アトラジン

アトラジン：効果とリスクの両面を持つ除草剤

アトラジン(2-chloro-4-(ethylamine)-6-(isopropylamine)-s-triazine)は、s-トリアジン環を持つ有機化合物で、世界的に広く使用されている除草剤です。発芽直後の雑草を効果的に枯らすことから、トウモロコシや小麦などの畑作物栽培で活用されています。欧州連合ではその使用が禁止されていますが、アメリカ合衆国などではいまだに主要な除草剤として利用され、高い収穫増への貢献が報告されています。しかしながら、環境や生物への影響、特に両生類への影響を巡り、安全性に関する議論が続いています。

アトラジンの作用機序

アトラジンは、シアヌル酸クロリド、エチルアミン、イソプロピルアミンを原料として合成されます。他のトリアジン系除草剤と同様に、光合成電子伝達系を阻害することで作用します。具体的には、植物の光合成において重要な役割を果たすプラストキノンと結合し、電子伝達を阻害することで植物の生育を阻害、最終的には枯死させます。この作用機序は動物には存在しないため、動物への毒性は比較的低いとされています。しかし、植物は光合成が阻害されることで栄養分を生産できなくなり、いわば餓死状態に陥ります。さらに、光合成阻害に伴い光による酸化ストレスも増加し、植物へのダメージを増幅させます。

環境への影響と分解性

アトラジンは土壌中で微生物によって分解されますが、その半減期は土壌条件によって大きく異なり、13～261日と幅があります。分解経路として、主に以下の2つが知られています。

1. AtzA, AtzB, AtzCといった酵素による加水分解：C-Cl結合の加水分解により、シアヌル酸が生成され、その後アンモニアと二酸化炭素に分解されます。シュードモナス属などの細菌がこの反応を触媒します。
2. アミンの脱アルキル反応：アミンの脱アルキル反応により、2-chloro-4-hydroxy-6-amino-1,3,5-triazineに分解されます。その後の分解経路については、まだ解明されていません。

アトラジンは水への溶解度が低く、微生物による分解も容易ではないため、環境中での残留が懸念されます。界面活性剤の添加などが分解促進に有効であるとされています。また、炭素の酸化度合いが高いため、微生物にとって分解エネルギーが低く、分解されにくいという側面も持ち合わせています。アトラジンの分解産物は、炭素源や窒素源となり、生態系に影響を与える可能性があります。有機窒素の存在はアトラジンの分解を遅らせる一方、無機窒素は分解を促進することが知られています。グルコース濃度も分解速度に影響を与え、少量では分解を抑制するものの、大量では促進することが報告されています。

毒性と使用規制

アトラジンの経口毒性（LD50値）は、ラットで3090 mg/kg、マウスで1750 mg/kg、ウサギで750 mg/kg、ハムスターで1000 mg/kgと報告されています。
地下水汚染リスクなどの懸念から、欧州連合では2004年にアトラジンの使用が禁止されました。アメリカ合衆国では、使用規制はあるものの禁止されておらず、2003年には3万4千トンが使用されています。世界80カ国以上で使用されている、世界的に広く利用されている除草剤です。

両生類への影響

アトラジンは、両生類の性分化に影響を与える内分泌攪乱物質である可能性が指摘されています。カリフォルニア大学デービス校のタイロン・ヘイズ教授らの研究では、アトラジンがカエルの性分化異常を引き起こすとの報告がなされています。具体的には、オスのカエルが雌雄同体になる現象が観察されています。一方、アトラジンの主要メーカーであるシンジェンタ社は、これらの研究結果に異議を唱えています。ヘイズ教授は、シンジェンタ社が資金提供する研究の多くが、アトラジンの影響を否定する結果となっていると指摘しています。アメリカ合衆国環境保護庁（EPA）は、アトラジンの安全性について継続的に評価を行っており、現在も議論が続いています。

近年、アトラジン曝露による両生類の形態異常や発生異常に関する研究も報告されています。例えば、初期発生段階のアトラジン曝露が、心臓奇形、腎臓や消化器系の損傷を引き起こすとの報告があります。また、アトラジン曝露が、ヒトの先天性欠損症、低出生体重児、月経不順などの原因となる可能性も示唆する研究も存在します。

まとめ

アトラジンは高い除草効果を持つ一方で、環境や生物への影響、特に両生類への影響が懸念されています。その安全性については、現在も科学的な議論が継続しており、今後の研究の進展が待たれます。世界的な使用状況を踏まえ、そのメリットとデメリットを総合的に評価することが必要です。

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