グンナー・ノードバーグ

マグネシウム (Mg) は、既知の最も軽い構造金属です。 アルミニウムよりも40%軽量です。 金属マグネシウムは、300 ～ 475 ºC に加熱すると圧延および絞り加工が可能ですが、この温度未満では脆く、それ以上に加熱すると燃えやすくなります。 多くの酸に溶解し、化合物を形成しますが、フッ化水素酸やクロム酸の影響を受けません。 アルミニウムとは異なり、アルカリ腐食に強いです。

出現と用途

マグネシウムは自然界に純粋な状態では存在しませんが、一般的に次のいずれかの形で存在します: ドロマイト (CaCO₃・MgCO₃）、マグネサイト（MgCO₃)、ブルーサイト (Mg(OH)₂）、ペリクレース（MgO）、カーナライト（KClMgCl₂・6H₂O) またはキーゼライト (MgSO₄・H₂O)。 さらに、アスベストやタルクにケイ酸塩として含まれています。 マグネシウムは地球上に非常に広く分布しているため、鉱石を処理および輸送するための施設が、採掘場所を選択する際の決定要因となることがよくあります。

マグネシウムは主に合金の形で、軽さと強度の両方が要求される航空機、船舶、自動車、機械、手工具の部品に使用されています。 精密機器や光学ミラーの製造、チタンの回収に使用されます。 マグネシウムは軍事機器にも広く使用されています。 マグネシウムは非常に強い光で燃焼するため、花火、信号フレア、焼夷弾、トレーサー弾、フラッシュ バルブなどに広く使用されています。

酸化マグネシウム 融点が高く（2,500 ºC）、耐火物のライニングに組み込まれることがよくあります。 また、飼料、肥料、断熱材、ウォールボード、石油添加物、電熱棒の成分でもあります。 酸化マグネシウムは、紙パルプ産業で有用です。 さらに、ゴム産業では加速器として、光学機器では反射板として機能します。

その他の重要な化合物には、 塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硝酸マグネシウム および 硫酸マグネシウム. 塩化マグネシウムは、消火器や陶器の成分です。 また、耐火木材、繊維、製紙のエージェントでもあります。 塩化マグネシウムは、 オキシ塩化マグネシウム、セメントに使用されます。 酸化マグネシウムと塩化マグネシウムの混合物は、床に役立つペーストを形成します。 水酸化マグネシウム 化学産業における酸の中和に役立ちます。 また、ウラン処理や砂糖精製にも使用されます。 水酸化マグネシウムは、残留燃料油添加剤として、また歯磨き粉や制酸剤の胃粉の成分として機能します。 硝酸マグネシウム 火工品や石油化学製品の製造における触媒として使用されます。 硫酸マグネシウム 綿や絹の加重、生地の耐火加工、キャリコの染色や​​プリントなど、繊維産業で多くの機能を持っています。 また、肥料、爆薬、マッチ、ミネラルウォーター、陶器、化粧品ローション、マザーオブパールやつや消し紙の製造にも使用されています。 硫酸マグネシウムは、塩素化石灰の漂白作用を高め、醸造業界では水分修正剤として、また医薬品では下剤および鎮痛剤として機能します。

合金. マグネシウムがマンガン、アルミニウム、亜鉛などの他の金属と合金化されると、靭性と歪みに対する耐性が向上します。 リチウム、セリウム、トリウム、およびジルコニウムと組み合わせて、強度対重量比が向上し、かなりの耐熱特性を持つ合金が製造されます。 これにより、航空機および航空宇宙産業において、ジェット エンジン、ロケット ランチャー、および宇宙船の製造に非常に貴重なものとなっています。 85% 以上のマグネシウムを含む多数の合金は、ダウメタルの総称で知られています。

危険

生物学的役割。 葉緑素の必須成分として、人体のマグネシウム要件は主に緑の野菜の消費によって供給されます. 平均的な人体には、約 25 g のマグネシウムが含まれています。 カルシウム、ナトリウム、カリウムに次いで、体内で XNUMX 番目に多い陽イオンです。 食品の酸化はエネルギーを放出し、それは高エネルギーのリン酸結合に蓄えられます。 この酸化的リン酸化のプロセスは細胞のミトコンドリアで行われ、この反応にはマグネシウムが必要であると考えられています。

ラットに実験的に作り出されたマグネシウム欠乏症は、末梢血管の拡張を引き起こし、後に過興奮性と痙攣を引き起こします. 低カルシウム血症に関連するテタニーと同様のテタニーが、牛乳のみを与えられた子牛で発生しました。 マグネシウム欠乏症の年配の動物は、飼料中のマグネシウムの欠乏ではなく、吸収不良に関連しているように見える状態である「草のよろめき」を発症しました.

カルシウム欠乏によって引き起こされるものに似たマグネシウムテタニーの症例がヒトで報告されています. しかし、報告された症例では、不十分な食事摂取に加えて、過度の嘔吐や水分喪失などの「条件付け要因」が存在しています. このテタニーは臨床的にカルシウム欠乏症に似ているため、カルシウムとマグネシウムの血中濃度を測定することによってのみ診断を下すことができます。 正常な血中濃度は 1.8 cm あたり 3 ～ 100 mg の範囲です³であり、血中濃度が 17 mg% に近づくと昏睡状態になる傾向があることがわかっています。 水素の発生による「エアロフォーム腫瘍」は、細かく分割されたマグネシウムを組織に導入することによって動物に発生しました。

毒性。 マグネシウムと金属の 85% を含む合金は、それらの毒性学的特性においてまとめて考慮される場合があります。 業界では、それらの毒性は低いと見なされています。 最も頻繁に使用される化合物、 マグネサイト および ドロマイト、気道を刺激する可能性があります。 しかし、 酸化マグネシウム、他の特定の金属と同様に、金属発煙熱を引き起こす可能性があります。 一部の研究者は、マグネシウム工場労働者の消化器疾患の発生率が高いことを報告しており、マグネシウム吸収と胃十二指腸潰瘍の間に関係が存在する可能性があることを示唆しています. 鋳物鋳造マグネシウムまたは高マグネシウム合金では、二酸化硫黄の層で溶融金属を空気から分離するために、フッ化物フラックスと硫黄含有抑制剤が使用されます。 これにより、鋳造作業中の燃焼を防ぐことができますが、フッ化物または二酸化硫黄の煙がより大きな危険をもたらす可能性があります。

マグネシウムを取り扱う際の最大の危険は火事です。 研削、研磨、または機械加工によって生じるような金属の小さな破片は、偶発的な火花や炎によって容易に発火する可能性があり、これらの破片は 1,250ºC の温度で燃焼するため、皮膚に深い破壊的な病変を引き起こす可能性があります。 この種の事故は、以前はマグネシウム合金鋳物を研削するために使用されていたホイールで工具を研いだときに発生しました。 さらに、マグネシウムは水や酸と反応し、可燃性の水素ガスを生成します。

マグネシウムの断片が皮膚を貫通したり、深い傷に侵入したりすると、前述のタイプの「エアロフォーム腫瘍」を引き起こす可能性があります. これはかなり例外的です。 ただし、マグネシウムで汚染された傷は治りが非常に遅いです。 マグネシウムのバフ研磨による細かい粉塵は、目や気道を刺激する可能性がありますが、特に毒性はありません.

安全衛生対策

潜在的に危険な産業プロセスと同様に、マグネシウムの取り扱いと作業には常に注意が必要です. 金属の鋳造に従事する人は、小さな粒子の「飛散」から保護するために、皮革またはその他の適切な素材で作られたエプロンと手の保護具を着用する必要があります。 特に目を保護するために、透明なフェイス シールドも着用する必要があります。 労働者がマグネシウムの粉塵にさらされる場所では、コンタクトレンズを着用してはならず、洗眼設備をすぐに利用できるようにする必要があります。 金属を機械加工または研磨する作業者は、金属の小さな破片が付着しないオーバーオールを着用する必要があります。 十分な全体換気に加えて、酸化マグネシウムの煙が発生する可能性のあるエリアでは、十分な局所排気換気も不可欠です。 鈍いものは金属を発火点まで加熱する可能性があるため、切削工具は鋭利でなければなりません。

マグネシウムが鋳造または機械加工されている建物は、可能であれば、不燃性の材料で構築し、マグネシウムの粉塵が蓄積する可能性のある出っ張りや隆起をなくす必要があります。 削りくずや「切りくず」の蓄積は、できればウェットスイープによって防止する必要があります。 最終処分まで、削りくずは小さな容器に集め、安全な間隔で離して保管する必要があります。 マグネシウム廃棄物を処分する最も安全な方法は、おそらく濡らして埋めることです.

マグネシウムの偶発的な発火は重大な火災の危険をもたらすため、火災訓練と適切な消火設備が不可欠です。 労働者は、そのような炎と戦う際に決して水を使用しないように訓練する必要があります。これは、燃えている破片をまき散らし、火を広げる可能性があるためです。 このような火災を制御するために提案されている材料の中には、炭素と砂があります。 市販の消火粉も入手可能で、そのうちの XNUMX つは粉末ポリエチレンとホウ酸ナトリウムで構成されています。

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グンナー・ノードバーグ

ATSDR 1995 から適応.

出現と用途

鉛鉱石は世界の多くの地域で発見されています。 最も豊富な鉱石は方鉛鉱 (硫化鉛) であり、これは鉛の主要な商用供給源です。 他の鉛鉱石には、セルサイト (炭酸塩)、アングルサイト (硫酸塩)、コルコイト (クロム酸塩)、ウルフェナイト (モリブデン酸塩)、パイロモルファイト (リン酸塩)、ムトロック石 (塩化物)、バナジナイト (バナジン酸塩) などがあります。 多くの場合、鉛鉱には他の有毒金属も含まれている可能性があります。

鉛鉱物は、乾式破砕、湿式粉砕 (スラリーを生成するため)、重力分級、および浮遊選鉱によって鉱石中の脈石およびその他の物質から分離されます。 遊離した鉛鉱物は、装入物調製（混合、調整など）、高焼結、高炉還元の XNUMX 段階のプロセスによって製錬されます。 高炉地金は、銅、スズ、ヒ素、アンチモン、亜鉛、銀、ビスマスを除去することによって精錬されます。

金属鉛は、化学プラントや建築業界など、柔軟性と耐腐食性が必要なシートまたはパイプの形で使用されます。 また、ケーブル被覆、はんだの成分、自動車産業のフィラーとしても使用されます。 電離放射線の貴重な遮蔽材料です。 保護コーティングを提供するためのメタライジング、蓄電池の製造、および伸線加工の熱処理浴として使用されます。 鉛はさまざまな合金に含まれており、その化合物は多くの産業で大量に製造および使用されています。

鉛の約 40% は金属として、25% は合金に、35% は化合物に使用されています。 酸化鉛は、電池や蓄電池のプレートに使用されています (PbO および Pb₃O₄）、ゴム製造時の配合剤（PbO）、塗料原料（Pb₃O₄）および釉薬、エナメル、ガラスの成分として。

鉛塩は、多くの塗料や顔料の基礎を形成します。 炭酸鉛と硫酸鉛は白色顔料として使用され、クロム酸鉛はクロムイエロー、クロムオレンジ、クロムレッド、クロムグリーンを提供します。 ヒ酸鉛は殺虫剤であり、硫酸鉛はゴムの配合に使用され、酢酸鉛は化学産業で重要な用途があり、ナフテン酸鉛は広く使用されている乾燥剤であり、テトラエチル鉛は、法律で許可されているガソリンのアンチノック添加剤です。

鉛合金. アンチモン、ヒ素、スズ、ビスマスなどの他の金属を添加して、鉛の機械的または化学的特性を改善することができ、鉛自体を真鍮、青銅、鋼などの合金に添加して、特定の望ましい特性を得ることができます。

無機鉛化合物. 産業界で遭遇する非常に多くの有機および無機鉛化合物を説明するスペースはありません。 ただし、一般的な無機化合物には、一酸化鉛 (PbO)、二酸化鉛 (PbO) などがあります。₂)、四酸化鉛 (Pb₃O₄）、三二酸化鉛（Pb₂O₃）、炭酸鉛、硫酸鉛、クロム酸鉛、ヒ酸鉛、塩化鉛、ケイ酸鉛、アジ化鉛。

の最大濃度 有機（アルキル）鉛 ガソリン中の化合物は、多くの国で法的な処方箋の対象となり、他の国では政府の同意を得て製造業者によって制限されています。 多くの法域では、その使用を単純に禁止しています。

危険

鉛の主な危険はその毒性です。 臨床的な鉛中毒は、常に最も重要な職業病の XNUMX つです。 医療技術による予防により、報告された症例が大幅に減少し、深刻な臨床症状も軽減されました。 しかし、これまで許容可能と見なされていた曝露レベルで悪影響が生じることは明らかです。

鉛の産業消費は増加しており、従来の消費者はプラスチック産業などの新しいユーザーによって補完されています. したがって、鉛への危険な曝露は多くの職業で発生します。

鉛の採掘では、かなりの割合の鉛吸収が消化管を介して発生するため、この産業における危険の程度は、作業中の鉱石の溶解度にある程度依存します。 方鉛鉱の硫化鉛 (PbS) は不溶性で、肺からの吸収は限られています。 しかし、胃の中で硫化鉛の一部がわずかに溶ける塩化鉛に変換され、その後適度な量が吸収される可能性があります。

鉛製錬における主な危険は、破砕および乾式粉砕操作中に生成される鉛粉塵、および焼結、高炉還元および精錬で遭遇する鉛フュームおよび酸化鉛です。

鉛板・鉛管は、主に硫酸の貯蔵・取扱設備の構成に使用されています。 現在、水道管や都市ガス管への鉛の使用は制限されています。 鉛を扱う作業の危険性は、温度とともに増加します。 はんだ付けのように鉛が 500 °C 未満の温度で使用される場合、ヒュームにさらされるリスクは、より高い火炎温度が使用され、危険性がより高い鉛溶接よりもはるかに少なくなります。 溶融鉛による金属のスプレー コーティングは、高温で粉塵や煙が発生するため危険です。

鉛系塗料で塗装された橋や船などの鉄骨構造物の解体では、鉛中毒の事例が頻繁に発生します。 金属鉛を 550 °C まで加熱すると、鉛蒸気が発生し、酸化されます。 これは、金属精錬、青銅と真鍮の溶解、金属鉛の噴霧、鉛の燃焼、化学プラントの配管、船舶の解体、および以下を含む塗料でコーティングされた鋼構造物の燃焼、切断、および溶接で発生しやすい状態です。四酸化鉛。

進入経路

産業への主な侵入経路は気道です。 ある程度の量は気道に吸収されますが、大部分は肺血流によって取り込まれます。 吸収の程度は、サイズが 5 ミクロン未満の粒子が占める粉塵の割合と、暴露された労働者の呼吸の分時換気量に依存します。 したがって、ワークロードが増加すると、鉛の吸収が高くなります。 主な侵入経路は気道ですが、職場の衛生状態の悪さ、作業中の喫煙 (タバコによる汚染、喫煙中の指の汚染)、個人の衛生状態の悪さにより、主に経口経路による総ばく露が大幅に増加する可能性があります。 これは、作業室の空気中の鉛濃度と血中鉛濃度との相関関係がしばしば非常に貧弱である理由の XNUMX つです。

もう XNUMX つの重要な要素は、エネルギー消費のレベルです。空気中の濃度と XNUMX 分間の呼吸量の積によって、鉛の摂取量が決まります。 残業の効果は、暴露時間が増加し、回復時間が短縮されることです。 総暴露時間も、公式の人事記録が示すよりもはるかに複雑です。 関連するデータを得ることができるのは、職場での時間分析だけです。 労働者は、部門または工場内を移動する場合があります。 姿勢を頻繁に変える作業 (例: 向きを変えたり曲げたりする) は、広範囲の濃度にさらされる結果となります。 鉛摂取量の代表的な測定値は、何時間も何日も適用される個人用サンプラーを使用せずに取得することはほとんど不可能です.

粒径. 鉛吸収の最も重要な経路は肺によるものであるため、産業用鉛粉塵の粒子サイズはかなり重要であり、これは粉塵を発生させる作業の性質に依存します。 呼吸に適した粒子サイズの細かい粉塵は、鉛色の粉砕と混合、自動車ボディの鉛ベースのフィラーの研磨作業、鉛塗料の乾式擦り落としなどのプロセスによって生成されます。 ガソリン エンジンの排気ガスは、直径 1 ミクロンの塩化鉛と臭化鉛の粒子を生成します。 しかし、より大きな粒子は摂取され、胃を介して吸収される可能性があります. 鉛粉塵のサンプルに関連するハザードのより有益な図は、総鉛の測定だけでなく、サイズ分布を含めることによって提供される場合があります。 しかし、この情報は、フィールド衛生士よりも研究調査員にとっておそらくより重要です。

生物学的運命

人体では、無機鉛は代謝されず、直接吸収、分配、排泄されます。 鉛が吸収される速度は、その化学的および物理的形態、および暴露された人の生理学的特性 (栄養状態や年齢など) によって異なります。 下気道に沈着した吸入鉛は完全に吸収されます。 成人の消化管から吸収される鉛の量は、通常、摂取量の 10 ～ 15% です。 妊娠中の女性や子供の場合、吸収量は 50% まで増加する可能性があります。 吸収される量は、絶食状態や鉄またはカルシウムの欠乏下で大幅に増加します。

血液に入ると、鉛は主に血液、軟部組織 (腎臓、骨髄、肝臓、脳)、石灰化組織 (骨と歯) の 95 つの区画に分配されます。 石灰化組織には、成人の全身の鉛の約 XNUMX% が含まれています。

石灰化組織の鉛は、鉛が再吸収される速度が異なるサブコンパートメントに蓄積します。 骨には、鉛を血液と容易に交換する不安定な成分と、不活性なプールの両方があります。 不活性プール内の鉛は、潜在的な内因性鉛源であるため、特別なリスクをもたらします。 体が妊娠、授乳、慢性疾患などの生理学的ストレス下にある場合、この通常は不活性な鉛が動員され、血中の鉛レベルが上昇します。 これらの移動式鉛貯蔵庫のために、鉛暴露源から完全に取り除いた後でも、人の血中鉛レベルが大幅に低下するのに数か月または時には数年かかることがあります。

血液中の鉛のうち、99% は赤血球に関連しています。 残りの 1% は血漿中にあり、組織への輸送に利用できます。 保持されなかった血液中の鉛は、腎臓によって排泄されるか、胆汁クリアランスを通じて消化管に排泄されます。 成人を対象とした単回暴露研究では、鉛の血中半減期は約 25 日です。 軟部組織では約 40 日。 骨の不安定でない部分では、25年以上。 その結果、XNUMX 回の暴露で人の血中鉛レベルが正常に戻り始めることがあります。 ただし、全身の負担は依然として高くなる可能性があります。

鉛中毒が発症するためには、鉛への主要な急性曝露が発生する必要はありません。 体はこの金属を生涯にわたって蓄積し、ゆっくりと放出するため、少量でも時間の経過とともに鉛中毒を引き起こす可能性があります. 悪影響のリスクに関連するのは、鉛の全身負担です。

生理学的影響

鉛が吸入または摂取によって体内に入るかどうかにかかわらず、生物学的影響は同じです。 正常な細胞機能と多くの生理学的プロセスに干渉があります。

神経学的影響. 鉛中毒の最も敏感な標的は神経系です。 子供では、かつては有害な影響を引き起こさないと考えられていた曝露レベルで、神経障害が報告されています。 正確な閾値がないことに加えて、小児期の鉛中毒は永続的な影響を与える可能性があります。 ある研究では、2 歳での鉛曝露の結果として生じた中枢神経系 (CNS) の損傷が、5 歳で IQ スコアの低下や認知障害などの神経学的発達の継続的な障害をもたらすことが示されました。歯の鉛レベルが高いが、鉛中毒の病歴がない小学生は、鉛レベルが低い子供よりも、心理測定的知能スコア、発話および言語処理、注意力、および教室での成績に大きな欠陥がありました. 1990 年に歯の鉛レベルが上昇した子供たちの追跡報告では、高校卒業に失敗する可能性が 11 倍に増加し、階級の地位が低くなり、欠勤が増え、読字障害が増え、語彙、細かい運動能力、反応が低下することが指摘されました。 10年後の時間と手と目の協調。 報告された影響は、最近の過度の暴露によるものではなく、鉛の永続的な毒性によるものである可能性が高いです。これは、若年成人で検出された血中鉛レベルが低かったためです (XNUMX デシリットルあたり XNUMX マイクログラム (μg/dL) 未満)。

特に高周波数での聴力は、血中鉛レベルの上昇に伴い低下することがわかっています。 難聴は、鉛中毒の子供が示す明らかな学習障害または教室での不適切な行動の一因となる可能性があります。

成人は、比較的低い血中鉛レベルでも中枢神経系への影響を経験し、微妙な行動の変化、疲労、集中力の低下によって明らかになります. 主に運動神経系の末梢神経系の損傷は、主に成人に見られます。 神経伝導速度の軽度の減速を伴う末梢神経障害が、無症候性の主任労働者で報告されています。 リード神経障害は、運動ニューロン、軸索の末梢死滅を伴う前角細胞疾患であると考えられています。 率直な手首の落下は、鉛中毒の後期徴候としてのみ発生します。

血液学的効果. 鉛は、ヘム経路のいくつかの酵素段階を妨害することにより、体がヘモグロビンを生成する能力を阻害します。 プロトポルフィリン IX への鉄の挿入を触媒するフェロケラターゼは、鉛に対して非常に敏感です。 この酵素の活性が低下すると、赤血球中の基質である赤血球プロトポルフィリン (EP) が増加します。 最近のデータは、過去に鉛毒性をスクリーニングするために使用された EP レベルが、血中鉛レベルが低い場合には十分に感度が高くないことを示しており、したがって、以前に考えられていたほど鉛中毒のスクリーニングテストとしては有用ではありません.

鉛は XNUMX 種類の貧血を引き起こす可能性があります。 急性高レベル鉛中毒は、溶血性貧血と関連しています。 慢性鉛中毒では、鉛は赤血球生成を妨害し、赤血球の生存を減少させることによって貧血を誘発します。 ただし、貧血は鉛中毒の初期症状ではなく、血中鉛レベルが長期間にわたって大幅に上昇した場合にのみ明らかになることを強調しておく必要があります。

内分泌への影響. 血中鉛レベルとビタミン D レベルの間には強い逆相関が存在します。ビタミン D-内分泌系は、細胞外および細胞内のカルシウム恒常性の維持の大部分を担っているため、鉛は細胞の成長と成熟を損なう可能性があります。そして歯と骨の発達。

腎臓への影響。 長期の鉛暴露による腎臓への直接的な影響は、腎症です。 近位尿細管機能の障害は、アミノ酸尿症、糖尿病、および高リン酸塩尿症 (ファンコニー様症候群) として現れます。 鉛曝露と高血圧との関連の証拠もあり、これは腎臓のメカニズムを介して媒介される可能性があります。 痛風は、クレアチニンクリアランスの低下の前に尿酸の排泄分画が選択的に減少する、鉛誘発性の高尿酸血症の結果として発症する可能性があります。 腎不全は、痛風患者の死亡の 10% を占めます。

生殖および発生への影響。 母体の鉛貯蔵庫は胎盤を容易に通過し、胎児を危険にさらします。 リード業界で働く女性の間で流産と死産の頻度が増加したことは、19 世紀の終わりにはすでに報告されていました。 ばく露レベルに関するデータは不完全ですが、これらの影響はおそらく、主要産業で現在見られるよりもはるかに大きなばく露の結果でした。 女性の生殖への影響に関する信頼できる用量効果データは、今日でもまだ不足しています。

増加する証拠は、鉛が胎児の生存率に影響を与えるだけでなく、発育にも影響を与えることを示しています. 低レベルの鉛への出生前曝露の発達への影響には、出生時体重の減少や早産が含まれます。 鉛は動物の催奇形物質です。 しかし、ヒトを対象としたほとんどの研究では、鉛レベルと先天性奇形との関係は示されていません。

人間の男性の生殖器系に対する鉛の影響は、十分に解明されていません。 利用可能なデータは、精子数や運動性の低下などの精巣への影響が、鉛への慢性的な暴露に起因する可能性があるという暫定的な結論を支持しています。

発がん作用. 無機鉛および無機鉛化合物は、国際がん研究機関 (IARC) によってグループ 2B、ヒト発がん物質の可能性があると分類されています。 症例報告は、鉛がヒトの潜在的な腎発癌物質であると示唆しているが、その関連性は不明のままである. 酢酸鉛やリン酸鉛などの可溶性塩類は、ラットに腎腫瘍を引き起こすことが報告されています。

鉛中毒に関連する一連の徴候と症状

鉛曝露に関連する軽度の毒性には、次のものがあります。

• 筋肉痛または感覚異常

• 軽い疲労感

• 過敏症

• 無気力

• 時々腹部不快感。

中程度の毒性に関連する徴候と症状には、次のものがあります。

• 関節痛

• 一般的な倦怠感

• 集中困難

• 筋肉疲労

• 震え

• 頭痛

• びまん性腹痛

• 嘔吐

• 体重減少

• 便秘。

重度の毒性の徴候と症状には、次のものがあります。

• 麻痺または麻痺

• 突然発作、意識の変化、昏睡、死に至る可能性のある脳症

• 歯肉組織のリード線（青黒）

• 疝痛（断続的な重度の腹部痙攣）。

鉛中毒の血液学的徴候のいくつかは、他の病気や状態を模倣しています. 小球性貧血の鑑別診断では、通常、静脈血鉛濃度を測定することで鉛中毒を除外できます。 血中鉛レベルが 25 μg/dL 未満の場合、貧血は通常、鉄欠乏症またはヘモグロビン症を反映しています。 急性間欠性ポルフィリン症とコプロポルフィリン症の XNUMX つのまれな疾患も、鉛中毒と同様のヘム異常を引き起こします。

鉛中毒の他の影響は、誤解を招く可能性があります。 鉛中毒による神経学的徴候を示す患者は、末梢神経障害または手根管症候群の治療のみを受けており、鉛中毒の治療が遅れています。 鉛誘発性胃腸障害を正しく診断できなかったために、不適切な腹部手術が行われました。

実験室評価

異食症または鉛を含む物体 (カーテンウェイトや釣り用おもりなど) の誤飲が疑われる場合は、腹部の X 線写真を撮影する必要があります。 毛髪分析は、通常、鉛毒性の適切な分析法ではありません。毛髪中の鉛の量と曝露レベルとの間に相関関係は見出されていないためです。

実験室試料の環境鉛汚染の可能性と一貫性のないサンプル準備により、毛髪分析の結果の解釈が困難になります。 鉛中毒を評価するために推奨される臨床検査には、次のものがあります。

• 末梢塗抹標本を含む血算

• 血中鉛濃度

• 赤血球プロトポルフィリン値

• BUNとクレアチニン値

• 尿検査。

末梢塗抹標本を含むCBC。 鉛中毒の患者では、ヘマトクリットとヘモグロビンの値がわずかに低い場合があります。 微分および総白カウントは正常に見える場合があります。 末梢塗抹標本は、正色素性および正球性、または淡色性および小球性である可能性があります。 好塩基性点描は、通常、長期にわたってかなりの毒物にさらされた患者にのみ見られます。 好酸球増加症は、鉛中毒患者に現れることがありますが、明確な用量反応効果は示していません。

好塩基性点描は、鉛中毒患者に常に見られるわけではないことに注意することが重要です。

血中鉛濃度. 血中鉛レベルは、鉛暴露の最も有用なスクリーニングおよび診断テストです。 血液中の鉛レベルは、軟組織と硬組織のコンパートメントにおける吸収、排泄、沈着の間の鉛の動的平衡を反映しています。 慢性暴露の場合、血中鉛レベルは全身の負担を過小評価することがよくあります。 それにもかかわらず、それは鉛曝露の最も広く受け入れられ、一般的に使用されている尺度です。 血中鉛レベルは、鉛摂取量の突然または断続的な変化 (例えば、子供による鉛ペイント チップの摂取) に比較的迅速に対応し、限られた範囲内で、それらの摂取レベルと線形関係を示します。

たとえば今日、米国人口の平均血中鉛レベルは 10 μg/dL 未満であり、ガソリンからの鉛の法制化前のレベルである 16 μg/dL (1970 年代) から低下しています。 10 μg/dL の血中鉛レベルは、一部の遠隔地の集団で見られる平均レベルの約 XNUMX 倍です。

鉛中毒を定義するレベルは、徐々に低下しています。 まとめると、影響は広範囲の血中鉛濃度で発生し、しきい値は示されません. 子供にとって安全なレベルはまだ見つかっていません。 成人においてさえ、より感度の高い分析と測定が開発されるにつれて、影響はより低いレベルで発見されています.

赤血球プロトポリリン濃度. 最近まで、危険にさらされている無症候性集団をスクリーニングするための選択のテストは、一般的に亜鉛プロトポルフィリン (ZPP) としてアッセイされる赤血球プロトポルフィリン (EP) でした。 血中のプロトポルフィリン濃度の上昇は、赤血球の酵素機能不全に続発する蓄積の結果です。 それは、循環赤血球の全集団が反転した後、約120日後にのみ、血液中で定常状態に達します. その結果、血中鉛レベルよりも遅れており、長期的な鉛曝露の間接的な尺度となっています。

鉛スクリーニングの方法として EP (ZPP) テストを使用することの主な欠点は、鉛中毒の低レベルでは感度が低いことです。 第 58 回米国国民健康栄養調査 (NHANES II) のデータは、血中鉛レベルが 118 μg/dL を超える 30 人の子供の XNUMX% が正常範囲内の EP レベルを持っていたことを示しています。 この調査結果は、スクリーニング ツールとして EP (ZPP) 検査だけに頼っていると、鉛中毒のかなりの数の子供が見逃されることを示しています。 EP (ZPP) レベルは、患者の鉄欠乏性貧血のスクリーニングに依然として有用です。

通常、ZPP の正常値は 35 μg/dL 未満です。 高ビリルビン血症 (黄疸) は、ヘマトフルオロメーターを使用すると誤って測定値が上昇する原因となります。 EP は、鉄欠乏性貧血、鎌状赤血球症およびその他の溶血性貧血で上昇します。 非常にまれな疾患である赤血球生成性プロトポルフィリン症では、EP が著しく上昇します (通常は 300 μg/dL を超えます)。

BUN、クレアチニン、尿検査。 これらのパラメーターは、腎機能に対する鉛の後期の重大な影響のみを明らかにする可能性があります。 成人の腎機能は、尿酸の部分的排泄を測定することによっても評価できます（正常範囲は 5 ～ 10%、サトゥルニン痛風では 5% 未満、ファンコニ症候群では 10% 以上）。

有機鉛中毒

十分な量のテトラエチル鉛の吸収は、短期間の高率であれ、低率での長期間の吸収であれ、CNS の急性中毒を誘発します。 軽度の症状は、不眠症、倦怠感、神経興奮であり、震え、反射亢進、痙攣性筋肉収縮、徐脈、血管低血圧、低体温に関連して、おぞましい夢や夢のような覚醒状態の不安に現れます。 より深刻な反応には、幻覚を伴う完全な見当識障害、顔面のゆがみ、および身体的拘束に対する抵抗を伴う激しい一般的な身体的筋肉活動の再発性（場合によってはほぼ連続的）のエピソードが含まれます。 このようなエピソードは、突然躁病または暴力的なけいれん発作に変わり、昏睡や死に至ることがあります。

病気は何日も何週間も続くことがあり、静けさの合間は、何らかの障害によってすぐに過活動へと引き金を引かれます。 これらのそれほど深刻ではないケースでは、血圧の低下と体重の減少が一般的です。 テトラエチル鉛への短時間の重度の曝露の後、直ちに（数時間以内に）そのような症状が現れ、症状が急速に進行すると、早期の致命的な結果が懸念されます。 しかし、短時間または長期の暴露の終了と症状の発症との間の間隔が遅れる場合 (最大 8 日間)、予後は慎重に期待できますが、部分的または反復的な見当識障害および循環機能の低下が数週間続く場合があります。

最初の診断は、テトラエチル鉛への重大な曝露の有効な病歴、または主な病気の臨床パターンによって示唆されます。 それは、病気のさらなる進行によって裏付けられ、典型的な所見を明らかにする尿と血液の分析によって提供される、テトラエチル鉛のかなりの程度の吸収の証拠によって確認されます (すなわち、体内の鉛の排泄率の著しい上昇)。尿) と同時に血中の鉛濃度が無視できるかわずかに上昇します。

作業環境におけるリードコントロール

臨床的な鉛中毒は、歴史的に最も重要な職業病の 1980 つであり、今日でも大きなリスクとなっています。 XNUMX 年代以降、鉛の毒性効果に関するかなりの量の科学的知識は、より微妙な無症状の効果に関する重要な新しい知識によって強化されてきました。 同様に、多くの国では、過去半世紀以上にわたって制定された労働保護措置を再起草または近代化する必要があると感じられました.

したがって、1979 年 1980 月、米国では、労働安全衛生局 (OSHA) によって職業上の鉛への暴露に関する最終基準が発行され、XNUMX 年 XNUMX 月には、英国で、鉛の管理に関する包括的な承認済み実施規範が発行されました。仕事でリードします。

1970 年代に登場した、職場での労働者の健康保護に関する法律、規制、および行動規範の主な特徴は、鉛が存在するすべての作業環境をカバーし、衛生対策、環境監視、および健康を同等に重要視する包括的なシステムを確立することでした。監視（生物学的モニタリングを含む）。

ほとんどの実践規範には、次の側面が含まれています。

• 人をリードにさらす仕事の評価

• 情報、指示およびトレーニング

• 材料、プラント、プロセスの管理手段

• 制御手段の使用と維持

• 呼吸用保護具および保護服

• 施設の洗濯と着替えと清掃

• 飲食・喫煙エリアを分ける

• 鉛による汚染の拡大を避ける義務

• 空気監視

• 医療監視と生物学的検査

• 記録の保管。

OSHA 鉛基準などの一部の規制では、職場での鉛の許容暴露限度 (PEL)、医療モニタリングの頻度と範囲、および雇用主のその他の責任が指定されています。 この記事の執筆時点で、血液モニタリングで血中鉛レベルが 40 μg/dL を超えることが明らかになった場合、作業者に書面で通知し、健康診断を受けさせる必要があります。 労働者の血中鉛濃度が 60 μg/dL (または平均 50 μg/dL 以上) に達した場合、雇用主は、従業員の血中鉛濃度が 40 を下回るまで、年功序列と賃金を維持しながら、従業員を過度の暴露から除外する義務があります。 μg/dL (29 CFR 91 O.1025) (医療除去保護の利点)。

安全衛生対策

予防措置の目的は、第一に鉛の吸入を防止することであり、第二に鉛の摂取を防止することです。 これらの目的は、リード化合物をより毒性の低い物質で置き換えることによって最も効果的に達成される。 陶器でのポリケイ酸鉛の使用はその一例です。 建物の内部の塗装に炭酸鉛塗料を使用しないことは、画家の疝痛を軽減するのに非常に効果的であることが証明されています。 この目的に有効な鉛の代用品がすぐに利用できるようになったため、一部の国では、建物の内装に鉛塗料を使用することを禁止することが合理的であると考えられています。

鉛の使用自体は避けられなくても、粉塵を避けることは可能です。 粉塵の形成を防ぎ、空中に浮遊するのを防ぐために、水スプレーを大量に使用することができます。 鉛精錬では、鉱石とスクラップをこのように処理し、それが置かれていた床を湿ったままにしておくことができます。 残念なことに、このような状況では、処理された材料や床が乾燥したままになっていると、常に潜在的な粉塵の発生源が存在します。 場合によっては、ほこりが細かいものではなく粗いものになるように手配します。 その他の特定の技術上の注意事項については、このドキュメントの別の場所で説明します。 百科事典.

いずれの形態の鉛にもさらされる労働者には、個人用保護具 (PPE) を提供し、定期的に洗浄または交換する必要があります。 特定の人造繊維で作られた防護服は、綿のオーバーオールよりも粉塵の保持がはるかに少ないため、作業条件が可能な場合に使用する必要があります。 鉛粉がたまる可能性のある折り返し、プリーツ、ポケットは避ける必要があります。

この PPE にはクロークの宿泊施設を提供する必要があり、勤務時間中に脱いだ衣服を別の場所に収容する必要があります。 温水の入浴設備を含む洗浄設備を提供し、使用する必要があります。 食べる前に洗う時間をとるべきです。 リードプロセスの近くでの飲食を禁止するための取り決めを作成する必要があり、適切な食事施設を提供する必要があります。

リードプロセスに関連する部屋と工場は、湿式プロセスまたは掃除機による継続的な清掃によって清潔に保つことが不可欠です。 これらの予防措置にもかかわらず、労働者がまだ鉛にさらされる可能性がある場合は、呼吸用保護具を用意し、適切に維持する必要があります。 監督者は、この機器が清潔で効率的な状態に維持され、必要に応じて使用されるようにする必要があります。

有機鉛

有機鉛化合物の毒性と吸収の容易さの両方から、これらの化合物が単独で、または市販の配合物やガソリンまたはその他の有機溶媒に濃縮された混合物として、労働者の皮膚に接触することは細心の注意を払って避ける必要があります。 技術的管理と管理管理の両方が不可欠であり、安全な作業慣行と PPE の使用に関する労働者の適切なトレーニングが必要です。 作業場の空気中のアルキル鉛化合物の大気中濃度を非常に低いレベルに維持することが不可欠です。 従業員は、職場で飲食、喫煙、または開封した食品や飲料を保管することを許可されるべきではありません。 シャワーを含む良好な衛生設備が提供されるべきであり、労働者は、特に勤務シフト後にシャワーを浴びたり洗ったりすることによって、良好な個人衛生を実践するよう奨励されるべきである. 作業着と私服用に別々のロッカーを用意する必要があります。

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イリジウム (Ir) は白金族に属します。 その名前は、その塩の色が虹（虹彩）を連想させることに由来しています。 非常に硬く、知られている最も耐食性の高い金属ですが、塩分によって攻撃されます。

出現と用途

イリジウムは自然界に金属状態で存在し、通常はオスミウム (オスミリジウム)、プラチナ、または金と合金化されており、これらの鉱物から生成されます。 この金属は、化学実験室用のるつぼの製造やプラチナの硬化に使用されます。 最近 ビトロ 研究は、イリジウムの可能性のある影響を示しています リーシュマニア・ドノバニ に対するイリジウムのトリパノサイタル活性 トリパノソーマ・ブルーセイ. Ir は産業放射線学で使用され、ガンマ放射体 (0.31% で 82.7 MeV) およびベータ放射体 (0.67% で 47.2 MeV) です。 ¹⁹²Ir は、臨床治療、特にがん治療にも使用されている放射性同位元素です。 これは、間質性脳照射で最も頻繁に使用される同位体の XNUMX つです。

危険

イリジウムとその化合物の毒性についてはほとんどわかっていません。 少量しか使用されていないため、人体への悪影響を指摘する機会はほとんどありません。 すべての放射性同位体は潜在的に有害であり、放射性源の取り扱いに必要な適切な保護手段で処理する必要があります。 などの可溶性イリジウム化合物 三臭化イリジウム および 四臭化物 および 三塩化イリジウム イリジウムまたはハロゲンの両方の毒性効果を示す可能性がありますが、その慢性毒性に関するデータは入手できません。 三塩化イリジウムは、皮膚に対して軽度の刺激性があると報告されており、眼刺激性試験で陽性です。 吸入した金属イリジウムのエアロゾルは、ラットの上気道に沈着します。 その後、金属は胃腸管を介して迅速に除去され、約 95% が糞便に含まれます。 ヒトでは、偶発的な被ばくによる放射線障害に関する報告のみが報告されています。 ¹⁹²行く

安全衛生対策

組織内小線源治療中の看護を担当する人のために、放射線の安全性と医学的監視プログラムを実施する必要があります。 放射線安全の原則には、時間、距離、遮蔽による被ばくの低減が含まれます。 小線源治療を受ける患者の世話をする看護師は、被ばく量を記録するために放射線監視装置を装着する必要があります。 産業用放射線撮影の事故を避けるために、訓練を受けた産業用放射線技師のみが放射性核種の取り扱いを許可されるべきです。

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出現と用途

自然界では、インジウム (In) は広く分布しており、主な商業的供給源である亜鉛鉱物 (閃亜鉛鉱、マルマタイト、クリストファイト) と一緒に最も頻繁に発生します。 また、スズ、マンガン、タングステン、銅、鉄、鉛、コバルト、ビスマスの鉱石にも含まれていますが、通常は 0.1% 未満です。

インジウムは、一般的に、表面保護や合金として産業界で使用されています。 インジウムの薄いコーティングは、金属の腐食や摩耗に対する耐性を高めます。 ベアリングの可動部品の寿命を延ばし、航空機や自動車産業で広く使用されています。 歯科用合金に使用され、その「濡れ性」によりガラスのメッキに最適です。 インジウムは耐食性があるため、映画スクリーン、陰極線オシロスコープ、ミラーの製造に広く使用されています。 アンチモンとゲルマニウムを非常に純粋な組み合わせで結合すると、トランジスタやその他の敏感な電子部品の製造に広く使用されます。 次のような化合物中のインジウムの放射性同位体 三塩化インジウム および コロイド状水酸化インジウム 有機スキャンや腫瘍の治療に使用されます。

金属に加えて、インジウムの最も一般的な工業用化合物は、電気めっきで使用される三塩化物です。 ガラス製造に使用される三二酸化物。 硫酸塩; 半導体材料として使用されるアンチモン化物とヒ化物。

危険

インジウムに暴露されたヒトの全身への影響の事例は報告されていません。 おそらく、現在の最大の潜在的な危険は、電子産業でヒ素、アンチモン、ゲルマニウムと一緒にインジウムを使用することです。 これは主に、電子部品の製造における溶接およびはんだ付けプロセス中に放出される煙によるものです。 インジウムの精製に起因する危険は、電気めっきプロセスで使用される鉛などの他の金属、またはシアン化物などの化学物質の存在に起因する可能性があります。 インジウムへの皮膚の暴露は、深刻な危険をもたらすとは思われません。 さまざまな化学形態のインジウムの組織分布は、実験動物への投与によって研究されています。

最高濃度の部位は、腎臓、脾臓、肝臓、および唾液腺でした。 吸入後、呼吸不全を伴う間質性肺炎や落屑性肺炎など、広範な肺の変化が観察されました。

動物研究の結果は、インジウムの溶解度の高い塩は非常に毒性が高く、非経口経路の注射による 5 mg/kg 未満の投与後に致死率が発生することを示しました。 しかし、強制経口投与後、インジウムはほとんど吸収されず、本質的に無毒でした。 組織病理学的研究は、死が主に肝臓と腎臓の変性病変によるものであることを示しました。 血液のマイナーな変化も指摘されています。 塩化インジウムによる慢性中毒の主な変化は、タンパク尿を伴う慢性間質性腎炎です。 より不溶性の形態である三二酸化インジウムの毒性は中程度からわずかであり、致死効果には数百 mg/kg が必要でした。 ハムスターにヒ化インジウムを投与した後、さまざまな臓器への取り込みは、イオン性インジウムまたはヒ素化合物の分布とは異なりました。

安全衛生対策

適切な換気を使用してインジウム煙の吸入を防ぐことが、最も実用的な安全対策のようです。 砒化インジウムを取り扱う際には、砒素に適用されるような安全上の注意を守る必要があります。 核医学の分野では、放射性インジウム同位体を取り扱う際に、適切な放射線安全対策に従う必要があります。 インジウム誘発性肝壊死によるラットの中毒は、デキストラン第二鉄の投与によってかなり軽減され、その作用は明らかに非常に特異的です。 インジウムへの産業暴露の深刻なケースがないため、ヒトの予防的治療としてデキストラン鉄を使用することはできませんでした。

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出現と用途

ゲルマニウム (Ge) は常に他の元素と結合して存在し、遊離状態になることはありません。 最も一般的なゲルマニウム含有鉱物の中には、アルギロダイト (Ag₈GeS₆)、ゲルマニウム5.7%、ゲルマナイト(CuS・FeS・GeS)₂)、最大 10% の Ge を含みます。 ゲルマニウム鉱物の広範な堆積物はまれですが、元素は他の鉱物の構造内、特に硫化物 (最も一般的には硫化亜鉛とケイ酸塩) 内に広く分布しています。 さまざまな種類の石炭にも少量含まれています。

ゲルマニウムの最大の最終用途は、赤外線感知および識別システムの製造です。 光ファイバー システムでの使用が増加している一方で、シリコン半導体技術の進歩により、半導体の消費量は減少し続けています。 ゲルマニウムは、電気めっきや合金の製造にも使用されます。そのうちの XNUMX つであるゲルマニウム青銅は、高い耐食性を特徴としています。 四塩化ゲルマニウム (GeCl₄）は、二酸化ゲルマニウムおよび有機ゲルマニウム化合物の調製における中間体です。 二酸化ゲルマニウム (ジオ₂) は、光学ガラスの製造や陰極に使用されます。

危険

労働衛生上の問題は、ゲルマニウム濃縮物の装填、金属ゲルマニウムへの還元のための二酸化物の分解および装填、およびインゴットへの溶融のための粉末ゲルマニウムの装填中の粉塵の飛散から生じる可能性があります。 金属の製造プロセスでは、濃縮物の塩素化、蒸留、四塩化ゲルマニウムの精留および加水分解中に、四塩化ゲルマニウム、塩素および塩化ゲルマニウムの熱分解生成物のフュームも健康被害をもたらす可能性があります。 その他の健康被害の原因は、GeO の管状炉からの放射熱の生成です。₂ 還元およびゲルマニウム粉末のインゴットへの溶融中、およびGeO中の一酸化炭素の形成₂ カーボンで還元。

半導体製造用のゲルマニウム単結晶の製造は、高温 (最高 45 ºC)、100 V/m を超える電界強度の電磁放射、および 25 A/m を超える磁気放射、および環境汚染をもたらします。金属水素化物を含む職場の空気。 ゲルマニウムとヒ素を合金化すると、空気中にアルシンが生成することがあります (1 ～ 3 mg/m³）、アンチモンと合金化する場合、スチビンまたはアンチモン水素化物が存在する場合があります（1.5〜3.5 mg / m³). 水素化ゲルマニウム高純度ゲルマニウムの生産に使用される も、職場の空気を汚染する可能性があります。 頻繁に必要とされる縦型炉の洗浄は、ゲルマニウムの他に、二酸化ケイ素、アンチモン、およびその他の物質を含む粉塵の形成を引き起こします。

ゲルマニウム結晶の機械加工や研削も粉塵を発生させます。 最大 5 mg/m の濃度³ 乾式加工で測定しました。

吸収されたゲルマニウムは、主に尿中に急速に排泄されます。 無機ゲルマニウム化合物のヒトへの毒性に関する情報はほとんどありません。 四塩化ゲルマニウム 皮膚刺激を引き起こす可能性があります。 臨床試験およびその他の長期経口曝露で、累積用量が 16 g を超える スピロゲルマニウム、有機ゲルマニウム抗腫瘍剤または他のゲルマニウム化合物は、神経毒性および腎毒性であることが示されています。 このような線量は、通常、職業環境では吸収されません。 ゲルマニウムとその化合物の効果に関する動物実験は、 金属ゲルマニウム および 二酸化ゲルマニウム 高濃度で吸入すると、一般的な健康障害 (体重増加の抑制) を引き起こします。 動物の肺は、肺胞区画の肥厚、気管支および血管の周囲のリンパ管の過形成など、増殖反応のタイプの形態学的変化を示しました。 二酸化ゲルマニウムは皮膚を刺激しませんが、湿った結膜と接触するとゲルマン酸を形成し、眼刺激物質として作用します. 10 mg/kg の用量での長期にわたる腹腔内投与は、末梢血の変化を引き起こします。

ゲルマニウム濃縮ダストの影響は、ゲルマニウムによるものではなく、他の多くのダスト成分、特にシリカ (SiO₂）。 濃縮粉塵は顕著な線維形成効果を発揮し、その結果、結合組織が発達し、珪肺症で観察されるものと同様の結節が肺に形成されます。

最も有害なゲルマニウム化合物は 水素化ゲルマニウム (げー₄）と 塩化ゲルマニウム. 水素化物は、急性中毒を引き起こす可能性があります。 急性期に死亡した動物の器官の形態学的検査により、実質器官の循環障害および変性細胞変化が明らかになった。 したがって、水素化物は、神経機能と末梢血に影響を与える可能性のある多系統の毒物であると思われます.

四塩化ゲルマニウムは、呼吸器系、皮膚、眼に強い刺激性があります。 その刺激の閾値は 13 mg/m³. この濃度では、実験動物の肺細胞反応を抑制します。 濃度が高くなると、上気道の炎症や結膜炎、呼吸数やリズムの変化を引き起こします。 急性中毒を生き延びた動物は、数日後にカタル性落屑性気管支炎と間質性肺炎を発症します。 塩化ゲルマニウムは、一般的な毒性効果も発揮します。 動物の肝臓、腎臓、その他の臓器に形態学的変化が観察されています。

安全衛生対策

ゲルマニウムの製造および使用中の基本的な対策は、ほこりや煙による空気の汚染を防ぐことを目的とする必要があります。 金属の製造では、プロセスの連続性と装置の密閉が推奨されます。 金属ゲルマニウム、二酸化物、または濃縮物の粉塵が飛散する場所では、適切な排気換気を行う必要があります。 ゾーンリファイニング炉などの半導体の製造中、および炉の洗浄中に、溶融炉の近くに局所排気換気装置を設ける必要があります。 ゲルマニウムの単結晶の製造および合金化のプロセスは、真空中で実行し、続いて形成された化合物を減圧下で排気する必要があります。 ゲルマニウム結晶の乾式切断や研削などの作業では、局所排気換気が不可欠です。 排気換気は、四塩化ゲルマニウムの塩素化、精留、および加水分解の施設でも重要です。 これらの施設内の器具、接続部、および付属品は、耐食性材料で作られている必要があります。 作業者は、耐酸性の衣類と履物を着用する必要があります。 電化製品の清掃中は呼吸器を着用する必要があります。

粉塵、濃塩酸、水素化ゲルマニウム、塩化ゲルマニウム、およびその加水分解生成物にさらされた労働者は、定期的な健康診断を受ける必要があります。

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化学的には、ガリウム (Ga) はアルミニウムに似ています。 空気に侵されず、水と反応しません。 ガリウムは低温では塩素や臭素と反応し、加熱するとヨウ素、酸素、硫黄と反応します。 既知の人工放射性同位元素は 12 種類あり、原子量は 64 から 74 で、半減期は 2.6 分から 77.9 時間です。 ガリウムが無機酸に溶解すると、塩が形成され、不溶性水酸化物 Ga(OH) に変化します。₃ pH が 3 より高い場合、両性特性 (すなわち、酸性と塩基性の両方) を示します。ガリウムの XNUMX つの酸化物は、GaO、Ga です。₂オーとガ₂O₃.

出現と用途

ガリウムの最も豊富な供給源は、0.5 ～ 0.7% のガリウムを含む硫化銅鉱であり、アフリカ南西部で発見される鉱物ゲルマナイトです。 また、亜鉛混合物、アルミニウム粘土、長石、石炭、および鉄、マンガン、クロムの鉱石と一緒に少量で広く分布しています. 比較的小規模では、金属、合金、酸化物、および塩は、機械製造 (コーティング、潤滑剤)、機器製造 (はんだ、ワッシャー、フィラー)、電子機器および電気機器の製造 (ダイオード、トランジスタ、レーザー、導体被覆)、および真空技術で。

化学産業では、ガリウムとその化合物が触媒として使用されています。 ガリウム砒素 トランジスタ、太陽電池、レーザー、マイクロ波発生などの半導体アプリケーションに広く使用されています。 ガリウム砒素は、光電子デバイスおよび集積回路の製造に使用されます。 他のアプリケーションには、 ⁷²生体内のガリウム相互作用の研究のための Ga ⁶⁷腫瘍スキャン剤としてのGa。 リンパ網組織のマクロファージの親和性が高いため、 ⁶⁷Ga、ホジキン病、ベックサルコイド、リンパ結核の診断に使用できます。 ガリウム シントグラフィーは、職業性肺疾患を発症するリスクのある労働者を評価するために、最初の胸部 X 線写真と組み合わせて使用​​できる肺のイメージング技術です。

危険

ガリウムヒ素を使用する電子産業の労働者は、ヒ素やアルシンなどの有害物質にさらされる可能性があります。 酸化物および粉末塩 (Ga₂（SO₄)₃、ガ₃Cl) および半導体化合物の単結晶の製造および処理。 金属およびその塩の溶液の飛散またはこぼれは、作業者の皮膚または粘膜に作用する可能性があります。 リン化ガリウムを水中で粉砕すると、かなりの量のホスフィンが発生するため、予防措置が必要です。 ガリウム化合物は、汚れた手や職場での飲食や喫煙によって摂取される可能性があります。

ガリウムによる職業病は報告されていないが、フッ化ガリウムを含む少量のフュームに短時間暴露した後に点状出血に続いて橈骨神経炎になったという症例報告がある。 金属とその化合物の生物学的作用は、実験的に研究されています。 ガリウムと化合物の毒性は、体内への侵入方法によって異なります。 長期間（4～5ヶ月）ウサギに経口投与した場合、その作用は重要ではなく、タンパク質反応の障害や酵素活性の低下が含まれていました. この場合の低毒性は、消化管でのガリウムの吸収が比較的不活性であることによって説明されます。 胃や腸では、金属ガレートや水酸化物などの不溶性または吸収が困難な化合物が形成されます。 ガリウムの酸化物、窒化物、砒化物の粉塵は、呼吸器系に侵入すると (白色ラットの気管内注射)、一般に毒性があり、肝臓と腎臓のジストロフィーを引き起こします。 肺では、炎症性および硬化性の変化を引き起こしました。 ある研究では、ラットを限界値に近い濃度の酸化ガリウム粒子に暴露すると、石英によって誘発されるのと同様の進行性の肺損傷が誘発されると結論付けられています。 硝酸ガリウムは、結膜、角膜、皮膚に強力な腐食作用があります。 ガリウムの酢酸塩、クエン酸塩、および塩化物の高い毒性は、腹腔内注射によって実証され、呼吸中枢の麻痺による動物の死に至りました。

安全衛生対策

二酸化ガリウム、窒化物、および半導体化合物の粉塵による作業場の雰囲気の汚染を避けるために、予防措置には、粉塵発生装置の囲いと効果的な局所排気換気装置 (LEV) を含める必要があります。 ガリウム製造中の個人保護措置は、ガリウム化合物の摂取および皮膚との接触を防ぐ必要があります。 したがって、良好な個人衛生と個人用保護具 (PPE) の使用が重要です。 米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、無機ヒ素の推奨暴露限度を遵守することにより、ガリウムヒ素への作業員の暴露を管理することを推奨し、ヒ素を測定することによって空気中のガリウムヒ素の濃度を推定することを推奨しています。 労働者は起こりうる危険について教育を受けるべきであり、ガリウム砒素への曝露の可能性が高いマイクロエレクトロニクスデバイスの製造中は、適切な工学的管理が導入されるべきです。 ガリウムとその化合物の毒性を考慮して、実験で示されているように、これらの物質を扱う作業に携わるすべての人は定期的な健康診断を受け、その間、肝臓、腎臓、呼吸器、皮膚の状態に特別な注意を払う必要があります.

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出現と用途

鉄は金属の中で XNUMX 番目に豊富で、元素の中で XNUMX 番目であり、酸素、シリコン、アルミニウムだけが上回っています。 最も一般的な鉄鉱石は次のとおりです。ヘマタイト、または赤い鉄鉱石 (Fe₂O₃)、これは 70% の鉄です。 褐鉄鉱、または褐鉄鉱 (FeO(OH)・nH₂O) 42% の鉄を含む; 磁鉄鉱、または磁性鉄鉱石 (Fe₃O₄）、鉄分が多い。 菱鉄鉱、またはスパスティック鉄鉱石 (FeCO₃); 黄鉄鉱 (FeS₂）、最も一般的な硫化鉱物。 および磁硫鉄鉱、または磁性黄鉄鉱 (FeS)。 鉄は、鉄および鋼の鋳物の製造に使用され、他の金属と合金化して鋼を形成します。 鉄は、油井掘削流体の密度を高めるためにも使用されます。

合金および化合物

鉄自体は特に強いわけではありませんが、炭素と合金化し、急冷して鋼を作ると強度が大幅に上がります。 鋼に存在することは、工業用金属としての重要性を説明しています。 鋼の特定の特性、つまり軟質、軟質、中質、硬質のいずれであるかは、0.10 ～ 1.15% の範囲で変化する炭素含有量によって主に決定されます。 硬度、延性、耐食性など、さまざまな品質を持つ鋼合金の製造では、約 20 の他の元素がさまざまな組み合わせと割合で使用されます。 これらの中で最も重要なものは、マンガン (フェロマンガンとシュピーゲライゼン)、シリコン (フェロシリコン)、およびクロムであり、これについては以下で説明します。

最も重要な工業用鉄化合物は、金属が得られる主要な鉱石を構成する酸化物と炭酸塩です。 産業上の重要性が低いのは、シアン化物、窒化物、硝酸塩、リン化物、リン酸塩、鉄カルボニルです。

危険

産業上の危険は、鉱石の採掘、輸送および準備中、製鉄所および製鋼所および鋳造所での金属および合金の製造および使用中、および特定の化合物の製造および使用中に存在します。 鉄鉱石の採掘では、鉄粉や煙の吸入が発生します。 アーク溶接; 金属の研削、研磨、加工; そしてボイラーのスケーリング。 吸入すると、鉄は肺や消化管に局所的な刺激を与えます。 報告によると、鉄と他の金属粉塵の混合物に長期間さらされると、肺機能が損なわれる可能性があります。

鉱石の採掘、輸送、および準備中に、この目的で使用される切断、運搬、破砕、およびふるい分けの機械が重いため、事故が発生しがちです。 採掘作業で使用される爆薬の取り扱いからも怪我が発生する可能性があります。

シリカや酸化鉄を含む粉塵を吸い込むとじん肺を引き起こす可能性がありますが、ヒトの肺がんの発症における酸化鉄粒子の役割について明確な結論はありません。 動物実験に基づいて、酸化鉄粉塵は「共発がん性」物質として機能し、発がん性物質への暴露と同時に組み合わされるとがんの発生を促進する可能性があると疑われています。

カンバーランド、ロレーヌ、キルナ、クリヴォイ ログなどのいくつかの採掘地域では、ヘマタイトの採掘労働者の死亡率に関する研究で、一般に喫煙者の間で肺がんのリスクが高いことが示されています。 鉄鋼鋳造労働者の疫学研究では、通常、肺がんのリスクが 1.5 倍から 2.5 倍に上昇することが指摘されています。 国際がん研究機関 (IARC) は、鉄鋼の鋳造を人間の発がん性プロセスとして分類しています。 関連する特定の化学物質 (多核芳香族炭化水素、シリカ、金属フュームなど) は特定されていません。 肺がんの発生率の増加も報告されていますが、それほど重要ではありませんが、金属グラインダーの間で. 溶接工の肺がんに関する結論には賛否両論があります。

実験的研究では、酸化第二鉄に発がん性は認められていません。 ただし、ヘマタイトを使用した実験は行われませんでした。 赤鉄鉱鉱山の大気中のラドンの存在は、重要な発がん因子であることが示唆されています。

鉄の加工では重大な事故が発生する可能性があります。 本書の他の箇所で説明されているように、溶融金属を扱う作業中に火傷が発生する可能性があります。 百科事典. 細かく分割されたばかりの還元鉄粉は自然発火性であり、常温で空気に触れると発火します。 研削作業からの火花が抽出プラント内の微細なスチール粉塵に引火したとき、火災および粉塵爆発が、研削および研磨ホイールおよび仕上げベルトに関連するダスト抽出プラントのダクトおよびセパレーターで発生しました。

残りの鉄化合物の危険な特性は、通常、鉄が関連付けられているラジカルによるものです。 したがって ヒ酸第二鉄 (FeAsO₄）と 亜ヒ酸第二鉄 (FeAsO₃・Fe₂O₃) ヒ素化合物の有毒な性質を持っています。 鉄カルボニル (FeCO₅) は、毒性と可燃性の両方の特性を持つ、金属カルボニルの中でより危険なものの XNUMX つです。 カルボニルについては、この章の別の場所で詳しく説明します。

硫化鉄 (FeS) は、黄鉄鉱として自然に発生することに加えて、硫黄を含む材料が石油精製所などの鉄鋼容器で処理されるときに意図せずに形成されることがあります。 プラントが開かれ、硫化鉄の堆積物が空気にさらされると、その発熱酸化により、堆積物の温度が近くのガスや蒸気の発火温度まで上昇する可能性があります。 パージによって可燃性蒸気が取り除かれるまで、細かい水スプレーをそのような堆積物に向ける必要があります。 同様の問題は、鉱石の継続的なゆっくりとした酸化によって気温が上昇する黄鉄鉱鉱山でも発生する可能性があります。

安全衛生対策

機械事故を防止するための注意事項には、機械のフェンスと遠隔操作、プラントの設計 (現代の製鋼ではコンピュータ制御が含まれます)、および労働者の安全教育が含まれます。

有毒で可燃性のガス、蒸気、粉塵から生じる危険は、さまざまな形式のリモート コントロールと組み合わせた局所排気と全体換気によって対処されます。 高温の腐食性物質や熱の影響から作業者を保護するために、防護服と目の保護具を用意する必要があります。

排気換気の効率を維持し、爆発の危険性を減らすために、研磨機と研磨​​機、および仕上げベルトのダクトを定期的に維持することが特に重要です。

合金鉄

フェロアロイは、炭素以外の元素を含む鉄の合金です。 これらの金属混合物は、特定の特性を持つ鋼を製造するために、鋼の製造に特定の元素を導入するための媒体として使用されます。 要素は、溶液によって鋼と合金化するか、有害な不純物を中和する可能性があります。

合金は、その元素の濃度に依存する独自の特性を持っています。 これらの特性は、個々の成分の濃度に直接関係して変化し、一部は微量の他の元素の存在に依存します。 合金中の各元素の生物学的効果はガイドとして使用できますが、単一元素からの影響の外挿に基づいて重要な決定を下す際に細心の注意を払うことを保証するために、元素の混合による作用の変更について十分な証拠があります。

フェロアロイは、合金の各クラス内に多くの異なる混合物を含む、幅広く多様な合金のリストを構成します。 一般に、XNUMX つのクラスで利用できる合金鉄の種類の数は取引によって制限されますが、冶金の発展により、頻繁に追加や変更が行われる可能性があります。 より一般的なフェロアロイのいくつかは次のとおりです。

• フェロボロン - 16.2% ホウ素

• フェロクロム - 60 ～ 70% のクロム。シリコンとマンガンも含まれる場合があります。

• フェロマンガン - 78 ～ 90% のマンガン。 1.25 ～ 7% シリコン

• フェロモリブデン - 55 ～ 75% のモリブデン。 1.5% シリコン

• リン鉄 - 18 ～ 25% のリン

• フェロシリコン - 5 ～ 90% のシリカ

• フェロチタン - 14 ～ 45% のチタン。 シリコン 4～13%

• フェロタングステン - 70 ～ 80% のタングステン

• フェロバナジウム - 30 ～ 40% のバナジウム。 13% シリコン; 1.5% アルミニウム。

危険

特定の合金鉄には冶金以外の用途がありますが、これらの合金の製造時および鉄鋼生産中の使用時に、危険な曝露の主な原因に遭遇します。 一部の合金鉄は、微粒子の形で製造および使用されます。 空気中の粉塵は、潜在的な毒性の危険だけでなく、火災や爆発の危険を構成します。 さらに、特定の合金の煙に職業的にさらされると、深刻な健康問題が引き起こされます。

フェロボロン。 この合金の洗浄中に発生する空気中の粉塵は、おそらく合金表面の酸化ホウ素膜の存在が原因で、鼻やのどに刺激を与える可能性があります。 いくつかの動物研究 (57 mg/mXNUMX の大気中フェロボロン濃度に暴露された犬)³ 23 週間) 悪影響は見られませんでした。

フェロクロム. フェロクロムを生産する労働者の全体的な死亡率とがんの発生率に関するノルウェーでの XNUMX つの研究は、炉の周りで六価クロムにさらされることと因果関係がある肺がんの発生率の増加を示しています。 鼻中隔の穿孔も少数の労働者に見られた。 別の研究では、鉄鋼製造労働者の肺がんによる過剰死亡率は、フェロクロム生産中の多環芳香族炭化水素 (PAH) への曝露と関連していると結論付けています。 ヒュームへの職業的曝露と肺がんとの関連を調査しているさらに別の研究では、フェロクロム労働者が肺がんと前立腺がんの両方の過剰な症例を示していることがわかりました。

フェロマンガン 電気炉でマンガン鉱石をコークスで還元し、ドロマイトと石灰石をフラックスとして添加することで製造できます。 鉱石の輸送、保管、選別、破砕により、危険な濃度のマンガン粉塵が生成されます。 鉱石と合金の両方からの粉塵への暴露から生じる病理学的影響は、記事「マンガン」で説明されているものと事実上区別できません。 この章では。 急性中毒と慢性中毒の両方が観察されています。 非常に高い割合のマンガンを含むフェロマンガン合金は、水分と反応して生成します。 炭化マンガン, 水分と結合すると水素を放出し、火災や爆発の危険を引き起こします。

フェロシリコン 生成すると、フェロシリコンのエアロゾルと粉塵の両方が発生する可能性があります。 動物実験では、フェロシリコン粉塵が肺胞壁の肥厚を引き起こし、肺胞構造が時折消失する可能性があることが示されています。 合金の製造に使用される原材料には、比較的低濃度ではありますが、遊離シリカも含まれている場合があります。 古典的な珪肺症がフェロシリコン生産における潜在的な危険性であるかどうかについては、いくつかの意見の相違があります. しかし、慢性肺疾患は、その分類が何であれ、フェロシリコン工場で遭遇する粉塵やエアロゾルへの過度の暴露が原因であることに疑いの余地はありません。

フェロバナジウム. ほこりや煙による大気汚染も、フェロバナジウムの生産における危険です。 通常の状態では、エアロゾルは急性中毒を引き起こすことはありませんが、気管支炎や肺間質増殖プロセスを引き起こす可能性があります。 フェロバナジウム合金中のバナジウムは、生体液への溶解度が高いため、遊離バナジウムよりもかなり毒性が高いと報告されています。

鉛鋼 可鍛性を高めるために自動車用鋼板に使用されます。 約 0.35% の鉛が含まれています。 鉛鋼が溶接のように高温にさらされるときはいつでも、鉛の煙が発生する危険性が常にあります。

安全衛生対策

フェロアロイの製造および使用中の煙、ほこり、およびエアロゾルの制御は不可欠です。 鉱石および合金の輸送および取り扱いには、適切な粉塵管理が必要です。 粉塵の形成を減らすために、鉱石の山を湿らせる必要があります。 これらの基本的な防塵対策に加えて、特定の合金鉄の取り扱いには特別な注意が必要です。

フェロシリコンは湿気と反応してホスフィンとアルシンを生成します。 したがって、この材料は湿気の多い天候では積み込まれるべきではなく、保管および輸送中に乾燥した状態を保つように特別な予防措置を講じる必要があります。 フェロシリコンが重要な量で出荷または取り扱われるときはいつでも、通知が掲示され、労働者に危険を警告し、空気中のホスフィンとアルシンの存在をチェックするために検出と分析手順を頻繁に実施する必要があります。 呼吸保護のためには、粉塵とエアロゾルを適切に管理する必要があります。 緊急時に備えて、適切な呼吸保護具を用意しておく必要があります。

合金鉄の製造と使用に従事する労働者は、慎重な医学的監督を受けるべきです。 リスクの程度に応じて、作業環境を継続的または定期的に監視する必要があります。 さまざまな合金鉄の毒性効果は、純粋な金属の毒性効果とは十分に異なっているため、より多くのデータが得られるまで、より厳しいレベルの医学的監督が保証されます. 合金鉄が粉塵、煙、エアロゾルを発生させる場所では、呼吸器の変化を早期に発見するために、作業者は定期的に胸部 X 線検査を受ける必要があります。 暴露された労働者の血液および/または尿中の金属濃度の肺機能検査およびモニタリングも必要になる場合があります。

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銅 (Cu) は可鍛性と延性があり、熱と電気を非常によく伝導し、乾燥した空気にさらされてもその機能はほとんど変化しません。 二酸化炭素を含む湿った雰囲気では、緑色の炭酸塩で覆われます。 銅は、人間の代謝に不可欠な要素です。

出現と用途

銅は主に鉱物化合物として存在し、 ⁶³Cu は 69.1% を構成し、 ⁶⁵Cu、要素の 30.9%。 銅はすべての大陸に広く分布しており、ほとんどの生物に存在しています。 金属銅の天然鉱床がいくつか発見されていますが、一般的にはコベライト (CuS)、カルコサイト (Cu₂S)、黄銅鉱(CuFeS₂）およびボルナイト（Cu₃フェス₃); またはマラカイトを含む酸化物として (Cu₂CO₃（ああ）₂); クリソコラ
(CuSiO₃・2H₂O) およびカルカンサイト (CuSO₄・5H₂O）。

その電気的特性により、銅生産量の 75% 以上が電気産業で使用されています。 銅のその他の用途には、水道管、屋根材、台所用品、化学および製薬機器、銅合金の製造などがあります。 銅金属は顔料として、またセレンの沈殿剤としても使用されます。

合金および化合物

最も広く使用されている非鉄銅合金は、銅と亜鉛 (真鍮)、スズ (青銅)、ニッケル (モネル金属)、アルミニウム、金、鉛、カドミウム、クロム、ベリリウム、シリコン、またはリンの合金です。

硫酸銅 水中で殺藻剤および軟体動物駆除剤として使用されます。 植物殺菌剤としての石灰と; 媒染剤として; 電気めっきで; 硫化亜鉛鉱を分離するための泡浮選剤として。 革のなめしや皮革の保存剤として。 ボルドー混合物として知られる消石灰で中和された硫酸銅は、ブドウ園のカビの防止に使用されます。

酸化第二銅 船底の塗料の成分として、またガラス、セラミック、エナメル、磁器の釉薬、人工宝石の顔料として使用されています。 また、レーヨンなどの銅化合物の製造や、光学ガラスの研磨剤、クロム鉄鉱の溶剤としても使用されています。 酸化第二銅は、銅冶金、火工品組成物、青銅の溶接フラックス、殺虫剤や殺菌剤などの農産物のフラックスの成分です。 黒色酸化第二銅は、銅欠乏土壌の是正や飼料補給に使用されます。

クロム酸銅 顔料、液相水素化触媒、ジャガイモ殺菌剤などがあります。 過剰なアンモニア中の水酸化第二銅の溶液は、レーヨン (ビスコース) の製造に使用されるセルロースの溶媒です。 水酸化第二銅は、バッテリー電極の製造、紙の処理および染色に使用されます。 また、顔料、飼料添加物、染色の媒染剤、殺菌剤や殺虫剤の成分でもあります。

危険

塩素酸第二銅、ジチオン酸第二銅、アジ化第二銅、アセチリド第一銅のアミン錯体は爆発性ですが、産業上または公衆衛生上の重要性はありません。 銅アセチリドは、アセチレンプラントの爆発の原因であることが判明し、そのようなプラントの建設における銅の使用の放棄を引き起こしました. 金属銅または銅合金の破片が目に留まるカルコーシスとして知られる状態は、ブドウ膜炎、膿瘍、および眼の喪失につながる可能性があります. ブドウ畑にボルドー混合物を噴霧する労働者は、肺病変（「ブドウ園噴霧器の肺」と呼ばれることもあります）と銅を含んだ肝肉芽腫に苦しむ可能性があります。

可溶性銅塩の偶発的な摂取は、誘発された嘔吐が患者から多くの銅を取り除くので、一般に無害です。 銅による毒性の可能性は、次の状況で発生する可能性があります。

• 銅塩の経口投与は、特にインドでは治療目的で使用されることがあります。

• 特定の子宮内避妊器具に使用されるワイヤーから溶解した銅は、全身に吸収されることが示されています。

• 血液透析装置で一般的に使用されるチューブから溶解した銅のかなりの部分が患者に保持される可能性があり、肝臓の銅が大幅に増加する可能性があります。

• 家畜や家禽の飼料に加えられることは珍しくありませんが、銅はこれらの動物の肝臓に濃縮され、これらの肝臓が食べられると要素の摂取量を大幅に増加させる可能性があります. 銅は、通常の人間の食事摂取量と比較して大量に、人間が時折消費する多くのペット用動物用食品にも添加されています. 銅を補給した飼料を与えられた動物の糞尿は、この糞尿で処理された土壌で栽培された野菜や飼料穀物に過剰な量の銅をもたらす可能性があります.

急性毒性

いくつかの化学的参考文献には、銅の可溶性塩が有毒であるという趣旨の記述が含まれていますが、実際には、そのような溶液が誤った方向に導かれたり、自殺を意図したり、または広範囲の火傷部位の局所治療として使用されたりする場合にのみ、これは真実です. ブルーストーンまたはブルービトリオールとして知られる硫酸銅をグラム単位で摂取すると、吐き気、嘔吐、下痢、発汗、血管内溶血、および腎不全を引き起こす可能性があります。 まれに、痙攣、昏睡および死に至る場合があります。 銅製の容器、パイプ、チューブ、またはバルブに接触した炭酸水または柑橘類のジュースを飲むと、胃腸の炎症を引き起こす可能性がありますが、深刻になることはめったにありません. このような飲料は、刺激的なレベルの銅を溶解するのに十分なほど酸性です。 電解浴に落ちた銅鉱山労働者に、角膜潰瘍と皮膚刺激の報告がありますが、他の毒性はほとんどありませんが、銅ではなく酸性が原因である可能性があります. 火傷の治療に銅塩が使用されたいくつかの例では、高濃度の血清銅と毒性症状が続いています.

粉塵、煙霧、銅塩のミストを吸入すると、鼻や粘膜のうっ血や、鼻中隔の穿孔を伴う潰瘍を引き起こす可能性があります。 金属銅の加熱による煙は、金属煙熱、吐き気、胃痛、下痢を引き起こす可能性があります。

慢性毒性

銅に起因するヒトの慢性毒性作用は、異常な常染色体劣性遺伝子の特定のペアを受け継いでおり、その結果、肝レンズ変性症 (ウィルソン病) を発症した個人にのみ見られるようです。 これはまれなケースです。 ほとんどの毎日の人間の食事には 2 ～ 5 mg の銅が含まれており、そのほとんどが保持されていません。 成人の人体の銅含有量は、約 100 ～ 150 mg でほぼ一定です。 正常な人 (ウィルソン病のない人) では、ほぼすべての銅が、シトクロムオキシダーゼ、ドーパオキシダーゼ、血清セルロプラスミンなど、おそらく十数種類のタンパク質や酵素系の XNUMX つに組み込まれた機能的部分として存在します。

大量のカキ (およびその他の甲殻類)、レバー、キノコ、ナッツ、チョコレートなど、すべて銅が豊富な食品を大量に食べる人では、20 日の銅摂取量が 1 倍以上に増加する可能性があります。 または、2 年以上、XNUMX ～ XNUMX% の銅鉱石の粉塵を含んだ雰囲気で働き、食事をする鉱山労働者。 しかし、一次慢性銅毒性の証拠（肝臓、中枢神経系、腎臓、骨、および眼の機能障害および構造的損傷として、遺伝性慢性銅中毒症（ウィルソン病）患者の観察から明確に定義されている）は、どの個人にも発見されていない.ウィルソン病の方は除きます。 しかし、原発性胆汁性肝硬変、胆汁うっ滞、およびインドの小児期肝硬変の患者の肝臓に見られる過剰な銅沈着物は、これらの状態に特徴的な肝疾患の重症度の一因となる可能性があります.

安全衛生対策

銅の粉塵やミストにさらされる作業者には、繰り返しまたは長期にわたる皮膚接触を防ぐために適切な保護服を提供する必要があります。 粉塵の状態を十分に制御できない場合は、適切な呼吸用保護具と目の保護具が必要です。 作業現場での飲食、喫煙は禁止されているため、ハウスキーピングと適切な衛生設備の提供が不可欠です。 カルカンサイトなどの水溶性鉱石がある鉱山では、労働者は食事の前に手を水で洗うことに特に注意する必要があります。

金属フューム熱の予防は、産業で銅を扱うのに十分であると現在認められている濃度レベル以下に曝露を維持することです。 局所排気換気 (LEV) の採用は、発生源で銅煙を収集するために必要な手段です。

ウィルソン病の人は、銅産業での雇用を避けるべきです。 セルロプラスミンの血清濃度は、影響を受けていない個人のレベルが 20 ～ 50 mg/100 cm の範囲であるため、この状態のスクリーニングです。³ ウィルソン病患者の 97% が 20 mg/100 cm 未満であるのに対し、³. これは、広範なスクリーニング プログラムにとって比較的費用のかかる手順です。

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出現と用途

元素クロム (Cr) は自然界に遊離して存在するものではなく、重要な唯一の鉱石はスピネル鉱石、クロマイト、またはクロマイト鉄 (FeOCr) であるクロム鉄石のみです。₂O₃）、地球の表面に広く分布しています。 クロム酸に加えて、この鉱石にはさまざまな量の他の物質が含まれています。 40% 以上の酸化クロム (Cr) を含む鉱石または濃縮物のみ₂O₃）が商業的に使用されており、最適な鉱床を持つ国は、ロシア連邦、南アフリカ、ジンバブエ、トルコ、フィリピン、インドです。 クロマイトの主な消費国は、米国、ロシア連邦、ドイツ、日本、フランス、英国です。

クロマイトは、地下鉱山と露天掘り鉱山の両方から入手できます。 鉱石はクラスト化され、必要に応じて濃縮されます。

純クロムの最も重要な用途は、自動車部品や電気機器などの幅広い機器の電気めっきです。 クロムは、鉄およびニッケルと合金化してステンレス鋼を形成したり、ニッケル、チタン、ニオブ、コバルト、銅、およびその他の金属と合金化して特殊用途の合金を形成したりするために広く使用されています。

クロム化合物

クロムは、さまざまな酸化状態で多数の化合物を形成します。 II (クロム)、III (クロム)、VI (クロメート) の状態が最も重要です。 II 状態は塩基性、III 状態は両性、VI 状態は酸性です。 商用アプリケーションは、主に VI 状態の化合物に関係し、III 状態のクロム化合物にもいくらか関心があります。

有彩色の状態 (Cr^II) は不安定で、クロム状態 (Cr) に容易に酸化されます。³）。 この不安定性により、クロム化合物の使用が制限されます。 クロム化合物は非常に安定しており、商業用途の多くの化合物を形成します。その主なものは酸化クロムと塩基性硫酸クロムです。

+6 酸化状態のクロム (Cr^VI）は、その酸性および酸化特性、ならびに強く着色された不溶性塩を形成する能力の結果として、最大の産業用途を持っています. Crにクロムを含む最も重要な化合物^VI 状態は 二クロム酸ナトリウム、二クロム酸カリウム および 三酸化クロム. 他のほとんどのクロム酸塩化合物は、Cr の供給源として重クロム酸塩を使用して工業的に生産されます。^VI.

生産

一クロム酸ナトリウムと二クロム酸ナトリウムは、ほとんどのクロム化合物が製造される出発物質です。 クロム酸ナトリウムと重クロム酸ナトリウムは、クロム鉱石から直接製造されます。 クロム鉱石は粉砕、乾燥、粉砕されます。 ソーダ灰が追加され、石灰または浸出カルシンも追加される場合があります。 よく混ぜ合わせた後、約1,100℃の最適温度で回転炉で焙煎します。 クロムをCrに変換するには、酸化雰囲気が不可欠です。^VI 州。 炉からの溶融物は冷却され、浸出され、クロム酸ナトリウムまたは二クロム酸ナトリウムが溶液から従来のプロセスによって分離される。

クロム³

技術的には、 酸化クロム （Cr₂O₃または 酸化クロム), 木炭または硫黄で二クロム酸ナトリウムを還元して作られています。 酸化クロムを顔料として使用する場合、硫黄による還元が通常使用される。 冶金目的では、炭素還元が通常使用されます。

市販の材料は通常、塩基性硫酸クロム [Cr(OH)(H₂O)₅]そう₄、硫酸の存在下で炭水化物による還元によって重クロム酸ナトリウムから調製されます。 反応は激しく発熱します。 あるいは、二クロム酸ナトリウム溶液の二酸化硫黄還元により、塩基性硫酸クロムが得られます。 革のなめしに使用され、素材は Cr 単位で販売されています。₂O₃ 含有量は 20.5 ～ 25% です。

クロム^VI

重クロム酸ナトリウム 無水塩に変換できます。 これは、クロム化合物の調製の出発点です。

三酸化クロム or 無水クロム (「クロム酸」と呼ばれることもありますが、真のクロム酸は溶液から分離することはできません) は、重クロム酸塩の濃縮溶液を強い過剰の硫酸で処理することによって形成されます。 それは激しい酸化剤であり、溶液はクロムめっきの主成分です。

不溶性クロム酸塩

弱塩基のクロメートは溶解度が低く、酸化物よりも色が濃くなります。 したがって、それらは顔料として使用されます。 これらは常に異なる化合物であるとは限らず、適切な顔料の色を提供するために他の材料の混合物が含まれている場合があります。 それらは、適切な塩の溶液に重クロム酸ナトリウムまたは重クロム酸カリウムを添加することによって調製されます。

クロム酸鉛 三形です。 安定した単斜晶形は橙黄色の「クロムイエロー」であり、不安定な斜晶形は黄色で、硫酸鉛と同形であり、それによって安定化されています。 オレンジレッドの正方晶形は、モリブデン酸鉛 (VI) PbMoO と類似しており、同形です。₄ そしてそれによって安定します。 これらの特性は、さまざまな黄橙色の顔料を製造する際の顔料としてのクロム酸鉛の汎用性に依存します。

あなたが使用します

Crを含む化合物^VI 多くの産業活動で使用されています。 鉛クロム（それ自体がクロムグリーンの製造に使用される）、モリブデン酸オレンジ、クロム酸亜鉛、酸化クロムグリーンなどの重要な無機顔料の製造。 木材の保存; 腐食防止; 色付きのガラスと釉薬。 塩基性硫酸クロムはなめしに広く使用されています。

テキスタイルの染色、酸化クロムを含む多くの重要な触媒の調製、およびリソグラフィで使用する感光性の二クロム化コロイドの製造も、クロム含有化学物質のよく知られた産業用途です。

クロム酸は、「装飾用」クロムめっきだけでなく、「硬質」クロムめっきにも使用されます。この場合、はるかに厚い層で堆積され、摩擦係数の低い非常に硬い表面が得られます。

酸性溶液中のクロム酸塩の強力な酸化作用により、トリニトロトルエン (TNT) を酸化してフロログルシノールを生成したり、ピコリンを酸化してニコチン酸を生成するなど、特に有機材料を含む多くの産業用途があります。

酸化クロムは、耐クリープ性の高温合金に組み込むのに適した純粋なクロム金属の製造にも使用され、耐火性酸化物としても使用されます。 これは、多くの耐火性組成物に含まれていると有利です。たとえば、磁鉄鉱および磁鉄鉱とクロム酸塩の混合物です。

危険

Crを含む化合物³ 酸化状態は Cr よりもかなり危険性が低い^VI 化合物。 Crの化合物³ 消化器系から吸収されにくい。 これらのCr³ 化合物は、皮膚の表層でタンパク質と結合して、安定した複合体を形成することもあります。 Crの化合物³ クロムによる潰瘍を引き起こさず、一般的にクロムによる事前の感作なしにアレルギー性皮膚炎を引き起こしません。^VI 化合物。

Cr で^VI 酸化状態にあるため、クロム化合物は摂取後および吸入時に容易に吸収されます。 無傷の皮膚からの取り込みはあまり解明されていません。 Cr による刺激性および腐食性の影響^VI 粘膜から取り込まれた後、容易に吸収されます。 Cr への仕事関連の暴露^VI 化合物は、皮膚および粘膜の刺激または腐食、アレルギー性皮膚反応または皮膚潰瘍を誘発する可能性があります。

クロム化合物の有害な影響は、一般に、Cr^VI 特に製造中または使用中に発生します。 影響はしばしば皮膚または呼吸器系に関係します。 典型的な産業上の危険は、クロム鉱石からの重クロム酸塩の製造中、およびクロム酸鉛と亜鉛の製造中に発生する粉塵または煙の吸入、金属の電気めっきまたは表面処理中のクロム酸ミストの吸入、および Cr との皮膚接触です。^VI 製造中または使用中の化合物。 Crへの曝露^VIステンレス鋼の溶接中にもガスを含むガスが発生することがあります。

クロム潰瘍。 このような病変は、Crへの仕事関連の暴露後によく見られました^VI 化合物。 潰瘍は Cr の腐食作用によって生じる^VI、切り傷や擦り傷から皮膚に浸透します。 病変は通常、痛みのない丘疹として始まり、通常は手、前腕、または足に発生し、潰瘍を引き起こします。 潰瘍は軟部組織に深く浸透し、その下の骨に達することがあります。 潰瘍は早期に治療しないと治癒が遅く、萎縮性瘢痕が残ります。 このような潰瘍に続く皮膚がんに関する報告はありません。

皮膚炎 Cr^VI 化合物は、一次皮膚刺激と感作の両方を引き起こす可能性があります。 クロメート製造産業では、クロメートを扱う作業を開始した直後に、特に首や手首に皮膚の炎症を起こす作業者がいます。 ほとんどの場合、これは急速に解消され、再発しません。 ただし、場合によっては転職を勧める必要があるかもしれません。

Cr への多数の暴露源^VI (例えば、セメント、しっくい、皮革、グラフィック作品、マッチ工場での作業、なめし工場での作業、および金属作業のさまざまなソースとの接触)。 車体の湿式紙やすりで雇われた労働者もアレルギーで報告されています. 影響を受けた被験者は、0.5% 二クロム酸塩によるパッチテストに陽性反応を示します。 一部の罹患者には紅斑または散在性丘疹のみがみられ、他の患者では病変は異汗性ポンホリックスに似ていました。 貨幣性湿疹は、職業性皮膚炎の真の症例の誤診につながる可能性があります。

Cr であることが示されている.^VI 汗腺を通って皮膚に浸透し、Crに還元されます³ 真皮で。 Cr が³ その後、タンパク質と反応して抗原抗体複合体を形成します。 これは、汗腺周辺の病変の局在化と、非常に少量の重クロム酸塩が感作を引き起こす理由を説明しています. 皮膚炎の慢性的な特徴は、反応が表皮で起こった場合よりも抗原抗体複合体がゆっくりと除去されるという事実による可能性があります。

急性呼吸器への影響。 Crを含む粉塵・ミストの吸入^VI 粘膜を刺激します。 このような粉塵が高濃度であると、くしゃみ、鼻漏、鼻中隔の損傷、および喉の発赤が報告されています。 感作も報告されており、典型的な喘息発作を引き起こし、その後の暴露で再発する可能性があります. 濃度20～30mg/mXNUMX程度のクロム酸ミストに数日間暴露した場合³、咳、頭痛、呼吸困難、胸骨下の痛みも曝露後に報告されています。 クロム酸塩を扱っている人に気管支痙攣が発生した場合、肺の化学的刺激が示唆されます。 治療は対症療法のみです。

鼻中隔の潰瘍。 過去数年間、Cr への暴露レベルが^VI 暴露された労働者の間で鼻中隔の潰瘍が頻繁に見られた。 この望ましくない効果は、Cr の堆積に起因します。^VI- 鼻中隔に微粒子またはミスト滴を含み、軟骨部分の潰瘍を引き起こし、多くの場合、潰瘍部位での穿孔が続きます。 頻繁に鼻をほじると、穿孔の形成が促進される可能性があります。 キーゼルバッハおよびリトルの領域として知られる、中隔の下部前部を覆う粘膜は、比較的無血管であり、下にある軟骨に密接に付着しています。 中隔の軟骨からの壊死破片を含む痂皮が形成され続け、XNUMX ～ XNUMX 週間以内に中隔が穿孔されます。 潰瘍の周囲は最大数ヶ月間活動し続け、その間に穿孔のサイズが大きくなることがあります。 それは、血管瘢痕組織の形成によって治癒します。 嗅覚が損なわれることはほとんどありません。 活動期には、鼻水や鼻血が厄介な症状になることがあります。 健全に治癒すると、症状はまれであり、多くの人は中隔が穿孔されていることに気付かない.

他の臓器への影響。 腎臓の壊死が報告されており、尿細管の壊死から始まり、糸球体は損傷を受けていません。 肝臓のびまん性壊死とそれに続く構造の喪失も報告されています。 XNUMX 世紀に入ってすぐに、人間による Cr の摂取に関する多くの報告がありました。^VI 腸粘膜の潰瘍から大規模な消化管出血を引き起こす化合物。 時々、そのような出血は、考えられる合併症として心血管ショックをもたらしました. 患者が生き残った場合、腎臓の尿細管壊死または肝臓壊死が発生する可能性があります。

発がん作用。 クロムの製造および使用における労働者の肺がんの発生率の増加^VI 化合物は、フランス、ドイツ、イタリア、日本、ノルウェー、米国、英国から多数の研究で報告されています。 亜鉛とカルシウムのクロム酸塩は、最も強力な発がん性クロム酸塩の XNUMX つであるだけでなく、最も強力なヒト発がん物質の XNUMX つでもあるようです。 クロム酸鉛や三酸化クロムの煙にさらされた被験者の間でも、肺がんの発生率が高いことが報告されています。 Crへの重度の暴露^VI コホート研究と症例報告の両方で報告されているように、化合物は、最初の曝露から 15 年以上経過した曝露労働者に非常に高い肺がんの発生率をもたらしました。

このように、クロム酸亜鉛の製造およびクロム鉱石からの単クロム酸塩および重クロム酸塩の製造に従事する労働者の肺がんの発生率の増加は、Cr への作業関連の重度の暴露の長期的な影響であることが十分に確立されています。^VI 化合物。 コホート研究のいくつかは、曝露されたコホート間の曝露レベルの測定値を報告しています。 また、少数の研究では、Cr 合金鋼の溶接から発生する煙霧にさらされると、これらの溶接作業者の肺がんの発生率が上昇する可能性があることが示されています。

確実に確立された「安全な」暴露レベルはありません。 しかし、Cr 間の関連に関する報告のほとんどは^VI 呼吸器官の暴露と癌および暴露レベルは、50 mg Cr を超える空気レベルを報告します。^VI/m³ 空気。

クロム酸塩への暴露に起因する肺がんの症状、徴候、経過、X 線像、診断方法、および予後は、他の原因による肺がんの場合とまったく変わりません。 腫瘍はしばしば気管支樹の周辺に発生することがわかっています。 腫瘍はすべての組織型である可能性がありますが、腫瘍の大部分は未分化燕麦細胞腫瘍のようです。 水溶性、酸可溶性、水不溶性のクロムは、クロム酸塩労働者の肺組織にさまざまな量で含まれています。

しっかりと確立されたわけではありませんが、いくつかの研究では、クロム酸塩への曝露が鼻腔や消化管のがんのリスクを高める可能性があることが示されています. 消化管の過剰ながんを示す研究は、1930 年代の症例報告、または今日一般的に遭遇するよりも高いレベルでの暴露を反映したコホート研究です。

安全衛生対策

技術面では、クロムへの曝露を回避できるかどうかは、適切な排気換気や六価クロムを含む粉塵やミストの抑制など、プロセスの適切な設計に依存します。 組み込みの制御手段も必要であり、プロセス オペレーターまたは保守スタッフによるアクションを最小限に抑える必要があります。

可能であれば、湿式洗浄法を使用する必要があります。 他のサイトでは、唯一許容される代替手段は掃除機です。 液体または固体のこぼれは、空中の粉塵として飛散するのを防ぐために除去する必要があります。 作業環境中のクロム含有粉塵および煙霧の濃度は、好ましくは、個別およびエリアサンプリングによって定期的に測定する必要があります。 いずれかの方法で許容できない濃度レベルが見つかった場合は、粉塵または煙の発生源を特定して管理する必要があります。 非危険レベルを超える状況では、できれば 99 μm サイズの粒子を保持する効率が 0.5% を超える防塵マスクを着用する必要があります。 . 管理者は、この種の作業を開始する前に、ほこりの堆積物やその他の表面汚染物質を洗い流すか吸引して確実に除去する必要があります。 オーバーオールを毎日洗濯することで、皮膚の汚染を防ぐことができます。 すべての個人用保護具 (PPE) の修理と交換と同様に、手と目の保護が一般的に推奨されます。

Cr が存在するプロセスにおける労働者の医学的監視^VI 遭遇する可能性のある化合物には、両方の Cr の毒性および発がん性に関する教育を含める必要があります。^VI およびCr³ 化合物、および化合物のXNUMXつのグループ間の違いについて。 被ばくの危険性の性質とそれに伴うさまざまな疾患（肺がんなど）のリスクについては、入社時および雇用中の定期的な間隔で説明する必要があります。 高い水準の個人衛生を遵守する必要性を強調する必要があります。

クロムへの暴露による悪影響はすべて回避できます。 皮膚のクロム潰瘍は、接触源を排除し、皮膚への損傷を防ぐことによって防ぐことができます. 皮膚の切り傷や擦り傷は、たとえわずかであっても、すぐにきれいにし、10% ナトリウム EDTA 軟膏で治療する必要があります。 頻繁に更新される不浸透性包帯の使用と合わせて、これにより、発生する可能性のある潰瘍の迅速な治癒が促進されます。 EDTA は Cr をキレートしませんが、^VI 室温での化合物、それはCrを減らします^VI Crへ³ 急速に、過剰な EDTA は Cr をキレート化します。³. Cr の直接的な刺激作用と腐食作用の両方^VI 化合物とタンパク質/Cr の形成³ したがって、複合体が防止されます。 Crの誤飲後^VI アスコルビン酸をすぐに飲み込むと、Cr が急速に減少する可能性がある^VI.

クロメートによる一次刺激の予防・抑制には、接触後の皮膚の入念な洗浄と、摩擦や発汗を避けるケアが重要です。 以前は、曝露前に 10% の EDTA ナトリウムを含む軟膏が定期的に鼻中隔に塗布されていました。 この予防処置は、中隔を無傷に保つのに役立ちます。 鼻の痛みと初期の潰瘍も、この軟膏を定期的に塗布することで治療され、穿孔することなく治癒することができました.

調査結果によると、労働者は高濃度の Cr にさらされています。^VI 尿中のクロムの排泄を監視することにより、正常に監視できます。 ただし、この結果は皮膚アレルギーの危険性とは関係ありません。 今日の時点で、Cr の潜伏期間が非常に長いため、^VIに関連する肺がんの場合、尿中 Cr レベルに基づくがんの危険性については、ほとんど何も言えません。

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グンナー・ノードバーグ

出現と用途

カドミウム (Cd) は亜鉛と多くの化学的および物理的類似性を持ち、自然界では亜鉛と一緒に存在します。 鉱物や鉱石では、カドミウムと亜鉛の比率は一般に 1:100 ～ 1:1,000 です。

カドミウムは耐腐食性が高く、主に鋼鉄や鉄などの他の金属の電気めっきに広く使用されています。 ねじ、ねじナット、ロック、および航空機や自動車のさまざまな部品は、腐食に耐えるためにカドミウムで処理されることがよくあります。 しかし、今日では、すべての精製カドミウムのうち、メッキやコーティングに使用されているのはわずか 8% にすぎません。 カドミウム化合物 (先進国での使用量の 30%) はプラスチックの顔料および安定剤として使用され、カドミウムは特定の合金 (3%) にも使用されています。 携帯電話などで使用される、充電式の小型携帯用カドミウム含有電池では、カドミウムの使用量が急速に増加しています (55 年の工業国では、全カドミウムの 1994% が電池に使用されていました)。

カドミウムは、さまざまな無機塩で発生します。 最も重要なのは ステアリン酸カドミウム、ポリ塩化ビニル (PVC) プラスチックの熱安定剤として使用されます。 硫化カドミウム および カドミウムスルホセレナイド プラスチックや色の黄色と赤色の顔料として使用されます。 硫化カドミウムは、光電池や太陽電池にも使用されています。 塩化カドミウム 殺菌剤、電気めっき浴の成分、火工品の着色剤、錫メッキ溶液への添加剤、織物の染色および印刷における媒染剤として機能します。 また、特定の写真フィルムの製造や、電子真空管用の特殊な鏡やコーティングの製造にも使用されます。 酸化カドミウム 電気めっき剤、PVC 熱安定剤の出発原料、銀合金、蛍光体、半導体、ガラスおよびセラミック釉薬の成分です。

カドミウムは環境への危険を表す可能性があり、多くの国は、カドミウムの使用とその後の環境への広がりを減らすことを目的とした立法措置を導入しています.

代謝と蓄積

摂取したカドミウムの消化管吸収率は、通常の状態で約 2 ～ 6% です。 低濃度の血清フェリチンによって反映される、体内の鉄貯蔵量が少ない人は、カドミウムの吸収がかなり高く、カドミウムの所定の投与量の最大 20% になる可能性があります。 かなりの量のカドミウムは、たばこの煙の吸入や、大気中のカドミウム粉塵への職業的暴露からも肺を介して吸収される可能性があります。 吸入された呼吸性カドミウム粉塵の肺吸収は、20 ～ 50% と推定されます。 カドミウムは、消化管または肺を介して吸収された後、肝臓に輸送され、そこでカドミウム結合低分子量タンパク質であるメタロチオネインの産生が開始されます。

体内のカドミウム総量の約80～90％がメタロチオネインと結合していると考えられています。 これにより、遊離カドミウム イオンが毒性作用を発揮するのを防ぎます。 少量のメタロチオネイン結合カドミウムが絶えず肝臓を離れ、血液を介して腎臓に輸送されている可能性があります. カドミウムが結合したメタロチオネインは、糸球体を通して一次尿にろ過されます。 他の低分子量タンパク質やアミノ酸と同様に、メタロチオネイン-カドミウム複合体はその後、一次尿から近位尿細管細胞に再吸収され、そこで消化酵素が飲み込まれたタンパク質をより小さなペプチドとアミノ酸に分解します。 細胞内の遊離カドミウム イオンは、メタロチオネインの分解によって生じ、メタロチオネインの新たな合成を開始し、カドミウムと結合して、毒性の高い遊離カドミウム イオンから細胞を保護します。 腎機能障害は、尿細管細胞のメタロチオネイン産生能を超えると起こると考えられています。

腎臓と肝臓はカドミウムの濃度が最も高く、合わせてカドミウムの身体負荷の約 50% を含んでいます。 カドミウムによる腎障害が発生する前の腎皮質中のカドミウム濃度は、一般に肝臓中の濃度の約 15 倍です。 カドミウムの除去は非常に遅いです。 この結果、カドミウムは体内に蓄積し、年齢や曝露時間とともに濃度が上昇します。 さまざまな年齢での臓器濃度に基づいて、ヒトにおけるカドミウムの生物学的半減期は 7 ～ 30 年の範囲と推定されています。

急性毒性

1 mg Cd/m を超える濃度のカドミウム化合物の吸入³ 空気中に 8 時間、または高濃度で短時間放置すると、化学性肺炎を引き起こし、重篤な場合には肺水腫を引き起こす可能性があります。 症状は通常、暴露後 1 ～ 8 時間以内に発生します。 それらはインフルエンザに似ており、金属フューム熱に似ています。 化学性肺炎および肺水腫のより深刻な症状には、最大 24 時間の潜伏期間がある場合があります。 4～7日後に死亡することがあります。 空気中の濃度が 5 mg Cd/m を超えるカドミウムへの暴露³ カドミウム合金が製錬、溶接、またははんだ付けされる場所で発生する可能性が最も高くなります。 15 mg Cd/l を超える濃度のカドミウムで汚染された飲料を摂取すると、食中毒の症状が発生します。 症状は、吐き気、嘔吐、腹痛、時には下痢です。 食品汚染の原因は、温かい飲み物や冷たい飲み物の自動販売機で使用される、カドミウムを含む艶出しを施した鍋やフライパン、カドミウムのはんだ付けである可能性があります。 動物では、2 mg Cd/kg 体重を超える用量でのカドミウムの非経口投与は、精巣の壊死を引き起こします。 ヒトではそのような影響は報告されていません。

慢性毒性

慢性カドミウム中毒は、酸化カドミウムの煙、酸化カドミウムの粉塵、ステアリン酸カドミウムへの長期にわたる職業暴露の後に報告されています。 慢性カドミウム中毒に関連する変化は局所的である可能性があり、その場合は気道が関与するか、カドミウムの吸収に起因する全身的である可能性があります. 全身の変化には、タンパク尿および貧血を伴う腎臓の損傷が含まれます。 肺気腫の形態の肺疾患は、空気中のカドミウムに大量にさらされた場合の主な症状ですが、作業室の空気中またはカドミウムに汚染された食品を介して低レベルのカドミウムに長期間さらされた後の最も顕著な所見は、腎機能障害と損傷です。 軽度の低色素性貧血は、高レベルのカドミウムにさらされた労働者によく見られます。 これは、赤血球の破壊の増加と鉄欠乏の両方が原因である可能性があります. 非常に高濃度のカドミウムにさらされると、歯の首が黄色く変色したり、嗅覚が失われたりすることがあります (無嗅覚症)。

肺気腫は、0.1 mg Cd/m を超える濃度の空気中のカドミウムへの長期暴露の影響の可能性があると考えられています。³. 約 0.02 mg Cd/m の濃度への曝露が報告されています。³ 20 年以上の使用は、特定の肺への影響を引き起こす可能性があります。 カドミウム誘発性肺気腫は、作業能力を低下させる可能性があり、障害や寿命の短縮の原因となる可能性があります。 長期にわたる低レベルのカドミウム暴露では、腎臓が重要な臓器です (つまり、最初に影響を受ける臓器)。 カドミウムは腎皮質に蓄積します。 200 μg Cd/g 湿重量を超える濃度は、尿からのタンパク質の再吸収の減少を伴う尿細管機能障害を引き起こすと以前に推定されていました。 これは尿細管タンパク尿を引き起こし、以下のような低分子量タンパク質の排泄が増加します。
α,α-1-ミクログロブリン (タンパク質 HC)、β-2-ミクログロブリン、およびレチノール結合タンパク質 (RTB)。 しかし、最近の研究では、腎皮質のカドミウム濃度が低いと尿細管損傷が発生する可能性があることが示唆されています。 腎機能障害が進行すると、アミノ酸、ブドウ糖、カルシウムやリンなどのミネラルも尿中に失われます。 カルシウムとリンの排泄の増加は骨代謝を乱す可能性があり、腎臓結石はカドミウム労働者によって頻繁に報告されています. 中レベルから高レベルのカドミウムに長期間さらされると、腎臓の糸球体も影響を受け、糸球体濾過率が低下する可能性があります。 重症の場合、尿毒症が発生することがあります。 最近の研究では、糸球体機能障害が不可逆的で用量依存的であることが示されています。 重度の慢性カドミウム中毒の場合、骨軟化症が報告されています。

β-2-ミクログロブリン尿症によって明らかになる腎機能障害を予防するために、特にカドミウムの煙や粉塵への職業的暴露が 25 年間続く可能性がある場合 (8 日 225 時間労働、0.01 労働日/年)、呼吸性カドミウムの平均作業室濃度は XNUMX mg/mXNUMX 未満に維持する必要があります。³.

一般の人々は、汚染された米やその他の食品、場合によっては飲料水を摂取することで、過度のカドミウム曝露が発生しています。 イタイイタイ病は、痛みを伴うタイプの骨軟化症であり、腎機能障害とともに多発骨折が出現し、日本ではカドミウム曝露の高い地域で発生しています。 イタイイタイ病の病因はまだ議論されていますが、カドミウムが必要な病因因子であることは一般的に認められています。 カドミウムによる腎臓の損傷は元に戻せず、暴露をやめた後でも悪化する可能性があることを強調しておく必要があります。

カドミウムとガン

カドミウムに曝露した労働者に関するいくつかの疫学的研究では、用量反応関係と肺がんによる死亡率の増加の強力な証拠があります。 発がん物質として知られている、または疑われる他の金属への同時暴露により、解釈が複雑になります。 しかし、カドミウムに暴露された労働者の継続的な観察は、最初に疑われたように、前立腺癌による死亡率の増加の証拠を得ることができませんでした. 1993 年に IARC は、カドミウムへの曝露による発がんリスクを評価し、カドミウムはヒトの発がん物質と見なされるべきであると結論付けました。 それ以来、追加の疫学的証拠がいくらか矛盾する結果をもたらしており、カドミウムの発がん性の可能性は不明のままです. それにもかかわらず、カドミウムが動物実験で強い発がん性を持っていることは明らかです。

安全衛生対策

腎皮質は、空気や食物を介して長期にわたってカドミウムにさらされる重要な器官です。 臨界濃度は約 200 µg Cd/g 湿重量と推定されますが、上記のようにそれより低い可能性があります。 生涯暴露後でも腎皮質濃度をこのレベル未満に保つために、作業室の空気中の平均カドミウム濃度 (8 日 0.01 時間) は XNUMX mg Cd/m を超えてはなりません。³.

カドミウムの煙や粉塵を大気中に放出する可能性のある作業工程や操作は、濃度レベルを最小限に抑えるように設計する必要があり、実行可能な場合は密閉し、排気装置を取り付ける必要があります。 適切な換気を維持できない場合 (溶接や切断中など) は、マスクを携帯し、カドミウム濃度を測定するために空気をサンプリングする必要があります。 飛散粒子、化学薬品の飛沫、輻射熱などの危険がある場所 (電気メッキ タンクや炉の近くなど) では、作業者は目、顔、手、腕の保護具、不浸透性の衣類などの適切な安全装備を着用する必要があります。 適切な衛生設備を提供する必要があり、労働者は食事の前に体を洗い、仕事を終える前によく洗い、着替えるよう奨励されるべきです。 作業エリアでの喫煙、飲食は禁止されるべきです。 作業室からのカドミウム粉塵で汚染されたタバコは、重要な曝露経路となる可能性があります。 たばこやパイプたばこは、作業室に持ち込まないでください。 汚染された排気はろ過する必要があり、集塵機とフィルターの担当者は、機器の作業中に呼吸器を着用する必要があります。

腎臓にカドミウムが過剰に蓄積しないようにするために、血中および尿中のカドミウム濃度を定期的にチェックする必要があります。 血液中のカドミウム濃度は、主に過去数か月の暴露の指標ですが、暴露が終わってから数年後の体への負担を評価するために使用できます. 100 nmol Cd/l 全血の値は、暴露が長期間定期的に行われる場合、おおよその臨界レベルです。 尿中のカドミウム値は、腎臓の損傷が発生していなければ、カドミウムの身体負荷を推定するために使用できます。 WHO は、10 nmol/mmol のクレアチニンが、それ以下では腎機能障害が発生しない濃度であると推定しています。 しかし、最近の研究では、すでに約 5 nmol/mmol クレアチニンで腎機能障害が発生する可能性があることが示されています。

前述の血中および尿中レベルは、腎臓に対するカドミウムの作用が観察されたレベルであるため、尿中および/または血液中のカドミウムの個々の濃度が全血または全血または
それぞれ 3 nmol/mmol クレアチニン。 カドミウムの粉塵や煙にさらされる労働者は、雇用前に健康診断を受ける必要があります。 呼吸器または腎臓に障害のある人は、そのような作業を避ける必要があります。 カドミウムにさらされた労働者の健康診断は、少なくとも年に 2 回実施する必要があります。 カドミウムに長期間さらされた労働者では、尿中のβ-2-ミクログロブリンまたはその他の関連する低分子量タンパク質の定量的測定を定期的に行う必要があります。 尿中のβ-34-ミクログロブリン濃度は通常、クレアチニンXNUMXmmol当たりXNUMXμgを超えてはなりません。

カドミウム中毒の治療

カドミウム塩を摂取した人は、嘔吐させるか、胃洗浄を行う必要があります。 急性吸入にさらされた人は、暴露から遠ざけ、必要に応じて酸素療法を行う必要があります。 慢性カドミウム中毒に対する特別な治療法はなく、対症療法に頼る必要があります。 原則として、BAL や EDTA などのキレート剤の投与は、カドミウムとの組み合わせで腎毒性があるため禁忌です。

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