり
あり
あり
水質調査
濁度, pH, DO
濁度, pH, DO
pH, DO, クロロフィル a
濁度, pH, 全窒素, 全リン
78
pdf (Accessed 29 July, 2015)
日本植物防疫協会および日本植物調節剤研究会
で行われた流水型野外水系モデルについて,試験
規模,調査期間,調査生物等の試験条件について
比較した結果を表 9 に示す.
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4. バイオモニタリング
バイオモニタリングは,リアルタイムで生物反
応を監視し,環境リスクをモニタリングする手法
である.調査方法としては,細菌,細胞,酵素等
を用いた簡易検定法 105, 106)や生物個体を用いた方
法 107, 108)等様々な手法が示されている.
我が国の河川における実施例では,試験生物と
して,単細胞緑藻,ウキクサ等の水草,小型の淡
水エビ(ヌカエビ, Paratya compressa improvisa)
,
107,
カゲロウ幼虫を利用した報告が認められた
108)
.
バイオモニタリングは,農薬の登録前における
リスク評価への活用という観点では期待できる
手法ではないが,登録後の規制効果の評価などに
活用できる成果であることから本調査で情報収
集を行った.
お わ り に
本調査では,水産動植物に対する農薬の高次リ
スク評価への利用が期待される高次試験の国内
における実施状況について情報収集を行った.試
験生物に焦点をおき調査結果をまとめ,国内での
検討で扱いやすいと考えられる生物種について
確認した.本資料の情報がより合理的な評価シス
テムの確立につながれば幸いである.
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制-農薬編-, p198-207, アイピーシー, 2006.
90) 日本植物調節剤研究協会研究所: 平成 13 年
度農薬生態影響野外調査(モデル圃場試験)報
告書, 2002.
91) 日本植物調節剤研究協会研究所: 平成 14 年
度農薬生態影響野外調査(モデル水系試験)報
告書, 2003.
92) 日本植物調節剤研究協会研究所: 平成 15 年
度農薬生態影響野外調査(モデル水系試験)報
告書, 2004.
81
農薬ラベルの記載内容等に関する日本,米国および EU の比較
中野渡高之 1,荻野知美 1,上野敬規
1
2
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
2
農林水産省横浜植物防疫所東京支所
日本では農薬取締法 第 7 条に基づき,農薬の製造者または輸入者に対して農薬の容器に表示する事項が
定められている.この表示事項は農薬登録申請で提出した試験成績等に基づく登録検査の結果を反映したも
のであり,農薬使用者がその内容を遵守することにより,農薬の使用に伴う薬効や安全性が確保されること
になる.
本稿では,米国および EU の農薬の容器の表示事項等を調査し,日本の表示事項および内容との相違点を
整理した.
Keywords:農薬ラベル,農薬取締法,農薬取締法施行規則,連邦殺虫剤・殺菌剤・殺そ剤法,連邦規則集 第
40 条,指令 67/548EEC および 199/45/EC の改正および廃止並びに規則(EC)1907/2006 の改正の
ための化学物質とその混合物の分類,表示および包装に関する欧州議会および理事会規則(EC)
No 1272/2008,植物防疫剤に関するラベル表示事項のための欧州議会および理事会規則(EC)No
1107/2009 を遂行する規則(EU)No 547/2011
緒
言
1. 調査対象
1.1. 農薬ラベル表示に関する法律および規則
日本:
 農薬取締法 1)
 農薬取締法施行規則 2)
 農薬を販売する際の表示要領 3)
米国:
 連邦 殺虫剤・殺 菌剤・殺そ剤 法( Federal
Insecticide, Fungicide and Rodenticide Act(以
下「FIFRA」という.
)4)
 連邦規則集 第 40 条
(Title 40, Code of Federal
Regulations (以下「40 CFR」という.
)5)
 農薬登録通知(Pesticide Registration Notice
(以下「PR notice」という.
)6)
7)
 Label Review Manual
農薬ラベルは登録保持者にとって登録内容を
反映したものであり,使用者にとっては取扱説明
書である.また,表示されている事項は規制当局
の登録検査結果を反映したものとなっている.
このような農薬ラベルの表示事項は,農薬の品
質および薬効を確保するものだけでなく,使用者
が遵守すべき事項として,その登録に係る適用病
害虫の範囲およびその使用方法,人畜に有害な農
薬についてはその旨および解毒方法,水産動植物
に有害な農薬についてはその旨を記載しており,
これら表示事項はリスク管理措置のひとつに位
置づけられるものである.
各国における農薬ラベルの記載事項は,自国の
法律に基づいており,また,使用にあたっての注
意事項も,その申請内容および提出された試験成
績による評価の結果に基づくものであり,そのた
め,同じ農薬であっても国により農薬ラベルに記
載される内容は異なる.
EU:
 指令 67/548EEC および 199/45/EC の改正お
よび廃止並びに規則(EC)1907/2006 の改正
そこで,本調査では農薬ラベルの表示事項およ
び内容について,日本との違いを確認するため,
米国および EU での現状について調査した.
のための化学物質とその混合物の分類,表
示および包装に関する欧州議会および理事
会規則(EC)No 1272/2008(REGULATION
(EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN
調査対象および調査方法
PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 16
82
December 2008 on classification, labelling and
packaging of substances and mixtures, amending and repealing Directives 67/548/EEC and
1999/45/EC, and amending Regulation (EC) No
1907/2006)(以下「CLP 規則」という.
)8)
植物防疫剤に関するラベル表示事項のため
の 欧 州 議 会 お よ び 理 事 会 規 則 ( EC) No
1107/2009 を遂行する規則(EU)No 547/2011
(COMMISSION REGULATION (EU) No
547/2011 of 8 June 2011 implementing Regulation (EC) No 1107/2009 of the European Parliament and of the Council as regards labelling
requirements for plant protection products)(以
下「植物防疫剤ラベル表示規則」という.
)
三
登録に係る農薬の種類,名称,物理的化学的性状並
びに有効成分とその他の成分との別にその各成分
の種類及び含有量
四
内容量
五
登録に係る適用病害虫の範囲及び使用方法
六
第十二条の二第一項の水質汚濁性農薬に該当する
農薬にあつては,
「水質汚濁性農薬」という文字
九
引火し,爆発し,又は皮膚を害する等の危険のある
農薬については,その旨
十
貯蔵上または使用上の注意事項
十一
製造場の名称及び所在地
十二
最終有効年月
表 2. 米国の農薬ラベル表示事項(40 CFR part 156.10(a)(1))
i
The name, brand, or trademark under which the product
is sold
販売時における名称,ブランドまたは商標
ii
The name and address of the producer, registrant, or
person for whom produced
製造者または,登録保持者の名称および所在地
iii
iv
v
表 1. 日本の農薬ラベル表示事項(農薬取締法第 7 条)
二
水産動植物に有毒な農薬については,その旨
(Labeling Requirements for Pesticides and Devices,
以下「40 CFR 156」という.
)に定められており,
表示事項は 40 CFR 156.10 Labeling requirements
(a) General - (1) Contents of the label により 9 項目
が規定されている(表 2)
.
また,これらの法律および規則を所管する米国
環境保護庁(United States Environmental Protection
Agency,以下「EPA」という.)の農薬プログラ
ム部(The Office of Pesticide Programs)は農薬規
制の運用として, PR notice によって農薬ラベル表
示に関する情報も公表している.
調査結果
1. 農薬ラベルに関する規定の根拠と法律および
規則
1.1. 日本
日本における農薬ラベルの表示事項は農薬取
締法第 7 条により 12 項目が規定されている(表
1)
.
また,農薬取締法施行規則第 7 条および農薬を
販売する際の表示要領(15 生産第 2306 号農林水
産省生産局長通知)により表示方法等が規定され
ている.
その他に,日本における農薬ラベルには,毒物
及び劇物取締法および消防法に基づく表示がな
されている.
公定規格に適合する農薬にあつては,「公定規格」
という文字
八
により「農薬ラベル(Label)は農薬,装置,容器
または包装に文字で記述,印刷または図表で示す
か添付するもの.
」と定義されている.
農 薬 ラ ベ ル に つ い て は 40 CFR part 156
2. 調査方法
1.1.の法律および規則で規定されている表示事
項および農薬ラベルの表示内容について比較を
行う.
登録番号
人畜に有毒な農薬については,その旨及び解毒方法
1.2. 米国
米国における農薬ラベルは,
FIFRA 第 2 条(p)(1)
8)
一
七
vi
vii
viii
ix
83
The net contents
内容量
The product registration number
登録番号
The producing establishment number
製造場番号
An ingredient statement
成分に関する事項
Hazard and precautionary statements
危険有害性および使用上の注意
The directions for use
使用方法
The use classification(s)
使用分類
1.3. EU
EU では,植物防疫剤を含む化学製品全般の表
示に関する原則事項が CLP 規則により規定され
ており,植物防疫剤固有の表示事項については,
the concentration of each active substance expressed as
follows:
(i)
(ii) for other liquids/gel formulations, as % w/w and
g/l,
植物防疫剤ラベル表示規則により規定されてい
る.
EU における植物防疫剤のラベル表示に関する
事項は,植物防疫剤ラベル表示規則の付属書 I (1)
(iii) for gases, as% v/v and % w/w.
において植物防疫剤の容器包装に記載すべき事
項が規定されている(表 3)
.
d
If the active substance is a micro-organism, its content
shall be expressed as the number of active units per volume or weight or any other matter that is relevant to the
micro-organism, e.g. colony forming units per gram
(cfu/g);
各有効成分の含有量は以下のとおり表示する.
(i)
(iii) 気体は% v/v または% w/w
有効成分が微生物の場合は,体積または重量あたりの
活性単位数あるいは 1 g あたりのコロニー形成単位
(cfu/g)のような微生物に関係するその他の単位を
表示する.
the trade name or designation of the plant protection
product
植物防疫剤の商標または商品名
(以下「商標または商品名」
)
(以下「有効成分の含有量」
)
the name and address of the holder of the authorisation
and the authorisation number of the plant protection
product and, if different, the name and address of the
person responsible for the final packaging and labelling or
for the final labelling of the plant protection product on
the market
b
the net quantity of plant protection product given in: g or
kg for solid formulations, g, kg, ml or l for gases and ml
or l for liquid formulations
e
登録保持者の名称および所在地ならびに登録番号.異
なる場合は,最終包装およびラベル表示に責任を持つ
者の名称および所在地,または,市場に流通する植物
防疫剤の最終ラベルに責任を持つ者の名称および所
在地
固体製剤であれば g または kg,気体であれば g,kg,
ml または l および液体製剤であれば ml または l とし
て表示する植物防疫剤の内容量
(以下「内容量」
)
f
(以下「登録番号」および「登録保持者の名称および
所在地」
)
c
固体,エアゾル,揮発性液体(最高沸点 50℃)
または粘着性液体(20℃,1 Pa)は% w/w また
は g/kg
(ii) その他の液体またはゲルは% w/w または g/l
表 3. EU の植物防疫剤ラベル表示事項
(植物防疫剤ラベル表示規則 付属書 I (1))
a
for solids, aerosols, volatile liquids (maximum
boiling point 50 °C) or viscous liquids (lower limit
1 Pa s at 20 °C), as % w/w and g/kg,
g
the formulation batch number and production date
バッチ番号および製造日
information on first aid;
応急処置
the nature of any special risks to human or animal health
or to the environment, by means of standard phrases selected by the competent authority, as appropriate, from
those set out in Annex II
the name of each active substance expressed as provided
for in Article 10 (2.3) of Directive 1999/45/EC of the
European Parliament and of the Council with clear indication of the chemical form. The name must be as given in
the list contained in Annex VI to Regulation (EC) No
1272/2008 of the European Parliament and of the Council
or, if not included therein, its ISO common name. If the
latter is not available, the active substance shall be designated by its chemical designation according to IUPAC
rules
h
Annex II に提示された定型文で所管官庁によって指
示された人畜および環境の特別なリスクに基づく定
型文
(以下「人畜および環境の特別なリスクの情報」
)
safety precautions for the protection of human or animal
health or of the environment, in the form of standard
phrases selected by the competent authority, as appropriate, from those set out in Annex III
化学式が明らかであるものについては欧州議会およ
び理事会指令 1999/45/EC の第 10 条(2.3)で規定されて
いる各有効成分の名称.名称は欧州議会および理事会
規則(EC)1272/2008 の Annex VI の表に示すもの,
または,その中にない場合は,ISO 名としなければな
らない.ISO 名がない場合は,IUPAC 基準に従った化
学式を命名する.
i
Annex III に提示された定型文で所管官庁によって指
示された人畜および環境を保護するための使用上の
注意
(以下「人畜および環境を保護するための使用上の注
意」
)
(以下「有効成分の名称」)
j
the type of action of the plant protection product (e.g.
insecticide, growth regulator, herbicide, fungicide, etc.)
and the mode of action
農薬の用途別分類(例えば,殺虫剤,植物成長調整剤,
除草剤,殺菌剤等)および作用機作
k
the type of preparation (e.g. wettable powder, emulsifiable concentrate, etc.)
農薬の剤型(例えば,水和剤,乳剤等)
84
l
where necessary, the expiry date for normal conditions of
storage;
the uses for which the plant protection product has been
authorised and any specific agricultural, plant health and
environmental conditions under which the product may be
used or shall not be used
r
(以下「保管期限」
)
植物防疫剤の使用について,使用できる,または使用
できない具体的な作物,病害および環境条件
a prohibition concerning the re-use of packaging, except
by the authorisation holder and on condition that packaging has been specifically designed in order to allow re-use
by the authorisation holder;
directions for and conditions of use and the dose rate
including where appropriate the maximum dose per hectare per application and the maximum number of applications per year. The dose rate is expressed in metric units,
for each use provided for under the terms of the authorisation
m
s
使用方法,使用条件および使用量.これらは必要に応
じて,1 回の散布における 1ha 当たりの最大使用量お
よび年間最高使用回数を表示する.使用量は登録の条
件下で規定する各使用についてメートル法で表示す
る.
登録保持者によって再利用を可能にするために特別
な設計をしている容器以外は,容器の再利用に関する
禁止
(以下,
「容器の再利用の禁止」
)
any information required by the authorisation in accordance with Articles 31, 36(3), 51(5) or 54 of Regulation
(EC) No 1107/2009;
t
(以下「使用方法,使用条件および使用量」
)
where appropriate, the safety interval for each use between the last application:
(i)
必要に応じて,通常の条件下での保管期限
sowing or planting of the crop to be protected,
規則(EC) 1107/2009 第 31 条(認可の内容)
,36 条(3)
(認可のための審査)
,51 条(5)(マイナー使用への認
可の拡大)
,54 条(研究および開発)に従い認可を必
要とする情報
the categories of users allowed to use the plant protection
product, where use is limited to certain categories.
(ii) sowing or planting of succeeding crops,
u
(iii) access by humans or animals,
(iv) harvesting,
使用がある分類に制限される場合,植物防疫剤の使用
を認められた使用者の分類.
(以下,
「使用者分類」
)
(v) use or consumption
必要に応じて,以下の安全な期間
n
(i)
1.4. 日本,米国および EU の記載事項比較
日本,米国および EU での法律および規則で農
薬としてラベルに記載を要求している事項を比
較した結果を表 4 に示す.なお,記載事項は便宜
的に「基本情報」
,
「使用方法に関する情報」およ
び「その他」の 3 つの分野に分類した.
基本情報は農薬の品質および製造に関する事
項をまとめたもので,各地域によって表示事項が
異なっている.例えば,物理的化学的性状の記載
は日本のみで表示されている.また,その他成分
の記載は,日本では種類まで表示するものの,米
国 で は OTHER INGREDIENTS xx.x% ま た は
INERT INGREDIENTS xx.x%と表示し,その他成
分の具体的な種類まで表示しない.EU ではその
他成分の情報は表示しない.さらに,日本では製
造場の名称および所在地を表示するが,米国は製
造場番号で表示し,EU では製造場に関する情報
植物防疫剤の処理から保護される作物のは
種,定植までの期間
(ii) 植物防疫剤の処理から後作物のは種,定植ま
での期間
(iii) 処理から人畜による立入までの期間
(iv) 処理から収穫までの期間
(v) 処理から使用または加工までの期間
(以下「処理後の安全期間」
)
particulars of possible phytotoxicity, varietal susceptibility, and any other direct or indirect adverse side effects on
plants or products of plant origin together with the intervals to be observed between application and sowing or
planting of:
o
—
the crop in question, or
—
subsequent and adjacent crops;
植物毒性, 品種間の感受性および処理と以下の作物
のは種または定植の間の植物または植物由来の製品
に対する直接的または間接的悪影響
-該当作物または
-後作物および隣接して栽培する作物
(以下「薬害等に関する情報」
)
if accompanied by a leaflet, the sentence ‘Read accompanying instructions before use’;
p
を表示しない.
使用および管理に関する情報は,農薬の使用方
法やリスク管理措置に関する事項をまとめたも
ので,記載ぶりは異なるものの,各地域ともほぼ
冊子を添付する場合,(2)に示した事項を表示し,
「使
用前に添付している取扱説明書を読むこと」を記載す
る.
(以下「使用前に添付している取扱説明書を読む旨」)
同様の内容あった.
directions for appropriate conditions of storage, safe disposal of the plant protection product and of the packaging;
q
保管条件,植物防疫剤およびその容器の廃棄方法
(以下「保管条件および容器の廃棄方法」)
85
表 4. 日本,米国および EU での法律および規則で農薬としてラベルへの記載が要求されている事項の比較
日本
米国
EU
農薬取締法第 7 条
40 CFR 156.10
規則 (EU) No 547/2011 Annex I (1)
 登録番号
 登録番号

登録番号
-
 製造業者,登録保持者または製造者の

登録保持者の名称および所在地

商標または商品名
名称および所在地
 農薬の名称
 販売時における名称,ブランドまたは
商標
基本情報
 農薬の種類
-

農薬の剤型
-
-

農薬の用途別分類および作用機作
 物理的化学的性状
-
-
 内容量
 内容量

内容量
 有効成分とその他成分の種類および
 成分に関する事項

有効成分の種類

有効成分の含有量
含有量
使用方法に関する情 報
 製造場の名称および所在地
 製造場番号
-
-
-

バッチ番号および製造日
 最終有効年月
-

保管期限
 適用病害虫および使用方法
 使用方法

植物防疫剤の使用について,使用でき
る,または使用できない具体的な作
物,病害および環境条件

使用方法,使用条件および使用量

処理後の安全期間

応急措置

人畜および環境の特別なリスクの情
 人畜に有害な農薬については,その旨
および解毒方法
 危険有害性および使用上の注意
 水産動植物に有毒な農薬については,
その旨
報

 引火し,爆発し,または皮膚を害する
等の危険のある農薬については,その
旨
人畜および環境を保護するための使
用上の注意

薬害等に関する情報

使用者分類

使用前に添付している取扱説明書を
 貯蔵上または使用上の注意事項
 使用分類
読む旨
その他

容器の再利用の禁止

保管条件および容器の廃棄方法

規則(EC) 1107/2009 第 31 条(認可の
内容)
,36 条(3)(認可のための審査)
,
51 条(5)(マイナー使用への認可の拡
大)
,54 条(研究および開発)に従い
認可を必要とする情報
86
2. 米国ラベルの表示
2.1. ラベル形態および表示方法
米国ラベルは,日本のように容器にラベルが取
り外されないよう貼付して表示する形式以外に,
容器から取り外しができるブックレット形式(以
下「booklet ラベル」という.
)またはその他の取
り外し形式(以下「pull-off ラベル」という.
)の
ラベルも認められている.
これら booklet ラベルおよび pull-off ラベルは容
器表面に見える表示と容器から見えない表示に
なってしまう.そこで,40 CFR 156.10 では booklet
ラベルおよび pull-off ラベルであっても容器表面
に表示しなければならない事項を定めている(表
5)
.また,booklet ラベルおよび pull-off ラベルで
あってもラベル中に表示しなければならない事
項を定めている(表 6)
.
表 6. booklet ラベルおよび pull-off ラベル内側に表示してよい事
項
Name and address of the producer, registrant, or person
for whom produced
i
ii
iii
iv
vi
ければならない事項
viii
Name and address of the producer, registrant, or person
for whom produced
iii
iv
vi
ix
viii
該当する場合は,使用制限事項
x
名称,銘柄または登録商標
Ingredient Statement
成分に関する事項
注意喚起,ドクロマークを含む注意喚起のいずれか
が要求された場合
“Keep Out of Reach Of Children” (KOROC)
小児の手の届くところに置かない旨の表示
人および家畜等飼育動物に対する危険有害性を含
む注意事項
成分に関する事項
注意喚起,ドクロマークを含む注意喚起のいずれか
が要求された場合
“Keep Out of Reach Of Children” (KOROC)
「小児の手の届くところに置かない」の表示
人および家畜等飼育動物に対する危険有害性を含
む注意事項
EPA Registration Number and EPA Establishment
Number
Direction for use
使用方法
表 7. 容器の表示位置と表示事項
EPA Registration Number and EPA Establishment
Number
表示
位置
表示事項
Restricted Use Pesticide Statement
Storage and Disposal Statements
該当する場合,使用制限事項
保管および廃棄事項
Product Name, Brand or Trademark
Referral Statement to Directions for Use in booklet, if
any
名称,銘柄または登録商標
小冊子中の使用方法に対する照会事項
xi
Ingredient Statement
2.2. 容器における表示位置
容器における表示位置は,ラベル形式のいかん
にかかわらず 40 CFR 156.10 (a) (4) (i)および(ii)で
定めている(表 7)
.
表示 事項は,容器表面 の見える位置の 正面
(Front panel)に表示しなければならない事項,
容器表面の正面または背面(Front or Back panel)
に表示しなければならない事項およびブックレ
ット形式等のラベル内(Back panel)に表示して
よい事項が定められている.
Product Name, Brand or Trademark
登録番号および製造場番号
ix
名称,銘柄または登録商標
Restricted Use Statement (if required)
Precautionary Statements, including Hazards to Humans
and Domestic Animals
vii
Product Name, Brand or Trademark
登録番号および製造場番号
製造業者,登録保持者または製造者の名称および所
在地
Signal Word, including Skull & Crossbones, if either are
required
v
該当する場合は,使用制限事項
Precautionary Statements, including Hazards to Humans
and Domestic Animals
表 5. booklet ラベルおよび pull-off ラベルの容器表面に表示しな
ii
Restricted Use Statement (if required)
Signal Word, including Skull & Crossbones, if either are
required
v
vii
i
製造業者,登録保持者または製造者の名称および所
在地
正面
Net weight or measure of contents
Ingredient Statement
成分に関する事項
“Keep Out of Reach of Children” (KOROC) Statement
内容量
小児の手の届くところに置かない旨の表示
Signal Word
注意喚起
87
表示
位置
なる.
はじめに,Signal Word の分類に先立ち,
「急性
経口毒性」
,
「急性経皮毒性」
,
「急性吸入毒性」
,
「眼
刺激性」および「皮膚刺激性」の 5 つ毒性試験結
果から,毒性の高い順に毒性分類 I から IV に分
類する(表 8)
.なお,これは 40 CFR 156.60 で定
められている.
次に,もっとも高い毒性分類に応じて製剤全体
の毒性を決定し,「Danger」,「Warning」および
「Caution」を表示する.例えば,もっとも高い毒
性分類 I である場合は「Danger」
,毒性分類 II で
ある場合は「Caution」
,毒性分類 III である場合は
「Warning」を表示する.なお,すべて毒性分類
IV である場合は Signal Word を表示は求められな
い.
その他に,急性経口毒性,急性経皮毒性および
急性吸入毒性が毒性分類 I に該当する場合または
特定物質が含まれる(例えば,メタノールが 4%
以上)場合は「Danger」
,「Poison」およびドクロ
マークを表示する.毒性分類と Signal Word の表
示例を表 9 に示す.
表示事項
First Aid
応急処置
“Skull & Crossbones” Symbol and the word “POISON”
該当する場合,ドクロマークと「POISON」の表示
Net Contents/Net Weight
内容量
EPA Registration Number & Establishment Number
正面
登録番号および製造場番号
また
は
Company Name & Address
背面
Mode of Action Numerical Classification Symbol
会社名および所在地
作用機作分類の記号
Precautionary Statements
使用上の注意
Directions for Use
使用方法
背面
Storage and Disposal
保管および廃棄方法
Warranty Statement
保証の免責事項
Worker Protection Labeling
作業者保護に関する表示
2.3. 使用上の注意事項
使用上の注意事項は 40 CFR 156.10 (h)で規定さ
れている事項であるが,具体的な記載内容は 40
CFR 156 subpart D,E および K(40 CFR 156.60 か
ら 156.85 および 156.200 から 156.212)で定めら
れている.
ラベル表示にあたり,頭書きに「Precautionary
statements」と表示する.
使用上の注意事項を構成するものは,日本の農
薬ラベルと同様に「応急処置」
,
「人に対する注意
事項」
,
「使用者に対する注意事項」および「環境
に対する注意事項」があり,日本ラベルにないも
のとしては「小児の手の届くところに置かない旨
の表示(Keep Out of Reach Of Children)
」がある.
2.3.1. 毒性分類と Signal Word
Signal Word は使用者へ取扱いの注意喚起とし
て,製剤の毒性を一語で表すもので,40 CFR
156.64 で定められている.
Signal Word の 表 示 位 置 は ラ ベ ル 正 面 に
「DANGER」
,
「WARNING」または「CAUTION」
と表示する.
Signal Word の分類方法の概要は以下のように
88
表 8. 米国における毒性分類
毒性分類 I
毒性分類 II
毒性分類 III
毒性分類 IV
急性経口毒性(LD50)
50 mg/kg 以上
> 50~500 mg/kg 以下
> 500~5000 mg/kg 以下
> 5000 mg/kg
急性経皮毒性(LD50)
200 mg/kg 以上
> 200~2000 mg/kg 以下
> 2000~5000 mg/kg 以下
> 5000 mg/kg
急性吸入毒性(LC50)
0.2 mg/L 以上
> 0.2~2 mg/kg 以下
> 2~20 mg/kg 以下
> 20 mg/kg
腐食性
腐食性
腐食性
腐食性
あり
なし
なし
なし
角膜混濁
角膜混濁
角膜混濁
角膜混濁
未回復(7 日間)
回復(7 日間)
なし
なし
眼刺激性
皮膚刺激性
腐食性あり
炎症
炎症
炎症
7 日間以上継続
7 日以内に回復
なし
重度の炎症
中程度の炎症
軽度の炎症
表 9. 米国における毒性分類および Signal Word の分類例
例1
例2
例3
例4
例5
例6
例7
急性経口毒性(LD50)
IV
IV
III
II
IV
IV
III
急性経皮毒性(LD50)
IV
III
IV
III
III
IV
IV
急性吸入毒性(LC50)
IV
IV
IV
I
III
III
IV
眼刺激性
IV
III
II
II
I
I
III
皮膚刺激性
4
III
III
IV
III
II
II
特定物質※1 の含有
IV
×
×
×
×
○
○
Caution
Warning
Danger
Danger
Danger
Danger
Poison
Poison
Signal Word
-
※2
Poison
表中の時計数字は毒性分類
太字部分が Signal Word を決定する毒性分類,下線部分が Signal Word で「Danger」,「Poison」およびドクロマークを示す根拠を示す.
※1 特定物質とは例えばメタノールを 4%以上含有する場合
※2 表示する必要はない.登録保持者が任意で表示する場合は「Caution」と表示する.
2.3.2. KOROC 表示
KOROC とは,
「Keep Out of Reach of Children」
(小児の手の届くところに置かない)の略でその
表示は 40 CFR 156.60 に定められている.
表示位置は「Keep Out of Reach of Children」と
して Signal Word の上に表示しなければならない.
ただし,農薬が小児に直接曝露するおそれがな
いと認められる場合は,KOROC はラベルに表示
しない.
Practical Treatment」と表示する.なお,EPA 当局
は「First Aid」と表示することを推奨している.
表示位置は,いずれかの毒性分類 I である場合
はラベル正面に記載するが,それができない場合
はラベル正面に「See first aid/statement of practical
treatment on back panel」を表示し,ラベル背面に
応急処置を記載する.毒性分類 II または III であ
る場合は,ラベルの見える位置に表示する.なお,
すべて毒性分類 IV である場合は表示する必要は
ないが,登録保持者が任意で記載することを認め
ている.
応急処置に関する事項は,2.3.1 項で述べた各毒
性分類に応じ,PR notice 2001-1(First Aid State-
2.3.3. 応急処置
応急処置(First Aid)は 40 CFR 156.68 で定めら
れている.
頭書きは「First Aid」または「Statements of
ments on Pesticide Product Labels)で定められてい
89
る.例として,急性吸入毒性に関する注意事項を
表 10 に示す.
表示位置は容器の見える位置でなければなら
ない.
注意事項は 2.3.1 項で述べた各毒性分類に応じ,
定型文を定めている.例として,急性吸入毒性に
関する注意事項を表 10 に示す.
なお,メタノールを 4 %以上含有する製品は
「Methanol may cause blindness(メタノールによっ
て失明するおそれがあるので注意すること)」を
表示する.
2.3.4. 人に対する注意事項
人に対する注意事項は 40 CFR 156.70 で表示方
法が規定されている.
頭書きは「Precautionary statements」と表示した
章の中に「Hazards to Humans and Domestic Animals」 と 表示 する .た だ し, 家畜 等飼 育 動物
(Domestic Animal)に曝露するおそれがない場合
は「Hazards to Humans 」と表示する.
表 10. 米国における人に対する注意事項および毒性分類の記載例(急性経口毒性)
毒性
応急処置
分類
If swallowed:
Fatal if swallowed. Wash thoroughly with soap and water after handling and
–
before eating, drinking, chewing gum, using tobacco or using the toilet.
Call a poison control center or doctor immediately
I
for treatment advice.
II
人に対する注意事項
 飲み込んだ場合,死亡する.農薬使用後および飲食前,喫煙前また
–
Have person sip a glass of water if able to swallow.
–
Do not induce vomiting unless told to by a poison
May be fatal if swallowed. Wash thoroughly with soap and water after handling
control center or doctor.
and before eating, drinking, chewing gum, using tobacco or using the toilet.
–
Do not give anything to an unconscious person.

飲み込んだ場合:

中毒情報センターまたは医師へ直ちに処

飲み込むことができる場合は,コップ一
はトイレを使用する前に石けんでよく洗う.
 飲み込んだ場合,死亡するおそれがある.農薬使用後および飲食前,
喫煙前またはトイレを使用する前に石けんでよく洗う.
置の助言を受ける.
杯の水を少しずつ飲ませる.
III

中毒情報センターまたは医師が助言しな
い限り,吐き出させない.

before eating, drinking, chewing gum, using tobacco or using the toilet.
 飲み込んだ場合,害を及ぼす.農薬使用後および飲食前,喫煙前ま
たはトイレを使用する前に石けんでよく洗う.
意識のない人は何もしない.
表示しなくてよい.表示する場合は毒性分類 I から
IV
Harmful if swallowed. Wash thoroughly with soap and water after handling and
表示しなくてよい.表示する場合は毒性分類 III の注意事項を記載する.
III の応急措置を登録保持者が選択して記載する.
2.3.5. 使用者に対する注意事項
使用者に対する注意事項は 40 CFR 170(Worker
あたっての推奨事項(User Safety Recommendation)
」の 4 事項で構成されている.
頭書きは「Precautionary statements」と表示した
章の「Hazards to Humans and Domestic Animals」と
表示した節の中に表示する.
注意事項は 40 CFR 170 に基づき表示するが,
40 CFR 156 で規定されている「防護装備に関する
注意事項(Personal Protective Equipment)
」を表 11
に示す.
Protection Standard)で使用者の防護措置について
規定され,そのラベル表示を 40 CFR 156 subpart K
(40 CFR 156.200 から 156.212)で定めている.
使用者に関する注意事項は「防護装備(Personal
Protective Equipment(以下「PPE」
)」
,「防護装備
の洗浄(Statements for Contaminated PPE)
」
,
「使用
時の注意(Engineering Control)
」および「使用に
90
表 11. 米国における防護装備に関する注意事項および毒性分類
各毒性分類に応じて,防護装備を決定し,注意事項とする.
毒性分類 I
急性経皮毒性
毒性分類 II
毒性分類 III
毒性分類 IV
Coveralls worn over
Coveralls worn over
Long-sleeved shirt and
Long-sleeved shirt and
および
long-sleeved shirt and long
short-sleeved shirt and
long pants
long pants
皮膚刺激性※1
pants
short pants
 作業服
 作業服
 長袖シャツおよび長
 長袖シャツおよび半
ズボン
Socks
Socks
 くつ下
Chemical-resistant
wear
footwear
 化学防護靴
 くつ下
Shoes
Shoes
 靴
 靴
Waterproof or Chemical-
Waterproof or Chemical-
Waterproof or Chemical-
resistant Gloves
resistant Gloves
resistant Gloves
 耐水または化学防護
手袋
 耐水または化学防護
 耐水または化学防護
手袋
No minimum※2
 なし
手袋
Respiratory protection
Respiratory protection
device
device
 呼吸器保護装置
眼刺激性
ズボン
Socks
 くつ下
Chemical-resistant foot-
 化学防護靴
ズボン
 長袖シャツおよび長
ズボン
Socks
 くつ下
急性吸入毒性
 長袖シャツおよび長
 呼吸器保護装置
Protective eyewear
Protective eyewear
 保護メガネ
 保護メガネ
No minimum※2
 なし
No minimum※2
 なし
※2
No minimum
 なし
No minimum※2
 なし
※1
急性経皮毒性および皮膚刺激毒性が異なる毒性分類の場合,毒性が高い(毒性分類の番号の小さい)防護装備を表示する.
※2
毒性および暴露経路から最低限の防護装備の表示をしないものの,農薬によっては当局が表示を要求する場合がある.
2.3.6. 環境に対する注意事項
環境に対する注意事項は 40 CFR 156 subpart E
ばならない.
注意事項は環境毒性および環境影響に関する
試験結果より定型文が定められている.例とし
て,標的外生物(non-target organisms)の注意事
項を表 12 に示す.
(40 CFR 156.80 および 156.85)で定めている.
頭書きは「Precautionary statements」と表示した
章の中に「Environmental Hazards」と表示する.
表示位置は容器の見える位置に表示しなけれ
表 12. 米国における標的外生物に対する注意事項の例
基準
注意事項
鳥類およびほ乳類
急性経口毒性(ほ乳類)
LD50 ≤ 100mg/kg
This pesticide is toxic to mammals.
 ほ乳類に対して毒性あり.
急性経口毒性(鳥類)
LD50 ≤ 100mg/kg
亜急性経口投与毒性(鳥
LC50 ≤ 500 ppm
This pesticide is toxic to birds.
 鳥類に対して毒性あり.
類)
91
水産動植物
魚類急性毒性
LC50 ≤ 1 ppm
その他水生生物
EC50 ≤ 1 ppm
カキまたはエビ
EC50 ≤ 1 ppm
This pesticide is toxic to fish and aquatic invertebrates.
 魚類および水生無脊椎動物に毒性あり.
This pesticide is toxic to oysters and shrimp.
 カキまたはエビに毒性あり.
2.3.7. 物理的化学的性状に関する注意事項
物理的化学的性状に関する注意事項は引火性
または可燃性のおそれのある農薬(例えば,エア
ゾル剤または乳剤等)に表示するもので,40 CFR
156.78 で定めている.
頭書きは「Precautionary statements」と表示した
章の中に「Physical or Chemical Hazards」と表示す
る.
表示位置は「Hazards to Humans and Domestic
Animals」および「Environmental Hazards」後でな
ければならない.
注意事項は物理的化学的性状に関する試験結
果より定型文が定められている.注意事項を表 13
に示す.
表 13. 米国における物理的化学的性状に関する注意事項
基準
注意事項
エアゾル製品
発火点が 20 ºF(-7 ℃)未満の場合
Extremely flammable. Contents under pressure. Keep away from fire, sparks, and heated
surfaces. Do not puncture or incinerate container. Exposure to temperatures above 130 ºF
may cause bursting.
 極めて高い引火性あり.内部に圧力がかかっているので取扱注意.火気厳禁.
容器を焼却しないまたは穴を空けない.130ºF(55℃)以上で爆発するおそれ
あり.
発火点が 20ºF(-7 ℃)以上 80ºF(27 ℃)の
Flammable. Contents under pressure. Keep away from heat, sparks, and open flame. Do
場合
not puncture or incinerate container. Exposure to temperatures above 130 ºF may cause
または
bursting.
噴炎口から 6 インチ(約 15 cm)離れた位置
から,火炎長がさらに 18 インチ(約 47 cm)
 引火性あり.内部に圧力がかかっているので取扱注意.火気厳禁.容器を焼却
しないまたは穴を空けない.130ºF(55℃)以上で爆発するおそれあり.
以上となる場合
上記以外の場合
Contents under pressure. Do not use or store near heat or open flame. Do not puncture or
incinerate container. Exposure to temperatures above 130 ºF may cause bursting.
 内部に圧力がかかっているので取扱注意.火気の近くで使用または保管しな
い.容器を焼却しないまたは穴を空けない.130ºF(55℃)以上で爆発するお
それあり.
エアゾル製品以外の農薬
発火点が 20ºF(-7 ℃)未満
Extremely flammable. Keep away from fire, sparks, and heated surfaces.
発火点が 20 ºF (-7 ℃)以上 80 ºF (27 ℃)
Flammable. Keep away from heat and open flame.
 極めて高い引火性あり.火気厳禁.
未満の場合
発火点が 80 ºF (27 ℃)以上 150 ºF (66 ℃)
未満の場合
 引火性あり.火気厳禁.
Combustible. Do not use or store near heat or open flame.
 可燃性あり.火気の近くで使用または保管しない.
92
2.4. 使用方法
使用方法は 40 CFR 156.10 (i)で表示事項が定め
られている.
頭書きは「Direction For Use」と表示する.
ラベル表面の表示内容は,
「Restricted Use Pesticide」および使用を制限する理由を表示し,使用
を制限する農薬の取扱いを認めた使用者にのみ
販売・使用できない旨を四角囲みにして表示をす
る(図 1)
.
ま た , 頭書 き 「 Direction for use 」 の下 に も
「Restricted Use Pesticide」と表示する.
使用方法を構成するものは,日本ラベルと同様
に「適用内容」を示したものがあり,日本ラベル
にないものとしては「使用分類(use classification)
」
,
「薬剤抵抗性病害虫の発生防止に関する表
示」,「薬剤の調製手順」,「灌注および散布の表
示」
,
「絶滅危惧種法に関する表示」等がある.
図 1. ラベル正面への RUP 表示例
RESTICTED USE PESTICIDE
Due to acute oral, dermal and inhalation
2.4.1. 適用内容および処理方法に関する表示
適用内容および処理方法に関する表示は 40
CFR 156.10 (i)の(2) (iii)から(vii)に定められている
適用作物,適用病害虫,使用量,使用方法および
使用時期等を表示するものである.しかし,具体
的な記載内容は定められておらず,使用者に必要
な情報を表示するようになっている.
表示形式は,日本と同様に表形式での表示以外
に,箇条書き形式および文章形式があり,登録保
持者が当局に申請をし,登録されたものがラベル
に表示される.
For retail sale to and use only by Certified Applicator or persons under their direct supervision and only for uses covered
by the Certified Applicator’s certification.
薬剤抵抗性病害虫の発生防止に関する表
示
薬剤抵抗性病害虫の管理に関する表示は,40
CFR 156.10 に定められておらず,任意の表示事項
としており,ラベル表示については PR notice
2001-5(Guidance for Pesticide Registrants on Pesticide Resistance Management Labeling)で定められ
ている.
ラベルには,農薬の作用機作別に分類したコー
ドおよび薬剤抵抗性病害虫の発生防止に関する
助言事項を表示する.
農薬の作用機作別に分類したコードは,殺菌
剤,殺虫剤および除草剤ごとに,薬剤の交叉耐性
のあるグループに分類したもので,薬剤の体系防
除および同じ分類の薬剤を連続使用したことに
よる薬剤抵抗病害虫の発生を防ぐ目的で作用機
作分類コードをラベル表示している.なお,作用
機作分 類コードは農薬企 業の国際団体で ある
CropLife International の対策委員会において取り
まとめられている.
作用機作分類コードの表示位置は,ラベル正面
に表示されている(図 2)
.
日本ラベルでは米国ラベルのように有効成分
を作用機作ごとに分類はしていないものの,作用
性の異なる薬剤を輪番で使用する旨の注意事項
を表示している.
2.4.3.
2.4. 2. 使用分類
使用分類に関する表示は,40 CFR 156.10 (i)の
(2) (ii)および(j)で定められている.
40 CFR 156.10 (i)では主に農薬の使用目的以外
で使用することを禁止する旨の表示を定めてい
る.
40 CFR 156.10 (j)では広く一般に使用できる農
薬(General Use Pesticide)および使用を制限す
る農薬(Restricted Use Pesticide(以下「RUP」と
いう.
)の表示について定めている.
これら農 薬の分類 は 40 CFR 152(Pesticide
Registration and Classification Procedures) subpart I
で定められており,RUP は EPA のホームページ
9)
で閲覧することができる.なお,RUP を流通,
販売および使用するには免許が必要であり,流通
および販売は州当局へ登録した後に,また使用は
州当局の講習を受けた後に資格が付与される.
使用を制限する農薬の表示は,40 CFR 156.10 (j)
(2)および PR notice 93-1(Statement of Restricted
Use Classification)で定められている.
表示位置はラベル表面の一番上および頭書き
「Direction for use」の下の 2 ヵ所に表示する.
93
用に際しては EPA 当局に照会する旨の表示が定
められている.また,農薬を使用してはならない
州および該当地域が明示されている.
図 2. 作用機作分類の表示例
作用機作分類が 1 つの場合
GROUP
2
FUNGICIDE
3. EU ラベルの表示
3.1. ラベル形態
EU の農薬ラベルは容器からラベルがはがれな
いよう貼付して表示する形式以外に,折りたたみ
式のリーフレット形式(fold-out leaflet)および取
り外し可能なリーフレット形式(separate or detachable leaflet)が認められている.
これらリーフレット形式は容器表面から見る
ことができない部分があり,そのため,リーフレ
ットに表示してよい事項が植物防疫剤ラベル表
示規則 Annex I (2)で定められている(表 3 の m, n,
o, q, r および t)
.
作用機作分類が異なる混合剤の場合
GROUP
2
1
HERBICIDE
殺虫殺菌剤の場合
GROUP
1
FUNGICIDE
GROUP
2
INSECTICIDE
また,薬剤抵抗性病害虫の発生防止に関する助
言事項は,頭書きに「Direction for use」とある章
の中に「Resistance Management Recommendation」
と表示する.なお,一般的な表示事項の例が PR
notice 2001-5 に示されている.
3.2. 使用者分類
植物防疫剤ラベル表示規則 Annex I (2) u におい
て使用者分類(The categories of users)の表示を規
定しているが,使用者分類は農業者(Professional
uses)および家庭園芸使用者(Amateur uses)を分
類している.
2.4.4. 散水機または散布機処理に関する表示
米国では灌漑同時処理(Chemigation)に関する
使用方法について表示するよう PR notice 87-1
(Label Improvement Program for Pesticides Applied
through Irrigation Systems (Chemigation))で定めら
れている.
表示内容は灌漑同時処理をしてはいけない場
合はその旨を表示し,灌漑同時処理がをできる場
合は使用可能な灌漑設備,不適切な灌漑同時処理
行った場合の影響,灌漑同時処理の器具を誤って
公共用水設備に接続した場合の危害,毒性分類 I
に該当する農薬の灌漑同時処理で取り扱う場合
の注意事項等が表示される.
PR notice で灌漑同時処理以外に使用方法に関
する表示は定められていないものの,EPA 農薬プ
ログラム部は,散布機でのドリフトの軽減策につ
いて表示するよう求めているため,ドリフト軽減
に関する表示がなされている.
3.3. 使用上の注意
使用上の注意は CLP 規則および植物防疫剤ラ
ベル表示規則で定められている.
化学物質全般に共通する注意事項は CLP 規則
で定められ,植物防疫剤固有の注意事項は植物防
疫剤ラベル表示規則で定められている.
3.3.1. 毒性分類,Signal Word および GHS 表示
米国と同じく EU においても毒性分類および
Signal Word が CLP 規則 Annex I で定められてい
る.
EU の CLP 規則は国連が定めた「化学品の分類
および表示に関する世界調和システム(Globally
Harmonized System of Classification and Labelling of
Chemicals (以下「GHS」という.)
)
」の図表示に
基づいている.
なお,EU における毒性分類および Signal Word
2.4.5. 絶滅危惧種法に関する表示
米国では絶滅危惧種法(Endangered Species Act)
に基づき,絶滅危惧種に影響を及ぼすおそれのあ
る農薬について必要な表示が定められている.
表示位置は「Direction for use」章のはじめに
「Endangered Species Protection Requirements」と表
示し,絶滅危惧種に影響を及ぼす農薬であり,使
は米国とは異なる.例えば,米国では急性毒性,
眼刺激性および皮膚刺激性から最も毒性の高い
毒性を総合的な毒性としていたが,EU は急性毒
性,眼刺激性および皮膚刺激性それぞれについて
94
評価している.
EU の急性毒性に応じた毒性分類と Signal Word
および GHS 表示を表 14 および 15 に示す.
表 14. EU における毒性分類
急性経口毒性(LD50)
毒性分類 1
毒性分類 2
毒性分類 3
毒性分類 4
5 mg/kg 以下
> 5~50 mg/kg 以下
> 50~300 mg/kg 以下
> 300~2,000 mg/kg
以下
急性経皮毒性(LD50)
5 mg/kg 以下
> 5~200 mg/kg 以下
> 200~1,000 mg/kg
> 1000~2,000 mg/kg
以下
以下
> 500~2,500 ppmV
> 2,500~20,000 ppmV
以下
以下
急性吸入毒性(LC50):暴露経路に応じて基準値が異なる
ガス※1
100 ppmV 以下
ガスおよび蒸気の
> 100~500 ppmV 以下
0.5 mg/L 以下
> 0.5~2 mg/L 以下
> 2~10 mg/L 以下
> 10~20 mg/L 以下
0.05 mg/L 以下
> 0.05~0.5 mg/L 以下
> 0.5~1 mg/L 以下
> 1~5 mg/L 以下
※2
混合気体
蒸気または粉じん
※2
※1
体積濃度(ppmV)
※2
体積あたりの化学物質の吸入量(mg/L)
表 15. EU における急性毒性の毒性分類に応じた Signal Word,GHS 表示
Signal Word および GHS 表示は植物防疫剤の各急性毒性から総合的に評価をして,毒性分類を決定する.
Signal Word
毒性分類 1
毒性分類 2
毒性分類 3
毒性分類 4
Danger
Danger
Danger
Warning
GHS 表示
3.3.2. 人に対する注意事項
人に対する注意事項は CLP 規則 Annex I の 3
および植物防疫剤ラベル表示規則 Annex II およ
皮膚感作性,変異原性,発がん性,催奇形性等の
毒性に応じて毒性分類,Signal Word,GHS 表示お
よび注意事項を定めている.たとえば,急性吸入
毒性に応じた注意事項を表 16 に示す.
一方,植物防疫剤ラベル規則では加盟国ごとに
使用者に対する適切な防護装備を表示する旨定
められているほかに,作業状況に応じた注意事項
を定められている(表 17)
.
び III で定められている.
表示 内容は化学物質全 般に共通する事 項は
CLP 規則,植物防疫剤固有のものは植物防疫剤ラ
ベル表示規則によって定められている.
CLP 規則では急性毒性,皮膚刺激性,眼刺激性,
95
表 16. EU における急性吸入毒性の毒性分類に応じた,人に対する注意事項
EU の注意事項は人に対する危険有害性,予防措置および応急処置の注意事項に大別されている.
毒性分類 1
注意事項
毒性分類 2
毒性分類 3
Fatal if inhaled
Toxic if inhaled
Harmful if inhaled
 吸入すると死亡するおそれあり.
 吸入すると中毒を引き
 吸入すると害を及ぼすおそれ
起こすおそれあり.
予防措置
毒性分類 4
あり.
Do not breathe dust/fume/gas/mist/vapours/spray.
Avoid breathing dust/fume/gas/mist/vapours/spray.
 有害なダスト/ガス/蒸気等を吸入しないこ
 有害なダスト/ガス/蒸気等の吸入を避けること.
と.
Use only outdoors or in a well-ventilated area.
 屋外で使用すること.または,十分に換気した場所で使用す
Use only outdoors or in a well-ventilated area.
 屋外で使用すること.または,十分に換気
ること.
した場所で使用すること.
Wear respiratory protection.
 防護マスクを着用すること.
応急処置
IF INHALED: Remove victim to fresh air and keep at rest in a position comfortable
IF INHALED: Remove victim to
for breathing.
fresh air and keep at rest in a
 吸入した場合:
position comfortable for breathing.
空気の神聖な場所に移動し,呼吸しやすい姿勢で安静にさせること.
Call a POISON CENTER or doctor
Immediately call a POISON CENTER or doctor.
if you feel unwell.
 直ちに中毒センターまたは医師に連絡すること.
 吸入した場合:
気分が悪くなったら中毒セン
ターまたは医師に連絡するこ
と.
表 17. EU における植物防疫剤ラベル特有の使用者に対する注意事項
注意事項
条件
After contact with skin, first remove product with a dry cloth and then
水と激しく化学反応する有効成分(例えば,シアナミドまたはリン
wash the skin with plenty of water.
化アルミニウムのような)有効成分を含む植物防疫剤の場合.
 皮膚に付着したら,最初に乾いた布で拭き取り,大量の水で洗い
流すこと.
Wash all protective clothing after use.
表示推奨事項.ただし,人畜毒性の高い植物防疫剤は表示しなけれ
 使用後は全ての防護衣を洗浄すること.
ばならない.
After igniting the product, do not inhale smoke and leave the treated area
防護マスクの使用が必要でないくん蒸剤を使用する場合.
immediately.
 着火後,煙を吸い込まないようすぐに適切な場所に待避すること.
The container must be opened outdoors and in dry conditions.
水または湿度の高い空気と激しく化学反応する有効成分(例えば,
 容器は屋外で空けること,乾燥条件で取り扱うこと.
リン化アルミニウムまたはアルキレンビス化合物,ジチオカルバマ
ート化合物のように自然発火する化合物)を含む植物防疫剤の場合.
Ventilate treated areas/greenhouses thoroughly/time to be specified/until
spray has dried before re-entry.
 植物防疫剤の処理区域へ立ち入る前に十分換気すること.
96
植物防疫剤が温室または施設等で使用する場合.
3.3.3. 環境に対する注意事項
環境に対する注意事項は CLP 規則 Annex III の
4 および植物防疫剤ラベル表示規則 Annex III で定
められている.
意事項について,表 18 に示す.
一方,植物防疫剤ラベル表示規則では水産動植
物に対する注意事項として,すべての植物防疫剤
ラベルに「Do not contaminate water with the product
or its container (Do not clean application equipment
near surface water/Avoid contamination via drains
from farmyards and roads).(植物防疫剤またはその
容器で水を汚染しないこと(散布器具を水系付近
で洗浄しないこと/農地および道路を経由した汚
染を避けること)
.
」を表示するよう定めている.
環境に対する注意事項は「水産動植物」および
「鳥類等の野生動物,地上水および土壌」に大き
く分類されている.
水産動植物に関する事項は CLP 規則および植
物防疫剤ラベル表示規則で定め,鳥類等の野生生
物,自然水および土壌に関する事項については植
物防疫剤ラベル表示規則で定められている.
3.3.3.2. 鳥類等の野生生物,地上水および土壌に
関する注意事項
植物防疫剤ラベル規則では鳥類等の野生生物,
地上水および土壌に関する事項を定めている(表
19)
.
3.3.3.1. 水産動植物に関する注意事項
CLP 規則では,化学製品でも混合剤は,構成成
分毎に水産動植物の魚類,甲殻類および藻類なら
びにその他水産植物の急性毒性および慢性毒性
を総合評価して環境毒性を分類し表示する.
水産動植物に対する影響および予防措置の注
表 18. EU における水産動植物に対する Signal Word,GHS 表示および注意事項
急性毒性
Signal Word
慢性毒性
分類 1
分類 1
分類 2
分類 3
分類 4
Warning
Warning
-
-
-
-
-
GHS 表示
注意事項
Very toxic to aquatic life
 水産動植物に対し
て猛毒
Very toxic to aquatic life
Toxic to aquatic life
Harmful to aquatic
May
with long lasting effects
with long lasting effects
life with long lasting
lasting harmful effects
effects
to aquatic life
 水 産 動 植物 に 対して
 水産動植物に対して
 水 産動 植物に 対し
 水産動植物に長
猛 毒 の 長期 影 響を与
有毒の長期影響を与
て 長期 影響を 与え
期影響を与える
える
える
る
おそれがある
97
cause
long
表 19. EU における植物防疫剤ラベル特有の環境に対する注意事項
注意事項
条件
To protect groundwater/soil organisms do not apply this or any other product containing (identify active sub-
環境影響評価の結果,土壌への蓄
stance or class of substances, as appropriate) more than (time period or frequency to be specified).
積,地下水の汚染または土壌生物
 地下水または土壌生物を保護するため,(指定された期間または回数)以上に(同一有効成分また
の影響が懸念される場合
は同様の物質)を含む植物防疫剤を処理しないこと.
To protect groundwater/aquatic organisms do not apply to (soil type or situation to be specified) soils.
環境影響評価の結果,地下水の汚
 地下水または水産動植物を保護するため,(指定された土壌種類または土壌条件)土壌に処理しな
染および水産動 植物に影響する
いこと.
可能性がある場合
To protect aquatic organisms/non-target plants/non-target arthropods/insects respect an unsprayed buffer zone
環境影響評価の結果,非標的生物
of (distance to be specified) to non-agricultural land/surface water bodies.
に影響が懸念される場合
-水系生物,標的外植物,標的外節足動物または昆虫を保護するため,非農耕地または表層水に対し
植物防疫剤を処理しない(指定された距離をとった)緩衝地帯を遵守すること.
To protect aquatic organisms/non-target plants do not apply on impermeable surfaces such as asphalt, concrete,
植物防疫剤の使用方法よるが,EU
cobblestones, railway tracks and other situations with a high risk of run-off.
加盟国が独自に定める場合
 水系生物/標的外植物を保護するため,流出のリスクが高い不浸透性地面(例えばアスファルト,コ
ンクリート,石畳および線路等)には散布しないこと.
To protect birds/wild mammals the product must be entirely incorporated in the soil; ensure that the product is
粒剤および顆粒状製剤の場合
also fully incorporated at the end of rows.
 鳥類/野生ほ乳類を保護するため,植物防疫剤を土壌中に完全に混和すること.植物防疫剤が畝の末
端ですべて確実に混和させること.
液体に溶かして 使用する粒剤お
To protect birds/wild mammals remove spillages
 鳥類/野生ほ乳類を保護するため,漏出液をふき取ること.
よび顆粒状製剤の場合
Do not apply during the bird breeding period.
環境影響評価の結果,必要と認め
 鳥類の繁殖期間に処理しないこと.
られた場合
Dangerous to bees.
環境影響評価の結果,必要と認め
 蜜蜂に対して有害
られた場合
To protect bees and other pollinating insects do not apply to crop plants when in flower.
 蜜蜂および花粉媒介昆虫を保護するため,開花期に処理しないこと.
Do not use where bees are actively foraging.
 蜜蜂の採蜜時期に使用しないこと.
Remove or cover beehives during application and for (state time) after treatment.
 処理中および処理後(処理時)に巣箱を移動または覆うこと.
Do not apply when flowering weeds are present.
 開花している雑草がある場合は処理しないこと
Remove weeds before flowering.
 雑草が開花する前に除草すること.
Do not apply before (state time).
 ~前(間)に処理しないこと.
98
3.3.4. 物理的化学的性状に関する注意事項
物理的化学的性状に関する注意事項は,CLP 規
則 Annex I の 2 により
「爆発性を有する物質」
「引
,
火性ガス」
,
「加圧ガス製品」
,
「引火性液体」等の
化学製品に表示する内容について定めている.
一般的な植物防疫剤の場合,乳剤および油剤で
あれば「引火性液体」
,エアゾル剤であれば「加
圧ガス製品」の注意事項が表示される.
表示内容は Signal Word,GHS 表示および注意
事項が表示される.引火性液体の表示を表 20 に
示す.
表 20. EU における物理的化学的性状に関する基準,Signal Word,GHS 表示および注意事項(引火性液体)
分類 1
基準
引火点
初留点
*1
分類 2
分類 3
23 ℃未満
23 ℃未満
23 ℃以上 60 ℃以下
35 ℃以下
35 ℃より高い
-
Signal Word
Danger
Danger
Warning
GHS 表示
注意事項
Extremely flammable liquid and vapour.
Highly flammable liquid and vapour
Flammable liquid and vapour
 極度に引火しやすい液体および蒸
 引火しやすい液体および蒸気
 引火性液体および蒸気
気
予防措置
Keep away from heat/sparks/open flames/hot surfaces. — No smoking.
 火気厳禁.禁煙.
Keep container tightly closed.
 容器は密栓すること.
Ground/bond container and receiving equipment.
Use explosion-proof electrical/ventilating/lighting/…/equipment.
Use only non-sparking tools.
 取扱いにあたっては,耐火容器および装置を使用すること.
Take precautionary measures against static discharge.
 静電気に対する予防措置を講じること.
Wear protective gloves/protective clothing/eye protection/face protection.
 防護手袋,防護衣,防護マスクを着用すること.
応急処置
IF ON SKIN (or hair): Remove/Take off immediately all contaminated clothing. Rinse skin with water/shower.
 皮膚(または頭髪)に付着した場合:
直ちに衣類を脱ぎ,よく洗い流すこと.
In case of fire: Use … for extinction.
 …を使用して消火すること.
*1 ある液体の蒸気圧が標準気圧(101.3kPa)に等しくなる,すなわち最初にガスの泡が発生する時点での液体の温度をいう.
厚生労働省 有害性・GHS 関係用語(http://anzeninfo.mhlw.go.jp/user/anzen/kag/kag_yogo02.html)
3.4. 使用方法
使用方法は植物防疫剤ラベル表示規則 Annex I
おわりに
(1) (l),(m)および(n)(表 3)に定められており,
その内容は適用作物,適用病害虫,使用時期,1ha
当たりの最大使用量および 1 作期当たりの最高使
用回数ならびに使用量,使用方法等である.
農薬のラベル表示は緒言でも述べたように,国
毎に異なるが,農薬を安全に使用する上で重要な
情報である.今回,米国および EU における農薬
ラベル表示について,記載される事項およびその
99
内容について調査を行ったが,各国の法律により
記載すべき事項が同一であるもの,または,異な
るものが大まかであるが整理できた.しかし,今
回の調査は,細かな記載ぶり等についてまで行っ
てなく,必ずしも十分な整理・比較ができたわけ
ではないが,関係者の今後の業務に少しで参考に
なればと期待するものである.
謝
辞
本調査にあたり,貴重な情報,助言等をいただ
いた関係者の皆様に深謝申し上げます.
参考文献
1)
2)
3)
4)
昭和 23 年 7 月 1 日付け法律第 82 号(1948):
農薬取締法
昭和 26 年 4 月 20 日付け農林省令第 21 号
(1951): 農薬取締法施行規則
平成 15 年 6 月 25 日付け 15 生産第 2306 号
農林水産省生産局長通知(2003): 農薬を販
売する際の表示要領
United States Environmental Protection Agency : The Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act (FIFRA)
5)
http://www2.epa.gov/laws-regulations/summary
-federal-insecticide-fungicide-and-rodenticide-a
ct (2015 年 6 月 3 日閲覧)
The U.S. Government Publishing Office : 40
CFR part 156 -Labeling Requirements for Pesticides
and Devices-
6)
7)
8)
9)
http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?SID=bb67
ec16de7dd4af28f4113ac4fb2410&mc=true&no
de=pt40.24.156&rgn=div5 (2015 年 6 月 3 日閲
覧)
United States Environmental Protection Agency : Pesticide Registration Notices
http://www2.epa.gov/pesticide-registration/pesti
cide-registration-notices-year (2015 年 6 月 3 日
閲覧)
Label Review Manual
http://www2.epa.gov/pesticide-registration/label
-review-manual (2015 年 6 月 3 日閲覧)
EUR-Lex :
http://eur-lex.europa.eu/homepage.html (2015
年 6 月 3 日閲覧)
Restricted Use Products (RUP) Report
http://www2.epa.gov/pesticide-worker-safety/re
stricted-use-products-rup-report (2015 年 6 月 3
日閲覧)
100
検量線に関わる理論と評価方法について
北村 恭朗
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
我々が業務で行っている農薬の定量分析(製剤中の有効成分含有量,作物や環境試料中の残留農薬量等の測
定)には,通常検量線の利用が不可欠である.現在では,GC や HPLC 等の測定機器を制御するワークステーシ
ョンが検量線の作成も半自動的に行ってくれるため,我々分析技術者が,検量線を電卓で計算するような機会
はない.しかし,検量線を用いる「相対定量法」には,しっかりとした理論の裏付けが有り,それらの理論を
理解せずにワークステーションが算出する検量線を闇雲に信じたり,Excel 等のソフトで自己流の計算を行うと,
思わぬ大失敗に繫がる可能性がある(間違った計算方法で求めた検量線を用いて,定量値を求めその値を外部
に報告してしまうと取り返しがつかない).検量線に関わる理論は分析技術者にとっては,基礎中の基礎である
が,近年,しっかりと教わる機会が少なくなっていることを反映して,理解不足の分析技術者も少なくない.
本稿では,検量線を間違いなく使うための理論と知識の獲得を目的とした解説と,さらに深く理解するため
に必要な項目の紹介を行った.
Keywords:定量分析,検量線,最小自乗法,独立変数,従属変数
緒
Calibration curve”あるいは,
”Standard curve”と
呼ばれる.この言葉から分かるように,検量線の”
線”は直線のみではなく”Curve”との認識を持
っておく必要がある.また,
“Dose response curve”
あるいは,
”Dose response relationship”という表現
も使われる.これらの表現は, 検量線の性格を
的確に表している.やや詳しく表現すれば,検量
線とは,
“検出器へ導入する測定対象物質の用量
とその量に応じて出力されるセンサーの信号量
(吸光度やピーク面積等)の関係を連続的に結び
言
「絶対定量法」と「相対定量法」
定量分析には,
の2つがある.絶対定量法は,検量線も比較標準
も必要としない精確で絶対的な定量法であり,重
量分析や容量分析が代表的なものである.相対定
量法は,一般的に標準試料を用いて検量線を作成
し,得られた検量線から逆推定といわれる手法を
使って,未知試料中の測定対象物質の濃度を推定
する定量法を指す.GC や HPLC 等を用いた機器
つけたもの(いわゆる応答関数)
”と言える.定
量結果の精度と正確さの観点から,検量線は直線
であることが好ましい.なぜならば検量線が直線
ではない(曲線あるいは途中で傾きが変わる)と
いうことは,検量線のレンジにより誤差の伝搬度
合いが異なってしまうことを意味し,一連の定量
分析でこのようなことが生ずることはできるな
らば避けるべきであるからである.さらに,直線
は数学的に取り扱い易いという大きな利点を持
っている.この利点は非常に重要であり,定量計
算を行う際の大きなアドバンテージとなる.しか
し,理 論的に応答関数が 曲線となる検出 器や
ELISA 等抗原抗体反応を利用する測定系の場合
には必然的に検量線は曲線となる.この場合,定
量値の精度は測定濃度域により大きく変化する
ことになる.検量線の形状によりなぜ,定量値の
分析は,基本的に相対定量法に基づいており,農
薬の残留分析も,ほとんどのものが相対定量法に
依っている.残留農薬分析化学者にとって,検量
線は日々当たり前のように取り扱っているツー
ルであることから,特に復習する必要性を感じて
いないかもしれない.しかし,検量線は,相対定
量法の理論的支柱であり,正しく使うために知っ
ておくべき基礎理論は少なくない.本稿は,検量
線に関わる基本的な理論と評価法を確認するこ
とを目的としている.
検量線とは
検量線とは,簡単に言えば“物質の量,濃度等
と光学的・電気的信号等の測定値との関係を表し
た線” のことである.英 語では,一般的 に”
1.
101
精度が変化してしまうのか,検量線の評価には,
どのような方法が有り,どのように使用するの
か,そもそも x 軸と y 軸の取り方は等々,検量線
を使用する際には,その基礎理論の理解が欠かせ
・検出限界とは?
・定量限界とは?
・Precision Profile (P.P.)とは?
・Response Error Relationship (RER)とは?
ない.
・非線形回帰とは?
2. 検量線に関する知識の確認
以下に検量線に関する基礎理論を理解する上
検量線に関する理論を一通り理解するまで勉
強すれば,上述した用語についての知識も自然と
で重要な用語を選抜して列記した.これらの用語
のうち良く理解しているものはどのくらいある
か.また,良く知らないあるいは聞いたことがな
いというものはどのくらいあるか.先ずは,確認
身についているはずである.
3. 検量線と回帰直線
一般的に検量線には,回帰直線が用いられる.
測定対象物質の標準液の濃度とセンサーの出力
値をプロットすると,たいていの場合,プロット
は直線に乗る.以前は,方眼紙にデータをプロッ
トし,定規を用いて全てのプロットに最もフィッ
トする直線を引き回帰直線とし,この直線を検量
線とした.このやり方では,検量線の理論を知ら
ないと理論に従った回帰直線を求めることはで
きない.その後,電卓が一般的になると最小自乗
法を用い,理論に忠実な回帰直線を計算で求める
ことができるようになった.
ところで,2つの測定値の関係を表す回帰直線を
求める方法は,大きく分けて 5 種類程ある.検量
線からは少し脱線する部分もあるが,線形回帰へ
の理解を深め,今後の説明を容易にするため,そ
の特徴を簡単に紹介する(表1)
.
して頂きたい.
・回帰直線とは?
・最小自乗法(最小二乗法)とは?
・測定法間比較に用いる回帰直線の主な求め方の
種類は?
・独立変数,従属変数,説明変数,目的変数とは?
・逆推定とは?
・相関係数とは?
・決定係数とは?
・寄与率とは?
・残差とは?
・残差プロットとは?
・x から y への回帰とは?
・y から x への回帰とは?
・重み付き最小自乗法の「重み」とは?
表1.5種類の回帰直線の比較 1)
方法
目的
計算基準
① x → y の回帰
x → y の関係・予測
[ΣΔy2 ]を最小にする
② y → x の回帰
y → x の関係・予測
[ΣΔx2 ]を最小にする
③
標準主軸回帰
x と y の関係
ΣΔx * Δyを最小にする
④
主成分回帰
x と y の関係
[ΣΔh 2 ]を最小にする
⑤
Deming 回帰
x と y の関係
Sdを最小にする
Δy は,各点から回帰直線までの垂直距離
Δx は,各点から回帰直線までの水平距離
Δh は,各点から回帰直線までの距離(④は直交回帰とも呼ばれる)
Sd は,測定機器等に由来するデータそのもののバラツキを加味して求める指標値
①~⑤は,いずれもデータを回帰式 y=a+bx(②
一方の測定値から他方の測定値を予測すること
は,x=a+by)に当てはめる.①と②は,その目
にあるが,③~⑤は,両測定値の間の平等な関係
的が,一方の測定値を他方に関係づける,または
を求めることにある.③~⑤は,関数電卓で計算
102
することも可能ではあるが,コンピューターを用
いなければ,実用に用いるのは難しい.パーソナ
ルコンピューターの登場以来,これらの計算は
年々簡易に行えるようになってきている状況に
あり,既に指導的立場にある残留農薬分析化学者
には,目的に応じてこれらを的確に使い分ける力
が必要とされる時代である.
さて,本稿のテーマである検量線である.検量
線は,測定値(センサーの出力値)である y には
バラツキがあり,標準品の濃度である x にはバラ
ツキがないとして,測定値 y のバラツキが最も小
さくなる回帰直線を最小自乗法で求める.これは,
図2.y から x への回帰
本稿の最重要確認事項である.このことを理解す
るために,x から y への回帰である①と,y から
一方,
図2は y から x への回帰を示しているが,
x への回帰である②の回帰直線がどのように異な
この場合は,各点から回帰直線までの水平距離で
るのか理解することが必須である.①と②の回帰
あるΔx に着目し,ΣΔx2 を最小とする c と d を
直線をそれぞれ図1と図2に示す.
求める.同じデータを用い,最小自乗法という手
法を使いバラツキが最小となる回帰直線を求め
るのであるから,両者は同じ結果になるはずだと
考えるかもしれない.しかし,図1と図2を見れ
ば一目瞭然であるように,x から y への回帰で求
めた回帰直線と y から x への回帰で求めた回帰直
線は全く別物である.ちなみに,Δx やΔy のこ
とを残差と呼ぶ.
4. 独立変数,従属変数,説明変数,目的変数
検量線を作成するということは,x(濃度)と y
(出力値)の因果関係を分析しているということ
である.因果関係では,原因となるものを「独立
変数(説明変数ともいう)
」といい,その要因に
応じて現れるものを「従属変数(目的変数ともい
う)
」という.検量線の作成において x がどちら
の変数で,y がどちらの変数であるかについて理
解しておく必要がある.
図1.x から y への回帰
Δy は,各点から回帰直線までの垂直距離であ
る.x から y への回帰では,ΣΔy2 を最小とする
a と b を求める.繰り返しになるが,検量線を作
成する場合では,個々のデータに関して,x 軸方
向のバラツキはないが,y 軸方向にはバラツキが
ある(センサーの出力値にはバラツキがある)と
5. 逆推定
「相対定量法」では,すべからく検量線を作成
し,その検量線を用いて従属変数 y から独立変数
x を推定し定量値を得る.この,従属変数 y から
考え,x 軸は固定し y 軸方向のバラツキを最小と
する直線を求める.それが,x から y への回帰直
線である(図1)
.
独立変数 x を推定することを逆推定と呼ぶ.方眼
紙に定規を使って検量線を書いていた時代では,
目視で数値を読み取るしか無かったが,直線回帰
103
は必須のものといえる.決定係数で回帰直線の適
合性はある程度判断できるが,残差の分布によ
り,データが真に直線性を示しているかどうか,
例えば検量線の直線性がある濃度から低下し始
によって検量線を得ていれば,以下のように一次
式を変換するだけで,従属変数 y から独立変数 x
を計算することができる.
y=a+bx
→
x=(y-a)÷b
めていないか,検量線からずれている特定の濃度
領域がないかどうか等を残差プロットで確認す
る必要がある.残差プロットを見て,残差がプラ
スとマイナスにランダムに上下していれば,直線
による回帰は正当といえる.また,残差をヒスト
グラムにして観察することも有効である.残差の
分布が正規分布を示せば,直線での回帰の適合性
を支持している.
(1)式
(1)式にセンサーの出力値である従属変数 y を
代入することにより濃度 x が推定できる.一次式
を変換しなければならないので面倒に思えるか
もしれないが,これ以外の方法はない.
マイクロソフト社の Excel という表計算ソフト
に”Forecast”という関数がある(対応バージョ
ン:2007, 2010, 2013)
.これは,y のデータと x
のデータから回帰直線を求め,予測に使う x に対
応する y の値を求める関数である.この関数を使
用すれば,わざわざ一次式を変換し逆推定の計算
などしなくて良い(関数のコピペのみで使い回し
OK)と考えている方がいるかもしれないが,今
までの説明を理解すればわかるように,これは絶
対にしてはいけない(本稿で 2 番目に重要な事
項).もし,少しでも疑問が残る場合には,今一
度,独立変数と従属変数の意味を考えて頂きた
い.
8. Precision Profile (P.P.) , Response Error
Relationship (RER)
測定結果の精度は,濃度によって異なるのが普
通である.横軸を濃度,縦軸を測定値の標準偏差
(SD)あるいは変動係数(CV)とし,データを
プロットしたものが,Precision Profile (P.P.,精度
プロフィール)である(図3)
.P.P.を作成すること
により,全測定濃度領域での定量値の精度を知る
ことができる.Response Error Relationship (RER)
の作成では,横軸に同一試料の測定値(Response)
の平均値を取り,縦軸にその試料の測定値の標準
偏差をプロットする(図4).当然,同一試料を
多重測定していることが前提となる.このプロッ
トを用いて,最小自乗法により原点を通る回帰直
線(y=mx)を求める.RER における傾き m が小
さい程,この測定における精度が良いことにな
る.
6. 相関係数,決定係数,寄与率
回帰直線を計算する際に,相関係数(一般的に”
r”と表記する)を計算しデータの直線性の目安に
する.r は,-1≦r≦1の範囲の数値になり,1
または-1 の場合,全データが直線上に並び(完全
一致)
,0ならば全く相関がないことを示す.で
は,決定係数とはなにか.概念的な説明をすると,
「決定係数とは,x の値で y の値が決定できる割
合を示しているもの」といえる.この値は,回帰
平方和を全平方和で除すことにより求まる.この
数値は,r の自乗と同じなので r2 と表記される.
また,r2 が 0.98 の時,0.98 に 100 を乗ずると%に
なり,98%という数字が得られ,この場合,寄与
率は 98%であるという.この寄与率は,分散分析
を勉強されている方にはおなじみのものである.
解析の対象が,相関関係の場合には r を,回帰
式の適合度の場合には r2 を使用する.
図3.Precision Profile (P.P.)
7. 残差プロット
横軸に濃度,縦軸に残差(Δy)をプロットし
たものが,残差プロットである.検量線の評価に
104
測定値(Response)は誤差を持ち,その誤差は
正規分布をすると仮定できることから,図5に示
すようにブランクなのに検出と過誤(第1種の過
誤)をしてしまうことがない値(判定限界と呼ぶ
ことがある)と,測定対象物質が含まれているに
もかかわらずブランクと判定してしまう過誤(第
2種の過誤)を犯すことがないと判断できる値を
統計的に求めることができる.第2種の過誤を犯
さない最小値が,理論的な検出限界値である.
定量限界とは,用いる測定方法で測定対象物質
の定量が可能な最小量あるいは最小濃度であり,
定量結果の信頼性(通常はバラツキの程度)が証
明されていなければならない.
図4.Response Error Relationship (RER)
RER から得られる測定値に対応した SD を,当
該測定値における検量線の勾配(Slope)で除すこ
とにより,定量値の SD を連続的に求めることが
できる.このようにして得た定量値の SD を利用
して P.P.を作成する.
10. 重み付き最小自乗法
最小自乗法では回帰式による残差が等分散性
(誤差の母分散は全て等しい)を持つことが前提
となっている.等分散性が満たされていない測定
系では,データに重みをつけることにより等分散
性を確保し,最小自乗法を適用する必要がある.
現在のところ,残留農薬分析の世界では,検量
線を作成する際に重み付き最小自乗法を用いて
いる例はほとんど見られないが,LC-MS/MS を利
用した場合に,特に低濃度領域での残差の等分散
9. 検出限界,定量限界
検出限界の求め方は,S/N 比を利用する等多く
の考え方があるが,検量線から理論的に考えるこ
ともできる.ブランク試料における測定値
(Response)は,一般的には電気的なノイズ等が
加味され正の値となる.そこから,測定対象物質
の濃度を少しずつ増やしていくと,初めのうち検
出器は反応しないが,ある濃度から徐々に反応し
測定値が上昇していく.つまり,検量線は,ダイ
ナミックレンジを外れた低濃度では勾配が穏や
かになり,ブランク付近ではほぼ傾きがゼロにな
る(図5)
.
性が満たされていない事例が多く見られるよう
になってきている.近い将来には,そのような場
合の検量線作成には,重み付き最小自乗法の利用
が一般的になると思われる.誤用しないために,
当該理論に関する知識の獲得が必須である.
11. 非線形回帰
競合法に基づいた ELISA 等では,原理的に応答
関数は3パラメーターロジスティック曲線や4
パラメーターロジスティック曲線になる.また,
ガスクロマトグラフの代表的検出器の一つであ
る,炎光光度検出器(Flame Photometric Detector:
FPD)では,硫黄,りん,およびすずを含有する
化合物を検出することができるが,硫黄の場合,
炎光量は S2 量に比例するため,検量線は二次曲
線となる.このような場合に,曲線にデータ変換
を経ずに直接回帰させ,曲線の回帰式を求めるこ
とを非線形回帰という.
図5.検量線から理論的に考える検出限界
105
12. まとめ
本稿では,検量線に関わる基本的な理論と評価法
を解説した.検量線は残留農薬分析化学者にとっ
て,日常的に使用しているものであり,また,単
に使うだけならば全く難しいものではない.しか
し,基本的な理論を知るだけで,同じ検量線を用
いても定量結果への理解の仕方が全く異なるも
のとなる.この機会に,x 軸と y 軸の取り方,検
量線では x から y への回帰が絶対であることなど
について,理論に基づき再確認していただければ
幸いである.
また,当然のことであるが,
「相対定量法」で
は,検量線が正確でなければ,測定対象物質の正
確な定量はできない.正確な定量値を得るために
は正確な検量線を作成することが第一歩となる.
いうまでもないが,検量線で保証されている絶対
量の範囲内で定量を行うことは必ず守るべきル
ールで,たとえ1%でも検量線の範囲を超えたと
ころで定量してはいけない.
「相対定量法」において必須である検量線に関
する理解が本稿で少しでも深まれば幸いである.
しかし,本内容はあくまでも基本的な理論にしか
触れていない.指導的立場にある残留農薬分析化
学者の方々にとって,より正確なデータハンドリ
ングを行うための理論学習のきっかけになるこ
とを期待する.
(本稿は,第 37 回農薬残留分析研究会(平成
26 年 10 月 16 日~10 月 17 日)で筆者が講演した
内容に加筆したものである.
)
参考文献
1) 臨床化学 27:21-49,1998
2) ガスクロマトグラフィー通則 日本工業規格
0114:2012
3) 統計学集中講座 日本卒後教育センター 1986
4) 応用回帰分析 森北出版株式会社 1983
5) 現場技術者のためのデータ解析の基礎知識
秋山功 2009
106
[他誌掲載論文]
Journal of Pesticide Science, 2014, 39(2), 105~114. より転載
Effects of organic carbon quality on the sorption behavior of
pesticides in Japanese soils
Yutaka Motoki1,, Takashi Iwafune2, Nobuyasu Seike1,
Takashi Otani1 and Maki Asano1
1
National Institute for Agro-Environmental Sciences,
3–1–3 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305–8604, Japan
2
Food and Agricultural Materials Inspection Center, Agricultural Chemicals Inspection Station,
2–772 Suzuki-cho, Kodaira, Tokyo 187–0011, Japan
・本論文の版権は、日本農薬学会が所有していますが、日本農薬学会
の転載許可を得て転載しています.
J. Pestic. Sci. 39(2), 105–114 (2014)
DOI: 10.1584/jpestics.D13-067
Original Article
Effects of organic carbon quality on the sorption behavior of
pesticides in Japanese soils
Yutaka Motoki,1,* Takashi Iwafune,2 Nobuyasu Seike,1
Takashi Otani1 and Maki Asano1
1
National Institute for Agro-Environmental Sciences,
3–1–3 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305–8604, Japan
2
Food and Agricultural Materials Inspection Center, Agricultural Chemicals Inspection Station,
2–772 Suzuki-cho, Kodaira, Tokyo 187–0011, Japan
(Received September 24, 2013; Accepted March 18, 2014)
We analyzed the factors influencing pesticide sorption to soils by testing 17 pesticides with different polarity and chemical
structures in 8 soils, including major types in Japan. The soil–water distribution coefficients (Kd) were significantly positively
correlated with organic carbon (OC) content. However, the OC-normalized sorption coefficients (Koc) of many pesticides exhibited high variability among soils. Solid-state 13C nuclear magnetic resonance (NMR) was performed to elucidate the effect of
OC quality on Koc variability. The NMR results indicated that the aromatic carbon content in soil was positively correlated with
the Koc values of pesticides. The sorption pattern of pesticides to soils containing abundant aromatic carbon was influenced by
the differences in the molecular structures of pesticides, similar to that to activated carbon and graphite. The results indicate the
aromatic carbon in soils, particularly black carbon, is an important factor influencing the sorption of pesticides to soils. © Pesticide Science Society of Japan
Keywords: pesticides, soil sorption, soil properties, organic carbon quality.
Electronic supplementary materials: The online version of this article contains supplementary materials (Supplemental Figures
S1–S3 and Supplemental Tables S1–S8), which are available at http://www.jstage.jst.go.jp/browse/jpestics/.
phobic interactions. Hence, soil sorption is strongly influenced
by OC content in soil. However, the Koc values of a pesticide
are highly variable, depending on the soil type.9–13) Soil OC is
considered to comprise polysaccharides, lignin, tannins, amino
acids, and lipids as well as modified substances arising from the
abiotic and biotic degradation of plant, microbial, and animal
remains in soils.14–16) Recent studies11–13) suggest that the variable physicochemical nature of soil OC is one reason for the
variability of Koc values. These studies investigated the relationship between Koc values and the chemical composition of OC by
solid-state 13C cross-polarization magic angle spinning nuclear
magnetic resonance (CPMAS NMR) spectroscopy, which provides the basic structural information of OC.17) The results of
these studies demonstrate that Koc variability can be explained
by the difference in the OC quality of soils, i.e., the proportions
of aryl carbon, alkyl carbon, O-alkyl carbon, and carboxyl carbon in soil OC. Japanese arable land has a wide range of organic
carbon (up to 15%) because volcanic ash soil (i.e., Andosol) contains a large amount of organic carbon.18) Therefore, the variety of OC quality and variability of Koc values may be higher in
Japanese soils than in non-Japanese soils.
In addition, recent studies report OC in soils includes black
carbon (BC) such as char and soot, which are products of the
Introduction
Soil sorption is one of the important processes in the fate and
behavior of pesticides in the environment. The soil–water distribution coefficient, Kd, and the organic carbon (OC)-normalized
sorption coefficient, Koc, are widely used to predict pesticide
contamination of groundwater1,2) and run-off properties from
paddy fields into rivers.3,4) Furthermore, sorption behavior affects the phyto- and bio-availability of pesticides in soils.5–7) The
pesticide regulatory system in Japan requires sorption studies
prior to the registration of newly developed pesticides. However,
most data in registration dossiers are not disclosed in detail.
Japan is a typical volcanic country. Although volcanic ash
soils are widely distributed throughout Japan and cover approximately half of all upland fields,8) there is little available information on the sorption behavior of pesticides in Japanese volcanic
ash soils.
Nonionic pesticides generally sorb to soil particles via hydro* To whom correspondence should be addressed.
E-mail: [email protected]
Published online April 27, 2014
© Pesticide Science Society of Japan
107
106 Y. Motoki et al.
Journal of Pesticide Science
cients (log Kow), pKa, and octanol–water distribution coefficients
(log D) between pH 4.5 and 7.5 were calculated using ACD/
ChemSketch 10.0 (ACD/Labs, Toronto, Canada) with ACD/logP
DB 10.0, ACD/pKa 10.0, and ACD/logD 10.0, respectively. The
log D values of all pesticides except imidacloprid and clothianidin calculated within the pH range showed the same predicted
log Kow value. Thus, it appears that almost all pesticides exist in
a neutral form within the above-mentioned pH range. All analytical standards (purity >97%) were purchased from Wako
Pure Chemical Industries, Ltd. (Osaka, Japan), Kanto Chemicals
(Tokyo, Japan), and Dr. Ehrenstorfer GmbH (Augsburg, Germany). The pesticides were divided into 3 analytical groups on
the basis of the analytical methods described in section 4 below.
Stock solutions (100 µg/mL) of the pesticides were prepared in
acetone for each group.
incomplete combustion of vegetation by wildfires or human
activity.19–22) BC strongly sorbs organic chemicals, including
pesticides. Yang et al.23) investigated the sorption of diuron on
soils amended with ash from the burning of crop residues; they
found that diuron sorption increases with increasing soil wheat
ash content and is dominated by ash in soil with at least 0.05%
ash content. Likewise, Loganathan et al.24) show that the presence of 1% wheat char applied to soils controls the overall sorption of atrazine on soils. Although no quantification methods
for BC in soils have been established,25) Shindo et al.21) isolated
the charred plant fragments from Japanese Andosols by a specific gravity method and reported the percentage of OC content
of charred plant fragments in whole soil ranges from 3.4–33%.
However, there are no reports about the effect of BC-like materials present in Japanese Andosol on the sorption properties of
pesticides.
The objectives of this study are as follows: (i) to measure the
Kd values of 17 pesticides in 8 typical Japanese soils; (ii) to assess the relationships between Kd values and soil properties, particularly the contribution of OC to sorption properties and the
extent of Koc variability in Japanese soils; and (iii) to investigate
the effects of the molecular nature of OC on Koc variability.
2. Soils
Eight Japanese soils with various physicochemical properties
were used (Table 2). Soil samples were air-dried and passed
through a 2.0-mm sieve. The pH and electrical conductivity
(EC) of soils were measured in a soil/water (1 : 5 w/v) mixture
by a multifunction water quality meter (MM-60R; DKK-TOA,
Tokyo, Japan). The OC content was determined by the dry
combustion method with a CN coder (MT-700; Yanaco, Kyoto,
Japan). The cation exchange capacity (CEC) was determined by
a shaking extraction method.29) The particle size distribution
was analyzed by the pipette method with a pipette apparatus
(DIK-2020; Daiki Rika, Saitama, Japan).30) Meanwhile, soil texture was determined according to the standards developed by
Materials and Methods
1. Pesticides
Seventeen pesticides with varying hydrophobicity were used in
sorption tests (Table 1). The chemical structures and dissociation constants (pKa) of the test pesticides are shown in Supplemental Table S1. The predicted octanol–water partition coeffi-
Table 1. Octanol–water partition coefficient (log Kow) and analytical groups of test compounds
Compound
log Kowa)
log Kowb)
log Kowc)
log Kowd)
Analytical group
Imidacloprid
0.57
0.57
0.57
−0.43, 0.20
A
Dimethoate
0.70
0.70
0.98
0.48
A
Clothianidin
0.91
0.70
0.70
−0.15, 0.40, 0.40
A
Thiacloprid
1.26
0.74
1.26
0.55
A
Metalaxyl
1.65
1.75
1.75
2.15
A
Fosthiazate
1.68
1.68
1.68
0.94
A
Methidathion
2.57
2.20
2.20
2.03
A
Fenobucarb
2.78
2.67
2.67
3.04
B
Flutolanil
3.17
3.17
3.77
3.70
B
Procymidone
3.30
3.14
3.30
2.67
B
Fenitrothion
3.32
3.43
3.43
3.24
C
Tetraconazole
3.56
3.56
3.53
3.19
C
Chloroneb
3.58
—e)
1.90
3.58
B
Diazinon
3.69
3.30
3.42
3.81
C
Cadusafos
3.85
3.90
4.08
4.28
B
Tolclofos-methyl
4.56
4.56
4.56
4.03
C
Tetradifon
4.61
4.61
3.95
5.52
C
a)
log Kow values were obtained from the Footprint Pesticide Properties Database of IUPAC.26) b) log Kow values were obtained from
The Pesticide Manual (16th ed.).27) c) log Kow values were obtained from The 2011 Pesticide Handbook.28) d) Predicted log Kow values
using ACD/ChemSketch 10.0 with ACD/logP DB 10.0. The chemical structures of imidacloprid and clothianidin have 2 and 3 possible tautomeric forms, respectively. e) No data.
108
Vol. 39, No. 2, 105–114 (2014)
Effects of organic carbon quality on soil sorption of pesticides 107
Table 2. Properties of test soils
Soil
Classification
Texture
CECb)
(cmol(+)/kg)
OCa) (%)
Clay (%)
pH (H2O)
ECc) (mS/cm)
S1
Sand-dune Regosol
sand
0.06
3.4
2.4
7.5
0.04
S2
Gray lowland soil
sandy loam
0.85
12.2
14.6
4.8
0.26
0.09
S3
Yellow soil
light clay
1.02
11.4
39.0
5.3
S4
Brown forest soil
light clay
1.15
17.2
35.5
4.7
0.09
S5
Gray lowland soil
silty clay
1.46
18.2
25.3
5.8
0.17
S6
Andosol
loam
4.32
26.3
11.3
6.4
0.28
S7
Andosol
loam
5.21
33.8
10.8
5.5
0.15
S8
Andosol
silty loam
8.65
35.4
1.8
5.8
0.05
a)
Organic carbon content. b) Cation exchange capacity. c) Electrical conductivity.
the International Society of Soil Science31); soils were classified
according to the criteria adopted by the Cultivated Soil Classification Committee.32)
The mass balance (MB, %) was calculated as follows:
MB =100 ⋅ (Ce ⋅ Valiq + mE ) / Ci ⋅ V
where Valiq is the volume of the aliquot taken from the supernatant (mL) and mE is the mass of pesticides extracted from the remaining sample after removal of the aliquot of supernatant (µg).
3. Sorption experiment for soils
Sorption experiments were carried out using a batch equilibration technique.33) CaCl2 (25 mL, 0.01 M) in distilled water was
added to 5 g of soil in a 50-mL glass centrifuge tube. The openings of the tubes were covered with Teflon sheets and closed
with screw-caps. The tubes were agitated on a thermostat shaker
(Taitec, Saitama, Japan) in the dark for 24 hr at 25±2°C. After
shaking, 25 µL of acetone stock solution was added to the tubes.
The final concentration of each pesticide in the aqueous phase
was 0.1 µg/mL. The soil–solution mixtures were shaken again for
24 hr under the same conditions. After equilibration, the mixtures were centrifuged at 1,200×g for 30 min. A 15-mL aliquot
of the supernatant was taken and used to analyze the concentrations of pesticides to determine Kd values. In addition, the masses of pesticides in the remaining samples were analyzed to calculate mass balance. All sorption experiments were performed in
duplicate except for experiments involving group B pesticides on
soil S7, which were performed in triplicate.
The mass fraction of pesticides sorbed on the soil phase at
equilibrium, x/m (µg/g), was calculated by subtracting the mass
concentration of pesticides in the aqueous phase at equilibrium,
Ce (µg/mL), from the initial mass concentration of pesticides in
aqueous phase, Ci (µg/mL), as follows:
x / m = (Ci − Ce ) ⋅ V / M
4. Pesticide analysis
An aliquot of approximately 15 mL taken from the supernatant
was analyzed to quantify pesticides using 3 different methods
for each analytical group (Supplemental Figures S1–S3). The
aliquots were cleaned with a diatomite column (Inertsep Ksolute 20 mL; GL Sciences, Tokyo, Japan) followed by the following mini-columns: a PSA column (500 mg; Supelco, Bellefonte,
USA), an Accell CM column (500 mg; Waters, Milford, USA),
and an ENVI-Carb II/PSA column (500 mg/500 mg; Supelco)
for groups A, B, and C, respectively. The cleaned samples were
analyzed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry
(LC-MS/MS) for group A (Supplemental Tables S2 and S3) and
gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) for groups B
and C (Supplemental Tables S4 and S5).
The pesticides in the remaining sample were extracted by acetone after the supernatant was removed, and acetone (30 mL)
was added to the remaining sample. The tubes were shaken in a
thermostat shaker for 20 min at 25±2°C and subsequently centrifuged at 1,200×g for 10 min. The supernatant was carefully
removed. This extraction procedure was repeated twice. The collected supernatant was evaporated to approximately 10 mL with
a rotary evaporator and analyzed using the same corresponding
method as mentioned in the above methods for each analytical
group.
A recovery test of the pesticides was performed with deionized water and test soils. Deionized water (15 mL) spiked at
1 ng/mL for all group pesticides and each soil (5 g) spiked at 5
and 3 ng/g for group A and groups B and C, respectively, were
analyzed using the above-mentioned methods; however, 10 mL
of deionized water was added to soil samples prior to acetone
extraction. The mean recovery from the 4 replicates for group
A and 5 replicates for groups B and C ranged from 71.1 to
117.0% for all compounds; the coefficients of variation (CVs)
(1)
where V is the solution volume (mL) and M is the soil mass (g).
The soil–water distribution coefficient, Kd (mL/g), was calculated using the following equation:
K d = (x / m) / Ce
(2)
The OC-normalized sorption coefficient, Koc (mL/g), was determined by dividing the Kd values by OC content in soil as follows:
K oc = K d ⋅ (100 / %OC)
(4)
(3)
where %OC is the percentage of OC in the soil sample (g/g).
109
108 Y. Motoki et al.
Journal of Pesticide Science
were below 16.7% for all compounds (Supplemental Tables S6
and S7). The limits of quantification (LOQs) for pesticide analysis were calculated according to Japanese Industrial Standard
(JIS) K 0312.34) The LOQs for all compounds in deionized water
and all soil samples ranged from 0.27 to 0.87 ng/mL and 0.19 to
5.48 ng/g, respectively (Supplemental Tables S6 and S7).
contact time of 1 msec, and a 3-sec pulse interval. Fourier transformation was conducted using a broadening factor of 100 Hz.
The 13C chemical shift scale was referenced to that of tetramethylsilane (0 ppm) calibrated using adamantane (29.5 ppm).
The 13C NMR spectra were integrated into 4 chemical shift regions: 0–45 ppm, alkyl carbon; 45–110 ppm, O-alkyl carbon;
110–160 ppm, aromatic carbon; and 160–190 ppm, carboxyl carbon.39) The relative proportions of each carbon type were calculated on the basis of the total carbon signal between 0 and
190 ppm.
5. Sorption experiment for carbonaceous materials
In order to investigate the effect of the chemical structure of pesticides on activated carbon (AC) and graphite (GP) sorption,
which was employed as a model substance for BC,35,36) the ACacetone and GP-acetone distribution coefficients (KAC and KGP,
respectively) of cadusafos, chloroneb, and procymidone, which
have different chemical structures, were measured by a batch
equilibration technique. Acetone solutions (5 mL, 1 µg/mL) of
each pesticide were added to 50 mg of AC (SS1; Ajinomoto FineTechno Company, Kanagawa, Japan) and 0.5 g of GP (ENVICarb; Supelco) in a 10-mL glass centrifuge tube. The tubes were
agitated on a thermostat shaker in the dark for 24 hr at 25±2°C.
After shaking, the mixtures were centrifuged at 1,200×g for
30 min. Aliquots of the supernatant (500 µL) were spiked with
200 µL of acetone solution (2.5 µg/mL) of the internal standard
(13C6-labeled fenthion), filtered through a 0.45-µm PTFE filter,
and analyzed by GC-MS (Supplemental Tables S4 and S5). KAC
and KGP were calculated from formulas (1) and (2) in the same
way as Kd. All sorption experiments were performed in triplicate.
7. Molecular modeling
The molecular structures of pesticides were geometrically optimized using the PM7 semi-empirical Hamiltonian function
(keywords: EF, PRECISE, GNORM=0.05, GRAPHF, MMOK)
in the MOPAC 2012 package40) using the Winmostar program
(X-Ability, Tokyo, Japan).
Results and Discussion
1. Relationships between soil–water distribution coefficients (Kd)
and soil properties
The Kd and MB values of the 17 pesticides with 8 soils are
shown in Supplemental Table S8. The MB of the sorption test
ranged from 70.0 to 114.6% for all experiments. The MB of some
sorption tests, particularly methidathion, was less than 80%.
Similarly, the mean recovery of methidathion on 4 soil samples
was less than 80%. Therefore, it is possible that the extraction of
methidathion from the soil samples was insufficient. However,
Kd values were calculated using quantitative values in the aqueous phase, and the mean recovery of methidathion from deionized water was 88.8%; therefore, there is no effect of extraction
efficacy from soil samples on the variability of Kd values. The
Kd values varied considerably with respect to the soil type for
a given pesticide, ranging from 1.41 to 582 mL/g for tolclofosmethyl, which had the highest ratio between minimum and
maximum values.
In order to determine which soil properties influence the variability of Kd values, linear regression analysis between Kd values and soil properties was performed (Table 3). The Kd values
of almost all pesticides were more strongly correlated with OC
content or CEC than other soil properties such as pH, clay content, and EC. Hydrophobic interactions are generally known to
play an important role in the sorption of nonionic pesticides in
soils; furthermore, OC content is positively correlated with the
Kd values of nonionic pesticides.10) On the other hand, little is
known about the relationship between CEC and the Kd values
of nonionic pesticides. Although the strength of CEC in soils is
closely associated with negatively charged sites of OC and clay
minerals, several studies show that the contribution of OC to
CEC in soils is greater than that in clay minerals.41,42) Indeed, the
OC content of test soils in the present study was positively correlated with CEC (r=0.93, p<0.001); therefore, Kd values appear
to be positively correlated with CEC.
6. Solid-state 13C NMR analysis
In order to perform solid-state 13C NMR analysis, 7 test soils
(except soil S1, for which it seemed difficult to characterize OC
because of low OC content) were passed through a 0.2-mm sieve
and treated with hydrofluoric acid (HF) to concentrate the OC
and remove paramagnetic minerals. Although HF is a strong
agent, Rumbel et al.37) report that the chemical composition of
soil organic matter does not change after 10% HF treatment.
Thirty milliliters of 8% (w/w) aqueous HF solution was added to
10 g of soil in a polyethylene tube. The tubes were shaken for 2 hr
at room temperature and centrifuged at 3,800×g for 15 min, and
the supernatant was discarded. The treatment was repeated 7
times using different shaking times (5×2 hr and 2×16 hr). After
the final treatment, 30 mL of deionized water was added to the
residues. The tubes were shaken for 30 min at room temperature
and centrifuged at 3,800×g for 15 min, and the supernatant was
discarded. The residues were washed an additional 7 times and
dried at 50°C for 2 days. The dried samples were subsequently
powdered using a mortar and pestle.
The solid-state 13C NMR spectra of the powdered samples
were collected using the CPMAS technique by an FT NMR
system (Alpha 300; JEOL, Tokyo, Japan); the analytical conditions of NMR have been described previously.38) The powdered
samples were transferred into a zirconia rotor (6 mm i.d.) with a
KEL-F cap (JEOL, Tokyo, Japan), and the 13C NMR signals were
measured at 75.45 MHz with magic angle spinning of 6 kHz, a
110
Vol. 39, No. 2, 105–114 (2014)
Effects of organic carbon quality on soil sorption of pesticides 109
Table 3. Correlation coefficients (r) between the Kd values of pesticides and soil properties
Compound
No. soils
r
OC
CEC
Clay
pH
EC
Imidacloprid
8
0.69
0.77*
−0.39
−0.06
−0.10
Dimethoate
4
0.39
0.70
−0.46
0.11
−0.05
Clothianidin
7
0.77*
0.87*
−0.63
0.27
−0.29
Thiacloprid
7
0.73
0.85*
−0.61
0.26
−0.26
Metalaxyl
7
0.53
0.68
−0.20
−0.08
−0.08
Fosthiazate
6
0.59
0.80
−0.46
0.26
−0.26
Methidathion
8
0.92**
0.87**
−0.52
−0.02
−0.24
Fenobucarb
5
0.52
0.75
−0.57
−0.14
−0.05
Flutolanil
7
0.56
0.74
−0.52
0.27
−0.04
Procymidone
7
0.52
0.72
−0.47
0.25
−0.05
Fenitrothion
8
0.73*
0.82*
−0.41
−0.06
−0.01
Tetraconazole
8
0.69
0.83*
−0.32
−0.05
0.07
Chloroneb
7
0.60
0.77*
−0.52
0.21
−0.17
Diazinon
7
0.72
0.88*
−0.70
0.38
0.02
Cadusafos
7
0.57
0.76*
−0.52
0.31
−0.03
Tolclofos-methyl
8
0.68
0.81*
−0.35
−0.07
0.11
Tetradifon
8
0.81*
0.91**
−0.36
−0.06
0.23
* Significant at p<0.05; ** significant at p<0.01.
2. Variability of OC-normalized sorption coefficient (Koc)
Figure 1 shows the variability of the log Koc values of all experiments; numerical values of Koc are shown in Supplemental Table
S8. As mentioned above, the sorption process of test pesticides
in soils was clearly dominated by OC. However, the Koc values of
a given pesticide exhibited high variability among soils. The CVs
of Koc values of a pesticide ranged from 36.6% for tetradifon to
173% for metalaxyl. Gerstl et al.9,43) show that the Koc values of
pesticides on soils with low organic matter content (<0.5%) are
appreciably high because of the contribution of the mineral fraction to the sorption process. In particular, the Koc value of soil
S1 (OC content=0.06%) for metalaxyl tended to be higher than
those of other soils. Nevertheless, the reason for the variability
in Koc values remains unknown even though the Koc value of soil
S1 was excluded; this is because the CVs of the Koc values of a
pesticide ranged from 29.5% for tetradifon to 125% for imidacloprid. Wauchope et al.10) reviewed the variability of Koc values
in the literature and report the typical CV of the Koc values of
a given pesticide ranges from 40 to 60%. In the present study,
even though the Koc value of soil S1 was excluded, the CVs of the
Koc values for 11 pesticides exceeded 60%. The Koc values of soil
S7 for almost all pesticides were higher than those of other test
soils. Hence, it is clear that the contribution of soil S7 to Koc variability is high.
On the other hand, when Koc properties were analyzed with
respect to the type of pesticide, the Koc values of tolclofos-methyl
and tetradifon, which are highly lipophilic (log Kow=4.03–4.56
and 3.95–5.52, respectively), were higher than those of other
pesticides. These results suggest that log Koc values increase with
the increasing log Kow of pesticides.43–45) However, cadusafos
Fig. 1. Variability of the log Koc values of test soils.
(log Kow=3.83–4.28) had low Koc values for lipophilicity. Cadusafos is aliphatic, i.e., it has non-aromatic rings. Similarly, the Koc
values of dimethoate and fosthiazate, which have non-aromatic
rings, were relatively low. These results imply that the interactions involving aromatic rings are important in the soil sorption
of pesticides.
3. Molecular nature of soil OC
The 13C NMR spectra and relative proportions of each carbon
type for 7 test soils are shown Figure 2 and Table 4, respectively. O-Alkyl carbons (45–110 ppm), which include various polar
components (e.g., polysaccharides, amino acids, lipids, etc.),
were the most prevalent carbon type in all soil samples except
soils S7 and S8, which is concordant with previous studies.12,13,46)
111
110 Y. Motoki et al.
Journal of Pesticide Science
On the other hand, aromatic carbons (110–160 ppm), which
correspond to lignin, tannin, and aromatic amino acids, were
the carbon type exhibiting the greatest variability among test
soils, ranging from 12.6 to 41.3%. Two test Andosols (soils S7
and S8) particularly exhibited greater proportions of aromatic
carbon than other soils. Mahieu et al.46) collected 13C CPMAS
NMR data on 311 soils from the literature and reported that the
mean, maximum, and minimum proportions of aromatic carbon were 20.0±6.0%, 44.5%, and 6.8%, respectively. Therefore,
the proportions of aromatic carbon in soils S7 and S8 (41.3%
and 33.9%, respectively) are considerably higher than those of
soils in the literature.
Aromatic carbon content is generally considered to increase
as a result of the decomposition of OC. Inber et al.47) investigated changes in the OC structure of cattle manure during the
composting process and found that the proportions of aromatic, alkyl, and carboxyl carbon increase, whereas that of Oalkyl carbon decreases. Similarly, the proportions of carboxyl
carbon in soils S7 and S8, which contained abundant aromatic
carbon, were higher than those in other soils, whereas the proportion of O-alkyl carbon was lower. However, the proportions
of alkyl carbon in soils S7 and S8 were lower than those in other
soils. These results imply that the degree of decomposition of
OC alone is insufficient to explain the difference in OC quality
among test soils.
Golchin et al.19) investigated the effects of artificial burning
on the chemical nature of OC in soils; they found that a grassland site with a long history of annual burning had lower alkyl
and O-alkyl carbon contents but higher aromatic and carboxyl
carbon contents than forest sites that had no burning for many
decades. In addition, Sultana et al.48) report that the 13C NMR
spectra of charred plant materials isolated from Japanese Andosols using a specific gravity method exhibited a dominant
peak of aromatic carbon with the proportion of aromatic carbon ranging from 61 to 74%. There is no record that the present
test soils have been burned in the last several decades. However,
grasslands containing Japanese Andosol, in which the dominant
vegetation is Japanese pampas grass, which was necessary for
traditional daily life, are thought to have been maintained by
burning activity.19,21,49,50) These studies suggest that BC arising
from the burning of vegetation may be partly responsible for
the high proportion of aromatic carbon in soils S7 and S8 in the
present study.
Fig. 2. Solid-state 13C NMR spectra of the soils.
Table 4. Proportions of each carbon region in NMR spectra (%)
Soil
Alkyl
(0–45 ppm)
O-Alkyl
(45–110 ppm)
Aromatic
(110–160 ppm)
Carboxyl
(160–190 ppm)
S2
28.7
46.0
15.2
10.1
S3
26.0
48.0
17.3
8.7
S4
27.4
49.8
12.6
10.2
S5
24.8
44.7
18.6
11.8
S6
23.8
47.4
18.2
10.5
S7
16.9
27.3
41.3
14.5
S8
19.7
33.7
33.9
12.7
4. Effect of organic carbon quality on Koc variability of pesticides
The correlation coefficients between the log Koc values of pesticides and the proportions of each carbon type are shown in
Table 5. The log Koc values for almost all pesticides were positively correlated with aromatic and carboxyl carbon contents and
negatively correlated with O-alkyl and alkyl carbon contents.
The absolute values of r increased with increasing CVs (%) of
Koc values for a given pesticide. The correlation coefficients between the r values and CVs (%) for alkyl, O-alkyl, aromatic, and
carboxyl carbon were −0.88 (p<0.001), −0.90 (p<0.001), 0.89
112
Vol. 39, No. 2, 105–114 (2014)
Effects of organic carbon quality on soil sorption of pesticides 111
Table 5. Coefficients of variation (CV) of Koc values and correlation coefficients (r) between the log Koc values of pesticides and
proportions of each carbon type
Compound
r
No. soils
CV (%) of
Koc values
Alkyl
O-Alkyl
Aromatic
Carboxyl
−0.91**
−0.95**
0.93**
0.97**
−0.57
−0.63
0.60
0.73
Imidacloprid
7
124.9
Dimethoate
4
82.4
Clothianidin
7
113.8
−0.99**
−0.94**
0.97**
0.91**
Thiacloprid
7
115.4
−0.92**
−0.95**
0.94**
0.97**
Metalaxyl
6
70.2
−0.28
−0.32
0.28
0.54
Fosthiazate
6
46.9
−0.05
−0.12
0.07
0.27
Methidathion
7
93.8
−0.97**
−0.97**
0.98**
0.91**
Fenobucarb
5
92.2
−0.80
−0.73
0.76
0.67
Flutolanil
7
65.9
−0.30
−0.41
0.39
0.29
Procymidone
7
84.9
−0.58
−0.55
0.57
0.52
Fenitrothion
7
76.3
−0.66
−0.80*
0.75
0.78*
Tetraconazole
7
50.2
−0.42
−0.25
0.30
0.30
Chloroneb
7
117.0
−0.86*
−0.91**
0.89**
Diazinon
7
48.7
0.51
0.31
−0.40
−0.23
Cadusafos
7
59.9
−0.38
−0.41
0.40
0.40
Tolclofos-methyl
7
45.8
−0.19
−0.30
0.26
0.28
Tetradifon
7
29.5
0.40
0.34
−0.36
−0.37
0.92**
* Significant at p<0.05; ** significant at p<0.01.
a torsional structure between the 2 ring planes exhibit lower
sorption than planar aromatics such as non-ortho PCBs.51,52)
This is because planar aromatics can strongly adsorb to planar
graphene surfaces of BC via π–π interactions. Focusing on the
molecular structures of the test compounds (Fig. 3), the Kd values of chloroneb (a planar aromatic) on soil S7 were higher than
those of cadusafos (aliphatic) and procymidone (non-planar aromatic with a torsional structure); this is in spite of the fact that
the Kow value of chloroneb (log Kow=1.90–3.58) is of the same
order of magnitude as that of procymidone (log Kow=2.67–3.30)
and lower than that of cadusafos (log Kow=3.83–4.28) (Fig. 4).
Figure 4 also shows the KAC and the KGP of chloroneb, cadusafos, and procymidone, verifying the effects of the chemical
structures of the pesticides on BC sorption. Similar to the results for soil S7, the sorption of chloroneb to AC and GP was
significantly greater than that of the other 2 compounds. Although AC and GP differ with respect to surface area, porosity,
and the presence of an acid functional group, they have common structure—a graphene layer—from a molecular perspective.36) Sultana et al.48) also report that charred plant materials
isolated from Japanese Andosols by a specific gravity method
have 14- to 52-ring condensed aromatic structures. This implies
that the graphene layer of carbonaceous materials is involved in
the different sorption properties of the 3 compounds. Although
the KAC and KGP values were measured using acetone as a liquid
phase, the results of the sorption test of PCBs using activated
carbon and acetone52) exhibited a similar trend to those using
soot and water.51) In other words, the sorption strength of pla-
(p<0.001), and 0.90 (p<0.001), respectively.
Similar to the present results, several reports demonstrate
negative correlations between O-alkyl carbon content, which
includes many polar components, and the Koc values of some
pesticides such as atrazine,11) carbaryl,12) diuron,11,13) and phosalone.12) In addition, Mitchell et al.11) show that the Koc values
of atrazine and diuron in soils from which the O-alkyl carbon
components were removed by acid-hydrolysis are higher than
those in untreated soils. They suggest that the hydrolyzable Oalkyl carbon component in soil might block affinity sorption
sites such as aromatic and/or alkyl domains.
In contrast to O-alkyl carbon, these previous studies also
show that aromatic carbon content is positively correlated with
the Koc values of these pesticides, which is concordant with the
present results. As discussed above, the aromatic carbon contents of test soils exhibited the greatest variability among carbon
types, and the high aromatic carbon contents in soils S7 and S8
were involved in the presence of BC. Because the Koc values of
almost all pesticides on soil S7, which had the greatest aromatic
carbon content, were substantially higher than those on other
soils, it is possible the BC contained in soil S7 greatly affects the
sorption behavior of pesticides. The sorption of organic chemicals on BC is influenced by hydrophobicity, the presence of aromatic rings, and the planarity of the molecular structure.51–53) In
other words, given the same log Kow value, the sorption of planar
aromatics on BC is higher than that of aliphatics.52) In addition,
even if a compound has aromatic rings, non-planar aromatics
such as ortho-substituted polychlorinated biphenyls (PCBs) with
113
112 Y. Motoki et al.
Journal of Pesticide Science
Fig. 3. Molecular structures of pesticides optimized according to the
PM7 semi-empirical Hamiltonian method. ○: hydrogen atom, ●: oxygen
Cl : chlorine atom, Ⓝ: nitroatom, ●: carbon atom, Ⓟ: phosphorus atom, ○
gen atom, Ⓢ: sulfur atom.
nar PCBs is higher than that of non-planar PCBs. On the other
hand, although the overall structures of some pesticides such
as imidacloprid and thiacloprid are non-planar, these pesticides
exhibited relatively high Koc values (Fig. 1). This is probably because these pesticides can take on a planar conformation on the
surface of one part of their molecular structures (as shown in
Fig. 3) that can sorb to the planar graphene layer of BC via π–π
interaction with parallel-displaced orientation.54–56) These results
support the hypothesis that BC in soil strongly contributes to
the Koc variability of pesticides on soil S7 if the conformation of
the pesticide can be planar.
Fig. 4. (A) Soil–water distribution coefficients (Kd) for soil S7, (B) activated carbon (AC)-acetone distribution coefficients (KAC), (C) graphite
(GP)-acetone distribution coefficients (KGP). Columns with the same letter
are not significantly different at p<0.05 by ANOVA with Tukey’s multiple
range test for (A) and (B) and unpaired 2-sided t-tests for (C). Error bars
indicate standard deviations (n=3). ND: not detectable.
5. Conclusion
The present study suggests that the Koc values of Japanese soils
are highly variable, because aromatic carbon content differed
greatly among soils, especially Andosols. The log Koc values of
some pesticides were positively correlated with aromatic carbon
content measured by solid-state 13C NMR. However, because 13C
NMR is a qualitative technique, the prediction of log Koc on the
basis of aromatic carbon contents is inadequate. On the other
114
Vol. 39, No. 2, 105–114 (2014)
Effects of organic carbon quality on soil sorption of pesticides 113
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hand, because the sorption properties of pesticides in Andosols
with the greatest aromatic carbon contents exhibited trends similar to those in AC and GP, it is possible that BC in soil affects
the sorption properties of pesticides. Several studies report that
quantifying soot content in sediments and determining soot–
water distribution coefficients accurately predicts the sorption of
polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on sediments.35,57–59)
These results imply that the sorption of pesticides on soils can
also be predicted if it is possible to quantify BC in soils and assess the sorption of isolated BC. Unfortunately, no methods for
quantifying BC in soils have been established.25) Therefore, further studies are required to isolate and precisely quantify BC in
soil contributing to the sorption behavior of pesticides.
Acknowledgements
The authors thank Dr. S. Hiradate of the National Institute
for Agro-Environmental Sciences for technical support in NMR
analysis. The test soils were kindly supplied by Aichi Agricultural Research Center, Fukushima Agricultural Technology Centre,
Tochigi Prefectural Agricultural Experiment Station, and NARO
Agricultural Research Center. This study was financially supported by a Grant-in-Aid from the Ministry of the Environment
(MOE), Japan. The opinions expressed in this paper are solely
those of the authors and do not necessarily reflect the views of
MOE.
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116
平成 26 年度学会等での発表実績一覧
1. 誌面発表
1
誌名
Journal of Pesticide
Science (2014, 39 (2),
pp. 105-114)
題目
Effect of organic carbon
quality on adsorption
behavior of pesticides in
Japanese soils
発表者名
Yutaka
Motoki, Takashi
Iwafune, Nobuyasu
Seike, Takashi Otani,
Maki Asano
2. 口頭・ポスター発表
1
2
3
学会名
13th
IUPAC
Internation
al Congress
of Pesticide
Chemistry
(2014.8.10
~14)
13th
IUPAC
Internation
al Congress
of Pesticide
Chemistry
(2014.8.10
~14)
13th
IUPAC
Internation
al Congress
of Pesticide
Chemistry
(2014.8.10
~14)
題目
Water-based extraction
and liquid
chromatography–
tandem mass
spectrometry analysis
of neonicotinoid
insecticides and their
metabolites in green
pepper/tomato samples
(ポスター)
Effect of aging time on
water–extractability of
pesticide residues from
Japanese soils(口頭)
発表者名
Takashi Iwafune, Tomomi Ogino, Eiki
Watanabe
Pesticide fate and
transport in volcanic
ash agricultural soil:
Monitoring and
modeling(口頭)
Dang Quoc Thuyet, Hirozumi Watanabe,
Piyanuch Jaikaew, Julien bulange, Hirotaka
Saito, Satoru
Ishihara, Takashi Iwafune, Yasuo Kitam
ura
Yutaka Motoki, Takashi Iwafune,
Nobuyasu Seike, Takashi Otani
117
4
5
6
7
8
9
1
0
水草研究
会第 36 回
全国集会
(2014.8.23
~24)
第 34 回農
薬製剤・施
用法シン
ポジウム
(2014.9.11
~12)
第 20 回日
本環境毒
性学会研
究発表会
(2014.9.10
~11)
第 32 回農
薬環境科
学研究会
(2014.11.20
)
第 108 回日
本食品衛
生学会学
術講演会
(2014.12.3
~5)
日本農薬
学会第 40
回記念大
会
(2015.3.18
~20)
日本農薬
学会第 40
回記念大
会
カワヂシャ Veronica 加藤貴央 、石原悟
undulata の室内培養
法の検討(ポスター)
2014 年 CIPAC 関連会 渡辺高志 、塚田勇輝
合の報告(口頭)
水生植物に対する化
学物質の影響評価へ
のクロロフィル遅延
発光の利用(口頭)
加藤貴央 、石原悟 、勝又政和、竹内彩
乃、小林祐子
QuEChERS-LC-MS/
大石桂輔 、石原悟
MS によるミツバチ
中の残留農薬一斉分
析法の妥当性確認
(ポスター)
省溶媒化試料調製- 渡邉栄喜、岩船敬 、馬場浩司、小原裕
HPLC-DAD による農 三
作物中ネオニコチノ
イド系殺虫剤の同時
分析法(口頭)
農薬の後作物残留リ 元木裕、岩船敬 、清家伸康、大谷卓、
スク評価に関する研 秋山嘉大
究 第 5 報 コマツナ
中農薬濃度と水抽出
された土壌中農薬濃
度の関係(口頭)
キャリアーガスの違 渡辺高志 、塚田勇輝
いによるキャピラリ
ーGC 分析結果への
影響(口頭)
118
1
1
1
2
(2015.3.18
~20)
日本農薬
学会第 40
回記念大
会
(2015.3.18
~20)
日本農薬
学会第 40
回記念大
会
(2015.3.18
~20)
Improvements on
predicting soil water
content and dissipation
of atrazine and
metolachlor in
Japanese agricultural
soils by SPEC model
(口頭)
Seasonal variation of
environmetal
conditions and
residues of atrazine
and metolachlor in
Japanese agricultural
soil(口頭)
Julien bulange, Dang Quoc Thuyet,
Piyanuch Jaikaew, Hirozumi
Watanabe, Satoru Ishihara, Takashi
Iwafune, Yasuo Kitamura
Piyanuch Jaikaew, Julien bulange,
Hirozumi Watanabe, Satoru Ishihara,
Takashi Iwafune, Yasuo Kitamura
アンダーラインが FAMIC 農薬検査部職員
119
【技術レポート】
残留農薬分析業務における分析法の検討1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・120
残留農薬分析業務における分析法の検討 2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・125
残留農薬分析業務における分析法の検討1
ペンチオピラド試験法の導入のための妥当性検証
加藤直樹 *1,守山智章 *1,鈴木徹也 *2,山田篤司 *2,青山吉一 *3,臼井裕一 *3
*1
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
*2
独)農林水産消費安全技術センター 本部横浜事務所
*3
独)農林水産消費安全技術センター 神戸センター
ペンチオピラド試験法(農産物)について,レタス,ピーマン,なすおよび日本なしを供試作物とし,厚生
労働省の「食品中に残留する農薬等に関する試験法の妥当性評価ガイドライン」に基づき,3 試験室において
単一試験室による妥当性確認(シングルラボバリデーション)を行った結果,すべての試験室において,妥当
性評価の分析性能パラメータが,ガイドラインに示されたそれぞれの目標値に適合していることを確認した.
Keywords:ペンチオピラド,妥当性評価ガイドライン,液体クロマトグラフタンデム型質量分析計
緒
試料は,レタス,ピーマン,なすおよび日本な
しの 4 種とし,平成 25 年度に残留農薬調査試料
として各試験室において受領したものとした.
言
ペンチオピラドは,三井化学アグロが開発した
野菜,果樹,芝などの作物病害を対象とした殺菌
剤であり,平成 20 年 7 月に国内登録がされてい
る.ペンチオピラド試験法は,
「食品に残留する
農薬,飼料添加物又は動物用医薬品の成分である
物質の試験法について」第 3 章個別試験法ペンチ
オピラド試験法(農産物)(以下,通知法)に
LC/MS に よ る 測 定 方 法 が 示 さ れ て い る が ,
LC/MS/MS による測定方法の検証を実施した.検
証は,
「食品中に残留する農薬等に関する試験法
の妥当性評価ガイドラインについて」
(平成 22 年
2.2. 添加濃度
添加濃度は,通知法で示された定量限界濃度で
ある 0.01 ppm(以下,低濃度)およびその 10 倍
にあたる 0.1 ppm(以下,高濃度)の 2 濃度とし
た.添加回収試験は,試料に農薬標準溶液を添加
した後,30 分程度放置し試験操作を行った.
3. 試薬等
3.1. ペンチオピラド標準液
ペ ンチオ ピラド 標準品 (関東 化学製 ,純 度
99.0%)12.5 mg を正確に量って 25 mL の全量フ
ラスコに入れ,標線までアセトニトリルを加えて
溶かし,500 µg/mL のペンチオピラド標準原液を
調製した.
検量線作成用標準液は,ペンチオピラド標準原
12 月 24 日付け食安発 1224 第 1 号.
(以下,ガイ
ドライン)に基づき,3 試験室において単一試験
室による妥当性確認(シングルラボバリデーショ
ン)を行った.
材料および方法
液 1 mL を 25 mL の全量フラスコに正確に入れ,
標線まで同溶媒を加え 20 µg/mL のペンチオピラ
ド標準液を作成した.この溶液 1 mL を 20 mL の
全量フラスコに正確にとり,窒素を送って乾固し
た後にアセトニトリル:水(7:3)で正確に希釈
し,1 µg/mL のペンチオピラド標準液を作成した.
これを適宜,アセトニトリル:水(7:3)で希釈
し検量線作成用標準液とした.
添加回収試験標準液は,ペンチオピラド標準原
液 1 mL を 25 mL の全量フラスコに正確に入れ,
1. 検証を行った試験室
以下の 3 試験室で検証を行った.
・ 農薬検査部農薬実態調査課(以下,小平)
・ 本部横浜事務所農薬実態調査課(以下,横浜)
・ 神戸センター農薬実態調査課(以下,神戸)
2. 試料および添加濃度
2.1. 試料
120
させ溶出液に水 10 mL を加えて,40℃以下で約
10 mL まで濃縮した.
アセトニトリルおよび水各 5 mL でコンディシ
ョニングしたオクタデシルシリル化シリカゲル
窒素を送って乾固した後にアセトンを加え 20
µg/mL のペンチオピラド標準液を作成した.これ
を適宜,アセトンで希釈し添加回収試験標準液と
した.
ミニカラム(1,000 mg)に先の濃縮液を注入した
後,アセトニトリルおよび水(2:3)混液 10 mL
を注入し流出液は捨てる.次いで,アセトニトリ
ルおよび水(7:3)混液 10 mL を注入し,アセト
ニトリルおよび水(7:3)混液で正確に 10 mL と
したものを試験溶液とした.
3.2. ケイソウ土
関東化学製セライト 545 を使用した.
3.3. アセトン
残留農薬試験用を使用した.
3.4. アセトニトリル
精製は,残留農薬試験用を使用した.
LC/MS/MS 移 動 相 は , HPLC 用 ( 小 平 ),
LC/MS/MS 用(横浜,神戸)を使用した.
試料20g
アセトン100 mL
ホモジナイズ
吸引ろ過
残さ
3.5. 水
超純水製造装置(ミリポア製)を使用した.
アセトン50 mL
ホモジナイズ
吸引ろ過
3.6. 液体クロマトグラフタンデム型質量分析計
LC 部:Waters 製 ACQUITY UPLC System(小
平,神戸)
LC 部:Waters 製 Alliance2795(横浜)
MS 部:Waters 製 Premier XE(小平,横浜,神
戸)
,TQD(小平)
抽出液(アセトンを加え正確に200 mL)
抽出液5 mLを採取
精製(グラファイトカーボンミニカラム)
アセトン5 mLでコンディショニング
抽出液を負荷
アセトン15 mLで溶出
水10 mLを添加
3.7. ロータリーエバポレーター
BÜCHI 製 R-200
減圧濃縮(約10 mLまで)
精製(オクタデシルシリル化シリカゲルミニカラム)
3.8. グラファイトカーボンミニカラム
SUPELCO 製 Envi-Carb 500 mg
アセトン5 mL、水5 mLでコンディショニング
抽出液を負荷(廃棄)
アセニトリル:水(2:3)10 mLで洗浄(廃棄)
アセニトリル:水(7:3)10 mLで溶出
3.9. オクタデシルシリル化シリカゲルミニカラ
ム
Waters 製 Sep-Pak Vac 6cc C18
試験溶液(正確に10 mLとする)
LC/MS/MS測定
図1. ペンチオピラド試験法(農産物)の試験方法フロー
4. 前処理方法
4.1. 抽出
図 1.のフローのとおり,通知法に従いアセトン
で抽出し正確に 200 mL とした.
4.2. 精製
このうちの 5 mLを予めアセトン 5 mLでコンデ
ィショニングしたグラファイトカーボンミニカ
ラム(500 mg)に負荷し,アセトン 15 mL で溶出
121
5. 測定条件
LC/MS/MS による測定条件は,下表 1.および下
表 2.のとおりとした.
6.2. 選択性の確認
あらかじめペンチオピラドを含まないことを
確認した試料(以下,ブランク試料)の試験溶液
を作製し,LC/MS/MS で測定して定量を妨害する
ピークの有無を確認する.
表 1.
カラム
:Waters 製 UPLC HSS T3 2.1×30 mm,1.8 µm
(小平)
:Waters 製 Atlantis T3 2.1×100 mm,3 µm
(横浜)
:Waters 製 UPLC HSS T3 2.1×50 mm,1.8 µm
(神戸)
流量
: 0.4 mL/min (小平,神戸)
,
0.2 mL/min (横浜)
カラム温度
: 40℃
注入量
: 2 µL (小平,神戸)
,10 µL (横浜)
移動相
: 2 mmol 酢酸アンモニウム水溶液:アセトニ
トリル(40:60)
イオン化法
: エレクトロスプレーイオン化法
(ESI+,ESI-)
測定法
: 多重反応モニタリング法(MRM)
イオン源温度
: 120℃
脱 溶媒ガ ス温度 : 400℃ (小平,神戸)
,350℃ (横浜)
脱溶媒ガス流量 : 800 L/hr (小平,神戸)
,600 L/hr (横浜)
6.3. 検量線の直線性の確認
検量線作成用標準液 1 µg/mL を希釈し,0.0002,
0.0005,0.001,0.002,0.005 および 0.01 µg/mL の
溶液を作製する.これらの溶液を LC/MS/MS に注
入し,得られたクロマトグラムのピーク面積から
検量線を作成し,0.0002 µg/mL から順次,測定濃
度を大きくして,0.01 µg/mL まで相関係数rが
0.995 以上を維持していることを確認する.
6.4. 検出限界および定量限界の確認
定量限界はペンチオピラド試験法に示された
0.01 mg/kg を目標値とし,検出限界は 0.003 mg/kg
を目標値とする.測定はクロマトグラムから当該
農薬ピークの高さとピークの近傍(ピークの半値
幅の 10 倍程度の範囲)のノイズの高さから S/N
比 3 相当の濃度を求めて検出限界の実測値とし,
同様に S/N 比 10 相当の濃度を求めて定量限界の
実測値とする.いずれも有効数字一桁に丸めた値
を検出限界および定量限界とする.
表 2.
ポジティブモード(ESI+)
試験
室名
小平
横浜
神戸
プリカーサー
( m/z)
360
360
360
プロダクト
(定量)
( m/z)
177
-
177
-
177
プロダクト
(定性)
( m/z)
-
276
-
236
-
-
256
Cone
(V)
Collision
(eV)
27
27
31
31
27
36
14
35
35
36
27
20
・検出限界=3×(ノイズの最大と最小の幅×1/2)
×標準液濃度/標準液ピーク高さ×1/試験法
における濃縮倍率
・定量限界=10×(ノイズの最大と最小の幅×1/2)
×標準液濃度/標準液ピーク高さ×1/試験法
における濃縮倍率
ネガティブモード(ESI-)※
試験
室名
小平
横浜
神戸
プリカーサー
( m/z)
358
358
358
プロダクト
(定量)
( m/z)
149
-
149
-
プロダクト
(定性)
( m/z)
-
109
-
109
Cone
(V)
Collision
(eV)
39
39
40
40
24
44
25
30
149
-
39
24
-
208
39
24
6.5. 真度および精度の確認
ガイドラインに従い,低濃度は真度(回収率)
が 70~120%,併行精度が 25%未満,室内精度が
※ ネガティブモードも同時測定した.
30%未満,高濃度は真度(回収率)が 70~120%,
併行精度が 15%未満,室内精度が 20%未満を目
標値とし評価を行う.
6. 試験法の妥当性評価方法
6.1. 枝分かれ試験
ガイドラインに示された実験例に基づき,各試
験室において低濃度および高濃度の添加回収試
験をそれぞれ 2 併行で実施し,実施日を変える又
は異なる実施者による 5 回の繰り返し試験を行
う.
表 3. ガイドラインに示された真度および精度の目標値
濃 度
真 度
併行精度 室内精度
(ppm)
(%)
(RSD%)
(RSD%)
≦0.001
70~120
30 >
35 >
0.001 < ~ ≦0.01
70~120
25 >
30 >
0.01 < ~ ≦0.1
70~120
15 >
20 >
0.1 <
70~120
10 >
15 >
122
7. 結果および考察
7.1. 妥当性評価の結果
7.1.1. 選択性
ブランク試料について分析を行ったところ,い
ずれの作物においてもペンチオピラドの定量の
妨害となるピークは認められず,選択性に問題が
ないことを確認した.
7.1.3. 検出限界および定量限界
3 試験室の検出限界および定量限界の結果を表
5 に示した.いずれも目標値より低い値を示した.
この結果から定量限界を一律基準である 0.01
mg/kg とし,検出限界をその 3 分の 1 の 0.003
mg/kg とした.
表 5. 検出限界および定量限界
7.1.2. 検量線の直線性
3 試験室の検量線の直線性の結果を表 4 に示し
た.いずれも 0.0002~0.01 ppm の範囲で,高い直線
性(相関係数 r=0.999 以上)を有していることを
確認した.
試験室名
表 4. 直線性の範囲と相関係数
7.1.4. 真度および精度
3 試験室の作物別の真度(回収率)および精度
(併行精度および室内精度)の結果を表 6~表 9
に示した.
農薬名
(測定モード)
ペンチオピラド
(ポジティブモード)
(ネガティブモード)
直線性の範囲
(ppm)
相関係数(r)
小平
横浜
神戸
0.0002-0.01
0.0002-0.01
1.0000
0.9996
1.0000
0.9999
0.9998
1.0000
小平
Response
20000
Positive Mode
15000
y = 2E+06x - 0.9533
R² = 1
Negative Mode
y = 718163x + 1.3584
R² = 0.9991
10000
0.004
0.006
0.008
0.01
ppm
横浜
60000
Response
y = 6E+06x - 66.384
R² = 1
40000
30000
20000
小平
0.0003
0.003
0.0009
0.01
横浜
0.0001
0.003
0.0003
0.01
神戸
0.0003
0.003
0.0009
0.01
真度は,回収率がいずれもガイドラインに示さ
れた目標値 70~120%の範囲内であった.
併行精度および室内精度は,いずれもガイドラ
インに示された目標値を満たしていた.
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
98.5
99.1
94.3
98.9
97.2
95.0
4.9
5.4
3.2
2.7
2.7
2.0
4.9
5.5
5.9
3.3
3.4
2.7
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
100.0
100.2
92.5
100.2
95.5
94.0
2.3
3.9
5.0
3.8
2.1
2.6
6.6
5.9
5.0
3.8
3.5
2.9
Negative Mode
10000
y = 3E+06x - 46.263
R² = 0.9999
0
0
0.002
0.004
0.006
0.008
表 7. ピーマンにおける回収率,併行精度および室内精度
ポジティブモード
0.01
ppm
神戸
20000
Response
目標値
ネガティブモード
Positive Mode
50000
測定値
ポジティブモード
0
0.002
定量限界(mg/kg)
目標値
表 6. レタスにおける回収率,併行精度および室内精度
5000
0
検出限界(mg/kg)
測定値
Positive Mode
y = 2E+06x + 137.67
R² = 0.9996
15000
Negative Mode
y = 1E+06x + 9.3789
R² = 0.9999
0
0
0.002
0.004
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
98.7
97.1
94.7
101.0
93.7
97.8
6.1
1.7
4.2
2.6
3.1
3.4
6.1
5.3
7.5
3.2
3.1
3.8
ネガティブモード
10000
5000
試験
室名
0.006
0.008
0.01
ppm
123
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
97.0
96.1
95.1
99.6
96.8
93.6
3.9
2.1
3.9
2.7
4.1
2.6
6.3
5.4
3.9
2.8
4.2
4.5
8. まとめ
通知法のペンチオピラド試験法を LC/MS/MS
による測定方法についてガイドラインに基づき
妥当性評価を行ったところ,今回対象とした試料
については,すべての試験室において,妥当性評
価の分析性能パラメータが,それぞれの目標値等
に適合していることを確認した.
表 8. なすにおける回収率,併行精度および室内精度
ポジティブモード
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
97.1
102.0
93.9
102.0
99.5
96.1
5.7
3.2
4.8
2.8
2.5
2.3
5.7
4.8
4.8
3.4
2.5
2.3
ネガティブモード
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
99.9
99.1
93.9
98.9
96.2
97.8
4.9
3.6
5.0
2.1
1.8
1.7
4.9
8.2
5.0
2.5
6.8
5.1
おわりに
以上の結果から,すべての試験室でペンチオピ
ラド試験法を LC/MS/MS による測定が導入でき
ると考えられた.
表 9. 日本なしにおける回収率,併行精度および室内精度
ポジティブモード
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
99.1
98.3
95.4
98.6
93.2
96.0
5.3
1.7
4.7
3.0
3.0
2.7
5.4
3.4
4.8
3.1
4.1
3.2
参考文献
1)厚生労働省医薬食品局食品安全部長通知,食
安発第 0124001 号第 3 章個別試験法(通知試験
法)
「ペンチオピラド試験法」
(農産物)
2) 厚生労働省医薬食品局食品安全部長通知,食安
発第 12241 号食品中に残留する農薬等に関する
試験法の妥当性評価ガイドラインの一部改正
について
3)厚生労働省医薬食品局食品安全部基準審査課
長通知,食安基 1208 第 1 号食品中に残留する
農薬等に関する試験法の妥当性評価ガイドラ
インに関する質疑応答集(Q&A)について
ネガティブモード
試験
室名
回収率(%)n=10
低濃度
高濃度
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
小平
横浜
神戸
101.2
97.9
94.2
98.2
97.3
97.4
5.0
2.6
7.4
3.0
2.1
2.9
5.0
5.6
7.7
5.4
2.4
4.5
7.2. 室間再現精度の結果
参考として各試験室における 5 回繰り返しの併
行測定結果の平均値(各試験室 5 個のデータ)に
ついて,作物別の真度(回収率)および精度(併
行精度および室間精度)の結果を表 10 に示した.
この結果についてもすべてガイドラインの目標
値を満たしていた.
表 10.
3 試験室の測定結果(回収率,併行精度および室間精度)
ポジティブモード
作物名
レタス
ピーマン
なす
日本なし
回収率(%)n=15
併行精度(RSD%)
室間精度(RSD%)
低濃度
高濃度
低濃度
高濃度
低濃度
高濃度
97.3
96.8
97.7
97.6
97.0
97.5
99.2
95.9
4.0
5.2
3.5
3.5
2.6
2.4
1.9
2.8
4.4
5.2
5.2
3.7
3.1
4.3
3.4
3.8
ネガティブモード
作物名
レタス
ピーマン
なす
日本なし
回収率(%)n=15
併行精度(RSD%)
室間精度(RSD%)
低濃度
高濃度
低濃度
高濃度
低濃度
高濃度
97.6
96.1
97.7
97.7
96.6
96.7
97.7
97.6
5.3
4.7
4.8
4.7
2.5
3.1
4.9
3.8
6.5
4.7
5.4
5.5
4.0
4.2
4.9
3.8
124
残留農薬分析業務における分析法の検討2
一斉試験法(米穀)における調査対象農薬追加のための妥当性検証
青山吉一 *1,臼井裕一 *1,加藤直樹 *2,守山智章 *2,鈴木徹也 *3,山田篤司 *3
*1
独)農林水産消費安全技術センター 神戸センター
*2
独)農林水産消費安全技術センター 農薬検査部
*3
独)農林水産消費安全技術センター 本部横浜事務所
一斉試験法(米穀)における妥当性の確認を行っていない 9 農薬について,厚生労働省の「食品中に残留す
る農薬等に関する試験法の妥当性評価ガイドライン」に基づき,3 試験室において単一試験室による妥当性確
認(シングルラボバリデーション)を行った結果,すべての試験室において,妥当性評価の分析性能パラメー
タが,ガイドラインに示されたそれぞれの目標値に適合していることを確認した.
Keywords:残留農薬,米穀,妥当性評価ガイドライン,液体クロマトグラフタンデム型質量分析計
緒
言
材料および方法
独立行政法人農林水産消費安全技術センター
では、
「食品に残留する農薬、飼料添加物又は動
物用医薬品の成分である物質の試験法について」
1)
(以下,通知試験法)の別添 第2章一斉分析
法の「GC/MS による農薬等の一斉分析法(農産
物)
」および「LC/MS による農薬等の一斉分析法
Ⅰ ( 農 産 物 )」 に 対 応 し た 「 農 薬 実 態 調 査 課
GC/MS・LC/MS による農薬等の一斉試験法(米
穀・麦類・大豆)手順書」
(以下,一斉試験法(米
穀等)
)により米穀の農薬の分析を行っている.
一斉試験法(米穀等)の米穀において、妥当性
1. 検証を行った試験室
以下の 3 試験室で検証を行った.
・ 農薬検査部農薬実態調査課(以下,小平)
・ 本部横浜事務所農薬実態調査課(以下,横浜)
・ 神戸センター農薬実態調査課(以下,神戸)
の確認を行っていない 9 農薬について、液体クロ
マトグラフタンデム型質量分析計(以下,
LC/MS/MS)による測定方法の検証を実施した.
検証は,
「食品中に残留する農薬等に関する試験
ロニル,ペンシクロン,ベンゾフェナップおよび
ペントキサゾンの 9 農薬.
2. 対象農薬
2.1. LC/MS/MS 測定農薬(新規妥当性確認)
クロラントラニリプロール,シラフルオフェ
ン,スピノサド(スピノシン A および スピノシ
ン D)
,テブフェノジド,ピラクロニル,フィプ
2.2. LC/MS 分析対象農薬(測定方法変更)
アゾキシストロビン,イミダクロプリド,イン
ダノファン,オキサジクロメホン,カルプロパミ
ド,クロチアニジン,クロメプロップ,ダイムロ
ン,チアクロプリド,チアメトキサム,フェノブ
法の妥当性評価ガイドラインについて」
(平成 22
年 12 月 24 日付け食安発第 1224 第 1 号.
(以下,
ガイドライン)に基づき,3 試験室において単一
試験室による妥当性確認(シングルラボバリデー
カルブ(BPMC)
,フェリムゾンおよびメトキシフ
ェノジドの 13 農薬.
ション)を行った.
なお,既存の液体クロマトグラフ質量分析計
(以下,LC/MS)分析対象 13 農薬についても
LC/MS/MS による測定に変更する検証を併せて
行った.
2.3. GC/MS 分析対象農薬(参考)
EPN,イソプロカルブ(MIPC)
,イソプロチオ
ラン,イプロベンホス(IBP)
,ウニコナゾールP,
エスプロカルブ,エディフェンホス(EDDP)
,エ
トフェンプロックス,オキサジアゾン,カフェン
125
ストロール,キノクラミン(ACN),ジクロシメ
ット,シハロホップブチル,ジメタメトリン,シ
メトリン,チオベンカルブ(ベンチオカーブ)
,
チフルザミド,テニルクロール,トリシクラゾー
注品:関東化学株式会社)各 20 ppm,5 mL アン
プル瓶,溶媒(アセトン)
.
これを適宜,アセトン及びn-ヘキサン(1:1)
混液で希釈し試験標準液とした.
ル,ピリブチカルブ,ピリミノバックメチル,ピ
ロキロン,フェニトロチオン(MEP)
,フェノキ
サニル,フェンチオン(MPP)
,フェントエート
(PAP)
,フサライド,ブタクロール,ブタミホス,
4.2. 試薬
アセトニトリル(残留農薬試験用および液体ク
ロマトグラフ質量分析計(LC/MS)用)
,トルエ
ン(残留農薬試験用)
,アセトン(残留農薬試験
用)
,n-ヘキサン(残留農薬試験用)
,メタノール
(液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)用お
よび高速液体クロマトグラフ分析(HPLC)用)
,
ブプロフェジン,フルジオキソニル,フルトラニ
ル,プレチラクロール,ブロモブチド(脱臭素体
を含む)
,ベンフレセート,マラチオン(マラソ
ン),メタラキシル,メフェナセットおよびメプ
ロニルの 39 農薬.
リン酸トリフェニル(特級)
,塩化ナトリウム(残
留農薬試験用)
,リン酸水素二カリウム(特級)
,
リン酸二水素カリウム(特級)
,水酸化ナトリウ
ム(特級)
,塩酸(特級)
,無水硫酸ナトリウム(残
3. 試料および添加濃度
3.1. 試料
試料は,平成 25 年度に残留農薬調査試料とし
て神戸において受領した米穀(玄米)を供試試料
とした.
留農薬試験用)およびケイソウ土(セライト 545)
を使用した.
4.3. 調製試薬
0.5 mol/L リン酸緩衝液(pH 7.0)
:リン酸水素
二カリウム 52.7 g 及びリン酸二水素カリウム 30.2
g を量り採り、水約 500 mL に溶解し,1 mol/L 水
酸化ナトリウム又は 1 mol/L 塩酸を用いて pH 7.0
に調整した後、水を加えて 1 L とした.
3.2. 添加濃度
添加濃度は,一律基準濃度である 0.01 ppm(以
下,低濃度)およびその 10 倍にあたる 0.1 ppm(以
下,高濃度)の 2 濃度とした.添加回収試験は,
試料に農薬標準溶液を添加し 30 分程度放置した
後に試験操作を行った.
4.4. ろ紙
桐山ロート用ろ紙 No.5A-60
4. 試薬等
4.1. 農薬標準溶液
LC/MS/MS 測定農薬:クロラントラニリプロー
ル(Dr.Ehrenstorfer 社)
,シラフルオフェン,ピラ
クロニル,フィプロニル,ペンシクロン,ペント
4.5. グラファイトカーボン/アミノプロピルシリ
ル化シリカゲル積層ミニカラム
GL サイエンス製 InertSep GC/NH2 500 mg/500
mg (小平)
SUPELCO 製 ENVI-Carb/LC-NH2 500 mg/500
mg(横浜,神戸)
キサゾン(和光純薬工業株式会社)
,スピノサド
(スピノシン A およびスピノシン D)
,ベンゾフ
ェナップ(林純薬工業株式会社)およびテブフェ
ノジド(関東化学株式会社)の農薬標準品を使用
した.
各農薬標準品にアセトニトリルを加えて溶か
し,500 µg/mL の標準原液を調製した.
LC/MS 分析対象農薬:農薬混合標準溶液(特注
品:関東化学株式会社)各 20 ppm,5 mL アンプ
ル瓶,溶媒(アセトニトリル)
これを適宜,アセトニトリルで希釈し試験標準
液とした.
4.6. オクタデシルシリル化シリカゲルミニカラ
ム
Waters 製 Sep-Pak Vac 6cc C18(1 g)
4.7. 水
超純水製造装置(ミリポア製)を使用した.
4.8. ロータリーエバポレーター
BÜCHI 製 R-200,R210
GC/MS 分析対象農薬:農薬混合標準溶液(特
126
n-ヘキサン(1:1)混液を加えて,試験溶液とし
た(GC/MS 用試験溶液,標準添加法により測定)
.
この試験溶液 0.125 mL を採り乾固後,アセト
ニトリルで 0.5 mL としたものを LC/MS/MS 用試
4.9. 液体クロマトグラフタンデム型質量分析
計
LC 部:Waters 製 ACQUITY UPLC System(小平,
神戸)
LC 部:Waters 製 Alliance2795(横浜)
MS 部:Waters 製 Premier XE(小平,横浜,神
戸)
験溶液とした.
6. 測定条件
LC/MS/MS による測定条件および LC 条件は,
下表 1-1 から表 1-3.のとおりとした.
5. 前処理方法
5.1. 抽出
図 1.のフローのとおり,一斉試験法(米穀等)
に従い水を加え膨潤させた試料から農薬をアセ
トニトリルで抽出し,抽出液に塩化ナトリウムお
よび 0.5 mol/L リン酸緩衝液(pH 7.0)を加えて振
とうした後,水層を分離除去した.
表 1-1.LC/MS/MS 測定条件
農薬名
クロラントラニリプロール
シラフルオフェン
スピンシン A
スピノシン D
テブフェノジド
ピラクロニル
フィプロニル
ペンシクロン
ベンゾフェナップ
ペントキサゾン
5.2. 精製
アセトニトリル層をオクタデシルシリル化シ
リカゲルミニカラムで精製し,脱水の後,グラフ
ァイトカーボン/アミノプロピルシリル化シリカ
ゲル積層ミニカラムで精製し,リン酸トリフェニ
ル(内標準物質)1 µg/mL を含むアセトンおよび
分析試料10.0±0.5 g
ホモジナイズ
吸引ろ過
正確に100 mLとする
正確に20 mL分取
振とう
精製
脱 水
濃縮・溶媒除去
精製
濃縮(1 mL以下)
濃縮(1 mL以下)
溶媒除去
正確に1 mLとする
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
484
426
732.5
746.5
353
315
435
329
431
354
プロダクト
(定量)
m/z
プロダクト
(定性)
m/z
m/z
286
287
142
142
297
169
330
125
105
286
177
168
98
98
105
241
250
218
119
186
表 1-2.LC 条件
:Waters 製 Acquity UPLC HSS T3 2.1×100 mm,
1.7 µm (小平)
:Waters 製 Atlantis T3 C18 2.1×100 mm,
3 µm (横浜)
:Wako 製 Wakopak Ultra C18-2 2.1×100 mm,
2 µm (神戸)
流量
:0.353 mL/min (小平)
,
0.2 mL/min (横浜,神戸)
カラム温度
:40℃
注入量
:2 µL (小平,神戸)
,5 µL (横浜)
移動相
:A 液 5 mmol 酢酸アンモニウム水溶液
B 液 5 mmol 酢酸アンモニウムメタノール
溶液(グラジエント条件:表 1-3)
イオン化法
:エレクトロスプレーイオン化法
(ESI+,ESI-)
測定法
:多重反応モニタリング法(MRM)
イオン源温度
:120℃
脱 溶媒ガ ス温度 :400℃ (小平,神戸)
,350℃ (横浜)
脱溶媒ガス流量 :800 L/hr (小平,神戸)
,600 L/hr (横浜)
水20 mL(15分間放置)
アセトニトリル50 mL
アセトニトリル
100 mL容全量フラスコ
100 mL容分液漏斗
塩化ナトリウム10 g
0.5 mol/Lリン酸緩衝液(pH7.0) 20 mL
水槽廃棄
オクタデシルシリル化シリカゲルミニカラム(1000 mg)
抽出液を負荷 溶出 アセトニトリル2 mL
クロマトグラフ管(無水硫酸ナトリウム10 g)
グラファイトカーボン/アミノプロピルシリル化シリカゲル
積層ミニカラム(500 mg/500 mg) 抽出液を負荷
アセトニトリル・トルエン(3:1)20 mL
表 1-3.グラジエント条件
小平
アセトン10 mL
アセトン5 mL
0.5 mL目盛付濃縮管
リン酸トリフェニル1 µg/mLを含むアセトン:n-ヘキサン(1:1)
試験溶液
0.125 mLを採り乾固
アセトニトリル
0.5 mLとする
GC/MS測定
プリカーサー
カラム
残留物
アセトニトリル20 mL
ホモジナイズ・吸引ろ過
ろ 液
測定
モード
LC/MS/MS測定
図 1. 一 斉 試 験 法 ( 米 穀 等 ) フ ロ ー
127
横浜,神戸
時間(mim)
A(%)
B(%)
時間(mim)
A(%)
B(%)
0
0.29
1.23
2.18
2.93
6.52
8.52
10
85
60
60
50
45
5
5
85
15
40
40
50
55
95
95
15
0
0.67
2.33
4
5.33
11.67
16.5
20(神戸)
25(横浜)
85
60
60
50
45
5
5
85
85
15
40
40
50
55
95
95
15
15
表 2.ガイドラインに示された真度および精度の目標値
濃 度
(ppm)
≦0.001
0.001 < ~ ≦0.01
0.01 < ~ ≦0.1
0.1 <
7. 試験法の妥当性評価方法
7.1. 枝分かれ試験
ガイドラインに示された実験例に基づき,各試
験室において低濃度および高濃度の添加回収試
験をそれぞれ 2 併行で実施し,実施日を変える又
は異なる実施者による 5 回の繰り返し試験を行
う.
真 度
(%)
70~120
70~120
70~120
70~120
併行精度
(RSD%)
30 >
25 >
15 >
10 >
室内精度
(RSD%)
35 >
30 >
20 >
15 >
8. 結果および考察
8.1. LC/MS/MS 測定農薬の妥当性評価の結果
8.1.1. 選択性
7.2. 選択性の確認
あらかじめ対象農薬を含まないことを確認し
た試料(以下,ブランク試料)の試験溶液を作製
し,LC/MS/MS で測定して定量を妨害するピーク
の有無を確認する.
ブランク試料について分析を行ったところ,い
ずれの農薬においても定量の妨害となるピーク
は認められず,選択性に問題がないことを確認し
た.
7.3. 検量線の直線性の確認
試験標準液を希釈し,0.002,0.005,0.01,0.02,
0.05 および 0.1 µg/mL の溶液を作製する.これら
の溶液を LC/MS/MS に注入し,得られたクロマト
グラムのピーク面積から検量線を作成し,0.002
µg/mL から順次,測定濃度を大きくして,0.1
µg/mL まで相関係数rが 0.995 以上を維持してい
ることを確認する.
8.1.2. 検量線の直線性
3 試験室の直線性の結果を表 3 に示した.0.002
~0.1ppm の範囲で,小平のテブフェノジドと横浜
のクロラントラニリプロールが 0.997 程度の相関
係数となった他は,高い直線性(相関係数(r)=
0.999 以上)を有しており,すべての農薬につい
て相関係数rが 0.995 以上であることを確認し
た.
7.4. 検出限界および定量限界の確認
検出限界の目標値は 0.005 ppm,定量限界の目
標値は 0.01 ppm とする.
ブランク試料に 0.005 ppm となるように混合農
薬標準溶液を添加したものを 10 回,ブランク試
料溶液をランダムに 5 回測定し,
正味の測定値
(ブ
ランク試料の測定値を差し引いた測定値)から試
料中濃度に換算した値の標準偏差 σ に,係数 3.67
を乗じた値を検出限界として算出した.定量限界
は標準偏差 σ に係数 10 を乗じたものとして算出
した.
表 3.直線性の範囲と相関係数
農薬名
クロラントラニリプロール
シラフルオフェン
スピンシン A
スピノシン D
テブフェノジド
ピラクロニル
フィプロニル
ペンシクロン
ベンゾフェナップ
ペントキサゾン
直線性の範囲
(ppm)
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
0.002-0.1
小平
0.9997
0.9995
0.9997
0.9996
0.9977
0.9999
0.9996
0.9998
0.9994
0.9995
相関係数(r)
横浜
神戸
1.0000
0.9978
1.0000
0.9996
1.0000
0.9999
1.0000
0.9999
1.0000
0.9999
1.0000
1.0000
1.0000
0.9996
0.9999
0.9994
0.9999
0.9997
0.9998
0.9999
8.1.3. 検出限界および定量限界
3 試験室の検出限界および定量限界の結果を表
4 に示した.いずれも目標値より低い値を示した.
この結果から定量限界を一律基準である 0.01
mg/kg とし,検出限界を 0.005 mg/kg とした.
7.5. 真度および精度の確認
ガイドラインに従い,低濃度は真度(回収率)
が 70~120%,併行精度が 25%未満,室内精度が
30%未満,高濃度は真度(回収率)が 70~120%,
併行精度が 15%未満,室内精度が 20%未満を目
標値とし評価を行う.
8.1.4. 真度および精度
各試験室の真度(回収率)および精度(併行精
度および室内精度)の結果を表 5 に示した.
真度は,回収率がいずれもガイドラインに示さ
れた目標値 70~120%の範囲内であった.
128
併行精度および室内精度は,いずれもガイドラ
インに示された目標値を満たしていた.
行測定結果の平均値(各試験室 5 個のデータ)に
ついて,真度(回収率)および精度(併行精度お
よび室間精度)の結果を表 6 に示した.この結果
についてもすべてガイドラインの目標値を満た
8.1.5. 室間再現精度の結果
参考として各試験室における 5 回繰り返しの併
していた.
表 4.検出限界および定量限界
検出限界(mg/kg)
農薬名
定量限界(mg/kg)
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
クロラントラニリプロール
0.0018
0.00136
0.00039
0.00492
0.00370
0.00107
シラフルオフェン
スピノシンA
0.0010
0.0005
0.00063
0.00041
0.00034
0.00014
0.00263
0.00144
0.00172
0.00112
0.00092
0.00037
スピノシンD
0.0004
0.00037
0.00015
0.00106
0.00101
0.00042
テブフェノジド
ピラクロニル
0.0007
0.0005
0.00054
0.00053
0.00069
0.00028
0.00184
0.00125
0.00146
0.00144
0.00187
0.00076
フィプロニル
ペンシクロン
0.0012
0.0005
0.00101
0.00025
0.00078
0.00032
0.00337
0.00146
0.00275
0.00068
0.00212
0.00088
ベンゾフェナップ
0.0007
0.00070
0.00023
0.00178
0.00191
0.00063
ペントキサゾン
0.0027
0.00111
0.00131
0.00739
0.00302
0.00358
表 5.回収率,併行精度および室内精度
農薬名
クロラントラニリプロール
シラフルオフェン
スピノシンA
スピノシンD
テブフェノジド
ピラクロニル
フィプロニル
ペンシクロン
ベンゾフェナップ
ペントキサゾン
試験所
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
回収率(%)
低濃度
103.3
94.1
100.0
90.8
81.0
84.3
82.6
89.6
82.9
83.3
86.8
86.1
88.2
93.3
98.0
94.9
101.4
101.3
99.7
101.1
89.8
95.9
98.4
101.3
96.0
98.3
102.7
84.2
96.1
97.6
n=10
高濃度
98.7
95.2
98.5
78.5
87.4
81.4
82.0
96.4
82.4
83.2
93.1
85.0
92.8
93.8
96.0
99.1
104.0
99.7
95.7
103.7
89.9
100.8
102.2
100.1
97.9
103.6
101.1
96.1
99.9
103.2
129
併行精度(RSD%)
低濃度
高濃度
3.9
6.5
5.6
5.2
2.6
1.4
3.2
4.6
9.9
3.9
2.1
5.1
2.9
2.5
4.4
3.8
4.0
5.3
4.1
3.4
4.8
4.1
2.7
5.1
3.1
2.8
3.3
2.5
2.3
4.3
1.9
2.0
4.4
3.5
2.2
5.2
4.3
2.9
4.0
7.2
5.1
4.7
1.5
3.6
3.7
3.1
1.3
2.4
2.4
3.2
4.6
5.0
2.9
2.1
7.0
9.7
2.2
5.0
3.4
6.9
室内精度(RSD%)
低濃度
高濃度
6.8
6.5
11.8
12.8
2.9
2.8
5.0
6.2
14.0
11.8
6.5
5.4
7.0
10.1
16.3
11.1
7.6
8.3
6.5
6.5
18.2
12.7
10.6
11.9
6.4
4.8
9.0
6.4
3.3
6.7
5.0
2.8
7.2
9.2
5.9
5.7
5.0
3.7
8.4
7.3
9.6
11.7
4.3
4.0
8.2
5.1
3.9
5.5
3.6
7.1
8.3
5.5
5.2
4.7
8.1
9.7
6.6
10.7
8.5
10.8
表 6.3 試験室の測定結果(回収率,併行精度および室間精度)
農薬名
回収率(%) n=15
併行精度(RSD%)
室間精度(RSD%)
低濃度
高濃度
低濃度
高濃度
低濃度
高濃度
クロラントラニリプロール
シラフルオフェン
99.1
85.4
97.5
82.4
7.4
7.5
7.4
8.6
8.1
8.9
7.4
9.5
スピノシンA
スピノシンD
85.0
85.4
86.9
87.1
9.6
10.4
11.5
12.9
9.7
10.4
13.9
13.0
テブフェノジド
93.2
94.2
5.6
6.3
7.3
6.3
ピラクロニル
フィプロニル
99.2
96.9
101.0
96.4
5.8
7.0
6.0
7.2
6.4
8.9
6.0
9.7
ペンシクロン
98.5
101.0
4.5
5.6
4.8
5.6
ベンゾフェナップ
ペントキサゾン
99.0
92.6
100.8
99.7
5.2
8.9
5.6
7.1
5.8
11.3
5.7
7.3
8.2. LC/MS 分析対象農薬の妥当性評価の結果
LC/MS/MS 測定への変更は試験法の一部を変更
することであるため,ガイドラインに基づき選択性
および真度の確認を行った.
められず,選択性に問題がないことを確認した.
8.2.2. 真度
各試験室の繰り返し測定結果 10 回(回収率)の
平均値を表 7 に示した.この結果についても 70~
120%の基準を満たした.
8.2.1. 選択性
ブランク試料について分析を行ったところ,いず
れの農薬においても定量の妨害となるピークは認
表 7.LC/MS 分析対象農薬の LC/MS/MS 測定結果の回収(%)
農薬名
アゾキシストロビン
低濃度 n=10
高濃度 n=10
小平
横浜
神戸
小平
横浜
神戸
94.7
98.1
102.5
98.3
101.3
101.4
イミダクロプリド
93.1
88.5
98.2
94.7
100.1
99.2
インダノファン
オキサジクロメホン
92.3
93.0
96.9
99.9
89.5
100.3
92.4
94.7
93.0
105.4
84.9
97.9
カルプロパミド
クロチアニジン
89.0
88.9
85.3
87.1
99.3
97.1
88.4
93.7
88.7
100.6
91.0
96.7
クロメプロップ
90.0
91.8
103.9
92.9
95.4
97.3
ダイムロン
チアクロプリド
93.2
93.3
102.1
98.5
101.7
101.5
96.4
98.8
99.9
104.2
97.5
100.7
チアメトキサム
フェノブカルブ(BPMC)
84.1
80.0
93.0
96.7
92.1
93.0
88.1
82.1
93.9
96.0
91.1
89.3
フェリムゾン
83.0
89.9
90.1
90.8
98.3
96.2
メトキシフェノジド
92.4
100.3
92.0
99.6
103.5
89.2
8.3. GC/MS 分析対象農薬の真度(参考)
本調査では LC/MS/MS 測定の検証対象農薬(22
農薬(9 農薬+13 農薬)
)が一斉試験法(米穀)に
おいて既に妥当性が確認されている GC/MS 測定対
象の 39 農薬に対して影響がないことを確認するた
め GC/MS 分析対象農薬を同時に加えて添加回収試
験を実施した.
各試験室における GC/MS 分析対象農薬の繰り返
し測定結果 10 回の平均値を表 8.に示した.この結
果についてもすべての農薬で真度(回収率 70~
120%)の基準を満たした.
130
表 8.GC/MS 分析対象農薬測定結果の回収率(%)
農薬名
EPN
イソプロカルブ(MIPC)
イソプロチオラン
イプロベンホス(IBP)
ウニコナゾール
エスプロカルブ
エディフェンホス(EDDP)
エトフェンプロックス
オキサジアゾン
カフェンストロール
キノクラミン(ACN)
ジクロシメット(異性体計)
シハロホップブチル
ジメタメトリン
シメトリン
チオベンカルブ(ベンチオカーブ)
チフルザミド
テニルクロール
トリシクラゾール
ピリブチカルブ
ピリミノバックメチル(E体)
ピリミノバックメチル(Z体)
ピロキロン
フェニトロチオン(MEP)
フェノキサニル
フェンチオン(MPP)
フェントエート(PAP)
フサライド
ブタクロール
ブタミホス
ブプロフェジン
フルジオキソニル
フルトラニル
プレチラクロール
ブロモブチド
ブロモブチド脱臭素体
ベンフレセート
マラチオン(マラソン)
メタラキシル
メフェナセット
メプロニル
小平
96.7
84.9
89.7
90.8
96.0
88.0
96.9
93.4
106.3
93.0
85.4
95.1
96.5
97.6
97.1
89.1
92.7
99.5
91.4
94.0
97.2
101.7
91.0
93.4
96.6
95.8
91.1
88.4
96.4
92.4
94.9
92.3
96.2
90.9
90.1
103.5
94.3
89.9
89.3
99.0
102.8
低濃度
n=10
横浜
94.8
86.1
101.8
95.2
94.1
100.1
86.3
92.0
102.9
81.7
87.3
94.3
100.1
90.7
89.1
89.2
91.0
86.7
104.8
91.4
92.7
98.0
88.3
94.9
103.0
92.5
97.5
90.4
90.1
93.5
88.3
94.6
103.8
95.8
97.1
111.4
94.0
92.9
89.4
93.1
97.4
9. まとめ
一斉試験法(米穀)の試料は玄米とし,妥当性の
確認を行っていない 9 農薬について,LC/MS/MS に
よる測定方法の検証を実施しガイドラインに基づ
く妥当性評価を行ったところ,9 農薬については,
すべての試験室において妥当性評価の性能パラメ
ータが,それぞれの目標値等に適合していることを
確認した.
従来 LC/MS 測定を行っていた 13 農薬について,
LC/MS/MS への測定方法の変更が可能かガイドラ
インに基づき妥当性評価を行ったところ,検証対象
とした 13 農薬については,すべての試験室におい
131
神戸
88.6
95.6
85.6
83.7
88.1
99.4
91.7
98.0
97.2
94.9
84.2
95.5
91.3
92.8
94.4
86.7
85.1
89.6
86.4
95.3
96.0
97.0
93.7
87.9
94.7
104.4
88.0
93.2
94.4
85.3
94.2
97.6
97.5
96.7
100.8
101.5
93.7
91.7
106.5
91.1
98.9
小平
78.1
82.2
90.3
89.6
87.7
92.3
87.6
85.8
93.6
95.4
79.3
96.1
97.0
91.3
90.5
92.1
89.5
92.0
83.7
82.0
96.8
91.9
89.0
89.0
98.3
96.0
90.5
85.6
89.6
77.2
88.1
94.1
92.6
94.5
95.7
92.3
96.2
95.6
98.0
91.5
98.8
高濃度 n=10
横浜
77.9
84.8
94.4
90.8
91.7
95.7
84.3
91.9
92.7
78.0
79.9
93.7
87.9
88.8
87.8
90.3
82.6
94.7
76.5
86.2
93.8
94.1
85.7
74.3
96.3
90.2
80.8
85.2
87.7
73.5
89.4
92.1
91.1
88.5
88.3
91.1
94.8
88.2
93.8
89.3
99.0
神戸
73.9
76.5
88.6
77.7
85.5
91.2
86.8
91.3
99.7
97.0
75.6
89.5
88.4
88.3
88.3
89.4
82.0
95.5
75.6
84.7
92.9
94.0
85.2
73.5
95.9
89.4
79.9
85.3
87.0
72.7
88.6
91.6
90.8
88.7
87.9
90.6
94.1
86.9
94.3
89.4
99.4
て妥当性評価の性能パラメータが,それぞれの目標
値等に適合していることを確認した.
おわりに
以上の結果から,すべての試験室において,9 農
薬の一斉試験法(米穀等)による LC/MS/MS 測定
が導入できると考えられた.
また,LC/MS 分析対象としてきた 13 農薬につい
ても,LC/MS/MS による測定方法に変更することが
可能と考えられた.
参考文献
1)厚生労働省医薬食品局食品安全部長通知,食安
発第 0124001 号第 2 章一斉試験法(通知試験法)
「GC/MS による農薬等の一斉分析法(農産
物)」,「LC/MS による農薬等の一斉分析法Ⅰ
(農産物)
」
2) 厚生労働省医薬食品局食品安全部長通知,食安
発第 12241 号食品中に残留する農薬等に関する
試験法の妥当性評価ガイドラインの一部改正に
ついて
3)厚生労働省医薬食品局食品安全部基準審査課長
通知,食安基 1208 第 1 号食品中に残留する農薬
等に関する試験法の妥当性評価ガイドラインに
関する質疑応答集(Q&A)について
132
133
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