技術発表(6)

本学における鉱物性粉塵の作業環
境測定について関根 守，塙 浩之，武田 誠，
崔瑄娥

「本学における本学における鉱物性粉塵における鉱物性粉塵の鉱物性粉塵の作業環境測定について作業環境測定について」について」

発表者 関根守 武田誠 塙浩之 崔瑄娥
2)

1)

2)

2)

茨城大学工学部技術部 2)茨城大学機器分析センター

1)

１、はじめに作業環境評価基準の一部改正等について平成 21 年 3 月粉じんの管理濃度が改正された。管理濃度は医学的見地などから年々きびしくなっている。じん肺の発生は、空気中に浮遊している粒子状物質のうち、特に肺胞にまで到達する大きさの粒子が密接に関係している。肺胞に沈着する粉じんを「吸入性粉じん（Respirabl dust）」という。作業環境管理ではこのような粉じんが測定対象物となる。
本学でも、粉じんを発生する可能性がある作業もみられる。その状況を的確に知るために作業環境測定が不可欠である。今回、その取組を報告する。
２、方法
本学の A 学部 A 単位作業場の粉じん濃度を測定した。この作業場は、「コンクリートを使用した試料の作成と性能試験」を行っており、「粉じん障害防止規則別表 2 の 8、同第 25 条の特定粉じん作業場に該当し、作業環境測定が義務づけられている。作業環境測定基準に従い、分粒装置（4μm50%カット）PM-4(NW-354 型)を使用したろ過捕集方法及び重量分析法で行い。また、遊離ケイ酸含有率（Q）を、堆積粉じんの再じん法で行い、Ｘ線回折分析法により求めた。
（写真 1 A 単位作業場）
遊離ケイ酸含有率の測定は、Ｘ線回折分析法で堆積粉じんを単位作業場）採取し再発じん法で粒度調整をおこなった。Ｘ線回折分析は基底標準吸収補正法で粉じん中の遊離ケイ酸含有率（Q 値）を求め、求めた Q 値を管理濃度に算入して管理濃度を求めた。
その結果、A 単位作業場は定性分析で石英のみの存在が認められた。定量分析の結果８％（クリストバライト、トリジマイトは０％）の存在を確認した。

（図 1 Ｘ線回折測定による線回折測定による石英による石英の石英の検量線）
検量線）
管理濃度は遊離ケイ酸の関数式であらわされる。

管理濃度（mg/m3） Q 遊離けい酸含有率（％）
その結果、管理濃度は 0.285（mg/m ）になった。次に単位作業場の粉じん濃度の測定と質量濃度変換係数の決定をおこない、この作業場の管理区分を判定した。
遊離ケイ酸含有率の測定は機器分析センターで所有する粉末Ｘ線回折装置 RINT-2000(リガク)を使用した。基底標準板試料板（Zn,Al)は㈱リガク製を使用。試薬 粉じん分析標準試料（標準石英・クリストバライト・トリジマイト）は日本作業環境測定協会より購入した。
３、結果
今回の測定で採取したサンプルから吸入性粉じんの遊離ケイ酸を含む粉じんを検出した。その結果「じん肺」が発生する可能性があると判断される。作業環境管理対策として何らかの設備対策をとることが重要であるが、現状では適切な保護具の使用を確実に使用するのが緊急避難的な対策と考えられる。
今回は、定性分析により炭酸カルシュウム（CaCO ）の存在が確認されたため、基底標準吸収補正法の基底標準板として亜鉛板を用いてたため亜鉛の回折角度と CaCO の第二強線の回折角度が重なるので、吸収補正に影響がでた。急きょ亜鉛板からアルミニウム板に変更して吸収補正を行った。
４、考察
大学の実験施設は多くの労働者（教員、職員）また、学生が多種多様な作業形態（研究）を行い、特に法人化以降の厚生労働省労働基準法および労働安全衛生法（以後、労衛法）の適用を受けているにもかかわらず、労働安全衛生に対する認識が低く、研究優先になっていて作業環境や方法の改善が進みにくい状況にある。
作業環境管理については、発生源の特定、作業者の作業内容、設備の稼働状況、排気装置稼働状況など綿密な調査と対応策が必要になってくる。
作業管理については、作業者の教育、作業場や堆積粉じんの清掃、保護具の着用、衛生管理者による職場の巡視が必要である。
最後に
最後に
今回、学内共同の機器分析センターに設置してあるＸ線回折装置を利用して測定を行い自社測定で経費節減などのメリットを生かすことができた。従来の作業環境測定は工学部技術部の継続雇用者を中心とした支援体制も実績をあげており、今回粉じんの作業環境測定も加わることで機器分析センターと工学部技術部が全学の安衛法でさらに重要な役割を担っている。このような視点が教職員のより快適な職場環境維持・向上につながっていると思う。
謝辞
今回の粉じんの作業環境測定について、労務課安全衛生係の係長 長谷川照晃氏には全般のマネジメントをしていただいた。粉末Ｘ線回折装置の回転試料ホルダーは工学部技術部で製作していただいた。
粉末Ｘ線回折装置の測定法について田切美智雄名誉教授の指導を受けた。粉じん作業の実際については、群馬大学工学部技術部の指導・助言を受けた。関係各位に感謝申し上げます。
E=3.0/1.19Q+1

E

322

引用文献
作業環境ガイドブック 0「総論編」（社）日本作業環境測定協会
作業環境ガイドブック１「鉱物性粉じん・石綿」 （社）日本作業環境測定協会

防塵マスク未着用 労基署の是正勧告で同志社大学が謝罪会見

本学における鉱物性粉塵の作業環境測定について
発表者

武田 誠
崔 瑄娥

塙 浩之
関根 守

2010.3.15
同志社大理工学部で実験中の研究員に防塵マスクをつけさせていなかったなどとして、京都南労基署から労働安全衛生法違反などで是正勧告を受けたことについて、片山傳生副学長らが１５日、学内で会見し「学生や研究員の方々に迷惑をかけた」と謝罪した。
大学によると、研究室に所属する男性研究員が５回（各１０分間）にわたって粉状のアルミニウムを乳鉢で混ぜて袋詰めする作業を実施。４年の男子学生１人も昨年１０月から数ヶ月間週１回のペースで、同様の作業を繰り返した。いずれもインフルエンザ用マスクを着用していたという。
大学側は、責任者の男性教授（５９）が、国の定めた「粉じん障害防止規則」に規定されていることを認識していなかったためとしている。
２人がじん肺に感染していないかどうか健康診断を行う方針
だが、処分は「検討していない」という。片山副学長は「防塵マスクは置いてあったが、認識が甘かった」としている。
（産経ニュース）

会見で謝罪する片山副学長（左）ら＝１５日
午後２時４分、京田辺市の同志社大京田辺
キャンパス

気管支の分岐と肺胞の構造

測定対象粉じん吸入性粉じん

粒径10μm以下（肺胞まで届く）

肺胞の大きさ
径0.1～0.3mm
7～15億個表面積 90～140m2①環境空気中の土石、鉱物、金属または炭素の粉じん（石綿を除く・石綿障害予防規則）②労働安全衛生法（作業環境測定基準）では、測定対象の浮遊粉じんの粒径を4μm50%の分粒特性を持つ分粒装置で捕集したものとしています。

・10μm 鼻孔・咽喉部に沈着・5μm前後 気道の粘膜に覆われた繊毛に付着・1～2μm 肺胞への沈着率が高い

粉じんの大きさ
粒子の沈降速度 粒径100μm(0.1mm)で26cm/s
10μm(0.01mm)で0.31cm/s
1μm(0.001mm)で0.0035cm/s

1μm(0.001mm)の粒子が静止空間で1ｍ沈降するためには約8時間かかることになる。

作業環境測定基準に示されている透過率特性

そのほかに粒子に働く重力、遠心力、静電気力、熱泳動力、ブラウン拡散、慣性力等が働く（作業環境測定ガイドブック１「鉱物性粉じん・石綿」）

塵肺原因となる粉塵の化学組成により症状の現れ方、進行の早さが異なる。
珪肺
石英、珪石など遊離珪酸を含む粉塵の吸入が原因。
アルミ肺
アルミニウム粉塵の吸入が原因。進行が早く、数年間程度で呼吸困難、衰弱などの症状が現れる。
ボーキサイト肺
アルミニウムの原料であるボーキサイトの粉塵の吸入が原因。進行が極めて早く、2～4年で死亡にいたる。
酸化鉄肺（鉄肺）
酸化鉄の吸入が原因。電気溶接工にみられる。あまり進行しないといわれる。
石綿肺
石綿（アスベスト）の吸入が原因。肺癌の合併が多い。また、悪性中皮腫を合併する。

じん肺について①じん肺とは主として小さな土ぼこり・金属の粒などの無機物・鉱物性粉じんの発生する環境で仕事をしている方が、その粉じんを長い年月にわたって多量に吸い込むことで、 肺の組織が線維化し、硬くなって弾力を失ってしまう
病気をじん肺といいます。
②じん肺の症状
初期症状 息切れ・痰・咳が増える。進行すると肺の組織が壊され、呼吸困難。また、気管支炎、肺がん、気胸などの合併症にかかりやすくなる。
粉じん作業行っているときは気づかなくても、じん肺の症状は数年から十数年かけてゆっくり進行する。
③じん肺の治療辞めた後でも病気が進行する。
治療方法がない。
咳→鎮咳剤 痰→去痰剤 呼吸困難→酸素療法（第７次粉じん障害防止総合対策について厚生労働省）

1

鉱物性粉じんの管理濃度（Ｅ）の推移
いったんじん肺にかかるともとの正常な肺にはもどらず、粉じん作業をやめた後も病気は進行します。

さらにじん肺を治す根本的な治療がないことを考えると、粉じんの発生源対策、局所排気等の適正な稼働、呼吸用保護具の適正な着用などにより粉じんへの暴露防止対策を徹底することが重要です。

（第７次粉じん障害防止総合対策について厚生労働省）

2005年以前

2005年4月

2009年4月

2.9/（0.22Ｑ+1）

3.0/（0.59Ｑ+1）

3.0/（1.19Ｑ+1）

Ｑ(%)

2005年以前

2005年4月02.9

3.0

3.0

12.38

1.89

1.37

51.380.76

0.43

100.910.43

0.23

200.540.230.12

Ｅ 管理濃度（mg/m3)
Ｑ 当該粉じん中の遊離ケイ酸含有率（％）
石英、クリストバライト、トリジマイトなどの結晶質シリカの総称
遊離ケイ酸を代表するものが石英に大きな影響が出る。

粉じん障害防止規則
第五章 作業環境測定（第二十五条－第二十六条の四）第五章 作業環境測定 （作業環境測定を行うべき屋内作業場）
第二十五条 令第二十一条第一号の厚生労働省令で定める土石、岩石、鉱物、金属又は炭素の粉じん を著しく発散する屋内作業場は、常時特定粉じん作業が行われる屋内作業場とする。
第二十六条 事業者は、六月以内ごとに一回、定期に、当該作業場における空気中の粉じんの濃度を測定しなければならない。
２ 事業者は、前条の屋内作業場のうち、土石、岩石又は鉱物に係る特定粉じん作業を行う屋内作業場に おいて、前項の測定を行うときは、当該粉じん中の遊離けい酸の含有率を測定しなければならない。
８ 事業者は、第一項から第三項までの規定による測定を行つたときは、その都度、次の事項を記録して、これを七年間保存しなければならない。

堆積粉じん試料の採取②

Ｘ線回折分析装置による定性分析③

石英のほか、クリストバライト、トリジマイトの存在の確認④

再発じん法による試料の採取⑤

基底標準吸収補正法による定量分析

作業環境測定では評価（管理区分）（評価の結果に基づく措置）
第二十六条の三 事業者は、前条第一項の規定による評価の結果、第三管理区分に区分された場所に ついては、直ちに、施設、設備、作業工程又は作業方法の点検を行い、その結果に基づき、施設又は設 備の設置又は整備、作業工程又は作業方法の改善その他作業環境を改善するため必要な措置を講じ、当 該場所の管理区分が第一管理区分又は第二管理区分となるようにしなければならない。
２ 事業者は前項の規定による措置を講じたときは、その効果を確認するため、同項の場所について当該 粉じんの濃度を測定し、及びその結果の評価を行わなければならない。
３ 前二項に定めるもののほか、事業者は、第一項の場所については、労働者に有効な呼吸用保護具を使 用させるほか、健康診断の実施その他労働者の健康の保持を図るため必要な措置を講じなければならない。

機器分析センター
所有機器

遊離ケイ酸含有率の測定①

2009年4月

粉末Ｘ線回折装置
RINT-2000（リガク）試料

Ｘ線を物質に照射し回折現象を利用し、物質を構成している原子の種類やその配列様式（結晶）を知ることができる。

検出器

Ｘ線管球

2

堆積粉じん再じん装置
SKY-2型 柴田科学

慣性衝突式分粒装置
PM-4
20ℓ/min分析試料の作成（再じん試料）

分粒装置

ポンプ

インピンジャー
試料試料約1g

検量線試料 0.2～1.2mg/cm2
石英・クリストバライト・トリジマイト 各７サンプル
単位作業場 サンプルの試料を採取する。
テフロンバインダーフィルター

T60A20

遊離ケイ酸分析用標準試料

試薬

標準石英・トリジマイト・クリストバライト
日本作業環境測定協会

基底標準板（リガク製）

Ｘ線粉末用試料台（工学部技術部製）

慣性衝突式分粒装置付きホルダーPM4
慣性衝突式分粒装置付きホルダー
PM4（（NWNW--354354））
慣性衝突式分粒装置付ホルダーは、慣性衝突方式のPM4分粒装置を装着したろ紙捕集装置。まず捕集板上に捕集し、これを通過した吸入性粉じんはガラス繊維ろ紙上に捕集される構造になっている。

機器分析センター所有機器 天秤
メトラー AX26DR 最小表示2μg（読み取り限度0.01mg以下のものを使用することが法で定められている)

3

粉末Ｘ線回折法

ブラッグの法則
結晶の配列をに関する情報を得るための分析法
2dsinθ=nλ結晶の化学組成がわかる
化学組成は同じでも結晶形が異なる場合，結晶形を同定できる。
たとえば，同じＳｉＯ2でも水晶，石英ガラス，トリジマイト，クリストバライトの結晶形は異なる（同質多形）

Ａ単位作業場の定性分析
過去のデータから石英(26.6)と炭酸カルシュウム(29.4)を確認できる

捕集前
(mg)

No

捕集後 試料重量(mg)
(mg)

blank

Ａ単位作業場の石英ピーク 2θ 26.6（deg)（定量分析）
基底標準吸収補正法による定量

o

I Al(cps)IAl(cps)

0.00 135.602 135.602

補正後
補正前

0.00
0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

KfcIq
(cps)

044.40

26.66

1.64

1.00

1.16-

138.565 258.971

44.40

26.66

1.64

1.02

0.98 254.41

718.99

20.66

1.67-

135.52 354.119

44.40

26.66

1.64

1.001.00 354.29

119.44

22.12

2.68

-

125.97 604.575

44.40

26.66

1.64

0.93

1.06 641.81

5

19.27

23.31

4.05

-

119.999 866.409

44.40

26.66

1.64

0.88

1.10 956.09

8

18.83

23.02

4.20

-

116.274 836.96

44.40

26.66

1.64

0.86

1.13 946.84

2

19.31

23.73

4.42

-

114.743 889.717

44.40

26.66

1.64

0.85

1.14 1017.04

4

19.35

26.06

6.71

-

98.4021247.53
2

44.40

26.66

1.64

0.73

1.29 1603.90

Ａ１20.88

27.36

6.48

-

73.784 73.675

44.40

26.66

1.64

0.54

1.58 116.42Ａ２20.75

23.70

2.95-

96.519 41.794

44.40

26.66

1.640.71

1.30

54.51

Ａ3

20.75

25.77

5.03-80.989 63.676

44.40

26.66

1.640.60

1.4894.31

石英の補正回折強度 ＡＬの回折線の減少率から補正係数を計算し、試料の補正回折線強度を求める。 単位作業場の遊離ケイ酸値を検量線 8.02％とした①

測定機器の準備デジタル粉塵計 ＢＧ値の確認
感度調整 ろ紙の捕集前秤量
分粒装置衝突板のグリス塗り

②

機器設置

デジタル粉塵計の設置
ろ過捕集装置の準備③

併行測定実施デジタル粉塵計の動作確認
ポンプの動作 流量計の管理④

併行測定終了デジタル粉塵計の計数値の確認
ろ紙の捕集後秤量⑤

質量濃度変換係数（k値）を求める

質量濃度変換係数K(mg/m3/cpm)

400.00200.00

ΔRI

20.39

1200.00

600.00Rθ

併行測定の流れy = 233.88x
R² = 0.9975

Icq 1000.00(cps) 800.00

2θq19.23

1800.00

1400.00

2θAl3

Ｘ線回折測定による検量線（石英）1600.00

Iq(cps)

質量濃度C(mg/m3)/相対濃度R(cpm)

試料重量(mg)4粉じん濃度の測定

A単位作業場

デジタル粉塵計
LD-3K2
柴田科学

併行測定「コンクリートを使用した試料の作成と性能試験」を行っており、「粉じん障害防止規則別表2の8、同第25条の特定粉じん作業場に該当し、作業環境測定が義務づけられている。

①ローボリウムポンプ
SIP-32L 柴田科学
②慣性衝突式分粒装置
PM4 NW-354型

補集流量 q(l/min)20
補集時間 t1(min)60
補集空気量Ｑ (m3)1.2
デジタル計数値Ｅ757
計数時間t2 (min)10
ダークカウントD0デジタル計数値Ｒ (cpm)
75.7
補集前ろ紙重量W1 (mg)38.49
補集後ろ紙重量W2 (mg)38.67
補集粉じん量 W (mg)0.18
空気中粉じん濃度C(mg/m3)0.15
質量濃度変換係数 K0.001982
遊離けい酸含有率 (%)
8.02(測定方法)
岩 種
石英
測定点の数
6
管理濃度 Ｅ
幾何平均濃度 (mg/m3)
幾何標準偏差第一管理濃度 E1 (mg/m3)
第二管理濃度 E2 (mg/m3)

測定点 測定値
No.cout数

Ｃ1Ｘ1Ｘ２1757

1.5 0.17609 0.03101

2879 1.7417 0.24098 0.05807

3926 1.8349 0.26361 0.06949

4884 1.7517 0.24345 0.05927

5860 1.7041 0.23149 0.05359

6853 1.6902 0.22794 0.05196

0.284527
1.70057
1.0702045.126473
2.129502

結果
1.今回の測定で採取したサンプルから吸入性粉じんの遊離ケイ酸を含む粉じんを検出した。その結果「じん肺」が発生する可能性があると判断される。
2.作業環境管理対策として何らかの設備対策をとることが重要であるが、現状では適切な保護具の使用を確実に使用するのが緊急避難的な対策と考えられる。

3.今回は、定性分析により炭酸カルシウム（CaCO3）の存在が確認されたため、基底標準吸収補正法の基底標準板として亜鉛板を用いてたため亜鉛の回折角度とCaCO3の第二強線の回折角度が重なるので、吸収補正に影響がでた。亜鉛板からアルミニウム板に変更して吸収補正を行った。

5

粉じん障害防止規則（昭和五十四年四月二十五日労働省令第十八号）

４、考察
大学の実験施設は多くの労働者（教員、職員）また、学生が多種多様な作業形態（研究）を行い、特に法人化以降の厚生労働省労働基準法および労働安全衛生法（以後、労衛法）の適用を受けているにもかかわらず、労働安全衛生に対する認識が低く、研究優先になっていて作業環境や方法の改善が進みにくい状況にある。
作業者と連携を密にし、作業内容の確認、短時間、不規則、多種な作業内容に対応する測定の実施。
作業環境管理については、発生源の特定、作業者の作業内容、設備の稼働状況、排気装置稼働状況など綿密な調査と対応策が必要になってくる。
作業管理については、作業者の教育、作業場や堆積粉じんの清掃、保護具の着用、衛生管理者による職場の巡視が必要である。

（清掃の実施）第二十四条
事業者は、粉じん作業を行う屋内の作業場所については、毎日一回以上、清掃を行わなければならない。
２ 事業者は、粉じん作業を行う屋内作業場の床、設備等及び前条第一項の休憩設備が設けられている場所の床等（屋内のものに限る。）については、たい積した粉じんを除去するため、一月以内ごとに一回、定期に、真空掃除機を用いて、又は水洗する等粉じんの飛散しない方法によつて清掃を行わなければならない。ただし、粉じんの飛散しない方法により清掃を行うことが困難な場合で当該清掃に従事する労働者に有効な呼吸用保護具を使用させたときは、その他の方法により清掃を行うことができる。

粉塵の発生をおさえる
粉塵の発生する場所をふたなどで覆う
散水（掘削現場などに水をまく、粉状の原材料を予め水で濡らす）
粉塵を除去する
排気装置、除塵装置の使用
外気で粉塵を薄める
粉塵の吸入を防ぐ
防塵マスク、送気マスクなどの保護具を着用する
粉塵が付着しにくい服装を選ぶ

茨城大学作業場数
最後に今回、学内共同の機器分析センターに設置してあるＸ線回折装置。天秤等を利用して測定を行い自社測定で経費節減などのメリットを生かすことができた。
従来の作業環境測定は工学部技術部の継続雇用者を中心とした支援体制も実績をあげており、今回粉じんの作業環境測定も加わることで機器分析センターと工学部技術部が全学の安衛法でさらに重要な役割を担っている。このような視点が教職員・学生のより快適な大学環境の維持・向上につながっている。

水戸地区 有機溶剤
特定化学物
質（3）
特定化学物
質（30）
阿見地区 有機溶剤
特定化学物
質（3）
特定化学物
質（30）
日立地区 有機溶剤
特定化学物
質（3）
特定化学物
質（30）
合計
特記事項
第2・3管
理区分
②第2管理区分③第3管理区分平成19 平成19 平成20
平成20年下期
年上期 年下期 年上期2526
33

平成21年上期

平成21年下期

3339

44151317202226

131010273234272727272829333232

32

33

33

12121040

4140

191918202018999956333558156 151 159

213225

238

自社測
定移行

ホルムアルデヒド追加
水戸 有③-2
特化30③-1フロンティア実施
水戸 特化3③-1

水戸 特化3②-1

（水銀）

（水銀）

阿見 特化30②-2阿見 特化30②-1（ベンゼン）
阿見 特化30②-2（ホルムアルデヒド） （ホルムアルデヒド） （ホルムアルデヒド）

謝辞
今回の粉じんの作業環境測定について、労務課安全衛生係の係長 長谷川照晃氏には全般のマネジメントをしていただいた。
粉末Ｘ線回折装置の回転試料ホルダーは工学部技術部で製作していただいた。
粉末Ｘ線回折装置の測定法について田切美智雄名誉教授の指導を受けた。
粉じん作業環境測定の実際については、群馬大学工学部技術部の指導・助言を受けた。
関係各位に感謝申し上げます。

ご静聴ありがとうございました。

標準ガス発生装置

平成21年度 購入
島津ＧＣ－2014 ガ
スインジェクタ付

6