界面活性剤とは毒なのか?汚れが落ちる仕組みから安全性評価まで

食器用洗剤がなくなりそうなので
これを機に環境や赤ちゃんに優しい洗剤に
買い替えよう！
と思いインターネットで検索してみると


界面活性剤には毒がある！
環境に悪影響！
赤ちゃんには使わないほうが…
と言った記事がたくさん。


これから赤ちゃんが産まれる予定なので
とっても不安を煽られます!


でも、そんな記事の中で
石鹸を使おう！という内容を見かけると
おやおや?と一気に疑わしくなります。


だって石鹸て界面活性剤ですよね!?





私自身
界面活性剤についてよく理解していないので
もやもやは膨らむばかり。





そこで今回は
界面活性剤についてよくわからない！
という方に向けて


「界面活性剤とは」という前提知識から
現在使われている
界面活性剤の特徴や毒性を知るために
どんな安全性の評価がされているのか
について調べてみました！


専門的な用語も出てきますが
できるだけ噛み砕いて書いてみたので
洗剤について正しい知識を身につけたい方は
是非参考にしてみてください♪

界面活性剤とは

界面活性剤とは
水と親和性の高い親水基と
油と親和性の高い疏水基の
2つの特性を持った物質のこと。





界面活性剤を水と空気の間入れると



図のように親水基が水に吸着して
疏水基は空気中に出ている状態になります。


水と油の間に界面活性剤を入れると



図のように疏水基が油の周りに吸着して
親水基は外側を向きます。


このように界面活性剤は
親水基と疏水基をセットに持つことで
性質の異なる水と油（空気）の境界に
吸着する性質があるんですね。


界面活性剤が界面に吸着すると
水の表面張力が低下して
水の接触面が増えて
濡れやすくなります。

この動画は
界面活性剤による表面張力の低下や
分散（後述）のイメージが捉えやすいですね。

表面張力が低下すると
水が油汚れと汚れのついたものの間に
浸透していきます。


これを界面活性剤の「浸透作用」と言います。





水の浸透によって
くっつく場所がなくなった油は
水中に浮き上がります。


これを「ローリングアップ現象」
と言うんだとか。


汚れを物から引き離す際に
物理的にもんだり擦ったりすることで
さらに引き剥がしやすくなります。


水中に浮き上がった油は
「乳化（エマルション）作用」をうけて
界面活性剤分子に取り囲まれ、
小さな油の粒に分解されます。


乳化とは界面活性剤の働きによって
水と油が均一に混ざった状態です。


乳化させると水と油が入った容器は
白く濁ったような状態になります。


身近な例で言うと
牛乳は水と油が混ざって
乳化したものですね。


固体の汚れに対しては
界面活性剤の「分散作用」が働きます。


分散とは水に浮いて本来混ざらない
固体の周りを
界面活性剤が取り囲むことで
水中に拡散することです。


さらに
空気と水の間に界面活性剤が作用することで
泡がたくさん発生し、
汚れを水の表面へと運んでいきます。

この動画では
油汚れが浮いてくる様子が
わかりやすいですね♪

界面活性剤が油汚れを落とす一連の流れが
なんとなく掴めましたね。





次は界面活性剤にどんな種類があるのか
さらに深掘りしてみます。

界面活性剤の種類と特徴

界面活性剤と一口に言っても
その種類や特徴は様々。


界面活性剤の構造をイオンで分けると
大きく４種類に分かれます。








イオンとは原子が電気を帯びた状態。


原子には水に溶けた時に
イオン化して−の電子を帯びるもの
＋の電子を帯びるもの
電気を帯びないもの
＋−両方帯びているものがあります。


界面活性剤は親水基のイオンの構造によって
以下のように分けられています。


界面活性剤の種類

• 非イオン界面活性剤
• 陰イオン界面活性剤
• 両性イオン界面活性剤
• 陽イオン界面活性剤

これらの界面活性剤を
家庭用品品質表示法に基づいて
一覧にしたものが下表。



石鹸百科「界面活性剤の表示名称」より引用


種類別の特徴を見ていくと
さらに細かく分類できます。


まずは
それぞれの界面活性剤の種類と特徴について
詳しくみていきましょう。

非イオン界面活性剤

非イオン界面活性剤は
水に溶けた時に親水基がイオン化しない
界面活性剤。


他の界面活性剤と併用できるため、
化粧品や医薬品、食品など
幅広く使われています。


全体の約85%が産業用として使用され、
残りの約25%が家庭用の洗剤や
シャンプーなどに使用されています。


非イオン界面活性剤は
肌への刺激や毒性の少ないものが
多いそう*1。


界面活性剤の構造によって
エーテル型、エステルエーテル型、
エステル型、アルカノールアミド型の
４種類に分かれており、
それぞれ異なる特徴があります。


このうち、
洗浄目的で使われるのは
主にエーテル型とアルカノールアミド型。


近年ではその他の非イオン界面活性剤として
糖類を原料にするアルキルポリグルコシドが
生分解性が良い、皮膚刺激が少ない
泡立ちが良く洗浄力に優れるなどの点から
安心・安全な合成界面活性剤として
食器用洗剤やシャンプーに
使用されているそう*2。

陰イオン界面活性剤

陰イオン界面活性剤は水に溶けた時に
親水基が陰イオン（−）になります。


陰イオン界面活性剤は
脂肪酸系、直鎖アルキルベンゼン系、
高級アルコール系、アルファオレフィン系、
ノルマルパラフィン系に分かれています。


洗浄力が高く泡立ちが良いため
家庭用に使われている洗剤の多くは
陰イオン系界面活性剤。


肌への刺激はややあります。

石鹸はこのうち脂肪酸系を代表する洗剤で
陰イオン界面活性剤の一つ。


石鹸に使用される
脂肪酸ナトリウムや脂肪酸カリウムは
他の界面活性剤に比べて
生物に分解されやすいのも特徴。


高級アルコール系の洗剤は
一般家庭でも幅広く使われている洗浄剤で
シャンプーや洗顔料、
食器用洗剤などに利用されます。


陰イオン界面活性剤は歴史が古く、
過去には環境汚染が問題になったものも…。


しかし現在では
環境や水生生物への影響などが考慮され
法律などができたことで
その多くは使用されなくなっています。

両性イオン界面活性剤

両性イオン界面活性剤は
水に溶けたときに、
アルカリ性の液中では陰イオン界面活性剤、
酸性液中では陽イオン界面活性剤の性質を
示します。


アミノ酸系、ベタイン系、アミンオキシド系の
３系列。


アミノ酸系の
アルキルアミノ脂肪酸ナトリウムは
洗顔、シャンプーなどに使用されていますが
洗浄力が高く皮膚刺激が強いので
髪がごわついたりすることもあるみたい。


安価な洗剤として使用される場面が
多いようです。


ベタイン系は皮膚刺激が少なく、
他の合成洗剤と合わせて
洗浄力や泡立ちを助ける
補助剤として使われています。


肌への刺激が少ないため
ベビーソープにも使われるそう*1。


アミンオキシド系のアルキルアミンオキシドは
台所用洗剤や洗顔料、
シャンプーなどに利用。

陽イオン界面活性剤

陽イオン界面活性剤は水に溶けた時に
親水基が陽イオン（+）になります。


柔軟性、殺菌性などの性質があるので
柔軟剤やリンス、消毒剤として
利用されています。


陽イオン界面活性剤が
ごわつきを抑える作用をするのは、
洗ったものの表面が
−に帯電するため。


例えば水で洗い流した後の服の表面は
−に帯電しています。


この時、すすぎ後に柔軟剤を入れると
陽イオン界面活性剤が服側に親水基、
外側に親油基をつけて吸着。


表面に帯電していた−と
柔軟剤の＋がくっついて
電気を帯びにくくなります。


さらに、
親油基が繊維の表面をコーティングするので
摩擦が起こりにくくなり
柔らかな仕上がりになるんだとか。

陽イオン界面活性剤は
皮膚刺激の強いものが多く
使用後も繊維表面に残ります。


なので、
肌の弱い方や赤ちゃんに使用するのは
控えたほうがよさそう。


アルキルトリメチルアンモニウム塩や
ジアルキルジメチルアンモニウム塩は共に
ヘアリンスの主原料となっています。


*1「美肌成分事典」より
*2石鹸百科 より

界面活性剤は毒って本当?人体と環境・水生生物に対する安全性評価

界面活性剤の人体への毒性や
環境・水生生物への影響については
様々な懸念があります。


合成洗剤の中には
まだできてからの歴史が浅く
長期にわたって使用した場合に
どんな影響があるのか
わかっていないものあります。


ここでは、
石鹸以外の界面活性剤が
人体や環境への影響について
どんな基準を経て世に出回っているのか
安全性の評価基準について
調べてみました。








日本には
「化審法（化学物質の審査及び
製造等の規制に関する法律）」
と呼ばれる法律があります。


この法律の目的は
人の健康や生態系に
影響を与える可能性のある化学物質が
環境を汚染するのを防ぐこと。


化学物質が新しく製造・輸入される前に
安全性が審査されます。


具体的には
以下のような特徴を持つ化学物質が
規制されます。

• 環境中で分解されにくい（難分解性）
• 動物の体内に蓄積しやすい（高蓄積性）
• 長期間の暴露によって有害な影響が出る（長期毒性）

つまり、
現在使用されている洗剤の多くは
・環境中で分解されやすい
・動物体内に蓄積しにくい
・長期間の使用によって毒性が出にくい
ということですね。


また、
事業者による化学物質の自主的な管理・改善と
環境の保全上の支障の防止を目的とした
「化管法（特定化学物質の環境への
排出量の把握等及び管理の
改善促進に関する法律）」
という法律もあります。


この法律はPRTR制度とSDS制度の２制度から
成り立っています。

　PRTR制度は、人の健康や生態系に有害なおそれがあり、かつ、環境中に広く存在する化学物質について、環境への排出量及び廃棄物に含まれる移動量を、事業者が自ら把握し、都道府県を経由して国に届け出るとともに、国はその届出データを集計し、公表する仕組みです。

SDS制度は、人の健康や生態系に有害なおそれがある化学物質を他の事業者に譲渡･提供する際、その性状及び取扱いに関する情報の提供を義務づける制度です。

「身の回りの製品に含まれる化学物質シリーズ　家庭用洗剤」 独立行政法人　製品評価技術基盤機構化学物質管理センターより引用。


これらの法律によって
毒性の強い化学物質は
あらかじめ規制されることがわかりました。


では規制されずに残った化学物質たちは
どんな安全性の評価をされているのでしょうか。


実は物質一つ一つの安全性を評価するための
決まった評価方法というのはない
というのが現状のよう。

評価基準のルールはないものの、
安全性の評価項目はある程度決まっていて
それぞれの項目について
さまざまな研究報告があります。


色々な評価項目の中でも
人体への影響、
環境・水生生物への影響について
よく取り上げられる項目について
見てみましょう。

洗剤の人体への影響に対する安全評価

洗剤が人体にどのように影響するかについては
以下のような安全評価項目があります。


人体への影響に対する安全評価項目

• 急性毒性
• 慢性毒性
• 発ガン・発ガン補助性
• 体内蓄積性
• 皮膚障害
• 遺伝毒性

参考：「洗剤の安全性と環境問題」 大矢 勝、日本石鹸洗剤工業会HP

急性毒性

急性毒性は
化学物質を動物に投与した時に
50%の動物が死んでしまう投与量が
どのくらいかを調べるもので、
LD50で表記されるのが一般的。


経口毒性もここに含んでいます。


石鹸は安全性の高い界面活性剤なので
比較対象として用いられる事もあります。


石鹸の急性毒性は10000mg/kg。

界面活性剤を誤飲した場合、
多くの人が吐き出すなどするので
一気に致死量を摂取することは
可能性としてはなり低いようですね。

慢性毒性

慢性毒性の評価では
長期間摂取し続けた時に
どのくらい毒性があるかを評価。


毎日摂取しても悪影響が出ない量を
1日に摂取する最大量で割った時に
何倍になるかが
安全率としての評価対象になります。


WHOの安全基準は100以上。

発ガン・発ガン補助性

発ガン性・発ガン補助性とは
物質自体がガンの原因になったり、
発ガン物質と一緒にあることで
発ガン性を高めてしまうこと。


動物を使った実験では
ラットやマウスを使って
一生涯化学物質を投与し続け、
何も投与していない個体と
比較実験をしたりします。


ＩＡＲＣ（国際がん研究機関）は
発ガン性の物質の分類をしていて
グループ１に分類される物質は
ある条件下において
発ガン性があるとされています。


詳しくはIARCのホームページを
ご参照ください。

体内蓄積性

体内蓄積性とは、
生物体内で蓄積し、
食物連鎖の中で上位の動物に
濃縮されていく可能性のある化学物質のこと。


現在のところ、
一般的な洗剤は体内蓄積性が低く
排泄物中にそのままあるいは
分解された形ですぐに排出されるようです。

皮膚障害

皮膚障害は
洗剤の脱脂作用やアルカリによる刺激、
タンパク質の変性によって
皮膚にダメージを与えること。


皮膚への影響は使う人によって様々なので
皮膚がデリケートな人や
赤ちゃんに洗剤を使用する時には
注目したい項目ですね！

遺伝毒性

遺伝毒性とは
化学物質によって遺伝子が傷付けられること。


化学物質のの遺伝毒性によって
ガンを引き起こす突然変異を引き起すなど
細胞や個体に影響を与えないかを
試験します。

洗剤の環境・水生生物への安全性評価

洗剤の環境・水生生物への安全性評価には
以下のような項目があります。


環境・水生生物に対する安全性評価項目

• 水生生物毒性
• 生分解性
• PNEC（Predicted No-Effect Concentration:予測無影響濃度）
• PEC（Predicted Environmental Concentration:予測環境濃度）

私たちが出す生活排水のほとんどは
下水処理場や合併浄化槽で
きれいな水に戻してから川や海に流されます。


現在の汚水処理人口普及率は
92.1%（環境省　令和2年）。


残りの数%は
汚水処理を受けられない地域のため
生活排水がそのまま自然環境へ流出しています。


なので、汚水処理できていない地域で
人体や環境に影響のある物質が流れ出した時に
どんな影響を与えるのか
注意が必要になってきます。


現在は人の健康や動植物の生息・生育に
支障を及ぼすおそれがある化学物質は
PRTR制度によって
排出量が公表されています。

水生生物毒性

水生生物毒性とは
水生生物が水中の界面活性剤によって
受ける毒性のこと。


毒性の試験の対象になる水生生物は
藻類、微生物、魚など様々で、
急性毒性や慢性毒性、
生物蓄積性、生物濃縮などが調査されます。

生分解性

生分解性とは
界面活性剤が河川や海に流出した時に
細菌やカビ、藻類などの微生物の作用によって
分解されるかどうかを示します。


界面活性剤は微生物に分解される過程で
構造が変化し、
最終的には二酸化炭素や水にまで
分解されます。


生分解性を確認する方法としては
界面活性剤に対して
微生物がどのくらい酸素を消費するかを
測定する実験が主流のよう。


この方法では最終的に物質が
完全に無機物に分解されるまでに
必要な酸素量（理論値）に対して
実際の分解にどのくらいの酸素を必要としたか
の割合(%)を求めるんだとか。


この割合が60%を超えていれば
生分解性であるという評価になるようです。

PNEC（Predicted No-Effect Concentration:予測無影響濃度）

PNECとは水生生物に影響のない
化学物質濃度の評価です。


水生生物は食物連鎖の観点から見ると
生産者、捕食者、高次捕食者に分けられます。


具体的には生産者：藻類、
捕食者：ミジンコなどの微生物、
高次捕食者：魚などですね。


これらの生物を対象に
それぞれ化学物質による影響を分析し
最も強い影響が出た生物のデータを元に
影響のない濃度を決めているそう。

PEC（Predicted Environmental Concentration:予測環境濃度）

PECとは
実際の河川環境中で生物が触れるであろう
化学物質の濃度を予測した評価。


水中の界面活性剤の濃度を
いくつかの河川で定点観測し、
全てのデータを集計・統計処理して
予測濃度を出しているそう。


同じ界面活性剤で
PECのデータとPNECのデータを
比較することで、
生態系に影響を与える濃度が流出していないか
確認することができます。


予測データ値を比較するとほとんどが
PNEC（生物に影響のない濃度）
＞PEC（実際の濃度）
となるため、
「環境への影響が少ない」と判断されます。
参考：「各種化学製品の生分解性評価」 Technical SheetNo.19-22（2020）、「環境に対する有害性」 厚生労働省

PRTRの対象になっている界面活性剤

安全性評価の項目がわかったので
現在使用されている合成洗剤の中で
注意したい界面活性剤についても
お話しします。


「注意」の基準として
PRTRの対象になっている物質をご紹介。

PRTRの対象になる物質は
「人の健康や生態系に有害なおそれがありかつ
環境中に広く存在する化学物質」
が対象となっていて、
毒性試験で毒性ありと評価されています。


※毒性は通常使用した際に
生じるものではなく
実験環境下で高濃度投与した場合に
生じるものです。


この中で、
家庭から排出される量が多く、
PRTRの対象となっている界面活性剤には
下記が挙げられます。*1*2*3。

• 直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（LAS）
• ドデシル硫酸ナトリウム（SDS）
• アルキル硫酸エステルナトリウム（AS）
• ポリオキシエチレンアルキルエーテル（AE）
• アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム（AES）

これらの界面活性剤は生分解性は良好ですが
環境中に大量に流れ出てしまった場合に
人の健康や生態系に
影響する可能性があるため
排出量がモニタリングされています。


生分解性が良好という点から、
生態系への影響は低いと考えられていますが
大量消費による影響を考慮すると
個人的には使用に注意したい洗剤です。。。


その他の洗剤に含まれる
界面活性剤の成分の情報について
もっと詳しく知りたい！という方は
環境省の化学物質情報検索支援システムから
検索してみて♪


*１「もっと知りたい時には」環境省
*2「第一種指定化学物質リスト」環境省
*3「PRTRデータを読み解くための市民ガイドブック」 環境省

まとめ

ここまで
「界面活性剤とは毒なのか?
汚れが落ちる仕組みから安全性評価まで」
というテーマで界面活性剤の特徴や種類、
どんな安全性評価が行われているのかについて
書いてきました。


界面活性剤については
調べれば調べるほど
まだわかっていないことも
たくさんあることが
わかりました。


断片的な情報に左右されるのではなく、
事実情報をもとに
これからもどんな洗剤が環境にやさしいのか
について
調べていきたいと思います!!

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