金曜日、2月11 2011 04:28

マンガン

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グンナー・ノードバーグ

出現と用途

マンガン (Mn) は、地球の地殻で最も豊富な元素の 2 つです。 土壌、堆積物、岩石、水、生物物質に含まれています。 少なくとも3種類のミネラルにマンガンが含まれています。 酸化物、炭酸塩、ケイ酸塩は、マンガン含有鉱物の中で最も重要です。 マンガンは 7 つの酸化状態で存在でき、最も重要なものは +XNUMX、+XNUMX、および +XNUMX です。 二酸化マンガン (MnO2) は最も安定した酸化物です。 マンガンは、さまざまな有機金属化合物を形成します。 主な実用的関心は、 メチルシクロペンタジエニル マンガン トリカルボニル CH3C5H4マンガン(CO)3、と呼ばれることが多い MMT.

マンガンの最も重要な商業的供給源は二酸化マンガン (MnO2)、ピロルサイトとして堆積堆積物に自然に見られます。 他の XNUMX つのタイプの堆積物を区別することができます: 通常主にロードクロサイト (MnCO3)、および層状堆積物。 しかし、堆積物だけが重要であり、それらは通常、露天掘り技術によって処理されます。 地下採掘が必要な場合があり、部屋と柱の抽出が行われます。 深い金属採掘で使用される技術が必要になることはめったにありません。

マンガンは、鋼の製造において、酸素と硫黄を還元する試薬として、また特殊鋼、アルミニウム、銅の合金化剤として使用されます。 化学工業では酸化剤として、また過マンガン酸カリウムやその他のマンガン化学物質の製造に使用されます。 マンガンは、溶接棒の電極コーティングや、ロッククラッシャー、鉄道ポイント、交差点に使用されます。 また、陶磁器、マッチ、ガラス、染料産業でも使用されています。

いくつかのマンガン塩は、肥料やアマニ油の乾燥剤として使用されています. また、ガラスや繊維の漂白、革のなめしにも利用されています。 MMT は、燃料油添加剤、煙抑制剤、アンチノック ガソリン添加剤として使用されています。

危険

吸収・分布・排泄

職業上の状況では、マンガンは主に吸入によって吸収されます。 金属精製の揮発性副産物として生じる二酸化マンガンおよび他のマンガン化合物は、水に実質的に不溶である。 したがって、肺胞に到達するのに十分小さい粒子だけが最終的に血液に吸収されます。 吸入された大きな粒子は気道から排出され、飲み込まれる可能性があります。 マンガンはまた、汚染された食物や水とともに胃腸管に入る可能性があります. 吸収率は、マンガンと鉄の食事レベル、マンガン化合物の種類、鉄欠乏症、および年齢によって影響を受ける可能性があります. ただし、この経路による中毒のリスクは大きくありません。 マンガンの皮膚からの吸収はごくわずかです。

吸入後、または非経口および経口暴露後、吸収されたマンガンは急速に血液から排出され、主に肝臓に分配されます. マンガンの血中クリアランスと肝臓への取り込みの速度論的パターンは類似しており、これら 10 つのマンガン プールが急速に平衡に達することを示しています。 過剰な金属は、腎臓、小腸、内分泌腺、骨などの他の組織に分配される可能性があります. マンガンは、ミトコンドリアが豊富な組織に優先的に蓄積します。 また、血液脳関門や胎盤にも浸透します。 高濃度のマンガンは、網膜、色素性結膜、褐色肌など、体の色素沈着部分にも関連しています。 黒髪もマンガンを蓄積します。 マンガンの全身負荷量は、体重 20 kg の男性で 70 ~ 36 mg と推定されています。 マンガンの生物学的半減期は 41 ~ XNUMX 日ですが、脳に隔離されたマンガンの半減期はかなり長くなります。 血液中で、マンガンはタンパク質に結合しています。

有機化合物MMTは体内で急速に代謝されます。 この分布は、無機マンガンへの暴露後に見られるものと似ているようです。

胆汁の流れは、マンガンの主要な排泄経路です。 その結果、糞便ではほぼ完全に排泄され、尿では 0.1 日摂取量の 1.3 ~ XNUMX% しか排泄されません。 胆汁排泄は、体内のマンガンの恒常性制御における主要な調節メカニズムであり、組織内のマンガン含有量の相対的な安定性を説明しているようです. 有機化合物MMTにさらされた後、マンガンの排泄は大部分が尿とともに行われます. これは、腎臓における有機化合物の生体内変化の結果として説明されています。 いくつかの酵素の金属タンパク質化合物として、マンガンは人間にとって必須の元素です。

暴露

マンガンによる中毒は、マンガン鉱石の採掘と加工、マンガン合金、乾電池、溶接電極、ワニス、セラミック タイルの製造で報告されています。 鉱石の採掘は依然として重大な職業上の危険をもたらす可能性があり、フェロマンガン産業は次に重要なリスク源です。 二酸化マンガン粉塵の濃度が最も高い作業は、掘削とショットファイヤーの作業です。 したがって、最も危険な作業は高速掘削です。

堆積サイトと粒子サイズの溶解速度の依存性を考慮すると、暴露の危険な影響は、マンガンエアロゾルの粒子サイズ組成と密接に関連しています。 また、凝縮によって形成されたエアロゾルは、崩壊によって形成されたエアロゾルよりも有害である可能性があるという証拠もあり、これも粒子サイズ分布の違いと関連している可能性があります。 さまざまなマンガン化合物の毒性は、存在するマンガン イオンの種類とマンガンの酸化状態に依存するようです。 化合物の酸化が少ないほど、毒性が高くなります。

慢性マンガン中毒(マンガニズム)

慢性マンガン中毒は、神経型または肺型のいずれかを取ることができます. 神経系が攻撃された場合、XNUMX つのフェーズを区別できます。 初期の段階では、診断が難しい場合があります。 しかし、曝露の停止は病気の経過を止めるのに効果的であると思われるため、早期診断が重要です。 症状には、無関心と無関心、眠気、食欲不振、頭痛、めまい、無力症などがあります。 興奮の発作、歩行や調整の困難、背中のけいれんや痛みがあるかもしれません. これらの症状はさまざまな程度で存在し、一緒にまたは単独で現れることがあります。 それらは病気の発症を示します。

中間段階は、客観的な症状の出現によって特徴付けられます。 最初に声が単調になり、ささやき声に沈み、話し方が遅く不規則になり、おそらくどもりを伴います。 顔の筋肉の緊張の増加に起因する可能性がある、固定された陽気またはぼんやりとした空虚な顔があります。 患者は突然笑い出したり、(まれに)涙を流したりすることがあります。 機能は大幅に衰退していますが、被害者は絶え間ない陶酔状態にあるようです。 ジェスチャーは遅くぎこちなく、歩行は正常ですが、腕を振る動きがある場合があります。 患者は走ることができず、後ろ向きに歩くことは困難であり、時には後退を伴います。 急速な交互運動の実行不能 (アディアドコキネシア) が発生することがありますが、神経学的検査では、特定の場合に膝蓋骨反射の誇張を除いて変化は見られません。

数か月以内に、患者の状態は著しく悪化し、さまざまな障害、特に歩行に影響を与える障害が着実に顕著になります。 この段階での最も初期の最も明白な症状は、筋肉のこわばりであり、一定ではあるが程度はさまざまであり、非常に特徴的な歩行 (遅く、痙攣的で不安定) をもたらし、患者は中足骨に体重をかけ、さまざまに説明される動きを生み出します。 「コックウォーク」または「鶏の歩行」として。 被害者は後ろ向きに歩くことがまったくできず、そうしようとすると転んでしまいます。 両足をそろえて立とうとしても、バランスを保つことはほとんどできません。 患者はゆっくりとしか振り返ることができません。 しばしば下肢に振戦があり、全身に及ぶことさえあります。

めったに正常ではない腱反射が誇張されます。 時々、突然の発汗、蒼白または赤面を伴う血管運動障害があります。 時には四肢のチアノーゼがあります。 感覚機能は損なわれません。 患者の心はゆっくりとしか働かないかもしれません。 文字が不規則になり、一部の単語が判読できなくなります。 脈拍数に変化が生じることがあります。 これは、病気が進行し不可逆的になる段階です。

肺形態. 「マンガン塵肺症」の報告は、暴露された場所の岩石のシリカ含有量が高いことを考慮して異議を唱えられてきました。 マンガン肺炎も報告されています。 マンガンが悪化因子として作用しない限り、肺炎とマンガン曝露との相関関係についても論争があります. その流行の特徴と重症度を考慮すると、この疾患は非典型的なウイルス性肺炎である可能性があります。 これらのマンガン性肺炎は、抗生物質によく反応します。

病理. 一部の著者は、広範囲に病変があると主張しています。 線条体そして、大脳皮質、海馬、 四肢体 (後部コーパス内)。 しかし、大脳基底核で観察されたものよりも、前頭葉への病変が観察されたすべての症状のより良い説明を提供するという意見もあります。 これは脳波検査によって確認されます。 病変は常に両側性で、多かれ少なかれ対称的です。

コー​​ス. マンガン中毒は最終的に慢性化します。 しかし、病気がまだ初期の段階であると診断され、患者が曝露から除外された場合、経過が逆転する可能性があります。 いったん定着すると、曝露が終了しても進行性かつ不可逆的になります。 神経障害は退行傾向を示さず、続いて関節の変形が起こることがあります。 特定の症状の重症度が軽減される可能性がありますが、歩行は永久に影響を受けます。 患者の全身状態は良好なままであり、長生きする可能性があり、最終的に併発疾患で死亡する可能性があります。

診断. これは、主に患者の個人的および職歴 (仕事、暴露期間など) に基づいています。 ただし、初期症状の主観的な性質により、早期診断が困難になります。 したがって、この段階では、友人、同僚、親戚から提供された情報によって質問を補足する必要があります。 中毒の中期および本格的な段階では、職業歴と客観的な症状が診断を容易にします。 臨床検査は、診断を補足するための情報を提供できます。

血液学的変化は可変です。 まったく変化がない場合もあれば、50% の症例で白血球減少症、リンパ球増加症、白血球製剤の反転、またはヘモグロビン数の増加 (中毒の最初の兆候と見なされる) がある場合もあります。そして軽度の多血症。

17-ケトステロイドの尿中排泄が減少しており、副腎機能が影響を受けていると考えられます。 脳脊髄液中のアルブミンレベルが上昇し、多くの場合、著しい程度 (40 ~ 55 mg%、さらには 75 mg%) に達します。 消化器および肝臓の症状は適応ではありません。 肝腫大または脾腫の徴候はありません。 しかし、肝臓にマンガンが蓄積すると、患者の内分泌学的状態に関連すると思われる代謝障害が生じる可能性があり、神経学的障害の存在によって影響を受ける可能性があります。

鑑別診断. マンガン中毒と次の病気との区別が難しい場合があります: 神経梅毒、パーキンソン病、播種性硬化症、ウィルソン病、肝硬変、ウェストファル・シュトルンペル病 (偽性硬化症)。

安全衛生対策

マンガン中毒の防止は、主にマンガンの粉塵と煙の抑制の問題です。 鉱山では、乾式掘削を常に湿式掘削に置き換える必要があります。 次のシフトが始まる前に見出しが十分に換気されるように、ショットファイアはシフト後に実行する必要があります。 発生源での良好な全体換気も不可欠です。 航空会社の呼吸用保護具と独立した人工呼吸器は、過度の短期暴露を避けるために特定の状況で使用する必要があります。

高水準の個人衛生が不可欠であり、作業後の強制的なシャワー、着替え、および職場での食事の禁止を実施できるように、個人の清潔さと適切な衛生設備、衣類、および時間を提供する必要があります。 職場での喫煙も禁止する必要があります。

曝露レベルの定期的な測定を実施し、空中浮遊マンガンのサイズ分布に注意を払う必要があります。 飲料水や食品の汚染、および労働者の食生活も潜在的な暴露源として考慮されるべきです。

心理的または神経学的障害のある労働者が、マンガンへの暴露に関連する仕事に就くことはお勧めできません。 栄養欠乏状態は貧血の素因となるため、マンガンに対する感受性が高まる可能性があります。 したがって、そのような欠陥に苦しむ労働者は、厳格な監視下に置かれなければなりません. 貧血状態の間、被験体はマンガンへの暴露を避けるべきです。 同じことは、排泄器官の損傷、または慢性閉塞性肺疾患を患っている人にも関係します。 ある研究では、マンガンへの長期暴露が慢性閉塞性肺疾患の発症に寄与する可能性があることが示唆されており、特に暴露が喫煙と組み合わされている場合. 一方、肺の障害は、マンガンエアロゾルの潜在的な急性影響の影響を受けやすい可能性があります.

定期的な健康診断中に、マンガン中毒の無症状段階に関連している可能性のある症状について、労働者をスクリーニングする必要があります。 さらに、特に初期の精神運動の変化と神経学的徴候を検出する目的で、労働者を臨床的に検査する必要があります。 自覚症状や異常行動が、健康障害の唯一の初期兆候となることがよくあります。 マンガンは、血液、尿、便、毛髪から測定できます。 尿中および血液中のマンガン濃度によるマンガン曝露の程度の推定は、大きな価値があるとは証明されなかった.

暴露された労働者の平均マンガン血中レベルは、暴露されていない人のそれと同じ程度であるように思われる. サンプリングおよび分析手順中の汚染は、特に血液に関する文献に見られるかなり広い範囲を少なくとも部分的に説明する可能性があります. ヘパリンのマンガン含有量は血中のマンガン含有量を超える可能性がありますが、抗凝固剤としてのヘパリンの使用は依然として非常に一般的です. 暴露されていない人の尿中マンガンの平均濃度は、通常 1 ~ 8 mg/l と推定されていますが、21 mg/l までの値が報告されています。 人間の食事からの毎日のマンガン摂取量は、マンガンの含有量が比較的高いため、未精製の穀物、ナッツ、葉物野菜、お茶の消費量によって大きく異なり、生物培地の通常のマンガン含有量の結果に影響を与えます.

60 mg/kg 糞便以上のマンガン濃度は、マンガンへの職業暴露を示すものとして示唆されています。 毛髪のマンガン含有量は、通常 4 mg/kg 未満です。 実際によく使用される尿中のマンガンの測定は、個人の暴露を評価するにはまだ十分に検証されていないため、平均暴露レベルのグループ指標とし​​てのみ使用できます。 便の採取とマンガン含有量の分析は容易ではありません。 私たちの現在の知識には、マンガンへの個々の曝露の指標として使用される可能性のある他の信頼できる生物学的パラメーターは含まれていません. したがって、労働者のマンガンへの曝露の評価は、依然としてマンガンの空気レベルに依存する必要があります。 また、血液および尿中のマンガン含有量と神経学的症状および徴候の所見との相関関係について、信頼できる情報はほとんどありません。

マンガン中毒の兆候がある人は、曝露から遠ざける必要があります。 症状や徴候が現れた直後 (マンガニズムが完全に発達する前) に労働者を曝露から外すと、徴候や徴候の多くが消失します。 ただし、特に発話や歩行に障害が残る場合があります。

 

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内容

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