抗菌成分第四級アンモニウムカチオン(QACs or quats)の環境・生体への影響

Makisey


オスバン(R)やウェルパス(R)などにも含有されていて、ファブリーズ(R)にも含まれるらしい（全商品かどうかは調べてない）（第四級アンモニウムカチオン：Quat（クウォット）と日本語サイトでは記載されていることもあるようだ）

あおり気味になる可能性があり、冷静に、受け止める必要があり、全面的に調査不足というのが本当のところのようだ

低水準消毒薬に分類（001053424.pdf (mhlw.go.jp)）
antimicrobials such as quaternary ammonium compounds (known as QACs or quats)

Quaternary Ammonium Compounds - Chemical Safety Facts
第四級アンモニウムカチオン - Wikipedia
たとえば塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化メチルベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウム、セトリモニウム、塩化ドファニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、臭化ドミフェンなど

Overuse of Some Disinfectants Can Do More Harm Than Good | MedPage Today

- 抗菌薬耐性は世界的な公衆衛生問題で、死因の一つとなっています。
- 抗菌製品の過度な使用は「副作用」を引き起こし、スーパーバグの出現を促進する可能性があります。
- 抗菌製品は疾病の拡大を防ぐために重要な役割を果たしますが、過度な使用は抗菌薬耐性を引き起こし、人体への有害性が増す可能性があります。
- COVID-19のパンデミックは、医療と非医療の設定での消毒剤とアルコールベースのサニタイザーの使用を増大させました。
- クアタニアリウム化合物（QAC）の科学的レビューでは、皮膚や呼吸器系への影響、発育と生殖毒性、代謝機能の混乱など、QACに対する有害な健康影響が確認されています。
- QACはアメリカで年間100万ポンド以上生産・輸入され、製品への使用や環境中の濃度が増加しています。
- QACの乱用は抗菌薬耐性の拡大を助長し、消毒製品の効果を低下させ、抗生物質の適正使用を悪影響を及ぼす可能性があります。
- QACの使用を抑制し、それらを効果的で必要な場合に限定し、もっと安全な製品に置き換えるべきです。
- QAC使用の規制は、政府機関や製品カテゴリにより大きく異なります。多くのQAC製品は健康リスクについて詳しくスクリーニングされていない。
- QACの使用と人体への影響についての理解が不十分なままで、現状のペースで進行することは無謀です。
- 既に一部の医療施設ではQACの使用を中止し、過酸化水素ベースの製品に切り替えています。
- 病院や医療施設はCDCのガイドラインに従い、適切な指示、選択、使用方法で消毒剤を使用するべきです。
- ゴールはQACの不要な使用を排除し、特に頻繁に清掃が行われ、人の健康がリスクにさらされる設定で、より安全な感染制御製品に置き換えることです。
- QACの使用は、私たちの健康と生態系が回復不能なダメージを受ける前に減らすべきです。


Arnold, William A., Arlene Blum, Jennifer Branyan, Thomas A. Bruton, Courtney C. Carignan, Gino Cortopassi, Sandipan Datta, et al. “Quaternary Ammonium Compounds: A Chemical Class of Emerging Concern.” Environmental Science & Technology 57, no. 20 (May 23, 2023): 7645–65. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c08244 .

第4級アンモニウム化合物（QAC）は、生産量の多い物質を含む大きな化学物質のクラスで、抗菌剤、防腐剤、帯電防止剤として、また洗浄、消毒、パーソナルケア製品、耐久消費財におけるその他の機能として、数十年にわたって使用されてきた。QACの使用は、COVID-19の大流行と、2016年に米国食品医薬品局によっていくつかのパーソナルケア製品から19種類の抗菌剤が禁止されたことを受けて、加速している。パンデミックの発生前後に行われた研究では、QACへの人体曝露が増加していることが示されている。また、これらの化学物質の環境放出も増加している。QACsの環境および人体への悪影響に関する新たな情報は、その生産、使用、廃棄のライフサイクルにわたるリスクと便益の再考を促すものである。本書は、学術界、政府機関、非営利団体の著者からなる学際的かつ複数機関のチームによって作成された、文献の批判的レビューと科学的見解を示すものである。このレビューでは、QACsの生態学的およびヒトの健康プロファイルに関する現在入手可能な情報を評価し、潜在的な懸念がある複数の分野を特定した。生態系への悪影響には、影響を受けやすい水生生物に対する急性および慢性毒性が含まれ、一部のQACsの濃度は懸念レベルに近づいている。健康への悪影響が疑われる、あるいは知られているものには、経皮および呼吸器への影響、発達および生殖毒性、脂質の恒常性などの代謝機能の障害、ミトコンドリア機能の障害などがあります。また、抗菌剤耐性におけるQACの役割も実証されている。米国の規制システムでは、QACの管理方法は、農薬やパーソナルケア製品など、その使用方法によって異なります。そのため、同じQACであっても、用途や規制する機関によって精査の度合いが異なることがあります。さらに、1988年に初めて提案された、構造に基づいてQACをグループ化する米国環境保護庁の現在の方法は、幅広いQACの化学物質、潜在的な毒性、および暴露シナリオに対処するには不十分である。その結果、QACの一般的な混合物や複数の発生源からの暴露は、ほとんど評価されていないままである。米国や他の地域では、主にパーソナルケア製品を中心に、QACの使用に関するいくつかの制限が実施されている。QACsがもたらすリスクの評価は、その膨大な構造的多様性と、これらの化合物の大部分に対する曝露と毒性に関する定量的データの欠如によって妨げられている。このレビューでは、重要なデータギャップを特定し、QAC化学物質の有用性を維持しつつ、環境およびヒトの健康への悪影響を抑制するための研究および政策上の推奨事項を提示する。

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表1. QACの一般的なサブクラスと関連する製品



環境への問題について 要約 written with ChatGPT4

先ほど述べたように、QAC（クアタニアリウム化合物）には常に電荷を帯びた中心のアンモニウムイオンが存在しますが、製品内や可能性としては表面上では非解離塩が存在する場合があります。収集された実験データと計算データは、いくつかのQACについて、高い水溶性、低揮発性、低から中程度の疎水性（log Kow < 4）を示しています。10個以上の炭素を持つ多数のアリールまたはアルキル基を持つQACは、理論的な予測では高い疎水性（log Kow > 9）を持つとされていますが、これらの極端な値を確認する実験的な測定は現在欠けています。QACの特性は、その運命と環境中での発生を制御します：高い水溶性と低疎水性により、より小さいQACが廃水と水中に豊富に存在します；常に正の電荷があることにより、QACの吸着を負の電荷を持つ固体、特に土壌と堆積物に豊富なフィロケイ鉱物に促進します；そして、低揮発性は室内での使用後の揮発損失を制限し、室内の表面上でのQACの持続性に寄与します。
QACの持続性は化合物の構造と環境条件により異なります。QACは空気酸化生分解と間接光分解に対して比較的感受性がありますが、粒子と固体へのQACの強い親和性はこれらの過程の重要性を制限します。化学物質の生物利用可能性を著しく低下させるため、非水性相への吸着は生分解を抑制する可能性があります。また、非線形の吸着等温線は、QACが低濃度で有機粒子により強く結合する可能性を示唆しています。

化学物質の持続性は、懸念のある化学物質を優先的に選択するための重要な要素です。現在の規制フレームワークでは、表面媒体（水、土壌、堆積物など）の半減期に基づいて化学物質の持続性を定義し、これらの閾値は大いに変動することがありますが、QACに関連する環境条件を反映していない可能性があります。一部のQAC、特に長い側鎖を持つもの（DADMAC C18:C18など）は、使用される基準と考慮される研究によっては、持続性の基準を満たす可能性があります。しかし、QACの非水性相への吸着の強い親和性と常に存在する電荷により、生分解の速度が低下し、予想よりも長い半減期（数年のオーダー）を持つ可能性があり、それにより持続性の基準を満たす可能性があります。また、室内環境での持続性は特に懸念される問題であり、これは特に子どもなどの感受性のある集団に対する曝露の可能性を増加させ、QACが抗菌耐性の発生に果たす役割のためです。室内では、QACはカーペット、床材、室内のエアロゾル、堆積した塵といった極性および弱い極性の凝縮相に分布します。室内の運命と輸送のモデリングは、QACが様々な室内表面上の薄い有機フィルム層に大量に分布する可能性を示しており、これにより急速な異質酸化から保護されます。塵や有機フィルムの除去は、室内でのQACの損失の主なメカニズムと見られており、これは通常数日または数週間を要し、その結果、室内でのQACの長期的な存在が可能となります。

QACの検出と定量は、その環境運命を評価するための鍵となります。カラーメトリックアッセイは70年間使用されてきましたが、最近のアッセイではイオン結合複合体や導入化を使用し、後者は定量限界が数十ナノモルです。これらの方法は全体のQACを検出する能力がありますが、個々の分析対象物の検出と定量には、三重四重極か高分解能質量分析が必要です。QACの鎖長の多様性と親油性は、サンプルの濃縮とクリーンアップに使用される材料（例えば、固相抽出カートリッジ）との相互作用に影響を与えます。

QACの用途は多岐にわたるため、その環境への流出経路も様々です。使用の大部分は室内環境で行われ、これにより下水道システムを通じてQACが下水処理場に流入します。工業と住宅/商業の排水は、下水中のQACの重要な源です。

QACは下水処理を通じて持続します。下水の排出液中の濃度はμg/Lの範囲で報告されており、下流の表面水や堆積物中のQACの存在と関連しています。排水からQACが生じることは、下流の水生生態系にQACが存在することにつながります。また、散布したQACや塵粒子の輸送は、これらの化合物が屋外環境に移動する追加の経路となり得ます。

長期的な監視データは、下水処理場の排出液、汚泥、または汚泥中のQACレベルの傾向を評価するためには現在不十分です。傾向は使用率の変化と下水処理の効果によって決まります。例えば、消毒剤や抗菌製品の使用の増加、柔軟剤やヘアケア製品の改良など、消費者製品の使用と組成の変化が特定のQACの一時的な傾向を反映するかもしれません。



Bardで要約(ChatGPT4では too longと怒られたため）

第四級アンモニウム化合物（QAC）の健康への影響をまとめると、以下のようになります：

  • 経皮的影響： 皮膚への影響：QACは、皮膚刺激、感作、皮膚炎を引き起こす可能性があります。

  • 呼吸器への影響： 呼吸器への影響： QACは、作業関連喘息およびその他の呼吸器への影響の可能性があります。

  • 免疫への影響： QACは、炎症を増加させ、免疫系を抑制する可能性があります。

  • 生殖への影響： QACは、不妊症や繁殖力の低下を引き起こす可能性があります。

  • 発達への影響： QACは、神経管欠損を引き起こし、胚死亡を増加させる可能性があります。

これらは、QACsの潜在的な健康影響の一部に過ぎないことに留意することが重要です。これらの化学物質への曝露に関連するリスクを完全に理解するためには、さらなる研究が必要です。

以下に、上記の各健康影響について、さらに詳しく説明します：

  • 皮膚への影響： 皮膚への影響：QACは、赤み、かゆみ、灼熱感などの皮膚刺激を引き起こす可能性があります。場合によっては、QACは感作を引き起こすことがあります。これは、皮膚が化学物質に対してより敏感になり、低レベルの暴露でも反応するようになることを意味します。皮膚炎は、炎症、水疱、鱗屑を引き起こす可能性のある、より深刻な皮膚刺激の形態です。

  • 呼吸器への影響： QACは、特定の化学物質への暴露によって誘発される喘息の一種である作業関連喘息を引き起こす可能性があります。また、QACは、鼻や喉の炎症、咳、喘鳴など、その他の呼吸器系の問題を引き起こす可能性があります。

  • 免疫への影響 QACは炎症を増加させ、免疫系を抑制する可能性があります。そのため、感染症やその他の健康問題にかかりやすくなる可能性があります。

  • 生殖への影響： QACは、不妊症や繁殖力の低下を引き起こす可能性があります。つまり、QACは、人々が妊娠したり健康な赤ちゃんを産んだりすることを困難にする可能性があります。

  • 発達への影響： QACは、神経管欠損を引き起こし、胚死亡を増加させる可能性があります。神経管欠損症は、脳と脊髄に影響を及ぼす先天性欠損症です。また、QACsは流産や死産のリスクを高める可能性があります。

QACsの健康影響について心配な場合は、医師に相談することが重要です。また、これらの化学物質を含まない製品を使用することで、QACsへの暴露を減らすことができます。

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