Journal of Occupational Safety and Health
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NATIONAL INSTITUTE OF OCCUPATIONAL
SAFETY AND HEALTH, JAPAN
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Vol.8 No.2, 2015
2015年 第 8 巻 第 2 号
Vol.8 No.2, 2015 pp.69–111 労働安全衛生研究 第 8 巻 第 2 号 平成27年 9 月30日 発行 発行人 小川 康恭 労働安全衛生総合研究所理事長 発行所 独立行政法人労働安全衛生総合研究所 清瀬地区 〒204–0024 東京都清瀬市梅園1–4–6 TEL: 042–491–4512（代） FAX: 042–491–7846 登戸地区 〒214–8585 神奈川県川崎市多摩区長尾6–21–1 TEL: 044–865–6111（代） FAX: 044–865–6124Eメール：[email protected] Home Page: http://www.jniosh.go.jp/ 製 作 株式会社国際文献社 〒169–0075 東京都新宿区高田馬場4–4–19 TEL: 03–3362–9742 FAX: 03–3364–0041 Eメール：[email protected]
目 次
▶
巻 頭 言
●
リスクアセスメント再考 ... 豊澤康男 69▶
原著論文
●
低用量の有機溶剤を条件刺激とする嗅覚嫌悪条件づけ手続き ... 北條理恵子，柳場由絵，鷹屋光俊，土屋政雄，安田彰典，小川康恭 83▶
調査報告
●
脚立に起因する労働災害の分析 ... 菅間 敦，大西明宏 91●
ニュージーランド・カンタベリー地震後の復旧・復興工事における 労働安全衛生に関する実態調査 ... 伊藤和也，吉川直孝 99労働安全衛生の新技術 特集（3）
▶
原著論文
●
ハンドヘルド蛍光X線分析計の作業環境管理への応用 —補助金属板FP法による二酸化チタン測定— ...鷹屋光俊，山田 丸，篠原也寸志 71▶
研究紹介
●
暑熱負担を軽減する作業前の実用的かつ簡便な身体冷却方法 ... 時澤 健，岡 龍雄，安田彰典，田井鉄男，ソン スヨン，澤田晋一 79⦅㞟ጤဨ㛗䞉Ⓨ⾜ே ᑠᕝᗣᜤ
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｢労働安全衛生研究｣，Vol. 8, No. 2, pp. 69‒70, (2015)
再考
豊 澤 康 男
労働安全衛生総合研究所理事
近年，建設工事 重大災害 相次
．岡山県
海底
崩壊水没災害（平成
24
年
2
月，
5
人死亡），高知県
下水道管推進工事
土砂・水噴出災害（平成
24
年
10
月，
2
人死亡），新潟県
爆発災害（平成
24
年
5
月，
4
人死亡），秋田県
大規模 土砂崩壊災害（平成
25
年
11
月，
5
人死
亡），東京都沖 鳥島
桟橋転覆災害（平成
26
年
3
月，
7
人死亡），北海道
橋梁架設中 桁崩落
墜落災害（平成
27
年
6
月，
1
人死亡）
記憶 新
．
当研究所
，労働災害防止
調査研究
，行政
依頼 基
，災害調査 実施
．前述 災害 厚生労働省，労働局，監督署 連携
，
当研究所 調査
．
災害 ，発生原因 災害 至 機序 千差万別
，共通
言
，
「重大 災害
至
見逃
．」
．
当研究所 梅崎，濱島
研究
，労働災害 大別
，①発生確率 高 繰返 型 災害「
A
災害」 ，②滅多 発生
一旦発生
重篤度 高 ，社会的
影響 大
重大災害「
B
災害」
1）．
「
A
災害」 典型的
，脚立 梯子
墜落災害 転倒災害，
・巻 込
災害
従来
繰 返 発生
災害
．
「
A
災害」 防止
，
有効
．
，言
，
工程 作業毎 分解
，
危険
性，有害性 特定
始
．
漏
実施
基
礎
情報 得
，
評価
対策 立 ，
PDCA
（
Plan-Do-Check-Act
）
回
基本
．従来
，下請 任 ，作業員任
見過
網羅的 取 上
，元請
現場所長，安全衛生担当者
本社 経営者
認識 共有
可能
．組織 挙
出来
，
大
効能
．更
，施工者 主体
，資材 搬入計画，段
取
同時
行
，施工
一体
運用
，「
A
災害」 確実 減少
期待
．
一方，「
B
災害」
，建設業
，型枠支保工 足場 倒壊災害，
落盤，崩壊災
害，斜面 土砂崩壊災害
．冒頭 挙
重大災害
「
B
災害」
．
施工中 労働災害
，平成
24
年
12
月 発生
「笹子
天井板崩落災害（
9
人死亡）」
，滅多 発生
一旦発生
重篤度 高 ，社会的
影響 大
重大災害「
B
災害」
言
．
天井板崩落事故
世界 伝
，供用中 天井板 崩落
驚
，既設
天井板 撤去
動
日本
対
，世界
関係
者 驚
．
内 火災 発生
場合，最 危険
内 残
人々 逃
際 煙
吸
．火災 発生
場合，火災
最 近 箇所 天井板 開放
装置 稼働
，天井板
上部 空間 煙 引 込 ，
外部 排気
世界的 傾向
2）．
，現実 起
最悪
想定
，実際
巻 頭 言
使
実大実験 検証
3, 4）．彼
，「日本
天井板
，
火災時 対策 大丈夫
？」 当然 疑問
．（
，日本
火災時 避難
考慮
，例
，
，
300
避難口 設置
，滑 台
道路床下
避難通路 下
．）
火災 「
B
災害」
，滅多 発生
災害
，最悪
想定
想像力
，
対策 必要
論理的 構築
思考力 必要
．過
去 災害
知識 基
，想定
事態 予想 ，
構成
総合的
知力 必要
．
「
A
災害」 「
B
災害」 危険性又 有害性 特定 ，
評価 ，対策 立
同
．
，「
B
災害」 防止
，計画 最 上流
「概念設計」時
検討 必要
．日本 建設業
，
施工時
主体
，欧米
発注者，設計者 巻 込 「概念設計」，「基本設計」時
行
仕組
．英国
建設業（設計・
）規則（
CDM2015
） 明文化
，米国
PtD
（
Prevention through Design
，設計
災害防止） 推奨
．施工前 「概念設計」，「基本
設計」時
実施
，当然，費用 時間
，
見 場合，安価 良
出来
．
，「概念設計」，「基本設計」時
行
，施工時
，供
用時，解体時
含
構造物
安全性 経済性 考慮
挙
．例
，供用中
・清掃
，危険 窓拭 作業
強要
構造物 許容
．
解体工事
，解体工事 容易 （効率性 経済性） 安全衛生
配慮
．特
公共 構造物 税金 使
，
（
LCC
） 安全衛生 鑑
必要
．
最近，
「斜面崩壊
労働災害 防止対策 関
」 厚生労働省
発出
（平成
27
年
6
月
29
日）
5）．
中
，土砂崩壊災害 防止
，斜面 点検等 異常
，発注者，設
計者 含
情報 共有 ，適切 措置 取
．発注者，設計者（必要 応
調査
者 ） 関与
明確 示
画期的
，災害防止 寄与
期待
．
（
，当該通達
，当研究所 開催
「斜面崩壊
労働災害 防止対策 関
調査研究会」
報告書
6）活用
記載
．）
建設業
重大災害（滅多 発生
一旦発生
重篤度 高 ，社会的
影響 大
重
大災害「
B
災害」） 防
，設計時 上流
検討 欠
，
，施工者
，発注者，設計者 含
関係者全員 協力（
） 必要
．重
大災害 相次
，海外 体制・制度 国内外 災害事例等 参考
，重大災害 至
低減
仕組
，
PDCA
回
，構築
必要
．
文
献
1) 梅崎重夫，濱島京子，伊藤和也 ． ！管理・監督者 職場 安全工学．日科技連出版； 2013.2) 例 ，Bundesamt für Strassen (ASTRA), http://www.astra.admin.ch/
3) 例 ，Fires in Transport Tunnels: Report on Full-scale Tests; Eureka-Project EU 499: FIRETUN; Conducted by 9 European Countries. Studiengesellschaft Stahlanwendung, 1995.
4) 太田義和．Road Tunnel Safety Design (Tunnel Safety Training Course supported by World Bank). 2008; 1‒52. 5) 厚生労働省通達．基安安発0629第1号（平成27年6月29日）「斜面崩壊 労働災害 防止対策 関
」 策定 ．2015.
6) （独）労働安全衛生総合研究所「斜面崩壊 労働災害 防止対策 関 調査研究会」報告書 http://www. jniosh.go.jp/publication/houkoku/houkoku_2010_01.html
｢労働安全衛生研究｣，Vol. 8, No. 2, pp. 71‒78, (2015) 原著論文
蛍光
X
線分析計 作業環境管理
応用
̶補助金属板
FP
法
二酸化
測定̶
鷹 屋 光 俊
*
1，山 田 丸
*
1，篠 原 也寸志
*
1 軽量 ，電池 駆動 可能 型蛍光X線分析計（HHXRF） 用 ，作業環境空気中 二 酸化 濃度 迅速 測定 方法 検討 ．二酸化 懸濁液 過 調製 模擬試料 測定試料 ，精密測定可能 卓上型蛍光X線分析計（卓上型） HHXRF 測 定結果 比較 ．HHXRF測定 ，合金種判定用 （FP）計算 行 機種 使 用 ， 試料 含 金属板（補助金属板） 上 ， 補助金属板 微量不純 物 装置 認識 測定 方法 測定 試 ．予備検討 ，補助金属板 銅 選択 ．卓上型 HHXRF 測定結果 一致 ．HHXRF 測定結果 ， 素材 影響 受 ，二酸化 粒径， 型 型 違 有意 結果 差 ．HHXRF 測定 値 相対誤差 10%未満 点 定量下限 ， 25 µg 分析 行 ． ，現在提案 二酸化 日本産業衛生学会 許容濃度0.3 mg/m3 超 露濃度測定用 2.5 L/min 用 ，33分 捕集時間 判定可能 示 ，HHXRF 測定 露 十分可能 結論 得 ． ： 蛍光X線，蛍光X線， ，二酸化 ，FP法 1 有害物質 取 扱 職場 ，労働者 有害物 質 露 低減 対策 必要性・有効性 評価 ，有害物質 濃度測定 行 ， 露 評 価 不可欠 ．理想的 露 評価 法 労働者 呼吸 空気中 有害物質濃度 即時 連 続的 測定 常時 測定 ．粉 一部 状化学物質濃度 ， 計 測 可能 ，装置 価格 重量 点 常 時 測定 困難 1, 2）． 粒子状化 学物質 状化学物質 多 気中濃度 知 ，粒子 蒸気 捕集 後，実験室 種々 化学的操作 伴 分析 行 濃度 知 術 3），測定点数 多 取 ． ，作 業空間中 複数 地点 濃度測定結果 統計的 処理 ，有害物質濃度 空間分布・時間分布 推定 場 測定 ，作業態様 専門家 分析 ， 露 高 考 作業者 取 ， 作 業者 呼吸域近傍 濃度 露 代表 個 人 露濃度測定 方法 用 4‒6）． 方法 ，測定 点数 増 ， 早 測定結果 得 分析方法 ，精密 速 露防止対策 実施 必要 ． 著者 ，多 化学物質 ，金属 化合 物 気中濃度 迅速 測定 方法 ，蛍光X線分 析（以下XRF） 着目 ． XRF ，物質 X線 照射 ， 構成元素 特 有 波長 別 X線（蛍光X線） 発生 ， 強度 構成元素 濃度 比例 利用 分析方法 ， 他 金属元素分析方法（原子吸光法 誘導結合 発光分光法（ICP-AES）） ，試料 酸 分解 液 体 前処理 必要 対 ，固体 測定 可能 ，気中粒子 捕集 直接 X線 当 前処理 行 濃度 知 7）（図1）． 従来，XRF 感度 十分 問題点 ，作業環境管理 応用例8） 少 ，近 年新 検出器 開発，光学系 改良 XRF装置 性能向上 進 ，大気環境中 無機成分 分析方法 採用 9）． 測定 示 検出下限値 ，労働環境中 多 金属元素 許容濃度 管理濃度 定 0.01‒0.1 mg/m3程度 気中濃度 ， 1/10 濃 度 測定 可能 ． 一方，装置 小型化 顕著 ，図1 示原稿受付 2014年12月 1日（Received date: December 1, 2014） 原稿受理 2015年 3月 5日（Accepted date: March 5, 2015）
J-STAGE Advance published date: July 1, 2015
*1 （独）労働安全衛生総合研究所 環境計測管理研究
連絡先：〒214‒8585 川崎市多摩区長尾6‒21‒1
（独）労働安全衛生総合研究所 環境計測管理研究 鷹屋光俊
E-mail: [email protected]
doi: 10.2486/josh.JOSH-2015-0007-GE 図1 原子吸光・ICP-AES（従来法） XRF 測定手順 違 特集 労働安全衛生 新技術
型XRF装置（HHXRF） 工場 合金 種類判定，土壌汚染測定，鉱床探索， 中 鉛・ 測定等 特定目的用 測定装置 実用化 ． 現場 測定 HHXRF ，作業環境管理 有用 考 ．気中粒子 捕集 HHXRF 簡易測定 ， 高 作業 洗 出 行 ，精密測定 場所・対 象作業者 選定 精度 行 目的 行 予備測定等 応用等 考 ．一方，HHXRF 小型 装置 必要 性能 得 ，目的別 ・ 最適化 ，気中粒子 捕集 測定 行 ，装置 改造 含 何 工夫 必要 ． 本研究 ， 広 製品化 合金種判定 用 HHXRF 改造 測定 応用 方法 考案 ，最初 応用例 ，作業環境測定 対象 ， 健康影響 懸念10‒12） 一方 ，溶解 困難 XRF 分析 有用 二酸化 分析法 検討 ． 際， 測定可能 濃度 目標 ，二酸化 一次粒子径 100 nm以下 二酸化 日本産業衛生学会 許容濃度12） 提案 0.3 mg/m3 ，模擬試料 用 ， 迅速 見積 加 作業環境管理 行 精密測定 適用可能性 実験的 評価 ． 2 補助金属板FP法 上 空気中粒子 捕集 ，非常 薄 形状 ．幾何学的 薄 X線 相互作用 強 非常 薄 試料 ． 図2 ， HHXRF 測定 際 蛍光X 線 例 ．測定目的元素 成分 塩素 遥 大 信号 ，測定時 置 実験台 成分 亜 鉛 検出 ．微量成分 測定値 影響 及 可能性 高 ． ， 反対 側 影響 理想的 条件 図3（A） 示 反対側 何 置 ． 場合，装置 X線放射面 上方 ，検出器 反射 散乱X線 到達 十分 大 X線 遮蔽容器 用意 ，HHXRF 利点 著 損 ． 現実的 解決策 ，測定目的元素 含 測定台 上 測定 ．現場 作業台等 成分 X線 測定 測定目的元素 含 確認 上 直 接測定 不可能 ， 反対 側 条件 一定 ，十分 厚 持 ， 反対側 影響 常 一定 専用 補助測定板 台 使用 方 望 ．補助板 軽元素 用 場合 補助板 散乱 励 起光 後方散乱光 ，重元素 用 場合 加 補助 金属板 蛍光 ，目的元素 蛍光 装置 検出器 到達 ．（図3（B），（C）） ， 散乱光 連続 分布 持 ，目的元 素 蛍光測定 影響 与 ． 散乱光 影響 通常 試料測定 場合 起 ，蛍光X線測定 ，励起光，蛍光，散乱光 関係 ，多数 既知 試料測定値 関連 物理量 計算 （FP）法 呼 方法 求 可能 ．FP法 計算 試料 種類毎 必要 ， 試料 薄 ，補助金 属板 載 ，XRF装置 ，測定対象元 素 不純物 含 金属板 認識 考 ． HHXRF装置 多 有 金属分 析用 FP 用 試料 測定 行 考 ，実験的 検証 ． 方法 以下補助金属板FP法 呼 ． 3 実験 1）装置 本研究 ，以下 装置 用 実験 行 ． 図2 試料 蛍光X線 例，塩化 （Pall GLA5000, 25 mmϕ） 和光純薬製 二酸化 500 µg 添加 試料 紙 上 ， XRF（Innoc-X） 測定．実験台 難燃剤 成 分 亜鉛 強 検出 ． 図3 補助金属板FP法 原理
73
Vol. 8, No. 2, pp. 71‒78, (2015)
HHXRF Innov-X OMEGA SDD OSD-2000（管球：
Rh ，40 kV-100 µA， 検出 器， ，東京） 卓上型XRF EDXL300（3次元光学系，X線管球Rh 50 kV，2次 Cu， 検出器， ，昭島）， 上 量 測定 行 HHXRF法 結果 比較 使用 ． 粉末X線回折（XRD） （Rint2000，X線管球：Cu， ，昭島），二酸化 試料 結晶構造，結晶子 等 把握 使用 ． 電界放射走査型電子顕微鏡（FESEM） （S4700，日 立，東京），二酸化 試料 1次粒子径 測定 使用 ． 2）二酸化 試料 作成 二酸化 ， ・ ・ 3種 結晶構造 ，産業 最 広 用 型 ， 加 近年光触媒作用 強 型 利用 増 ． ，目的 様々 一次粒子径 粒子 使用 ． 二酸化 材料 違 測定結果 影響 与 調 ，表1 示 ，一次 粒子径 異 型 型 加 ， 混合物 二酸化 実 験 行 ．各二酸化 物性 値 ，XRD測定 FESEM観察 確認 行 ． 二酸化 粉体 秤量 入 ，1- 加 超音波洗浄器 分散 約 1 mg/1 mL 懸濁液 調製 ．1- 分散媒 使用 ，一部 二酸化 表面 疎水性 ，分散媒 水 用 安定 懸濁液 得 ．懸濁液 一定量 量100 µg 採取 ，直径 25 mm （GLA5000塩化
孔径5 µm 以下PVC; Pall, Port Washington, NY, USA, Omnipore JHWP02500親水化処理 4
化 樹脂 以下PTFE; Merck Millipore, Billerica, MA, USA） 過 ． 過 際， 液 濁 状態 ，懸濁液添加量 上 二酸化 量 決定 ． 上 量 ， 上 粒子状物質濃度測定条件 確立 卓上型 XRF 検量線法 測定 9）． 検量線 標準系列 表1 示 WR 二酸化 水 懸濁液 XRF 液体試料測定用 （ ， ） 滴下 乾燥 ， 量0, 10, 25, 50, 100 µg 薄膜試料 調製 ． EDXL300 ， 薄膜 反対側 X線 影響 除去 専用遮蔽容 器 併用 測定 行 ．各試料 過効率 7‒60% ， 試料 量 7‒60 µg ． 3）HHXRF測定 HHXRF測定 ，装置 Analytical（合金種判定） 非 合金測定 設定 測定 行 ．図3（D） 示 補助金属板 1試料 10秒測定 行 ．検量線 ，卓上 型XRF測定 用 同 標準系列試料 使用 作成 ．補助金属板 ，XRF 銅， 亜鉛， 使用 考 ． ， 金属 作業環境中 共存 可能性 ． 環境中 無 考 貴金属 金・白 金 加 予備検討 行 ． 結果，金・白金 良好 結果 得 ，銅・亜鉛・ 中 蛍光X線強度 大 銅板 （99.95% 2 mm厚， （東京）） 用 ． 4 結果 1）HHXRF測定 検量線 図4 二酸化 既知量 試料 ，補助金属板FP法 表1 使用 二酸化 物性
測定 作成 二酸化 検量線 示 ．図 （A） 0‒250 µg 試料量−測定値 関 係 ，（B） 同 用 ，250 µg 試料 除 0‒100 µg 試料量‒測定値 関係 示 ．図 示 ，試料中 量 HHXRF FP法 銅 不純物 認識 銅中 含有率 ， 比例関係 示 ． ， 量 250 µg 試料 ，測定結果 数値 低 出 ，1次式 2次式 方 決定係数 高 結果 得 （図4（A））．一方，図4（B） 示 250 µg 結果 除外 0‒100 µg 範囲 回帰 式 求 ，250 µg 決定係数 高 直線関係 得 ． ， 量 増 試料 厚 効果 現 判断 ，以 後 実験 量 0‒100 µg 範囲 行 ． ，0‒100 µg 範囲 良好 直線関係 得 ，HHXRF装置 内蔵 X測定 理論 基 計算式 求 測定値 相対誤差 ，10 µg 15%，25 µg 8% 結果 有 ，相対誤差 10%未 満 条件 ，定量下限 約25 µg ． 2）HHXRF-補助金属板FP法 卓上型XRF 結果 比 較 ， ，粒径，結晶構造 影響 図5 ，HHXRF-補助金属板FP法 得 中 量 測定結果 ，卓上型XRF 得 量 測定結果 関係 示 ． 図5（A） ， 測定点 最小二乗 法 原点 通 回帰直線 求 ．図5（B） （D） 試料 使用 ， 否 ， 一次粒径 100 nm未満 100 nm 大 ，二酸化 結晶構造 分類 ． 試料 分 試料 性質 測定値 影響 可能性 ． ，HHXRF（補助金属板FP） 結果 卓上型 結果 比 感度 定義 ，同一試料 PVC PTFE 両方 測定値 3種類（P25, nR, W80） 試料 ，PVC 試料 非 ，PVC 試料 結晶構造（ ， ， 混合物） 試料 分類 分類 感度 平均値 標準偏差 求 ． 結果 図6 示 ． 感度 平均値 ，一元配置分散分析（ANOVA），加 2 t検定 検定 ． 結果 差 有意水準5% ，統計的 有意 ．図5 ，測定 影響 可能性 ，Dixon Q-test12） 棄却検定 行 棄却 値 除 再度 計算 結果 合 示 ． 結果， 違 有意水準5% 感度 平均値 違 ． 3）繰 返 測定 再現性 2種類 試料（WR nA， PVC ） 用 ，1測定毎 HHXRF 置 直 方法 ， HHXRF 置 測定 方法 10回測定 ． 結果 図7 示 ． 5 考察 図4 示 検量線 直線性 大変良好 ，補助金属板FP法 二酸化 分析 行 ．100 µg 検量線 比 ，250 µg 検量 線 ，直線性 若干劣 ，2次 回帰式 良好 相関 示 ． 量100 µg 250 µg 間 層 厚 X線吸収 影響 異 考 ． 目的 場合 ，250 µg 十分対応 ，精密 分 析 行 場合 ，100 µg 良 ． 一方低濃度側 関 ，HHXRF装置 測定値 相対 誤差 求 定量下限 25 µg ，日本産業衛 生学会12） 米国労働衛生研究所（NIOSH）10） 0.3 mg/ m3 許容濃度（ 吸入性粉 中 濃度） 図4 HHXRF-補助金属板FP法 上二酸化 検量線，試料：二酸化 WR 上 薄膜形 成，補助金属板：銅，X軸： 量（0, 10, 25, 50, 100, 250 µg），Y軸：HHXRF FP法 計算 銅中 含有率／%，（A） 0‒250 µg 測定点 ，最小自乗法 1次 2次 回帰式 ，（B）同 0‒100 µg 1次 回帰式 ．
75 Vol. 8, No. 2, pp. 71‒78, (2015) 提案 ．気中濃度 0.3 mg/m3 超 判定 ，25 µg 定量下限 分析法 行 ，個人 露濃度測定用 （捕集流量 2.5 L/min） 用 場合，捕集時間 33分 ，分析 時間 1時間以内 判定 行 ，補助金属板FP 法 十分 性能 有 ．定量下限 下回 ，実際 最 量 少 7 µg 試料 卓上型 装置 測定結 果 一致 ， 目的 簡 易法 精度 求 ， 短時間 図5 二酸化 捕集模擬試料 卓上型XRF 本方法 結果 比較，各点 ， 1枚 量（µg）． 図 破線 y=x 線．試料 PVC（Pall GLA5000） PTFE（Millipore Ominipore-JH） 二酸化
懸濁液 過‒風乾 調製． 上 量 7‒60 µg，各試料 2 3試料調製 ．（A）全 測定点 原点 通 直線 回帰直線 95%推定帯．（B） 感度 影響 ，●：
PVC; P25, nR, nA, W80, W50, WR, mR, smR, smA, ○：PTFE; P25, nR, W80，（C）粒径 感度 影響 見 ，
PVC, ●：P25, nR, nA, W80, W50, ○：WR, mR, smR, smA，（D）結晶構造 感度 影響 ， PVC, ●：nR, WR,mR, smR, ○：nA, smA, ▽：P25, W80, W50． 図6 HHXRF 測定値 卓上型 測定値 正規化 値 平 均， 標準偏差．■全測定値，■Q-TEST 外 値 棄却後，* 5%有意水準 違 認 ． 図7 2種類 試料 繰 返 測定 結果，■／□：WR, ●／ ○：nA， PVC，■／●：1測定毎 HHXRF 置 直 10回測定 結果， □／○：HHXRF 置 10回測定 結果． 左端 ，記述統計値，Q1: 25, Q2: 50, Q3: 75 ，■：平均値，◆： 外 値． 1.5（Q3‒Q1） 範囲 値 場合．
多数 測定 行 ． ，本 測定法 作業環境管理 完結 可能性 考 場合， 場 管理 ， 捕集流量 大 使用，個人 露測定 管理 ，捕集 時間 確保 ，0.3 mg/m3 低 気中濃度 測定 必要 量 粉 捕集 可能 ．一 方，測定結果 正確度 精度 検証 必要 ． 本測定法 結果 正確度 精度 与 要因 調 ，捕集 素材 違 ，二酸化 一次粒径 違 ，二酸化 結晶構造 違 ，補助金属板FP法 感度 違 出 調 ． 試料 評価 図5（A） 示 ，34点 測定 ，95%推定帯 外 値 1点 ， ，粒径，二酸化 結晶構造 違 関係 ， 量 比例 測定結果 得 ．簡易測定 ，特 試料 性質 違 気 標準的 検量線 十分分析 行 ． 精密 分析 本方法 行 考 ，試 料 性質毎 細 解析 行 ． 材料 PVC 使用 場合 PTFE 高 測定値 示 （図5（B），図6）． PTFE 平均 外 値 大 可能性 ， 値 棄却検定 行 実際 棄 却可能 確認 外 値 除 検 定 行 ，PVC PTFE 用 試 料 感度 平均値 差 ，5%有意水準 有意 ． 違 感度 影響 理由 ，PVC （C2H3Cl mw=62.5） PTFE（C2F4 mw=100） 方 構成材料 分子量 大 ，今回用 孔径 PVC 5 µm PTFE 0.45 µm 樹脂 密度 PTFE 方 高 関係 可能性 ，今回 測定結果 ，理由 決定 ． ， 影響 精密分析 行 際 ，試料捕集 用 同 用 感度補正用 試料 用 意 必要 ． 粒子径 違 関 ，外 値 棄却 行 後 ，統計的 有意 ， 方 非 感度 低 （図5（C），図6） 材料 同様 感度 違 原因 不明 ．二酸化 ， 健康影響 懸念 一方 ，非 ，粉 管理 行 ，十分 ．使用目的 非 混在使用 場合 ， 基準 感度 補正 測定 非 二酸化 二酸化 考 評価 ，測定誤差 ， 誤差 安全側， 管理 厳 方向 ． 結晶系 違 測定結果 影響 ，図5 （D），図6 示 ，外 値 影響 考慮 ， 結晶構造 感度 違 統計的 有意 差 ．結晶構造 違 酸素 比 同 ，原子間 距離 大差 考 ． ， ・混合物 ，統計的 有意 感度 低 傾向 ． 理由 不明 ． 以上 結果 ，HHXRF 正確 本測定 使用 ， 条件 検討 必要 ，捕集 使 測定対象材料 同 二酸化 用 感度補正試料 用 ，結果 正確 向上 ． ，測定対象材料 入手 場合 ，感度 低 基準 測定誤差 安全側 ． 2種類 異 操作 繰 返 測定 行 ，測 定結果 再現性 見 ．図7 結果 示 ． 測定 10回測定 間 2点外 値 入 ，全体 大 ．実際 試料測定 行 際 1回 測定 ，偶然外 値 測定結果 可能性 ．当初，測定値 HHXRF 位置関係 一定 予想 ，実 際 HHXRF 置 連続測定 行 ，外 値 生 ． 点 逆 ， HHXRF 置 連続測定 容易 外 値 排除 ．本法 1 回 測定 10秒 仮 1試料 10回繰 返 測定 行 ，2分弱 要 ． 今回 試料 ，懸濁液 元 調製 試料 用 実 験 行 ．今回用 過 試料調製方法 ，特 空気捕集用 孔径 大 場合，粒子捕 集率 十分 ，定量的 試料 作成 欠点 ．一方 ，懸濁液 上 滴下 調製 方法 比 ， 上 均一 捕集 気中粒子 捕集 近 試料 得 考 ． ， 気中粒子 捕集 同一 ，今後実際 空気中粒子 捕集 実験 行 必要 ． 完全 同一 ，懸濁液 用 方法 ， 空気中 粒子 発生 方法 容易 試料 調製 利点 ．本研究 特徴 活 2種類，二酸化 9種類 多種類 組 合 得 ．今後他 元素 HHXRF（補助金属板FP）法 蛍光 X線分析法 気中粒子分析法 検討 場合 懸濁液‒ 過 試料調製 有用 考 ． 6 結論 気中粒子 PVC 捕集 試 料 ，補助金属板 置 ，金属種判 定用 HHXRF 測定 行 簡便 方法 ，二酸化 測定 行 示 ．許容濃
77 Vol. 8, No. 2, pp. 71‒78, (2015) 度 超 ，個人 露測定 用 低流量（2.5 L/min） 33 分 捕集 判定可能 ， 適用 十分 感度 ． 一方， 方法 作業環境管理 行 ，繰 返 再現性・確度 改良 必要 ． 点 ，感度補正用 試料 併用・HHXRF 測定 時間 短 特長 活 多数回 繰 返 測定 検討 必要 ． 謝 辞 本研究 独立行政法人労働安全衛生総合研究所 運営 費交付金 研究（「N-F-23-03金属 無機化合 物 作業環境管理 簡易測定手法 導入 基礎 研究」，「N-P25-01 等 高機能化工業材料 使用 作業環境気中粒子状物質 捕集・分析方法 研究」） 行 ． ，結果 統計的解析 関 独立行政法人労働安 全衛生総合研究所作業条件適応研究 土屋政雄 博士 同健康障害予防研究 北條理恵子博 士 助言 得 ． 文 献 1) 名古屋俊士．環境測定方法講座10 粉 ．作業環境．2012; 33: 98. 2) 山田憲一．環境測定方法講座14 化学物質 3 （1）．作業環境．2013; 34: 70. 3) 公益社団法人日本作業環境測定協会．作業環境測定 4 金属類．公益社団法人日本作業環境測定協会； 2010. 4) 保利一．作業環境測定士 個人 露濃度 測定 評価1 作業環境測定 個人 露濃度測定．作業環境． 2013; 34: 85. 5) 保利一．作業環境測定士 個人 露濃度 測定 評価2 欧米 個人 露測定 方法．作業環境． 2013; 34: 90.
6) NIOSH. Occupational Exposure Sampling Strategy Manu-al; U.S. Department of Health and Welfare, CDC, NIOSH: Cincinnati, OH, 1977. http://www.cdc.gov/niosh/docs/77-173/pdfs/77-173.pdf（2015/1/6取得）
7) 日本分析化学会X線分析研究懇談会監修，中井泉（編）． 蛍光X線分析 実際．朝倉書店；2005.
8) NIOSH. NIOSH Manual of Analytical Methods method 7702:LEAD BY FIELD PORTABLE XRF, 1998. http://www. cdc.gov/niosh/docs/2003-154/pdfs/7702.pdf（2015/1/6取 得） 9) 環境省．無機元素測定法（大気中微小粒子状物質（PM2.5） 成分測定 （平成25年6月28日改定）．環境省； 2013. http://www.env.go.jp/air/osen/pm/ca/manual/manual- 3.pdf（2015/1/6取得）
10) NIOSH. Occupational Exposure to Titanium Dioxide, NIOSH CURRENT INTELLIGENCE BULLETIN 63; U.S. Department of Health and Welfare, CDC, NIOSH, 2011.
（2015/1/6取得） 11) 厚生労働省．酸化 （ 粒子），化学物質 評価検討会報告書（第2回）（平成24年度 露実態調査 対象物質 係 評価）別冊04．厚生労働省；2013. http://www.mhlw.go.jp/stf/shingi/2r985200000375tx-att/ 2r9852000003765g.pdf（2015/1/6取得） 12) 日本産業衛生学会．許容濃度 勧告．産業衛生学雑誌． 2014; 56: 162.
Using handheld X-ray fluorescence analyzer for
workplace air-quality assessment
̶
Titanium dioxide analysis using sample and platform s fluorescence
bundle fundamental parameter method
̶
by
Mitsutoshi Takaya*
1, Maromu Yamada*
1and Yasushi Shinohara*
1Titanium dioxide dust was analyzed using a hand-held X-ray fluorescence analyzer (HHXRF). Titanium dioxide powders were suspended in 1-butanol, and the suspended solutions were filtered through membranes. The titanium masses on the membrane filters were measured using XRF through the conventional procedure and our newly pro-posed procedure. In the new method, the membrane filter samples were shifted to a copper plate and analyzed using an HHXRF analyzer designed for metal alloys. Titanium was regarded as an impurity in the copper plate, and the HHXRF device used the fundamental parameter (FP) program for the analysis. The values obtained through this method were nearly equal to those obtained by the benchtop X-ray fluorescence analyzer. There were some differences between the values obtained for the PVC membrane filter sample and PTFE membrane filter sample. However, the measured values were independent of the crystal structures and the primary sizes of the titanium dioxide powders. According to our proposed method, 25 µg of titanium was found in the filter sample. Our results indicate that a sampling period of only 33 min is sufficient to assess whether the airborne concentration of nano titanium dioxide is above its recommended OEL (0.3 mg/m3); and therefore, this method is effective as a screening technique for nano titanium dioxide.
Key Words: Handheld X-ray fluorescence analyzer, XRF, nanomaterial, titanium dioxide, fundamentral Parameter
method
｢労働安全衛生研究｣，Vol. 8, No. 2, pp. 79‒82, (2015) 研究紹介
暑熱負担 軽減
作業前 実用的
簡便 身体冷却方法
時 澤 健
*
1，岡 龍 雄
*
2，安 田 彰 典
*
3田 井 鉄 男
*
4，
*
1，澤 田 晋 一
*
1 暑熱環境 作業 体温上昇 ，熱中症 発症 誘発 ．作業中 身体冷却 方法 制限 ，作業 筋活動 熱産生 抑 難 ，作業前 休憩中 身体冷却 行 ， 体温 低下 重要 ．我々 ，労働現場 実施 可能 実用的 簡便 方法 身体冷却 最近研究 行 ．従来，実験的 身体冷却方法 冷水 全身浸漬 ，大量 冷 水 必要 ． 少数人 施 前提 大 装置 必要 ，身体 寒冷 大 ． ，労働現場 多 作業者 限 実施 ， 寒冷 身体冷却方法 考案 必要 ．本文 ，扇風機 ，少量 水 手足 浸漬 着用 組 合 身体冷却方法 ，深部体温 程 度減少 ，作業中 暑熱負担 軽減 我々 研究成果 中心 述 ． ：暑熱環境，深部体温，防護服 1 職場 熱中症 死傷病者数 近年増加 ，猛暑 年 2012年 ，死亡者47名，休業 4日以上 休業者 616名 上 1）． ，東日本大震 災以降，放射線量 高 現場 防護服 着用 作業 行 場面 多 ，作業中 暑熱負担 軽減 対策 必要 ． 防護服 着用時 ，多 作業場面 ，作業中 身体冷却 行 ，衣服 作業性 問 題 制限 多 ． ，作業前 作業間 時間 利用 ，衣服 作業 制限 状態 身体冷却 行 実情 即 方法 ．特 作業前 身体 冷却 ，有酸素性運動時 暑熱負担 和 ， 暑熱環境 運動 向上 報告 2），暑熱環境下 作業 有 効 手段 考 ． 身体冷却方法 検討 先行研究 多 ，熱中症 救急処置 過酷 活動 想定 ，制限 形 様々 装置 使用 介入 2, 3）．例 ， 運動前 身体冷却 行 実験 ，10∼20°C 冷 水 張 ，肩 下 浸漬 方 法 用 3）．労働現場 ，大量 水 冷 状態 用意 非常 難 ， 限 多 作業者 適用 方法 困難 ．加 ，冷水 身体 浸 震 伴 寒冷 ，鍛 選 手 高体温 状況 実施不可能 考 ． 我々 ，労働現場 実施可能 実用的 簡便 身体 冷却方法 最近研究 行 ．一 ，扇風 機 用 方法 ， 一 ， 着用 手足 水 浸漬 方法 ． 方法 ， 程度空調 整 休憩室 想定 実施 ． 作業中 暑熱負担 評価 ， 防護服 着用 酷暑環境 歩行 行 際 生理学的 心理学的指標 測定 ． 2 扇風機 身体冷却 扇風機 身体冷却効果 ， Mitchell et al.4） 運動前 実施 報告 ．22°C 環境下 ， 全身 濡 4 m/s 風 20分間当 後，最大有酸素能力下 走運動 疲労困憊 行 （約6分間）． 結果，運動 終了時 深部体温 上昇 ，身体冷却 行 時 比 約1°C抑 ．我々 方法 ，1 時間 歩行時 暑熱負担 軽減効果 検証 ． 効 果的 効率的 実施 扇風機 風速 露 時間 検証 5）． 1）身体冷却方法 服装 ，室温28°C 相対湿度 40% 環境 実施 ．図1 示 ，上下 2 扇風機（羽直径45 cm） 配置 ，座位姿勢 頭 足 身体 前面 風 当 ．扇風機 距離 50 cm ．風速4 m/s 30分間送 風 行 間， 用 全身 濡 ．室温 置 水 用 ，見 目 水滴 度 （2∼3分 ）噴霧 ． 試行 同 条件 冷却 行 ． 2）身体冷却後 暑熱負担 軽減効果 上記身体冷却 行 後，身体 水 拭 取 防護服 着用 ．室温37°C 相対湿度40% 暑熱環境 原稿受付 2014年11月13日（Received date: November 13, 2014）原稿受理 2015年 4月 2日（Accepted date: April 2, 2015）
J-STAGE Advance published date: June 26, 2015
*1 （独）労働安全衛生総合研究所 人間工学・ 管理研究 *2 （独）労働安全衛生総合研究所 有害性評価研究 *3 （独）労働安全衛生総合研究所 健康障害予防研究 *4 （独）労働安全衛生総合研究所 作業条件適応研究 連絡先：〒214‒8585 神奈川県川崎市多摩区長尾6‒21‒1 （独）労働安全衛生総合研究所 人間工学・ 管理研究 時澤 健 E-mail: [email protected] doi: 10.2486/josh.JOSH-2015-0002-KE 特集 労働安全衛生 新技術
移動 ，2.5 km／時 歩行運動 60分 間，間 10分 休憩 挟 実施 （図2下部 示 ）． 際 深部体温（直腸温， ，701J，日機装 ） 応答 図 2 示 ． 身体冷却 行 間 深部体温 低下 見 ，身体冷却終了10分後 有意 減少 始 ，歩行開始直後 最低値 示 （約−0.4°C）．歩行 伴 深部体温 上昇 ， 試行 比較 ，歩行終了 有意 低値 示 （終了時 差 0.2°C）． 深部体温 効果以外 ，歩行前後 体重減少率 有意 抑制 確認 （ 試行：1.56± 0.13%，身体冷却試行：1.22±0.07%）． 発汗量 抑制 示唆 ，発汗 深部体温 上昇 応 反応 示 6），身体冷却試行 深部体温 上昇 抑制 関与 考 ． ，心 拍数（心拍計，Polar RS800CX） 歩行 前半 ，身体冷 却試行 方 有意 低値 示 ． 要因 深部体 温 上昇 抑制 関与 考 ， 熱放散 皮膚血流 試行 比 少 済 ，中心循環 負担 低 考 ．一方 ，4段階 Digital Scale 評価 温度感覚，温熱的不快感， 疲労感 心理学 的 暑熱負担 ，身体冷却 効果 認 ． 3）効果的 風速 検討 扇風機 用 身体冷却 上記 暑熱負担 軽減効果 認 ，深部体温 約 1°C減少 全身浸漬 身体冷却 効果3） 比 ， 効果 半分 十分 言 ． ， 効果的 効率的 風速 露時間 検討 行 ．上記 条件 風速4 m/s （家 庭用扇風機 「強」 相当），工場扇 呼 扇風機 中 8 m/s 風速 出 ， 強 風 当 効果 検証 ．一方 ，多数 作業者 休憩室 集 場合 ，1 人1台扇風機 使用 難 ， 弱 風 受 考 ． ， 家庭用扇風機 「弱」 相当 2 m/s 風速 検討 行 ． 環境 服装 上記 同様 ，室温28°C 相 対湿度40% ， ． 扇風機 身体冷却 方法 同様 ，風速 2 m/s, 4 m/s, 8 m/s 設定 30分間実施 ．終了 後 座位 1時間安静 ． 深部体温（直腸温） ，身体冷却終了1時間後 最低 値 示 ，身体冷却前 値 変化量 ，2 m/s 試 行 0.4±0.1°C，4 m/s 試行 0.5±0.1°C，8 m/s 試 行 0.5±0.1°C ，試行間 有意 差 認 ． ，扇風機 身体冷却 ，風速 影響 ，風速2 m/s 弱 風 全身 風 当 対流 蒸散 熱 放散 促 ，深部体温 低下 引 起 示唆 ． 身体冷却 作業前 行 際 ，冷却負荷 過度 注意 必要 ．作業中 作業 後 ，深部体温 上昇 ，冷却 快適 感 ，作業前 正常体温 範囲 ，冷却 不 快 感 ．Visual Analog Scale 寒 感覚
温熱的不快感 評価 ，0∼10 （10 最大 寒 ・寒 不快）， 風 速 身体冷却中 2∼3 範囲内 ．風 速 違 認 ． 血圧 変化 観 察 ． ，身体冷却 負荷 程度 強 考 ． 4）効果的 露時間 検討 上記 扇風機 身体冷却 ， 露時間 30分 ，作業前 休憩時 間 考慮 ， 露時間 短 場合 長 場合 効 果 検証 ，必要最低限 露時間 最大限 効果 引 出 露時間 明 必要 ． ，風速4 m/s 上記 方法 ，15分， 30分，45分 露時間 設定 効果 検証 ． 深部体温（直腸温） 露終了1時間後 露時間 最低値 示 ， 変化量 15分 0.3±0.1°C，30分 0.5±0.1°C，45分 0.6±0.1°C 時 間 依存 低下 （図3）． ，最低限 露時間 決 ，作業前 休憩時 間 長 時間実施 推奨 ．深 部体温 低下 違 ，Visual Analog 図1 扇風機 配置 図2 防護服着用 暑熱下歩行時 深部体温 変化． 試行 身体冷却 行 安静 ．
81 Vol. 8, No. 2, pp. 79‒82, (2015) Scale 寒 感覚 温熱的不快感 露時間 影響 ， 2∼3 範囲内 ．血圧 変化 観察 ． 3 手足 浸水 身体冷却 手 足 体積当 表面積 大 ， 動静脈吻 合 呼 特殊 血管構造 持 ，熱 放散 適 部位 7）．近年， 特性 注目 身体冷却方法 ，手 陰圧 血流 促 ， 上 手 冷 製品 米国 使用 ．主 活動中 用 ， 効果 ，歩行中 用 深部体温 上昇 抑 8），筋力 合間 用 ，総仕 事量 増 報告 9）．製品 用 作業中 実施 現実的 困難 ，作業前 休憩中 手足 水 浸 方法 ，暑熱負 担 和 効果 否 検証 ． 1）身体冷却方法 服装 ，室温28°C 相対湿度 40% 環境 実施 ．図4 示 ，座位 姿勢 ，両手 両足 8 L 水 浸 ．手 片 手 ，足 両足 1 浸 ．水 温度 28°C 18°C 設定 30分間実施 ．手足 浸 水 温度上昇 ，30分 1°C程度 ．水 温度 低 低 熱伝導 大 ，痛覚 生 18°C 設定 ， 水 冷 手立 場合 ，夏場 平均的 水 道水 温度 28°C 合 検証 ． 場合 ，体幹部分 合 冷 着用 ． 2）身体冷却後 暑熱負担 軽減効果 上記身体冷却 行 後，手足 水 拭 取 脱 上 ，防護服 着用 ． 後 上記 2-2） 同様 暑熱下歩行 行 ． 際 深部体温（直腸温） 変化 図5 示 ． 身体冷却 行 28°C 18°C 浸水 両方 ，身体 冷却 行 試行 比較 ，深部 体温 有意 低値 示 ．歩行開始 終了 約 0.4°C 差 認 ．28°C浸水 方 18°C浸水 比 高 試行間 有意 差 ． 深部体温 効果以外 ，歩行前後 体重減少率 有意 抑制 確認 ，18°C浸水 方 大 抑 制 （ 試行：1.25±0.13%，28°C浸水 試行：1.12±0.10%，18°C浸水試行：1.01±0.11%）． 心拍数 上昇 18°C浸水試行 有意 抑制 ． 心理学的 暑熱負担 軽減 ，28°C
浸水試行 ，Visual Analog Scale 評価 温熱的不 快感，身体的 精神的疲労感 ， 試行 比較 ，有意 低値 示 ．18°C浸水試 行 加 ，温度感覚，衣服内 蒸 感 有意 低値 示 ． 冷却負荷 関 ，身体冷却中 Visual Analog Scale 評価 寒 感覚 温熱的不快感 有意 変化 認 ．血圧 変化 観察 ． 以上 ，手足 浸水 身体冷却 作業前 行 ，作業中 暑 熱負担 軽減 明 10）． 28°C浸水 身体冷却 程度 軽減効果 認 ，可能 限 氷 保冷剤 用 水温 下 状態 実施 方 暑熱負担 軽減 大 ． ，手足 浸水 着用 併用 ，冷却中 体幹部 皮膚温低下率 小 ， 暑熱負担 軽減効果 大半 手足 浸水 考 ． ， 場合 ， 水 用意 効果 十分 期待 ．足 浸水 靴 靴下 脱 行 煩雑 ，高体温時 身体冷却 検証 先行研究 ，手 図3 扇風機 身体冷却 露時間 深部体温 変化量 関係 図4 手足 浸水 身体冷却 図5 防護服着用 暑熱下歩行時 深部体温 変化． 試行 身体冷却 行 安静 ．
足単独 冷却 手 足両方 冷却 方 ，深部体温 低下 大 報告 11），可能 限 手 足 両方 実施 望 ． 4 作業前 簡便 身体冷却 ，作業中 暑熱負担 軽減 示 ．作業 酷暑環境 防護 服着用 軽度歩行 ，通常 作業着 中程度 作業強度 同様 効果 予想 ．扇風機 ，手足 浸水 組 合 身体冷却 用 ，後者 方法 方 持続的 深部体温 抑制 心理学的 暑熱負担 軽減 ．作業現場 状況 ，扇風機 水 使用 制 限 ，身体冷却 可能 方法 実施 ，作業前 休憩時間内 可能 限 長 時間行 推奨 ． 謝 辞 本研究 一部 JSPS科研費25293155 助成 受 実行 ．本研究 進 ，東京電力・技術 開発 井田浩文氏，中山和美氏，和田潤氏 協力 賜 ． 文 献 1) 厚生労働省．平成25年 職場 熱中症予防対策 重 点的 実施 （H25.5.21付 基安発0521第1号）． http://www.mhlw.go.jp/stf/houdou/2r985200000323h1-att/ 2r985200000323lw.pdf
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｢労働安全衛生研究｣，Vol. 8, No. 2, pp. 83‒90, (2015) 原著論文
低用量 有機溶剤 条件刺激
嗅覚嫌悪条件
手続
北 條 理恵子
*
1，柳 場 由 絵
*
1，鷹 屋 光 俊
*
2土 屋 政 雄
*
3，安 田 彰 典
*
1，小 川 康 恭
*
1 最近 職場 健康問題 ， 低濃度 化学物質 露 原因 引 起 ．有機溶剤等 化学物質 許容濃度以下 低濃度 生成 場合 ， 影響 過敏症状 等 発症 関連 可能性 懸念 ． 病的状態 発症機序 ，家庭 職場環 境 由来 化学物質 露 種々 健康影響 際， 時 嗅 苦痛 恐 怖心 記憶 ，後 同様 嗅 不快 症状 誘発 「嗅覚嫌悪条件 仮説」 ，実証実験 行 ． 本研究 使用 ，低用量 有機溶剤 嗅覚嫌悪条件 成立 ， ，有機溶剤 条件刺激（conditioned stimulus, CS） 機 能 用 検証 ． 結果，従来 味覚刺激 水溶液 「 」刺激 置 換 ，嫌悪条件 手続 後 嗜好 CS 回避反応 生 ，「 」 条件 刺激 嫌悪条件 成立 結果 得 ． ，本実験 使用 濃度 水溶 液 CS 有効 機能 示唆 ．今後 検討 重 ，条件 仮説 検証 本 研究法 応用 ，未知 化学物質 毒性 見極 ，様々 CS 使用 有効性 検討，嫌悪条件 成立後 「 」 対 閾値変動 有無 客観的 調査 方法等 模索 視野 入 ，研究 進 予定 ． ：嫌悪条件 ， ，嗅覚刺激， ，塩化 （LiCl） 1 職場 関 健康影響 ，近年 高濃度 化学物質 悪臭 喚起 低濃度 化学物質 露 生 変化 遂 1, 2）．問題 多 ，特 許容濃度以下 化学物 質 慢性吸入 露 原因 引 起 3, 4）． 最近，室内 ， 呼吸器系等 不快感 訴 症候 群5）， 許容濃度以下 低濃度 露 引 起 激烈 過敏症状 懸念 6‒8）． 発症機序 病態等 不明 点 多 ，従来 中毒 発症機序 説明 考 ，過去 高濃度 単回 露 低濃度 化学 物質 長期間 反復 露 履歴 発症 推測 9）．発症 ，Siegel （1997） 「不快 対 回避 条件 学習行動」 仮説 提 唱 9）． 仮説 嗅覚刺激 嫌悪条件 仮説 ．家庭 職場環境 由来 化 学物質 露 種々 健康影響 場 合， 時 嗅 健康影響 伴 苦痛 恐怖 心 記憶 ，後 同様 低濃度 嗅 不快 症状 誘発 仮説 ． ， 健康影響 化学物質 今 毒性学上 基 ， 認知 介 発生 可能性 考 10）． ，原因 疑 化学物質 多 有機溶剤 発症時 露濃度 非常 低 ，今 実証実験 行 実情 ．今 後 低濃度 化学物質 問題 増 減 考 ， 対 対策 必要 思 ． 低濃度 化学物質 鋭敏 検知，測定，評価， 分析 重要 ． 一方，動物実験 影響 研究 場 合，今 毒性研究 異 困難 生 ．北條 （2008, 2011） ，最 頻繁 使用 実験動物 歯類 嗅覚 100倍 感受性 報告 11, 12）． ，低濃度 ， 源 気体 濃度 制御 大掛 装置 精緻 実験方法 必要 ．本研 究 低濃度 影響 検討 簡易 簡便 実験方法 開発 目指 ． 本研究 ， 被験体 化学物質 「 」（嗅覚 味覚 完全 分離 評価 「 」付 ） 健康影響 検討 試験系 ，味覚嫌悪条件 （Conditioned Taste Aversion; CTA） 応用 実験手続 開発 報告 ．CTA 心理学領域 確立 ， 長 歴史 膨大 科学的知見 裏打 研究手法 13‒18）．CTA ，動物 新奇 味覚刺激 摂取原稿受付 2014年10月 1日（Received date: October 1, 2014） 原稿受理 2015年 1月22日（Accepted date: January 22, 2015）
J-STAGE Advance published date: July 1, 2015
*1 （独）労働安全衛生総合研究所 健康障害予防研究 *2 （独）労働安全衛生総合研究所 環境計測管理研究 *3 （独）労働安全衛生総合研究所 作業条件適応研究 連絡先：〒214‒8585 神奈川県川崎市多摩区長尾6‒21‒1 （独）労働安全衛生総合研究所 健康障害予防研究 北條 理恵子 E-mail: [email protected] doi: 10.2486/josh.JOSH-2014-0011-GE
， 直後 化学物質 放射線等 露 ，内臓 不快感 嘔気等 身体的不快 惹起 ， 後 物質 存在 ，味覚刺激 忌避 現象 指 16）． 身体的不快感 惹起 物質 等 露 無条件刺激（unconditioned stimulus, US） 16），味覚刺激 条件刺激（conditioned stimulus, CS） ． ，US, CS 対提示後CS単独提示 示 抑制（嫌悪 回避） 条件反応 （conditioned response, CR） ，CS 病的状態 関係 回避等 行動 関係 仮定 ． 現象 ， 含 多 動物種 共 通 観察 19‒23）． 使用 CTA実験 最 頻繁 用 CS ，例外的 使用 除 ，生来的 嗜好性 示 甘味 ， 14） 溶液24） 多用 ． 嗜好性 中庸 酢酸等25） 使用 ，嫌悪 示 物質 CS 用 ． 本研究 ，従来 手続 用 水溶液 CS CTA実験 行 ，次 先 行研究 実験手続 参考 ，低濃度 「 」 生 有機溶剤 水溶液 CS CTA 行 ，結果 比較 26, 27）． 場合 有機溶剤 嫌悪 回避 ， 味覚 効果 考 嗜好性， 通常飲用水 区別 低濃度 用 ． 実験 味覚刺激 代 嗅覚刺激 「 」 CS CTA 成立 可能性， 有機溶剤 CS 機能 可能 性 検証 ． 2 材料 方法 1）実験動物 Sprague‒Dawley雄性 4週齢時 購入（日本 ，横浜） ，6週齡 実験 使用 ．購入 実験終了 ，明暗周期 12時間（明期 午前8時 午後8時 ），室温23±1°C，湿度55±5% 維持 動物飼育施設内 収容 ．各個体 吊 下 式 製 個別飼育 ． 全実験期間 任意 摂取可能 ．動物購入 5日間 馴化後， 条件 手 続 開始 10日前 水分摂取制限手続 開始 ．水分摂取制限 5日間 ， 接続 自動給水筒 16時 30分間 開放 ． 後 5日間 自動給水筒 撤去 ，16時 30分間 製 飲水 提示 摂 取制限 施 ，動物 飲水 水分 摂取 慣 ・ 行 ．動 物 体重（朝） 通常飲用水摂取量 毎日測定 ． 全実験期間中，動物 平均体重 139.4 198.1 g 成 長 伴 増加 示 ，各時期 体重 群間差 ． 本実験 ，独立行政法人労働安全衛生総合研究所動物 実験委員会 承認 得 ，同委員会 定 動物 実験指針 動物実験施設利用規定 則 行 ． 2）条件刺激（CS） 本実験 ，CS 嗅覚刺激 低濃度 p-（和光化学工業株式会社，大阪，純度97%以上）水溶 液 使用 ．水溶液 次 手順 作成 ； 製 試薬 内 133 µL p- 通常飲用水 1 L 希釈 ，小型浸 機（ NR2， 社，越谷） 用 ，浸 速度120 r/min，振 幅20‒30 mm 約10時間振 ． 後，点滴用 延長 使 試薬 底 100 mL 取 出 ，通常飲用水 1 L 希釈 ， 10時間浸 ． 後，通常使用 製 飲水 約50 mL 分注 提示 ． ，通常飲 用水1 L （和光化学工業株式会社，大阪，純 度98%以上）100 mg 溶解 約10時間振 後， 製飲水 50 mL 分注 味覚刺激 使用 ． 水溶液 濃度 確認 本研究 用 希釈法 妥当性 検討 ，作成 水溶液 濃度 紫外可視近赤外分光光度計（UV3600， SHIMADZU，京都） 用 測定 ．測定条件 ， 一般的 環 含 化学物質 測定時 用 測定波長230‒300 nm 十分 測定感度 得 ， 短波長側（183‒300 nm） 拡大 測定 行 ． 結果， 吸収 強 十分 S/N比 得 測定波長：211.4 nm， 幅：2.0 nm 条件 吸光度 測定 ，蒸留水 希釈 標準試料 濃度 決定 ． 3）無条件刺激（US） CS 水溶液 水溶液 提示 2群 動物 ， US 生理食塩水 0.3 M 希釈 LiCl液（LiCl，和光 化学工 業株式会社，大阪，純度98%以上）1 mL， 生理食塩水（生食）1 mL 腹腔内投与 2群 分割 （表1）． 4）嫌悪条件 手続 ・ 終了 24時間後 内 条件 手続 開始 （図1A）． 対 条件 手続 同日 行 ．50 mL 水溶液（CS水溶液）入 製 飲水 重量 条件 手続 開始直前 測定 ． 後，各動物 CS水溶液 30分間提供 ．30分経過直後 取 出 ，LiCl 液 生理食塩水 注射器 腹腔内投与 ． 動物 正確 等 30分間 水溶液摂取時間 与 ， 水溶液提供直後 確実 腹腔内投与 行 ， 各動物 対 水溶液 提示開始 2分間 行 ．水溶液 ， 水溶液提示・生理食 塩水注射 群（SC群），次 水
85 Vol. 8, No. 2, pp. 83‒90, (2015) 溶液提示・LiCl液注射 群（SLi群）， 水溶液提 示・生理食塩水注射 群（XC群）， 水溶液提示・LiCl液注射 群（Xli群） 順序 1匹 処理 ， 順番 12回（SC群 8回）繰 返 （表1）． 動物 処理 終了 後 体重測定 飲水 重量測定 CS水溶液摂取量 算出 行 ．条件 手続 終了 約2時間後 動物 対 ，脱水予防 通常飲用水 30分間与 ， 摂取量 測定 ． 5）嗜好 動物 CS水溶液 対 嫌悪条件 成立 有無 評価 ，嫌悪条件 手続 24時間後 内 嗜好 行 （図1B）．嗜好 通常飲用水 CS水溶液入 飲水 同時 30分間提示 ， 摂取量 測定
．CS水溶液 嫌悪反応 ，Danilova & Hellekant
（2004） 記述 方法 ，CS水溶液 嗜 好比（preference ratio, PR） 算出 23）． ， CS水溶液摂取量 通常飲用水 CS水溶液摂取量 和 除 PR 定義 ，LiCl腹腔投与群 PR 対 応 群 統計的 小 場 合 条件 成立 判断 ．本実験 1回 試行 条件 成立 ．加 ， 水溶液提示群 水溶液提示群 結果 比較 ． 6）統計解析 動物 到着，馴化， ・ 1日目 3日目， 嫌悪条件 手続 終了時 嗜好 終了時 各実験群 動物 体重 繰 返
二元配置 分散分析（analysis of variance, ANOVA）， 馴化3日目 通常飲用水摂取量，嫌悪条件 手 続 時 嗜好 時 通常飲用水 摂取量 CS水溶液摂取量， 嗜好 時 PR 4群（SC, SLi, XC, XLi）間 比 較 行 ．正規性（Levene）検定 行 一部 群間 分散 等質性 担保 結果 得 ， （Kruskal‒Wallis）検 定 用 ．群 比較 統計的 有意 差（p< 0.05） 認 際 ，post hoc Mann‒Whitney U検定 用 ．統計的有意水準 Bonferroni法 多重性 調整 行 ．図表中 ，平均値±SE 記述 ．以上 統計的解析 SPSS統計 （ver.19.0， IBM社，Chicago） 用 ． 3 結果 本研究 使用 CS 水溶液 実際 濃度 推測 紫外可視近赤外分光光度計 測定 濃度 13.3±0.1 ppm ． 全期間 通 4群 動物体重 差 （ 提示 ）． 表1 実験条件 図1 実験手続 馴化（5日間）， ・ （5日間） 含 10日間 飲水制限 後 嫌悪条件 手続 行 ．嫌悪条件 手 続 （A） ，水分飢餓状態 対 ， 水溶液 30分間提示 ．提示直後 0.3 M塩化 液 生理食塩水（生食） 1 mL腹腔 投与 ． 後，30分間通常 飲用水 与 ．嫌悪条件 手続 24時間後 嗜好 行 （B）． 下 ，条件刺激 通常飲用水 同時 30分間提示 ．通常飲用水 条件刺激 和 総摂取量 対 条件刺激 相対摂取割合 preference ratio（PR） 算出 ．
馴化3日目 通常飲用水摂取量 4群 間 差 （χ（2 3）=4.634, p=0.201） （表2A）． 嫌悪条件 手続 時 通常飲用水摂取量 CS水溶液摂取量 4群間 差 （ （χ（2 3）=3.279, p=0.351 χ（2 3）=7.347, p=0.062）（表2B）． 嗜好 時 通常飲用水摂取量 CS水溶液 摂取量両者 有意差 （ χ（2 3）=15.850, p=0.01 χ（2 3）=28.580, p=0.000）（表 2B）．post hoc 結果，通常飲用水摂取量 CS水溶液摂取量 ，XC群 XLi群，XC群 SLi群 SC群 XLi群 間 有意差異 ． 嗜好 ，XLi群 動物 生食 投与 群 動物 通常飲用水 多 摂取 ， 水 溶液 有意 摂取量 少 結果 得 （表 2B）． 嗜好 時 PR 図2 示 ．SC群 SLi群， XC群 Xli群 間 有意 差 （χ（2 3）= 28.339, p=0.000）（図2B）． ，SLi群 SC群，Xli 群 XC群 PR 有意 小 （図2B）． 4 討論 本研究 ，従来行 味覚嫌悪条件 手続 応用 味覚刺激 「 」刺激 代 ， 有 用性 用 実験 検討 ．特 低用量 有機溶剤（本研究 用 希釈法 作成 期待値11.4 ppm 水溶液） CS 使用 ，従来 水溶液 使用 場合 同様 効 果 得 否 着目 実験 行 ． 水 溶液 嫌悪条件 実験 枠組 CS 使用 例 筆者 知 限 ． 結果，従来 味覚刺激 「 」刺激 有機溶剤（ ） 置 換 ，嫌悪条件 手続 後 嗜好 CS水溶液 回避反応 生 ，有機溶剤 「 」 条件刺激 嫌悪条件 成立 ． ，本実験 使用 濃度 ， 水溶液 CS 有効 機能 示唆 ． 本実験 用 CS 水溶液 実測値 13.3±0.1 ppm ．本実験 条件 手続 中 水溶液摂取量 提示30分間 約 12 mL （表2B）．飲水 食餌 水分量 同 比率 摂取 仮定 実際 水分12 mL 15 分 消費 計算 ．一方，文献値 標準呼吸量 1分間当 73 mL 28），15分間 1.1 L ．仮 13.3 ppm 水溶液12 mL中 159 µg（1.5 µmol） 1.1 L 空気 吸 引 ， 気中濃度 約33 ppm ． 最大見積 値 ，実際 低 濃度 推 測 ．通常，嗜好性 中毒性（依存症状） 検証 実験 ，本実験 高濃度 使用 29）． ，Bowen （2009） 中毒 模 動物 1000 ppm 6000 ppm 有機溶 剤（ ） 用 30）． ， 吸入者 表2 （A）馴化3日目 通常飲用水摂取量 表2 （B） 水溶液群 水溶液群 飲用水 CS水溶液摂取量 図2 嗜好 Preference Ratio（PR）．* p<0.05（vs． 各群内生食投与群）
87 Vol. 8, No. 2, pp. 83‒90, (2015) 露濃度 5000 ppm以上 31）．一方， 職業性 環境 露 実験 100 ppm前後 濃度 実験 一般的 ． 許容濃度 150 ppm32） ，本研究 使用 濃度 大 上回 ． ，毒性 発現 可能性 極 低 濃度 考 ． ，Hojo （2014） ， 水溶液 反 復提示（注射 ）， 水溶液提示・生食注射群 水溶液提示・LiCl液注射群 用 嫌 悪条件 実験 10 ppm水溶液，LiCl液0.3 M 1 mL 行 33）． 結果， 水溶液 対 回避行動 LiCl液注射群動物 生 ． 群 回避行動 水溶液提示 3回目 ，最終提示回（8回） PR 0.3‒0.2 維持 ．一方，LiCl液 注射 非注射群（生食 注射群 注射 群） 5‒8回 提示 PR 0.7‒0.8 変動 ． ，LiCl注 射群 非注射群 ， 水溶液 提示回 数 PR 変動（減少 感受性 鋭敏 化，増加 依存 示 ） 生 ，LiCl液注射群 非注射群 PR 違 毒性効果 ，嫌悪条件 手続 （LiCl投与） 効果 結論 33）．以上 ，本実験 用 CS水溶液 濃度 提示回数 ，動物 水溶液 対 中毒症状 発現 可能性 極 低 ，本研究 結果 得 嗜 好 溶液 PR 低下 ，嫌悪条 件 手続 US 違 生 効果 示唆 ． 本実験 ，条件 手続 嗜好 ，先行実験 参考 24時間 設定 26），
LiCl 濃度 嗅覚刺激 使用 Raineki et al.（2009） 実験手続 27） 同様 0.3 M ，LiCl 半減期 6時間 34, 35） ，計算上 24時間後 投与量 16分 1 薬理効果 残 ． ，嗜好 水分摂取量 対 LiCl 薬理効果 考 ． ，LiCl 生理食塩水 溶解 US 用 場合，US溶液 体液 等張 問題 生 ．今後 等張LiCl溶液 US 実 験 行 必要 ． ，LiCl 濃度 体液 等張 ，0.15 M 濃度 必要 36）． 本実験 使用 CS水溶液 濃度 決定 際 ， 本実験 用 方法 期待値1.14 ppm 114.4 ppm 水溶液 用 予備的 検討 行 ．CS 水溶液 通常 飲用水 同時 提示 結果，1.14 ppm 水溶液 通常飲用水摂取量 差 （ ），両者 弁別 ．一方，予想値114.4 ppm 水溶液 接近 ，専 通常飲用水 摂取 （ ）． 結果 1.1 ppm 水溶液 ， 味 通常飲用 水 弁別 ，期待値114.4 ppm 水溶液 反応 接近 摂取 判断 ． ，本実験 Hojo （2014） 実験 ， 10 ppm 水 溶液 提示 行 ，11.4 ppm 手順 調製 33）．吸光度法 実測値 13.3 ppm ， 17% 濃度差 本実験 遂行 本質的問 題 考 ． 本実験 嫌悪条件 手続 時 ， CS 動物 通常飲用水 CS 水溶液 摂取量 違 ，嗜好 時 PR 有意 低下 ， 提示群 通常飲用水摂取量 有意 増加，CS摂取量 有意 減少 ． 結果 ，嫌悪条件 手続 ， 強固 嫌悪反応（回避行動） 示 意味 ，CS 十分機能 ． 本実験 使用 CS 適当 濃 度 判断 ． 水分摂取量 行動 ，味覚嗜好 溶液 水， 溶 液 区別 嫌悪条件 反応 CS 水 区別 ，動物 一般的 嗅覚 方 味覚 感度 高 37），本濃度 嗅覚 嫌悪条件 寄与 可能性 高 考 ．以上 考察 ， 水溶液 対 認知閾値 13.3 ppm近辺 存在 考 ， 反応 ， 摂取 際 味 ，本実験 結果 明確 判断 ．今 回，嗅覚刺激 有機溶剤 水溶液 用 理由 濃度統制 困難 ，今後 有機溶剤 化 ， CS 用 新 嗅覚嫌悪条件 手法 確立 必須 ． ，精密 装置 実験手法 確立 口腔内 覆 粘液 溶解 味覚刺 激 効果 完全 排除 ． 実験開始前 体重 群間差 ， ，馴化3日目 通常飲用水摂取量 群 等 ，各群 飲水 対 渇望度 合 必要 水分量 30分 飲水摂取能 ，全群 等質 判断 実験 開始 ． ，統計的 有意 ，嫌悪条件 手続 時 LiCl注射群 CS水溶液摂取量 低下傾向 ．本実験 嫌悪条件 手続 時 ，CS摂取時 US 腹腔内投与 実行 ，US 影響 ． ，Li群 嗜好 時 水溶液摂取量 嫌悪条件 手続 時 摂取 量 有意 低下 （Welch検定，p<0.001）． 結果 勘案 群間差 本質的 生 考 ． ，実験手続 動物 CS提示 US 投与 順序 常 SC群→ SLiCl群→XC群→XLiCl群 繰 返 ， 可能性 低 順序 中 何 原因 潜
考 ．今後 課題 ，群分 際 等質性 担保 十分 精査 実験手続 順序効果等 影響 排除 実験 必要 思 ． Heale （1994） ， 対 提示 海馬 歯状回 嗅球 ，捕 食動物 提示 発現 脳波 同様 波形 得 報告 38）． 結果 有機溶剤 嫌悪的 示 ． 我々 経験 114.4 ppm 水溶液 対 摂取 回 避 行動 示 ．従来 味覚嫌悪条件 実験 ，嫌悪的 CS 条件 成立 結果 ． ，本実験 有機溶剤 「 」 CS 嫌悪条件 成立 ． 特筆 結果 ． 近年職場環境 関連 ， 症候群5） ，最 大許容濃度以下 化学物質 露 過敏症状 呈 例6‒8） 注目 ，本実験 結果 ， 低濃度 有機溶剤 嫌悪反応 連合 症候群 過敏症状 生 「嫌悪 条件付仮説」 可能性 示唆 緒 ． 症候群 原因物質， 過敏 症状 喚起 懸念 物質 ， ， 有機溶剤 筆頭 挙 5, 8）．比較的高濃度 短期 露 濃度 最大許容濃度以下 長期 露 発症 8）． ， 健康障害 化学物質 直接的 毒性 基 ， 化学物質 対 不快感 問題 器質的問題 議論 続 決着 現状 ． 有機溶剤等 有害化学物質 発 濃度以上 露 病的状態 引 毒性 有 ， 影響 毒性 分離 検証 重要 ．本実験 ，有機溶剤 毒性 生 格段 低 濃度 CS 使用 ， 「 」 刺激 用 ． 塩化 毒性効果 分離 ． ，本研 究 嫌悪条件 手続 ，新規「 」 刺激提示 同時 塩化 投与 惹起 毒性 効果 ， 「 」単独提示 「 」 対 嫌悪反応 引 起 ． 検討 進 ，化学物質 過敏症 症候群 病的 過敏症状 引 起 否 検討 可能 ． ，本研究 今 毒性評価 説明 「病的 状態」 生 明 糸口 ． 本研究 結果 ，動物 低濃度 弁別 高 感度 明示 ， ，本研究 確立 試験法 CS 機能 ，有機溶剤 対 嫌悪学習 過敏状態 生 可能性 検討 鋭敏 手法 示 唆 ．特 ， 試験法 問題 記憶 対 印象等 履歴 個人差 ， 生 対 主観性 排除 試験法 有用 示 結論 ．今後 検討 重 ，条件 仮説 検証 ，本研究法 応用 ，未知 化学物質 毒性 見極 ，様々 CS 使用 有効性 検討，CTA成立後 「 」 対 閾値変動 有無 客観的 調査 方法 模索 図 予定 ． 文 献
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