Paraben
環境への放出edit
環境へのParabenの排出は化粧品の遍在する使用法が共通原因です。 消費者利用可能なパーソナルケア製品に関する2010年の研究では、試験された製品の44％がパラベンを含むことが明らかになった。 これらの製品を人体から洗うとき、それらは排水を流れ落ち、コミュニティ排水に流れ込みます。 これが起こると、パラベンが水性媒体および固体媒体内に蓄積する可能性が具体化する。 環境で見つけられる共通のparabenの派生物のいくつかはmethylparaben、ethylparaben、propylparabenおよびbutylparabenを含んでいます。 パラベンは、排水から排水処理プラント（WWTP）に流入し、汚泥または第三次排水を介して除去、化学的に変化、または環境に放出されます。
一つのニューヨークWWTPでは、すべての親パラベン誘導体（メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベンなど）の質量負荷。）流入排水から176mg/日/1000人であることが判明した。 この値を使用して、現在ニューヨーク市に居住している8.5万人からWWTPsに入るパラベンの量を年間推定すると、約546kgのパラベンの値が計算されます。 従って、parabenの蓄積のレベルは長期遵守に重要証明します。 WWTPsはパラベンの派生物の92-98%の間で除去します; しかしながら、この除去の多くは、分解生成物の形成によるものである。 WWTPsによる評判が高い除去にもかかわらず、さまざまな調査は環境で持続するparabenの派生物および低下プロダクトのハイレベルを測定しました。
分解生成物の形成編集
塩素化生成物編集
親パラベンに加えて、WWTP段階を通して形成されるパラベン分解生成物は、モノおよびジ塩素化パラベンを含む環境に懸念を示す。 パラベン含有製品がドレインを洗浄すると、パラベンは塩素化反応を受ける可能性があります。 この反応は、水道水中に存在する遊離塩素または最終消毒工程としてWWTPsでしばしば使用される次亜塩素酸ナトリウムで起こり得る。 中性水中では、ラマン分光法により、塩素が主に次亜塩素酸（HClO）として存在することが確認されています。 パラベンはHClOと反応して、求電子芳香族置換を介してモノ-およびジ-塩素化生成物を形成することができる。 塩素の求電子攻撃は、パラベンの水酸基からの電子密度によって安定化されるカルボカチオンを形成する。 このステップはヒドロキシル基が率を増加する活動化のグループとして機能するけれども、芳香族性の損失がendergonic原因です。 塩基は、塩素を含む炭素からプロトンを抽象化することができ、それに続いて、関与するpi電子による芳香族性の回復が続く。 ヒドロキシル基はパラベンのエステル基よりも活性化しているため、パラ位がすでにブロックされているため、反応は両方のオルト位に誘導される。
Arrhenius方程式は、四つの親パラベン（メチル-、エチル-、プロピル-、およびブチルパラベン）の塩素化の活性化エネルギーを計算するための研究で使用され、36-47kJ/molの範囲 別の研究では、50〜200μ mの遊離塩素を含む20℃（68°F）の水道水を0でスパイクした。5μ mのプロピルパラベンおよび混合物の組成を40分間にわたって監視し、水道水に見られる条件下で塩素化が起こるかどうかを決定した。 研究の結果は、5分後にプロピルパラベンの消失、3-クロロ-プロピルパラベンと3,5-ジクロロ-プロピルパラベンの両方の出現、および3,5-ジクロロ-プロピルパラベンが反応に残っている主な種としての持続性を確認した。 反応温度を35℃に上昇させた研究では、同様の傾向が見られたが、より急速な傾向が見られた。
4-ヒドロキシ安息香酸（PHBA）編集
もう一つの重要なパラベン分解生成物は4-ヒドロキシ安息香酸（PHBA）である。 パラベンがPHBAに分解することができる2つのメカニズムがあります。 最初の分解経路は化学的に起こる。 親パラベンは容易にPHBAを形作るエステルの結束の基盤触媒作用を及ぼされた加水分解を経ます。 反応は、特にｐＨが≧８であるときに、適度にアルカリ性条件下で起こる。 この反応は、家庭排水のpH範囲が6-9であり、化粧品中にパラベンが広く存在するため、家庭環境では非常に一般的である。 パラベン含有化粧品がコミュニティ排水流入物に排出されると、pH≧8の環境にさらされ、親パラベンの塩基触媒加水分解が起こり、PHBAを形成する。
電子移動機構では、酸素とカルボニル炭素との間の二重結合のπ電子が酸素に共鳴し、酸素に負電荷を残し、カルボニル炭素に正電荷を残す。 求核剤として作用する水酸化物イオンは、現在の求電子性カルボニル炭素を攻撃し、カルボニル炭素にsp3ハイブリダイゼーションをもたらす。 電子は共鳴して酸素とカルボニル炭素との間の二重結合を形成する。 元のsp2ハイブリダイゼーションを保持するために、–ORグループは去ります。 −ＯＲ基は、より大きな安定性を有する負電荷を維持する能力のために、−ＯＨ基よりも優れた脱離基として作用する。 最後に、-または-は、塩基として作用し、カルボン酸を脱プロトン化してカルボン酸アニオンを形成する。
パラベンがPHBAに分解することができる第二の方法は、WWTPs内で生物学的に起こる。 排水処理の二次浄化装置段階の間に、沈積物は二次浄化装置の底で集まります。 流入する流入物の液相と固相を分離すると、パラベンはスラッジに蓄積する傾向が大きくなります。 これは、約1.58のlog Kow値によって定量化されるように、その中程度の疎水性によるものである。 この沈積物は有機性栄養素に集中されます;その結果、微生物の拡散は沈積物の内で共通になります。 一つの生物は、汚泥パラベンをPHBAに生物学的に代謝するEnterobacter cloacaeである。
環境中の分解生成物の蓄積edit
ガスクロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィーなどの様々な分析技術により、環境中のパラベン誘導体 これらのレベルは、WWTPsからの排出時にパラベンとその分解生成物が環境に到達する主要な手段であるため、三次排水および下水汚泥で正確に測定さ
塩素化パラベンは、親パラベンの40-98％の効率と比較して、唯一の効率でWWTPsから除去されます。 除去効率の低下は，塩素化パラベンの生分解性の低下，Ｗｗｔｐ全体の全体的な安定性の増加，および低いｌｏｇｋｏｗ値によるスラッジ相への比較的低い収着に起因すると考えられる。
パラベン誘導体と比較して、より高いレベルのPHBAが三次排水中に見出され、phbaは下水汚泥中で最も高い濃度で存在する。 これらのレベルの蓄積には2つの理由があります。 第一の理由は、PHBAが固体粒子に吸収する傾向であり、これは安息香酸の約19の高いKd値によって近似することができる。 PHBAのpKaは2.7ですが、6-9の間のpHの環境にあります。 PKaがpHよりより少しであるので、カルボン酸は脱プロトン化されます。 従ってカルボン酸塩はそれが固体環境のマトリックスの吸着剤として機能するようにし三次流水の集合、固体マトリックス自体として機能する特 第二の理由は、生物学的プロセスを介してWWTPの二次清澄化段階の間にPHBAのレベルの中間的な増加によるものです。
パラベン分解製品との環境への懸念edit
複数の研究は、特にエストロゲンの効果を模倣し、内分泌かく乱機能に塩素化パラベンをリンクしており、塩素化パラベンは、その親パラベンよりも3-4倍毒性であると考えられています。 Daphnia magnaでは、塩素化パラベンによって与えられる一般的な毒性は、細胞膜機能の非特異的破壊を介して起こる。 塩素化パラベンの効力は、化合物が細胞膜に蓄積する傾向と相関する。 したがって、塩素化パラベンは、一般に、それらのエステル鎖がそれらの疎水性の増加のために長さが増加するにつれて毒性が増加する。
PHBAの環境蓄積の影響も注意を払う必要があります。 第三次流出物が灰色水としてコミュニティ使用のために再使用されれば、人間に危険を提起します。 これらの危険性には、異常な胎児発育、内分泌かく乱活性、および不適切なエストロゲン促進効果が含まれるが、これらに限定されない。 第三次流出物が川および流れの環境に解放されればまたは沈積物が肥料として使用されれば、環境の有機体に危険として提起する。 それはより低い栄養レベルのそれらの有機体、特にさまざまな藻類種に特に有毒です。 実際には、特定の藻類種、Selenastrum capricornutumのLC50は、リットル当たり0.032マイクログラム（μ g/L）であることが示されている。 これは0のレベルで三次流水のPHBAの自然な豊富よりより少しです。したがって、第三次排水中のPHBAの現在のレベルは、それが接触するSelenastrum capricornutumの50％以上を潜在的に根絶することができることを示しています。
オゾン化によるパラベンの除去edit
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