27. 生物学的モニタリング
章の編集者: Robert Lauwerys
目次
一般原理
ヴィト・フォアとロレンツォ・アレッシオ
品質保証
D.ゴンペルツ
金属および有機金属化合物
P. Hoet と Robert Lauwerys
有機溶剤
池田正幸
遺伝毒性化学物質
マルハ・ソルサ
農薬
マルコ・マローニとアダルベルト・フェリオーリ
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6. ヒトの発がん性物質、職業曝露、および細胞遺伝学的エンドポイント
7. 倫理原則
9. さまざまなレベルの ACHE 阻害における急性 OP 毒性
10. ACHE & PCHE & 特定の健康状態のバリエーション
13. 尿中リン酸アルキル測定とOP
14. 尿中カルバメート代謝物
15. 尿中ジチオカルバメート代謝物
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28. 疫学と統計
章の編集者: フランコ・メルレッティ、コリン・L・ソスコルネ、パオロ・ヴィネイス
労働安全衛生に適用される疫学的手法
フランコ・メルレッティ、コリン・L・ソスコルネ、パオロ・ヴィネイス
暴露評価
M・ジェラルド・オット
要約ワークライフ曝露測定
コリン・L・ソスコルネ
エクスポージャーの影響の測定
シェリア・ホアー・ザーム
ケーススタディ:対策
Franco Merletti、Colin L. Soskolne、Paola Vineis
研究デザインのオプション
スヴェン・ヘルンバーグ
研究デザインにおける妥当性の問題
アニー・J・サスコ
ランダム測定誤差の影響
パオロ・ヴィネイスとコリン・L・ソスコルネ
統計的方法
アニバーレ・ビゲリとマリオ・ブラガ
疫学研究における因果関係評価と倫理
パオロ・ヴィネイス
職業病のサーベイランスにおける方法論的問題を示すケーススタディ
ジャン=ダー・ワン
疫学研究におけるアンケート
スティーブン D. ステルマンとコリン L. ソスコルネ
アスベストの歴史的展望
ローレンス・ガーフィンケル
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1. XNUMX つの選択されたワークライフ エクスポージャーの要約測定
2. 疾病発生の対策
7. ケース コントロール データのレイアウト - ケースごとに XNUMX つのコントロール
9. 中心傾向と分散の指標
10. 二項実験と確率
11. 二項実験の可能な結果
14. タイプ II エラー & パワー; x = 12、 n = 30、a = 0.05
15. タイプ II エラー & パワー; x = 12、 n = 40、a = 0.05
16. アスベストに 632 年以上曝露している 20 人の労働者
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29.人間工学
章の編集者: ヴォルフガング・ローリグとヨアヒム・ヴェダー
目次
概要
ヴォルフガング・ローリグとヨアヒム・ヴェダー
人間工学の性質と目的
ウィリアム・T・シングルトン
活動、タスク、および作業システムの分析
ヴェロニク・デ・カイザー
人間工学と標準化
フリードヘルム・ナクライナー
チェックリスト
プラナブ クマール ナグ
人体計測
メルキオーレ・マサリ
筋肉の仕事
ジュハニ・スモランダーとヴェイッコ・ロウヘヴァーラ
職場での姿勢
イルッカ・クオリンカ
生体力学
フランク・ダービー
一般的な疲労
エティエンヌ・グランジャン
疲労回復
Rolf Helbig と Walter Rohmert
メンタルワークロード
ウィンフリード・ハッカー
警戒
ハーバート・ホイヤー
精神疲労
ピーター・リヒター
作業組織
エバーハルト・ウーリッヒとグデラ・グローテ
睡眠不足
小木一貴
ワークステーション
ローランド・カデフォス
ツール
TM フレイザー
コントロール、インジケーター、パネル
カール HE クローマー
情報処理とデザイン
アンドリーズ・F・サンダース
特定のグループ向けの設計
ジョーク・H・グラディ=ヴァン・デン・ニューボーア
文化の違い
ホウシャン・シャナヴァズ
高齢労働者
アントワーヌ・ラヴィルとセルジュ・ヴォルコフ
特別なニーズを持つ労働者
ジョーク・H・グラディ=ヴァン・デン・ニューボーア
ダイヤモンド製造におけるシステム設計
イッサカル・ギラド
人間工学的設計原則の無視: チェルノブイリ
ウラジミール・M・ムニポフ
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3. ひずみに対する XNUMX つの応力因子の組み合わせ効果の規則
6. 組織的文脈への参加
8. 不規則勤務と睡眠不足
12. コントロール配置のルール
13. ラベルのガイドライン
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30. 労働衛生
チャプターエディター: ロバート・F・ヘリック
目次
目標、定義、および一般情報
ベレニス I. フェラーリ ゲルツァー
ハザードの認識
リネア・リリアンバーグ
労働環境の評価
ロリ・A・トッド
労働衛生:介入による曝露の制御
ジェームス·スチュワート
暴露評価の生物学的根拠
ディック・ヒーデリック
職業被ばく制限
デニス・J・パウステンバッハ
31.個人の保護
チャプターエディター: ロバート・F・ヘリック
目次
個人保護の概要と理念
ロバート・F・ヘリック
目と顔のプロテクター
木村菊次
足と脚の保護
三浦豊彦
ヘッド保護
イザベル・バルティとアラン・メイヤー
聴覚保護
ジョン・R・フランクスとエリオット・H・バーガー
防護衣
S.ザック・マンスドルフ
呼吸保護
トーマス・J・ネルソン
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8. 聴覚保護具の騒音低減評価
10. 皮膚有害性カテゴリーの例
11. 物理的、化学的、生物学的性能要件
12. 特定の活動に関連する重大な危険
13. ANSI Z88 2 (1992) から割り当てられた保護係数
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32. 記録システムと監視
チャプターエディター: スティーブン・D・ステルマン
目次
職業病の監視および報告システム
スティーブン・B・マーコウィッツ
労働災害監視
David H. Wegman と Steven D. Stellman
発展途上国における監視
David Koh と Kee-Seng Chia
労働災害および疾病分類システムの開発と適用
エリス・ビドル
致命的ではない職場の怪我や病気のリスク分析
ジョン・W・ルーザー
ケーススタディ: 労働者保護と事故および職業病に関する統計 - HVBG、ドイツ
マーティン・バッツとバークハルト・ホフマン
ケーススタディ: Wismut - ウラン被曝の再考
ハインツ・オッテンとホルスト・シュルツ
疫学における職業被ばく評価の測定戦略と技術
フランク・ボッホマンとヘルムート・ブロメ
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4. 届出業務上疾病一覧表の例
8. 反復運動条件の相対リスク
10. 金属加工事故におけるグラインダー、ドイツ、1984-93
11. 職業病、ドイツ、1980~93年
12. 感染症、ドイツ、1980~93年
14. Wismut ウラン鉱山における職業病 1952-90
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33.毒物学
章の編集者: エレン・K・シルバーゲルド
概要
エレン・K・シルバーゲルド、チャプターエディター
定義と概念
ボー・ホルムバーグ、ヨハン・ホグバーグ、グンナー・ヨハンソン
トキシコキネティクス
ドゥシャン・ジュリック
標的臓器と重要な効果
マレク・ヤクボウスキー
年齢、性別、その他の要因の影響
スポメンカ・テリスマン
毒性反応の遺伝的決定因子
ダニエル・W・ネバートとロス・A・マッキノン
概要と概念
渡辺フィリップ
細胞損傷と細胞死
ベンジャミン・F・トランプとアイリーン・K・ベレゼスキー
遺伝毒性学
R. リタ ミスラとマイケル P. ウォールクス
免疫毒性学
Joseph G. Vos と Henk van Loveren
標的臓器毒性学
エレン・K・シルバーゲルド
バイオマーカー
フィリップ・グランジャン
遺伝毒性評価
デビッド・M・デマリーニとジェームズ・ハフ
In Vitro 毒性試験
ジョアン・ズルロ
構造活性関係
エレン・K・シルバーゲルド
安全衛生規制における毒物学
エレン・K・シルバーゲルド
生殖毒性物質および神経毒性物質のリスク評価に対する米国のアプローチ
エレン・K・シルバーゲルド
ハザード特定へのアプローチ - IARC
ハリ・ヴァイニオとジュリアン・ウィルボーン
付録 - ヒトに対する発がん性の総合評価: IARC モノグラフ ボリューム 1-69 (836)
発がん性リスク評価: その他のアプローチ
シース・A・ファン・デル・ハイデン
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精神的負担は、精神的負荷 (MWL) に対処するプロセスの通常の結果です。 長期的な負荷または高強度の仕事の要求は、短期的には過負荷 (疲労) および負荷不足 (単調、飽食) の結果をもたらし、長期的な結果 (例えば、ストレス症状や仕事関連の病気) をもたらす可能性があります。 ストレス下での行動の安定した規制の維持は、行動スタイルの変化(情報探索と意思決定の戦略の変化による)、達成欲求のレベルの低下(タスクの再定義による)を通じて実現できます。および品質基準の低下)および精神生理学的努力の代償的な増加と、その後の労働時間中の努力の減少によって。
精神的緊張のプロセスのこの理解は、緊張プロセスの負の要素だけでなく、付加、調整、再構築などの学習の正の側面も含む負荷要因を課す際の行動規制のトランザクションプロセスとして概念化できます。モチベーション(図2を参照)。
精神的疲労は、長時間労働後のパフォーマンス、気分、および活動における行動の安定性が時間的に可逆的に低下するプロセスとして定義できます。 この状態は、仕事の要求、環境の影響または刺激を変えることによって一時的に元に戻すことができ、睡眠によって完全に元に戻すことができます。
精神的疲労は、主に情報処理を伴う、および/または長時間かかる、難易度の高いタスクを実行した結果です。 単調さとは対照的に、 回復 の減少は時間がかかり、タスク条件を変更した後に突然発生することはありません。 疲労の症状は、行動調節のいくつかのレベルで識別されます。環境と生物の間の生物学的恒常性の調節不全、目標指向の行動の認知プロセスの調節不全、および目標指向の動機と達成レベルの安定性の喪失です。
精神疲労の症状は、人間の情報処理システムのすべてのサブシステムで確認できます。
精神疲労の鑑別診断
精神疲労、単調さ、精神的満腹感、およびストレス (狭義の意味で) を区別するのに十分な基準が存在します (表 1)。
表 1. 精神的負担の負の影響の違い
基準 |
精神的疲労 |
単調 |
飽食 |
ストレス |
キー |
オーバーロードの観点から適合性が低い |
用語の適合性が低い |
知覚された仕事感覚の喪失 |
認識された目標 |
ムード |
ない疲労 |
疲労感 |
いらいら |
不安、脅威 |
感情の |
普通 |
普通 |
感情的嫌悪の増加 |
増加した不安 |
アクティベーション |
継続的に |
継続的ではない |
増加しました |
増加しました |
回復 |
時間がかかる |
タスク交代後突然 |
? |
長期的 |
防止 |
タスク設計、 |
仕事内容の充実 |
目標の設定 |
仕事の再設計、 |
精神的疲労度
精神疲労のよく説明された現象学 (Schmidtke 1965)、多くの有効な評価方法、大量の実験およびフィールド結果により、精神疲労の程度の序数尺度の可能性が提供されます (Hacker and Richter 1994)。 スケーリングは、行動の低下に対処する個人の能力に基づいています。
レベル1: 最適で効率的なパフォーマンス: パフォーマンス、気分、活動レベルの低下の症状なし。
レベル2: 末梢の精神生理学的活性化の増加を特徴とする完全な代償 (例えば、指の筋肉の筋電図によって測定される)、精神的努力の知覚された増加、パフォーマンス基準の変動性の増加。
レベル3: レベル 2 に記載されているものに加えて不安定な補償: アクション スリップ、疲労感、中央指標における (代償性) 精神生理学的活動の増加、心拍数、血圧。
レベル4: レベル 3 で説明されているものに加えて、効率の低下: パフォーマンス基準の低下。
レベル5: 更なる機能障害: 職場での社会的関係と協力の乱れ; 睡眠の質の低下や生命力の消耗などの臨床的疲労の症状。
精神的疲労の予防
作業構造、環境、勤務時間中の休憩時間、および十分な睡眠の設計は、精神的疲労の症状を軽減し、臨床的結果が発生しないようにする方法です。
1. タスク構造の変化. 十分な学習とタスクの構造化のための前提条件を設計することは、効率的な仕事構造の開発を促進する手段であるだけでなく、精神的な過負荷または過小負荷に関する不適合を防ぐためにも不可欠です。
2. 短時間勤務制度の導入. このような休憩のプラスの効果は、いくつかの前提条件の遵守に依存します。 短い休憩が多いほど、長い休憩が少ないよりも効率的です。 影響は、固定された、したがって予測可能な時間スケジュールに依存します。 休憩の内容は、肉体的および精神的な仕事の要求に対する代償機能を備えている必要があります。
3. 十分なリラクゼーションと睡眠. 特別な従業員アシスタント プログラムとストレス管理技術は、リラクゼーションの能力をサポートし、慢性疲労の発症を予防する可能性があります (Sethi、Caro、および Schuler 1987)。
分子および細胞生物学における洗練された技術の出現は、毒物学を含む生命科学の比較的急速な進化に拍車をかけました。 実際、毒物学の焦点は、動物全体や動物全体の集団から、個々の動物や人間の細胞や分子に移っています。 1980 年代半ば以降、毒物学者は生物系に対する化学物質の影響を評価するために、これらの新しい方法論を採用し始めました。 論理的な進歩として、そのような方法は毒性試験の目的に適合されています。 これらの科学的進歩は、社会的および経済的要因と連携して、製品の安全性と潜在的なリスクの評価に変化をもたらしました。
経済的要因は、テストする必要がある材料の量に特に関連しています。 毎年、数多くの新しい化粧品、医薬品、殺虫剤、化学製品、家庭用品が市場に投入されています。 これらの製品はすべて、潜在的な毒性について評価する必要があります。 さらに、十分にテストされていない、すでに使用されている化学物質のバックログがあります。 従来の全動物試験法を使用してこれらすべての化学物質に関する詳細な安全性情報を取得するという膨大な作業は、たとえ達成できたとしても、お金と時間の両方の面で費用がかかります。
公衆衛生と安全に関連する社会問題もあり、製品の安全性試験に動物を使用することに対する公衆の関心も高まっています。 人間の安全に関して、公益および環境擁護団体は、政府機関に対し、化学物質に対してより厳しい規制を適用するように大きな圧力をかけてきました。 最近の例としては、一部の環境保護団体が米国で塩素および塩素含有化合物を禁止する運動を行っています。 このような極端な行動の動機の XNUMX つは、これらの化合物のほとんどが十分にテストされていないという事実にあります。 毒物学の観点からすると、塩素の存在だけに基づいてさまざまな化学物質のクラス全体を禁止するという概念は、科学的に不健全であり、無責任です. しかし、公衆の観点からは、環境に放出された化学物質が重大な健康リスクを引き起こさないという保証が必要であることは理解できます。 このような状況は、毒性を評価するためのより効率的で迅速な方法の必要性を強調しています。
毒性試験の分野に影響を与えたもう 76 つの社会的関心事は、動物福祉です。 世界中でますます多くの動物保護団体が、製品の安全性試験に全動物を使用することに反対の声を上げています。 動物実験をやめさせようとして、化粧品、家庭用およびパーソナルケア製品、医薬品のメーカーに対して積極的なキャンペーンが行われています。 ヨーロッパでのこのような努力の結果、指令 768/1/EEC (化粧品指令) の修正第 1998 条が可決されました。 この指令の結果、XNUMX 年 XNUMX 月 XNUMX 日以降に動物実験を行った化粧品または化粧品成分は、代替方法の検証が不十分でない限り、欧州連合では販売できません。 この指令は、米国またはその他の国でのそのような製品の販売を管轄していませんが、ヨーロッパを含む国際市場を持つ企業に大きな影響を与えます。
動物全体を対象とした試験以外の試験を開発するための基礎を形成する代替法の概念は、XNUMX つの Rs: 削減 使用される動物の数。 洗練 動物のストレスや不快感を軽減するためのプロトコル。 と 置換 in vitro 試験(すなわち、生きている動物の体外で行われる試験)、コンピュータ モデル、または下等脊椎動物または無脊椎動物種での試験による現在の動物試験の評価。 三人 Rは、1959 年に XNUMX 人の英国の科学者、WMS ラッセルとレックス バーチによって出版された本で紹介されました。 人道的な実験技術の原則. ラッセルとバーチは、有効な科学的結果が得られる唯一の方法は動物の人道的な扱いであると主張し、動物の使用を減らし、最終的には動物に取って代わる方法を開発する必要があると信じていました。 興味深いことに、ラッセルとバーチが概説した原則は、1970 年代半ばに動物福祉運動が復活するまでほとんど注目されませんでした。 今日のXNUMXつのコンセプト Rs は、研究、テスト、および教育に関して最前線に立っています。
要約すると、in vitro 試験方法論の開発は、過去 20 年から XNUMX 年の間に収束したさまざまな要因の影響を受けてきました。 これらの要因のいずれかが単独で毒性試験戦略に大きな影響を与えたかどうかを確認することは困難です.
In Vitro 毒性試験の考え方
このセクションでは、全動物試験の代替手段の XNUMX つとして、毒性を評価するための in vitro 法のみに焦点を当てます。 コンピューター モデリングや定量的な構造活性相関などの追加の非動物代替法については、この章の他の記事で説明します。
インビトロ研究は、一般に、動物またはヒトの細胞または体外の組織で行われます。 In vitro は文字通り「ガラス内」を意味し、定義された条件下でペトリ皿または試験管で培養された生体材料または生体材料の成分に対して実行される手順を指します。 これらは、in vivo 研究、または「生きている動物で」実施されたものとは対照的である可能性があります。 観察が皿の中の単一タイプの細胞に限定されている場合、複雑な生物に対する化学物質の影響を予測することは、不可能ではないにしても困難ですが、インビトロ研究は、固有の毒性についてもかなりの量の情報を提供します毒性の細胞および分子メカニズムとして。 さらに、それらは一般に安価であり、より制御された条件下で実施できるという点で、in vivo 研究よりも多くの利点を提供します。 さらに、in vitro 培養用の細胞を得るには少数の動物が必要であるという事実にもかかわらず、これらの方法は削減の代替手段 (in vivo 研究に比べて使用する動物がはるかに少ないため) および改良の代替手段 (必要性を排除するため) と見なすことができます。 in vivo 実験によって課せられる有害な毒性結果に動物をさらすこと)。
in vitro 毒性試験の結果を解釈し、毒性を評価する上での潜在的な有用性を判断し、それらを in vivo の全体的な毒性学的プロセスに関連付けるためには、毒性学的プロセスのどの部分が調査されているかを理解する必要があります。 毒物学的プロセス全体は、生物が物理的または化学的物質にさらされることから始まり、細胞および分子の相互作用を経て進行し、最終的に生物全体の反応として現れる事象で構成されています。 In vitro 試験は、一般に、細胞および分子レベルで行われる毒物学的プロセスの一部に限定されます。 in vitro 研究から得られる可能性のある情報の種類には、代謝経路、活性代謝物と細胞および分子標的との相互作用、および暴露の分子バイオマーカーとして機能する潜在的に測定可能な毒性エンドポイントが含まれます。 理想的な状況では、in vitro 試験から得られた情報を完全に解釈し、生物全体の反応に関連付けることができるように、生物への暴露による各化学物質の毒性のメカニズムを知ることができます。 しかし、完全な毒物学的メカニズムはほとんど解明されていないため、これは事実上不可能です。 したがって、毒物学者は、メカニズムが不明なため、in vitro 試験の結果を in vivo 毒性の完全に正確な予測として使用できないという状況に直面しています。 しかし、in vitro 試験を開発する過程で、毒性の細胞および分子メカニズムの構成要素が解明されることがよくあります。
in vitro 試験の開発と実施を取り巻く重要な未解決の問題の XNUMX つは、次の考慮事項に関連しています。 科学的観点からは、in vivo 試験の代替として機械論に基づいた試験のみを利用する方が間違いなく優れています。 しかし、完全なメカニズムの知識がなければ、近い将来に全動物試験を完全に置き換える in vitro 試験が開発される見込みはほとんどありません。 しかし、これは現在のケースである早期スクリーニングツールとして、より記述的なタイプのアッセイの使用を排除するものではありません. これらのスクリーニングにより、動物の使用が大幅に削減されました。 したがって、より多くのメカニズムに関する情報が得られるまでは、結果が in vivo で得られた結果と単純によく相関する試験を、より限定的に採用する必要があるかもしれません。
細胞毒性のインビトロ試験
このセクションでは、化学物質の細胞毒性の可能性を評価するために開発されたいくつかの in vitro 試験について説明します。 ほとんどの場合、これらのテストは簡単に実行でき、分析は自動化できます。 細胞毒性の一般的に使用される in vitro 試験の 96 つは、ニュートラル レッド アッセイです。 このアッセイは培養細胞に対して行われ、ほとんどのアプリケーションでは、直径 6.4 mm の 0.01 個の小さなウェルを含む培養皿で細胞を維持できます。 各ウェルは 1 回の測定に使用できるため、この配置では、複数の濃度の被験化学物質や、それぞれに十分な数の複製を持つ陽性および陰性コントロールに対応できます。 少なくとも 96 桁(例えば、XNUMXmM から XNUMXmM)にわたるさまざまな濃度の被験化学物質、ならびに陽性対照および陰性対照化学物質で細胞を処理した後、細胞をすすぎ、ニュートラルレッドで処理します。生きた細胞だけが取り込んで保持できる染料。 色素は、被験物質の除去時に添加して即時効果を測定するか、または被験物質を除去した後、蓄積効果または遅発性効果を測定するために添加することができます。 各ウェルの色の濃さは、そのウェル内の生細胞の数に対応しています。 色強度は、プレートリーダーを装備することができる分光光度計によって測定される。 プレート リーダーは、培養皿の XNUMX の各ウェルの個別の測定値を提供するようにプログラムされています。 この自動化された方法論により、研究者は濃度反応実験を迅速に実行し、統計的に有用なデータを取得できます。
細胞毒性のもう 3 つの比較的単純なアッセイは、MTT テストです。 MTT (4,5[2-ジメチルチアゾール-2,5-イル]-XNUMX-ジフェニルテトラゾリウム ブロマイド) は、ミトコンドリア酵素によって青色に還元されるテトラゾリウム色素です。 生存可能なミトコンドリアを持つ細胞のみが、この反応を実行する能力を保持します。 したがって、色の濃さはミトコンドリアの完全性の程度に直接関係しています。 これは、一般的な細胞毒性化合物だけでなく、ミトコンドリアを特異的に標的とする薬剤を検出するのに役立つテストです。
乳酸脱水素酵素 (LDH) 活性の測定は、細胞毒性の広範なアッセイとしても使用されます。 この酵素は通常、生細胞の細胞質に存在し、毒物によって悪影響を受けた死んだ細胞や死にかけている細胞の漏れやすい細胞膜を通して細胞培養培地に放出されます。 細胞の化学処理後、放出されたLDHの量を測定し、毒性の経時変化を決定するために、少量の培養培地を様々な時点で除去することができる。 LDH 放出アッセイは細胞毒性の非常に一般的な評価ですが、実行が簡単で、リアルタイムで実行できるため有用です。
細胞損傷を検出するために開発されている多くの新しい方法があります。 より洗練された方法では、蛍光プローブを使用して、カルシウム放出や pH および膜電位の変化など、さまざまな細胞内パラメーターを測定します。 一般に、これらのプローブは非常に感度が高く、より微妙な細胞の変化を検出する可能性があるため、エンドポイントとして細胞死を使用する必要性が減少します。 さらに、これらの蛍光アッセイの多くは、96 ウェル プレートと蛍光プレート リーダーを使用して自動化できます。
これらの試験のいずれかを使用して一連の化学物質に関するデータが収集されると、相対的な毒性が決定される可能性があります。 in vitro 試験で決定される化学物質の相対毒性は、未処理細胞のエンドポイント応答に 50% の影響を与える濃度として表すことができます。 この決定は EC と呼ばれます。50 (E効果的な Cの集中 50% の細胞) で、さまざまな化学物質の毒性を in vitro で比較するために使用できます。 (相対毒性の評価に使用される同様の用語は IC50これは、細胞プロセス、例えば、ニュートラルレッドを吸収する能力を 50% 阻害する化学物質の濃度を示しています。) 化学物質の相対的な in vitro 毒性が、相対的な in vitro 毒性に匹敵するかどうかを評価することは容易ではありません。 in vivo 系にはトキシコキネティクス、代謝、修復および防御メカニズムなど、非常に多くの交絡因子があるためです。 さらに、これらのアッセイのほとんどは一般的な細胞毒性のエンドポイントを測定するため、機械論に基づいていません。 したがって、in vitro と in vivo の相対毒性の間の一致は、単純に相関関係にあります。 インビトロからインビボへの外挿には多くの複雑さと困難があるにもかかわらず、これらのインビトロ試験は非常に価値があることが証明されています。なぜなら、これらの試験管内試験は、実行が簡単で安価であり、毒性の高い薬物または化学物質を初期段階でフラグ付けするためのスクリーニングとして使用できるからです。発達。
標的臓器毒性
In vitro 試験は、特定の標的臓器毒性を評価するためにも使用できます。 そのような試験の設計には多くの困難が伴いますが、最も顕著なのは、in vitro システムが in vivo で臓器の多くの機能を維持できないことです。 多くの場合、細胞を動物から採取して培養すると、細胞は急速に変性および/または脱分化する傾向があります。つまり、器官のような機能を失い、より一般的なものになります。 これは、短期間、通常は数日以内に、培養物が毒素の器官特異的効果を評価するのにもはや役に立たないという問題を提示します。
これらの問題の多くは、分子生物学および細胞生物学の最近の進歩により克服されつつあります。 インビボでの細胞環境について得られる情報は、インビトロでの培養条件の調節に利用することができる。 1980 年代半ば以降、新しい成長因子やサイトカインが発見され、現在ではその多くが市販されています。 培養中の細胞にこれらの因子を添加すると、細胞の完全性が維持され、より分化した機能を長期間保持するのにも役立ちます。 他の基礎研究により、培養中の細胞の栄養およびホルモン要件に関する知識が増し、新しい培地が処方される可能性があります。 最近の進歩は、細胞を培養できる天然および人工の細胞外マトリックスの両方を特定することにおいてもなされました。 これらの異なるマトリックスでの細胞の培養は、構造と機能の両方に大きな影響を与える可能性があります。 この知識から得られる主な利点は、培養中の細胞の環境を複雑に制御し、基本的な細胞プロセスおよびさまざまな化学物質への応答に対するこれらの要因の影響を個別に調べる能力です。 要するに、これらのシステムは、臓器固有の毒性メカニズムに関する優れた洞察を提供できます。
多くの標的臓器毒性研究は、初代細胞で実施されます。初代細胞は、定義上、臓器から新たに分離され、通常、培養中に有限の寿命を示します。 毒性評価のために器官から単一細胞タイプの初代培養を行うことには多くの利点があります。 機構的な観点から、このような培養は、化学物質の特定の細胞標的を研究するのに役立ちます。 場合によっては、器官からの XNUMX つ以上の細胞型を一緒に培養することができ、これにより、毒素に応答した細胞間相互作用を観察できるという追加の利点が得られます。 皮膚の共培養システムの中には、生体内の皮膚に似た三次元構造を形成するように設計されたものがあります。 肝臓や腎臓など、異なる臓器の細胞を共培養することも可能です。 このタイプの培養は、肝臓で生物活性化されなければならない化学物質の腎臓細胞に特異的な影響を評価するのに役立ちます。
分子生物学的ツールは、標的臓器毒性試験に役立つ連続細胞株の開発にも重要な役割を果たしてきました。 これらの細胞株は、初代細胞に DNA をトランスフェクトすることによって生成されます。 トランスフェクション手順において、細胞およびDNAは、DNAが細胞によって取り込まれることができるように処理される。 通常、DNA はウイルス由来であり、発現すると細胞が不死化する (つまり、培養中で長期間生きて増殖できる) 遺伝子を含んでいます。 不死化遺伝子が誘導性プロモーターによって制御されるように、DNAを操作することもできる。 このタイプの構築物の利点は、不死化遺伝子の発現を可能にする適切な化学的刺激を受けた場合にのみ、細胞が分裂することです。 このような構築物の例は、シミアンウイルス 40 (SV40) 由来のラージ T 抗原遺伝子 (不死化遺伝子) であり、その前にメタロチオネイン遺伝子のプロモーター領域があり、培地中の金属の存在によって誘導されます。 したがって、遺伝子が細胞にトランスフェクトされた後、細胞を低濃度の亜鉛で処理して、MT プロモーターを刺激し、T 抗原遺伝子の発現をオンにすることができます。 これらの条件下で、細胞は増殖します。 培地から亜鉛が除去されると、細胞は分裂を停止し、理想的な条件下では、組織固有の機能を発現する状態に戻ります。
細胞培養技術の進歩と組み合わせた不死化細胞を生成する能力は、脳、腎臓、肝臓など、さまざまな臓器からの細胞株の作成に大きく貢献しています。 ただし、これらの細胞株を真正な細胞タイプの代理として使用する前に、それらが実際にどの程度「正常」であるかを判断するために慎重に特徴付けする必要があります。
標的臓器毒性を研究するための他の in vitro システムでは、複雑さが増しています。 in vitro システムは、単一細胞から全臓器培養へと複雑さが増すにつれて、in vivo 環境に匹敵するようになりますが、同時に、変数の数が増えると、制御がはるかに難しくなります。 したがって、より高いレベルの組織に移行することで得られるものは、研究者が実験環境を制御できないために失われる可能性があります。 表 1 は、肝毒性の研究に使用されてきたさまざまな in vitro システムの特性の一部を比較しています。
表 1. 肝毒性試験用の in vitro システムの比較
エントルピー | 複雑 (相互作用のレベル) |
肝臓特有の機能を保持する能力 | 潜在的な培養期間 | 環境をコントロールする能力 |
不死化細胞株 | 一部の細胞間 (細胞株によって異なります) | 不良から良好 (細胞株によって異なります) | 不定 | 優れた |
初代肝細胞培養 | セル間 | 可~優(培養条件により異なる) | 数日から数週間 | 優れた |
肝細胞共培養 | cell to cell (同じ細胞型と異なる細胞型の間) | 最良です | 週間 | 優れた |
レバースライス | 細胞から細胞へ(すべての細胞タイプの中で) | 最良です | 数時間から数日 | 良い |
分離、灌流肝臓 | 細胞間 (すべての細胞型の中で)、および臓器内 | 優れた | 時 | フェア |
精密に切断された組織切片は、毒物学的研究により広く使用されています。 研究者が無菌環境で均一な組織切片を切断できるようにする新しい器具が利用可能になりました。 組織切片は、臓器のすべての種類の細胞が存在し、生体内の構造と細胞間コミュニケーションを維持するという点で、細胞培養システムよりも優れた利点を提供します。 したがって、特定の標的器官毒性を調査するだけでなく、器官内の標的細胞タイプを決定するために、インビトロ研究を実施することができる。 スライスの欠点は、主にスライスの内部の細胞への酸素の拡散が不十分なために、最初の 24 時間の培養後に急速に変性することです。 しかし、最近の研究では、穏やかな回転によってより効率的な通気が達成される可能性があることが示されています。 これは、より複雑な培地の使用とともに、スライスが最大 96 時間生き残ることを可能にします。
組織外植片は、組織切片と概念が似ており、特定の標的臓器における化学物質の毒性を判断するためにも使用できます。 組織外植片は、組織の小片 (催奇形性の研究では、無傷の胚) を除去し、さらなる研究のために培養に入れることによって確立されます。 外植片培養は、皮膚の刺激性や腐食性、気管のアスベスト研究、脳組織の神経毒性研究など、短期間の毒性研究に有用です。
分離された灌流臓器は、標的臓器の毒性を評価するために使用することもできます。 これらのシステムは、すべての細胞タイプが存在するという点で、組織切片および外植片と同様の利点を提供しますが、切片の準備に伴う操作によって導入される組織へのストレスはありません。 さらに、それらは臓器内相互作用の維持を可能にします。 主な欠点は、短期間の生存率であり、in vitro 毒性試験での使用が制限されます。 代替として機能するという点では、これらの培養は、動物が毒物による in vivo 治療の悪影響を経験しないため、洗練されたものと見なすことができます。 ただし、それらを使用しても、必要な動物の数が大幅に減少するわけではありません。
要約すると、標的臓器毒性の評価に利用できる in vitro システムにはいくつかの種類があります。 これらの技術の XNUMX つまたは複数を使用して、毒性のメカニズムに関する多くの情報を取得することが可能です。 毒性学的プロセスの比較的小さな部分を表す in vitro システムから、in vivo で発生するプロセス全体を推定する方法を知ることには、依然として困難が残っています。
眼刺激性のインビトロ試験
動物福祉の観点からおそらく最も論争の的となっている全動物毒性試験は、ウサギで実施される眼刺激性に関するドレイズ試験です。 このテストでは、化学物質の一定量をウサギの片方の目に入れ、もう片方の目をコントロールとして使用します。 刺激および炎症の程度は、曝露後のさまざまな時点で記録されます。 人道的な理由だけでなく、観察の主観性と結果の変動性のためにも批判されてきたこのテストに代わる方法論を開発するために大きな努力が払われています. ドレイズ テストが受けた厳しい批判にもかかわらず、他の方法では識別が困難な、特に軽度から中程度の刺激性物質を予測することに、ドレイズ テストが非常に成功していることが証明されていることに注目することは興味深いことです。 したがって、インビトロの代替手段に対する需要は非常に大きいです。
ドレイズ テストに代わるものを探すのは複雑ですが、成功すると予測されています。 多数の in vitro およびその他の代替法が開発されており、場合によってはそれらが実装されています。 定義上、動物にとって痛みや苦痛が少ないドレイズ試験の改良版には、人道的な理由だけでなく、ウサギの目に少量の試験材料を入れるロー ボリューム アイ テストが含まれます。人々が実際に偶発的に暴露される可能性のある量をより厳密に模倣します。 別の改良点として、pH が 2 未満または 11.5 を超える物質は、眼に重度の刺激性があることが知られているため、動物実験は行われなくなりました。
1980 年から 1989 年の間に、化粧品の眼刺激性試験に使用されるウサギの数は推定 87% 減少しました。 in vitro 試験は、全動物試験の大幅な削減を実現するための階層試験アプローチの一部として組み込まれています。 このアプローチは、過去の眼刺激性データの徹底的な調査と、評価対象の化学物質の物理的および化学的分析から始まる多段階プロセスです。 これら XNUMX つのプロセスで十分な情報が得られない場合は、一連の in vitro 試験が行われます。 in vitro 試験から得られた追加データは、その物質の安全性を評価するのに十分かもしれません。 そうでない場合、最後のステップは限定的な in vivo 試験を実施することです。 このアプローチが、被験物質の安全性を予測するために必要な動物の数をどのように排除するか、少なくとも劇的に減らすことができるかは容易に理解できます。
この階層テスト戦略の一部として使用される一連の in vitro テストは、特定の業界のニーズによって異なります。 眼刺激性試験は、化粧品から医薬品、工業用化学物質まで、さまざまな業界で行われています。 業界ごとに必要な情報の種類は異なるため、一連の in vitro 試験を XNUMX つ定義することはできません。 テスト バッテリーは、通常、細胞毒性、組織の生理学と生化学の変化、定量的な構造活性相関、炎症メディエーター、回復と修復の XNUMX つのパラメーターを評価するように設計されています。 刺激の原因の XNUMX つである細胞毒性のテストの例として、培養細胞を使用したニュートラルレッドアッセイがあります (上記参照)。 化学物質への暴露に起因する細胞生理学および生化学の変化は、ヒト角膜上皮細胞の培養でアッセイすることができます。 あるいは、研究者は、食肉処理場から入手した無傷または解剖したウシまたはニワトリの眼球も使用しています。 これらの全臓器培養で測定されたエンドポイントの多くは、角膜混濁や角膜腫脹など、in vivo で測定されたものと同じです。
炎症は化学物質による眼の損傷の構成要素であることが多く、このパラメータを調べるために利用できるアッセイが多数あります。 アラキドン酸やサイトカインなどの炎症プロセス中に放出されるメディエーターの存在を、さまざまな生化学的アッセイで検出します。 鶏卵の絨毛尿膜 (CAM) も、炎症の指標として使用できます。 CAM アッセイでは、14 ~ XNUMX 日齢のニワトリ胚の殻の小片を取り除き、CAM を露出させます。 その後、化学物質が CAM に適用され、血管出血などの炎症の徴候がその後さまざまな時点で記録されます。
in vitro で評価するのが最も困難な in vivo プロセスの XNUMX つは、眼の損傷の回復と修復です。 新しく開発された装置であるシリコン マイクロフィジオメーターは、細胞外 pH の小さな変化を測定し、培養細胞をリアルタイムで監視するために使用できます。 この分析は、in vivo 回復とかなりよく相関することが示されており、このプロセスの in vitro テストとして使用されています。 これは、眼刺激性に対するドレイズ試験の代替として採用されている試験の種類の概要です。 今後数年以内に、完全な一連の in vitro テスト バッテリーが定義され、それぞれが特定の目的のために検証される可能性があります。
検証
in vitro 試験方法論が規制当局に受け入れられ、実施されるための鍵は検証です。これは、特定の目的のために候補試験の信頼性を確立するプロセスです。 検証プロセスを定義し、調整する努力は、米国とヨーロッパの両方で行われてきました。 欧州連合は、そこでの取り組みを調整し、米国の学術センターであるジョンズ・ホプキンス動物実験代替法センター (CAAT) などのアメリカの組織と交流するために、1993 年に欧州代替法検証センター (ECVAM) を設立しました。 、および国立衛生研究所、米国環境保護庁、米国食品医薬品局、および消費者製品安全委員会の代表者で構成される、代替法の検証のための機関間調整委員会 (ICCVAM)。
in vitro 試験の検証には、実質的な組織と計画が必要です。 政府の規制当局と産業界および学術界の科学者の間で、受け入れ可能な手順についてコンセンサスが必要であり、プロトコルが設定された基準を満たしていることを保証するために、科学諮問委員会による十分な監督が必要です。 検証研究は、化学物質バンクからの較正された一連の化学物質と、単一のソースからの細胞または組織を使用して、一連の参照実験室で実施する必要があります。 候補試験の試験所内再現性と試験所間再現性の両方を実証し、結果を適切な統計分析にかけなければなりません。 検証研究のさまざまな構成要素からの結果がまとめられると、科学諮問委員会は、特定の目的に対する候補試験の有効性について勧告を行うことができます。 さらに、研究の結果は、査読のあるジャーナルに掲載され、データベースに配置されるべきです。
検証プロセスの定義は現在進行中です。 新しい検証研究はそれぞれ、次の研究の設計に役立つ情報を提供します。 国際的なコミュニケーションと協力は、特に EC 化粧品指令の可決によって課された緊急性の高まりを考えると、広く受け入れられる一連のプロトコルの迅速な開発に不可欠です。 この法律は、本格的な検証作業を実施するために必要な推進力を実際に提供する可能性があります。 このプロセスが完了して初めて、さまざまな規制当局による in vitro 法が受け入れられるようになります。
まとめ
この記事では、in vitro 毒性試験の現状を幅広く概観しました。 in vitro 毒性学の科学は比較的歴史が浅いですが、指数関数的に成長しています。 今後数年間の課題は、細胞および分子研究によって生成されたメカニズムの知識を in vivo データの膨大なインベントリに組み込み、毒性学的メカニズムのより完全な説明を提供し、in vitro データを使用できるパラダイムを確立することです。 in vivo での毒性を予測します。 これらの in vitro 法の固有の価値を実現できるのは、毒物学者と政府代表者の協調した努力のみです。
構造活性相関 (SAR) 分析は、化学物質の分子構造に関する情報を利用して、持続性、分布、取り込みと吸収、および毒性に関連する重要な特性を予測することです。 SAR は、潜在的な有害化学物質を特定する代替方法であり、産業界や政府がさらなる評価や新しい化学物質の初期段階の意思決定のために物質に優先順位を付けるのを支援する可能性があります。 毒物学は、ますます費用がかかり、リソースを大量に消費する事業になっています。 化学物質が暴露されたヒト集団に悪影響を与える可能性に対する懸念の高まりにより、規制機関および保健機関は、毒物学的危険を検出するためのテストの範囲と感度を拡大するようになりました。 同時に、業界に対する規制の実際の負担と認識されている負担により、毒性試験方法とデータ分析の実用性に対する懸念が生じています。 現在、化学的発がん性の決定は、複数の臓器の慎重な組織病理学的分析、および細胞と標的臓器の前腫瘍性変化の検出を伴う、数回の用量での少なくとも 3 つの雌雄の種の生涯試験に依存しています。 米国では、がんバイオアッセイの費用は 1995 万ドル (XNUMX ドル) を超えると推定されています。
無限の財源があっても、今日世界で生産されている約 70,000 の既存の化学物質をテストする負担は、訓練を受けた毒物学者の利用可能なリソースを超えます。 これらの化学物質の第 1984 段階の評価を完了するには何世紀もかかるだろう (NRC 1993)。 多くの国で、毒性試験における動物の使用に関する倫理的懸念が高まっており、毒性試験の標準的な方法の使用にさらなる圧力がかかっています。 SAR は製薬業界で広く使用されており、治療に有益に使用できる可能性のある分子を特定しています (Hansch and Zhang 1979)。 環境および労働衛生政策において、SAR は、物理化学的環境における化合物の分散を予測し、潜在的な毒性をさらに評価するために新しい化学物質をスクリーニングするために使用されます。 米国有害物質規制法 (TSCA) に基づき、EPA は 5 年以来、製造前通知 (PMN) プロセスにおける新しい化学物質の「最初のスクリーニング」として SAR アプローチを使用してきました。 オーストラリアは、新しい化学物質通知 (NICNAS) 手順の一部として、同様のアプローチを使用しています。 US SAR 分析では、セクションで要求されているように、物質の製造、処理、流通、使用、または廃棄が人間の健康または環境に不当な損害のリスクをもたらすと結論付ける合理的な根拠があると判断するための重要な根拠です。 TSCA の 6(f)。 この発見に基づいて、EPA は TSCA のセクション XNUMX に基づいて物質の実際のテストを要求することができます。
SAR の根拠
SAR の科学的根拠は、化学物質の分子構造が物理化学系および生物学的システムにおけるその挙動の重要な側面を予測するという仮定に基づいています (Hansch and Leo 1979)。
SARプロセス
SAR レビュー プロセスには、純粋な化合物だけでなく実験的な製剤を含む化学構造の同定が含まれます。 構造的に類似した物質の同定; 構造類似体に関する情報をデータベースや文献で検索する。 構造類似体に関する毒性およびその他のデータの分析。 いくつかのまれなケースでは、十分に理解されている毒性メカニズムに基づいて、化合物の構造に関する情報だけで SAR 分析をサポートするのに十分な場合があります。 SAR に関するいくつかのデータベースと、分子構造予測のためのコンピューターベースの方法がコンパイルされています。
この情報を使用して、次のエンドポイントを SAR で推定できます。
発がん性、発生毒性、生殖毒性、神経毒性、免疫毒性、またはその他の標的臓器への影響などの重要な健康エンドポイントに対する SAR 手法は存在しないことに注意する必要があります。 これは次の 1988 つの要因によるものです。SAR 仮説を検証するための大規模なデータベースの欠如、毒性作用の構造的決定要因に関する知識の欠如、標的細胞とこれらのエンドポイントに関与するメカニズムの多様性 (「米国生殖毒性物質および神経毒性物質のリスク評価へのアプローチ」)。 分配係数と溶解度に関する情報を使用して薬物動態を予測するために SAR を利用するいくつかの限定的な試みがあります (Johanson and Naslund 450)。 一連の化合物の P1993 依存性代謝と、サイトゾルの「ダイオキシン」受容体へのダイオキシンおよび PCB 様分子の結合を予測するために、より広範な定量的 SAR が行われました (Hansch and Zhang XNUMX)。
表 1 に示すように、SAR は、上記のエンドポイントのいくつかについて予測可能性が異なることが示されています。 米国 EPA の専門家によって実施された SAR は、生分解を含む生物活性の予測よりも、物理化学的特性の予測のほうがうまくいきませんでした。 毒性エンドポイントについては、SAR が変異原性の予測に最適でした。 Ashby と Tennant (1991) は、より広範な研究で、NTP 化学物質の分析において、短期遺伝毒性の良好な予測可能性も見出しました。 遺伝毒性の分子メカニズム(「遺伝毒性学」を参照)および DNA 結合における求電子性の役割に関する現在の理解を考えると、これらの発見は驚くべきことではありません。 対照的に、SAR は哺乳類の全身性および亜慢性毒性を過小予測し、水生生物に対する急性毒性を過大予測する傾向がありました。
表 1. SAR とテスト データの比較: OECD/NTP 分析
エンドポイント | 合意 (%) | 不一致 (%) | 数 |
沸点 | 50 | 50 | 30 |
蒸気圧 | 63 | 37 | 113 |
水溶性 | 68 | 32 | 133 |
分配係数 | 61 | 39 | 82 |
生分解 | 93 | 7 | 107 |
魚毒性 | 77 | 22 | 130 |
ミジンコ中毒 | 67 | 33 | 127 |
哺乳類急性毒性(LD50 ) | 80 | 201 | 142 |
皮膚刺激 | 82 | 18 | 144 |
目の炎症 | 78 | 22 | 144 |
皮膚感作 | 84 | 16 | 144 |
亜慢性毒性 | 57 | 32 | 143 |
変異原性2 | 88 | 12 | 139 |
変異原性3 | 82-944 | 1-10 | 301 |
発がん性3 : XNUMX年間のバイオアッセイ | 72-954 | - | 301 |
出典: OECD からのデータ、私信 C. Auer、US EPA。 この分析では、比較可能な SAR 予測と実際のテスト データが利用可能なエンドポイントのみが使用されました。 NTP データは、Ashby と Tennant 1991 からのものです。
1 懸念されるのは、SAR が試験した化学物質の 12% で急性毒性を予測できなかったことです。
2 Ames 試験と SAR の一致に基づく OECD データ
3 いくつかのクラスの「構造的に警告する化学物質」の SAR 予測と比較したジェネトックス アッセイに基づく NTP データ。
4 一致率はクラスによって異なります。 最高の一致は、芳香族アミノ/ニトロ化合物でした。 「その他」の構造で最も低い。
上記のように、その他の有毒エンドポイントについては、SAR の有用性はあまり実証されていません。 哺乳動物の毒性予測は、複雑な分子のトキシコキネティクスに関する SAR が欠如しているため複雑です。 それにもかかわらず、哺乳類の複雑な毒性エンドポイントに対する SAR の原則を提案するいくつかの試みがなされてきた (例えば、潜在的な雄の生殖毒性物質の SAR 分析については Bernstein (1984) を参照)。 ほとんどの場合、データベースは小さすぎて、構造ベースの予測を厳密にテストすることはできません。
この時点で、SAR は主に毒性試験リソースへの投資を優先するため、または潜在的な危険性について早期に懸念を提起するために役立つ可能性があると結論付けることができます。 変異原性の場合にのみ、SAR 分析自体を信頼性をもって利用して、他の決定を通知できる可能性があります。 この章の他の箇所で説明されているように、SAR がリスク評価の目的に必要な種類の定量的情報を提供できる可能性は低いため、エンドポイントはありません。 百科事典.
ILO の第 3 版では、 百科事典、1983 年に発行された、エルゴノミクスはわずか 3 ページの長さの XNUMX つの記事に要約されていました。 第 XNUMX 版の発行以来、安全と健康の相互関係の重要性と理解に大きな変化がありました。世界はもはや医療、安全、危険防止に簡単に分類できなくなりました。 過去 XNUMX 年間、生産およびサービス産業のほぼすべての部門が、生産性と品質の向上に多大な努力を払ってきました。 この再構築プロセスは、生産性と品質が労働条件の設計に直接関係していることを明確に示す実践的な経験をもたらしました。 生産性の直接的な経済的尺度の XNUMX つである病気による欠勤のコストは、労働条件の影響を受けます。 したがって、労働条件の設計にもっと注意を払うことで、生産性と品質を高め、欠勤を避けることができるはずです。
要するに、現代の人間工学の単純な仮説は次のように述べることができます: 痛みと疲労は健康被害、生産性の浪費、品質の低下を引き起こします。これらは、人間の仕事のコストと利益の尺度です。
この単純な仮説は、職業病の病因を確立することに一般的に制限されている職業医学とは対照的です。 産業医の目標は、そのような病気を発症する可能性を最小限に抑える条件を確立することです。 人間工学の原則を使用すると、これらの条件は、要求と負荷制限の形で最も簡単に定式化できます。 産業医学は、「医学科学的研究による限界」を確立することとして要約することができます。 伝統的なエルゴノミクスは、その役割を、設計と作業組織を使用して、産業医学によって確立された制限を実践できる方法を定式化することの XNUMX つと見なしています。 伝統的なエルゴノミクスは、「科学的研究による修正」を発展させるものとして説明することができます。ここで、「修正」は、健康被害を防ぐためだけに負荷制限に注意を払うよう求めるすべての作業設計の推奨事項であると理解されています。 このような是正勧告の特徴は、最終的に実践者がそれを適用するという問題に取り残されることです。学際的なチームの努力はありません。
1857 年に人間工学を発明した当初の目的は、この種の「修正による人間工学」とは対照的です。
... 自分自身と他人の利益のために、最小の努力と最大の満足のために人生の労働の最高の成果を得ることができるようにする科学的アプローチ (Jastrzebowski 1857)。
「エルゴノミクス」という用語の語源は、ギリシャ語で規則を意味する「nomos」と作業を意味する「ergo」に由来します。 エルゴノミクスは、より前向きで前向きなデザインコンセプトの「ルール」を開発するべきだと提案することができます。 「矯正エルゴノミクス」とは対照的に、 将来の人間工学 利益率を同時に考慮した人間工学的推奨事項の適用に基づいています (Laurig 1992)。
このアプローチを開発するための基本的な規則は、実際の経験から導き出すことができ、労働衛生と人間工学の研究の結果によって補強することができます。 言い換えると、 将来の人間工学 人間の生産性を向上させるために、作業対象者の疲労や消耗を防ぐ作業設計の代替案を探すことを意味します (「... 自分自身と他の人の利益のために」)。 この包括的なアプローチ 将来の人間工学 情報処理量の増大と作業組織の変化に伴い決定される労働条件の設計だけでなく、職場や設備の設計も含まれます。 将来の人間工学 したがって、同じ目標によって団結した幅広い分野の研究者と実践者の学際的なアプローチであり、労働安全衛生の現代的な理解の一般的な基礎の一部です (UNESCO 1992)。
この理解に基づいて、 エルゴノミクス 第 4 版 ILO の章 百科事典 労働者の特性と能力に向けられた知識と経験のさまざまなクラスターをカバーし、仕事をより「人間工学的」に、つまりより人道的にすることにより、リソース「人間の仕事」を最適に使用することを目的としています。
この章のトピックの選択と記事の構造は、業界で実践されている分野の典型的な質問の構造に従っています。 から始まる 目標、原則および方法 人間工学の次の記事は、生理学や心理学などの基礎科学の基本原則をカバーしています。 この基礎に基づいて、次の記事では、作業組織から製品設計に至るまで、労働条件の人間工学的設計の主要な側面を紹介します。 「すべての人のための設計」は、実際には見過ごされがちな概念である、労働者の特性と能力に基づく人間工学的アプローチに特に重点を置いています。 人間工学の重要性と多様性は、この章の最後にある XNUMX つの例で示されています。また、ILO のこの版の他の多くの章で、人間工学の重要性と多様性が示されています。 百科事典 などの人間工学に直接関係しています。 暑さと寒さ, ノイズ, 振動, ビジュアルディスプレイユニット、およびセクション内の事実上すべての章 事故と安全管理 & 管理とポリシー.
生産システムの設計
多くの企業は、コンピューターでサポートされた生産システムに何百万ドルも投資していると同時に、トレーニングへの投資によって価値を大幅に高めることができる人材を十分に活用していません。 実際、非常に複雑な自動化の代わりに資格のある従業員の可能性を利用すると、特定の状況では投資コストを大幅に削減できるだけでなく、柔軟性とシステム機能を大幅に向上させることもできます。
テクノロジーの非効率的な使用の原因
現代のテクノロジーへの投資が意図している改善は、多くの場合、ほとんど達成されていません (Strohm, Kuark and Schilling 1993; Ulich 1994)。 その最大の理由は、技術、組織、従業員の資質の問題です。
テクノロジーの問題については、主に XNUMX つの原因を特定できます。
組織の問題は主に、最新のテクノロジーを不適切な組織構造に実装しようとする継続的な試みに起因します。 たとえば、第 1988 世代、第 XNUMX 世代、第 XNUMX 世代のコンピューターを第 XNUMX 世代の組織に導入することはほとんど意味がありません。 しかし、これはまさに多くの企業が行っていることです (Savage and Appleton XNUMX)。 多くの企業では、組織の抜本的な再構築が、新しいテクノロジーの使用を成功させるための前提条件となっています。 これには特に、生産計画と管理の概念の調査が含まれます。 最終的に、資格のあるオペレーターによるローカル セルフ コントロールは、特定の状況では、技術的に高度に開発された生産計画および制御システムよりもはるかに効率的で経済的です。
従業員の資格に関する問題は、コンピュータを利用した生産システムの導入に伴う資格対策の必要性を多くの企業が認識していないことが主な原因です。 さらに、トレーニングは、戦略的な投資ではなく、管理および最小化すべきコスト要因と見なされることが多すぎます。 実際、オペレータの能力とシステム固有の知識と経験に基づいて障害を診断し、修復できるようにすることで、システムのダウンタイムとそれに伴うコストを効果的に削減できることがよくあります。 これは、密結合された生産施設で特に当てはまります (Köhler et al. 1989)。 同じことが、新製品または製品バリエーションの導入にも当てはまります。 非効率な過剰なテクノロジーの使用の多くの例は、そのような関係を証明しています。
ここで簡単に説明した分析の結果は、コンピューター支援の生産システムの導入は、技術の使用、組織の構造、およびスタッフの資格の向上を共同で最適化しようとする全体的な概念に統合された場合にのみ、成功を約束するということです。 .
タスクから社会技術システムの設計まで
生産設計の仕事関連の心理的概念は、 優位性
タスク. 一方で、タスクは個人と組織の間のインターフェースを形成します (Volpert 1987)。 一方、タスクは社会的サブシステムを技術的サブシステムと結び付けます。 「タスクは、社会システムと技術システムをつなぐ点でなければなりません。つまり、技術システム内の仕事を、社会システム内の関連する役割行動と結び付けます」(Blumberg 1988)。
これは、たとえば生産島などの社会技術システムは、主に実行する必要があるタスクによって定義されることを意味します。 人間と機械の間の仕事の配分は中心的な役割を果たします。それは、人が自動化の「ギャップ」に残された機能を持つ機械の長腕として「機能」するか、それとも機械が機械の長腕として機能するかを決定するからです。人間の能力と能力をサポートするツール機能を備えています。 私たちは、これらの相反する立場を「技術志向」と「仕事志向」と呼んでいます (Ulich 1994)。
完全なタスクの概念
完全活動の原則 (ハッカー 1986) または タスクを完了する 仕事のタスクを定義し、人間と機械の間でタスクを分割するための仕事関連の心理的概念において中心的な役割を果たします。 完全なタスクとは、「個人がかなりの個人的なコントロールを持っている」ものであり、「それらを完了または継続するように個人の中に強い力を誘発する」ものです。 完全なタスクは、「『タスク指向』として説明されているものの開発、つまり、個人の関心がタスクの性質によって喚起され、関与し、指示される状況」に貢献します (Emery 1959)。 . 図 1 は、生産システムの作業指向設計に向けた対策で考慮する必要がある完全性の特性をまとめたものです。
完全な課題の原則を実現することから生じる結果のこれらの兆候は、1 つのことを明確にします。結果として生じる複雑さと関連する範囲の説明。 (1) 作業タスクの再構築は、特にそれがグループワークの導入に関連している場合には、会社のすべてのレベルをカバーする包括的な再構築の概念にそれらを統合する必要があります。
さまざまなレベルに適用される構造上の原則を表 1 にまとめます。
表 1. 生産構造化のための作業指向の原則
組織レベル |
構造原理 |
会社概要 |
地方分権化 |
組織単位 |
機能統合 |
グループ |
自己規制1 |
個々の |
熟練した制作作業1 |
1 差分作業設計の原則を考慮に入れる。
出典: Ulich 1994.
表 1 に概説されている生産構造化の原則を実現する可能性は、図 2 に示されている生産会社の再編の提案によって示されています。再編はまた、テイラー主義的な労働と権力の分割の概念からの根本的な転換を示しています。 多くの企業の例は、そのようなモデルに基づく仕事と組織の構造の再構築が、健康と人格の発達を促進する仕事の心理的基準と長期的な経済効率の要求の両方を満たすことができることを示しています (Ulich 1994 を参照)。
ここで支持されている論拠は、紙面の都合上非常に簡単に概説しただけですが、次の XNUMX つのことを明確にしようとしています。
労働者の参加
前のセクションでは、基本的な特徴の XNUMX つとして、組織のヒエラルキーの下位レベルでの民主化を、作業内容に関する自律性と決定の自由度の向上、および製造現場での労働条件を有するタイプの作業組織について説明しました。 このセクションでは、一般的な参加型意思決定に注目することで、民主化に別の角度からアプローチします。 最初に、参加の定義的枠組みが提示され、続いて参加の効果に関する研究が議論されます。 最後に、参加型システムの設計について詳しく説明します。
参加の定義フレームワーク
組織開発、リーダーシップ、システム設計、および労使関係は、参加が関連すると見なされるさまざまなタスクとコンテキストの例です。 参加の中核と見なすことができる共通点は、個人やグループが、特定の状況での代替行動の選択に影響を与えることによって、自分たちの利益を促進する機会です (Wilpert 1989)。 ただし、参加をより詳細に説明するには、いくつかの次元が必要です。 頻繁に示唆される次元は、(a) 公式-非公式、(b) 直接-間接、(c) 影響度、および (d) 決定の内容である (例えば、Dachler and Wilpert 1978; Locke and Schweiger 1979)。 正式な参加とは、法的またはその他の規定されたルール (交渉手順、プロジェクト管理のガイドラインなど) 内での参加を指し、非公式な参加は、上司と部下の間など、規定されていないやり取りに基づくものです。 直接参加は、関係する個人による直接的な影響を可能にしますが、間接参加は代表のシステムを通じて機能します。 影響度は通常、「従業員への決定に関する情報なし」から「従業員への事前情報」および「従業員との協議」から「関係者全員の共通の決定」までの範囲の尺度で表されます。 協議や共通の意思決定なしに事前情報を提供することに関して、何人かの著者は、これは参加のレベルが低いのではなく、単に「疑似参加」の一形態であると主張します (Wall and Lischeron 1977)。 最後に、参加型意思決定の内容領域を指定できます。たとえば、技術的または組織的な変更、労使関係、または日々の運用上の決定などです。
Hornby と Clegg (1992) は、これまでに提示された次元から導き出されたものとはまったく異なる分類スキームを開発しました。 Wall と Lischeron (1977) の研究に基づいて、彼らは参加プロセスの XNUMX つの側面を区別しています。
次に、これらの側面を使用して、Gowler and Legge (1978) によって提案されたフレームワークを補完しました。このフレームワークでは、参加を 2 つの組織変数、つまり構造のタイプ (機械的対有機的) とプロセスのタイプ (安定対不安定) の関数として説明しています。 このモデルには、参加と組織との関係に関する多くの仮定が含まれているため、参加の一般的なタイプを分類するために使用することはできません。 ここでは、参加をより広い文脈で定義するための 1992 つの試みとして提示されています (表 XNUMX を参照)。 (この記事の最後のセクションでは、Hornby と Clegg の研究 (XNUMX 年) について説明します。これも、モデルの仮定をテストすることを目的としています。)
表 2. 組織のコンテキストへの参加
組織構造 |
||
メカニズム |
オーガニック |
|
組織プロセス |
||
安定した |
規制 |
Open |
不安定な |
任意 |
規制 |
出典:Hornby and Clegg 1992 から改作。
通常、参加の分類に含まれない重要な側面は、参加戦略の選択の背後にある組織の目標です (Dachler and Wilpert 1978)。 最も基本的には、参加は、意思決定プロセスの有効性や意思決定の結果と実施の質への影響に関係なく、民主的な規範を遵守するために行うことができます。 一方、参加型手続きは、関与する個人の知識と経験から利益を得るため、または決定の受け入れを確実にするために選択することができます。 多くの場合、意思決定への参加型アプローチの選択の背後にある目的を特定することは困難であり、多くの場合、同時にいくつかの目的が見つかるため、この次元を参加の分類に簡単に使用することはできません。 ただし、参加プロセスを理解するためには、心に留めておくべき重要な側面です。
参加の効果に関する研究
意思決定に直接参加する機会を提供することで、満足度と生産性の向上を達成できるという仮説が広く共有されています。 全体として、研究はこの仮定を支持していますが、証拠は明確ではなく、研究の多くは理論的および方法論的な理由で批判されています (Cotton et al. 1988; Locke and Schweiger 1979; Wall and Lischeron 1977)。 コットン等。 ( 1988 ) 一貫性のない調査結果は、研究された参加の形態の違いによるものであると主張しました。 たとえば、非公式の参加と従業員の所有権は高い生産性と満足度に関連していますが、短期的な参加は両方の点で効果がありません。 彼らの結論は強く批判されたが (Leana, Locke and Schweiger 1990)、参加研究は一般に、Cotton らによって言及されたような概念上の問題に至るまで、多くの欠陥によって特徴付けられるという合意がある。 (1988) 従属変数の異なる操作化に基づく結果の変動などの方法論的問題 (例えば、Wagner and Gooding 1987)。
参加型研究の難しさを例証するために、Coch と French (1948) による古典的な研究を簡単に説明し、続いて Bartlem と Locke (1981) の批判を示します。 前者の研究の焦点は、参加によって変化への抵抗を克服することでした。 作業タスク間の頻繁な移動が発生する繊維工場のオペレーターには、さまざまな程度で新しいジョブの設計に参加する機会が与えられました。 オペレーターの XNUMX つのグループは、選択された代表者、つまりグループの複数のオペレーターを通じて、決定 (新しい仕事と出来高の詳細な作業手順) に参加しました。 XNUMX つの小さなグループでは、すべてのオペレーターがこれらの決定に参加し、XNUMX 番目のグループは参加が許可されていないコントロールとして機能しました。 工場では以前、ほとんどのオペレーターが転勤を嫌がり、工場で最初の仕事を覚えるよりも新しい仕事を再学習するのが遅く、転勤したオペレーターの欠勤と離職率は、最近転勤していないオペレーターよりも高いことがわかっていました。
これは、新しい仕事への転勤後のできごとの収入の初期損失を補うために、転勤ボーナスが与えられたという事実にもかかわらず発生しました。 17 つの実験条件を比較すると、非参加群は移行後最初の 1951 か月間、群の標準として設定された生産量の低いレベルにとどまり、完全参加群は元の生産性に回復したことがわかりました。数日以内にそれを超え、月末にはそれを超えました。 代表者を選んで参加した XNUMX 番目のグループは、それほど早くは回復しませんでしたが、XNUMX か月後には以前の生産性を示しました。 (ただし、最初の XNUMX 週間は作業するための資料が不十分でした。) 参加したグループでは入れ替わりが発生せず、管理に対する攻撃性はほとんど観察されませんでした。 参加なしの参加グループの離職率は XNUMX% であり、経営陣に対する態度は総じて敵対的でした。 参加しなかったグループは、XNUMX か月後に解散し、さらに XNUMX か月半後に再結成され、新しい仕事に取り組み、今回は彼らの仕事の設計に参加する機会が与えられました。 その後、彼らは最初の実験に参加したグループと同じパターンの回復と生産性の向上を示しました。 この結果は、Lewin (XNUMX 年、以下を参照) の研究から導き出された変化に対する抵抗の一般的なモデルに基づいて、Coch と French によって説明されました。
Bartlem と Locke (1981) は、これらの調査結果は参加のプラスの効果を支持するものとして解釈することはできないと主張した。出来高率、利用可能な作業量、およびグループサイズを設定するために実行された時間調査の方法。 彼らは、参加ではなく、報酬率の公正さと経営陣に対する一般的な信頼が、参加グループのより良いパフォーマンスに貢献していると仮定しました。 それ自体が.
参加の効果に関する研究に関連する問題に加えて、これらの効果につながるプロセスについてはほとんどわかっていません (例: Wilpert 1989)。 Baitsch (1985) は、参加型ジョブ デザインの効果に関する縦断的研究で、多くの製造現場従業員の能力開発プロセスを詳細に説明しました。 彼の研究は、Deci (1975) の有能で自己決定的であることの必要性に基づく内発的動機付けの理論にリンクすることができます。 参加が変化への抵抗に及ぼす影響に焦点を当てた理論的枠組みは、Lewin (1951) によって提案された. Lewin (XNUMX) は、社会システムは変化の試みによって乱される準定常均衡を獲得すると主張した. 変化を成功させるためには、変化を支持する力が抵抗する力よりも強くなければなりません。 参加することで、抵抗する力を減らすだけでなく、推進力を高めることができます。なぜなら、抵抗の理由を率直に議論して対処することができ、個々の懸念やニーズを提案された変更に統合できるからです。 さらに、Lewin は、参加型の変更プロセスから生じる共通の決定が、変更の動機と実際の行動の変更との間のリンクを提供すると仮定しました。
システム設計への参加
完全に一貫しているとは言えませんが、参加の有効性に対する経験的な支持、および産業民主主義におけるその倫理的基盤を考えると、システム設計の目的のために参加戦略に従うべきであるという広範な合意があります (Greenbaum and Kyng 1991; Majchrzak 1988; Scarbrough および Corbett 1992)。 さらに、参加型デザイン プロセスに関する多くのケース スタディでは、システム デザインへの参加の特定の利点が実証されています。たとえば、結果として得られるデザインの品質、ユーザーの満足度、および新しいシステムの受け入れ (つまり、実際の使用) に関してです (Mumford Henshall 1979; Spinas 1989; Ulich et al. 1991)。
重要な問題は、参加するかどうかではなく、どのように参加するかです。 Scarbrough と Corbett (1992) は、設計プロセスのさまざまな段階におけるさまざまなタイプの参加の概要を示しました (表 3 を参照)。 彼らが指摘しているように、テクノロジーの実際の設計へのユーザーの関与はかなりまれであり、多くの場合、情報の配布を超えることはありません。 参加は主に、技術システムの実装と最適化の後期段階、および社会技術設計オプションの開発中に発生します。つまり、技術システムの使用オプションと組み合わせた組織およびジョブ設計のオプションです。
表 3. テクノロジー プロセスへのユーザーの参加
参加の種類 |
||
技術プロセスのフェーズ |
正式な |
非公式 |
設計 |
労働組合の相談 |
ユーザーの再設計 |
製品の導入 |
新しい技術協定 |
スキル交渉 |
|
ジョブデザイン |
非公式の仕事の再設計 |
Scarbrough and Corbett 1992 から適応。
技術システムの設計にユーザーが関与することや、企業の正式な参加構造に組み込まれた潜在的な制限に対する管理者やエンジニアの抵抗に加えて、重要な問題は、まだ実装されていないシステムの議論と評価を可能にする方法の必要性に関するものです。存在する (Grote 1994)。 ソフトウェア開発において、ユーザビリティ ラボは、将来のユーザーが早期にテストする機会を提供するため、この困難を克服するのに役立ちます。
参加プロセスを含むシステム設計のプロセスを検討する際に、Hirschheim と Klein (1989) は、社会組織の性質、技術の性質、およびそれらの性質などの基本的なトピックについて、システム開発者と管理者の暗黙的および明示的な仮定の影響を強調しました。開発プロセスにおける自分の役割。 システム設計者が自分自身を専門家と見なすか、促進者と見なすか、解放者と見なすかは、設計と実装のプロセスに大きな影響を与えます。 また、前述のように、参加型デザインが行われるより広範な組織の状況を考慮に入れる必要があります。 Hornby と Clegg (1992) は、一般的な組織の特徴と選択された参加の形式 (または、より正確には、システムの設計と実装の過程で進化する形式) との関係についていくつかの証拠を提供しました。 彼らは、参加型プロジェクト構造の中で実行され、ユーザーの参加を明示的に約束する情報システムの導入を研究しました。 しかし、ユーザーは、行われるはずの変更についてほとんど情報を持っておらず、システム設計およびジョブ設計やジョブ セキュリティなどの関連する質問に対する影響力が低いと報告しています。 この発見は、望ましいオープンな参加ではなく、「恣意的な」参加を助長する組織の機械的構造と不安定なプロセスの観点から解釈されました(表2を参照)。
結論として、参加型変革戦略の利点を示す十分な証拠があります。 ただし、これらのプラスの効果をもたらす、緩和する、または防止する根本的なプロセスと影響要因については、まだ多くを学ぶ必要があります。
仕事は、人生、成長、個人の充実にとって不可欠です。 残念なことに、食料生産、原材料の抽出、商品の製造、エネルギー生産、サービスなどの不可欠な活動には、多かれ少なかれ、労働者や近隣地域の人々の健康に危険をもたらす可能性のあるプロセス、操作、および材料が含まれます。 、および一般的な環境に。
しかし、作業環境における有害物質の生成と放出は、労働者の健康を保護するだけでなく、工業化に伴うことが多い環境へのダメージを制限する適切なハザードコントロール介入によって防ぐことができます. 作業工程から有害な化学物質を排除すれば、作業者に影響を与えたり、環境を汚染したりすることはありません。
作業プロセスから生じる危険の防止と制御を特に目的とする専門職は、労働衛生です。 労働衛生の目標には、労働者の健康の保護と促進、環境の保護、安全で持続可能な開発への貢献が含まれます。
労働者の健康を守るための労働衛生の必要性は、いくら強調してもしすぎることはありません。 実行可能な場合でも、原因物質への暴露が止まらなければ、職業病の診断と治療によってさらなる発生を防ぐことはできません。 不健康な職場環境が変わらない限り、健康を害する可能性は残ります。 図 1 に示す悪循環を断ち切ることができるのは、健康被害を制御することだけです。
図 1. 人と環境の相互作用
ただし、予防措置は、健康障害が現れる前だけでなく、実際に暴露が発生する前でも、はるかに早期に開始する必要があります。 作業環境は、有害な物質や要因が悪影響を与える前に検出および除去または制御できるように、継続的な監視下に置かれるべきです。 これが労働衛生の役割です。
さらに、労働衛生は、安全で持続可能な開発にも貢献する可能性があります。つまり、「(開発が)将来の世代が自分たちのニーズを満たす能力を損なうことなく、現在のニーズを満たすことを保証する」(環境と開発に関する世界委員会) 1987)。 世界の資源基盤を枯渇させたり損傷したりすることなく、また健康や環境に悪影響を与えることなく、現在の世界人口のニーズを満たすには、行動に影響を与えるための知識と手段が必要です (WHO 1992a)。 作業プロセスに関連する場合、これは労働衛生の実践に密接に関連しています。
労働衛生には学際的なアプローチが必要であり、基本的な分野が含まれます。その 2 つは労働衛生であり、他の分野には産業医学と看護、人間工学と労働心理学が含まれます。 産業医と産業衛生士の行動範囲の模式図を図 XNUMX に示します。
図2 産業医・産業衛生士の活動範囲
意思決定者、管理者、労働者自身、およびすべての労働衛生専門家が、労働者の健康と環境の保護において労働衛生が果たす重要な役割と、この分野の専門家の必要性を理解することが重要です。分野。 有害な廃液や廃棄物の適切な取り扱いと処分による産業源からの汚染の防止は、職場レベルで開始する必要があるため、職業と環境の健康の間の密接な関係も心に留めておく必要があります。 (「労働環境の評価」参照)。
概念と定義
労働衛生
労働衛生とは、職場内または職場から発生し、労働者の健康と福祉を損なう可能性のある危険を予測、認識、評価、および制御する科学であり、周囲の地域社会や一般社会への影響の可能性も考慮に入れています。環境。
労働衛生の定義は、さまざまな方法で提示される場合があります。 しかし、それらはすべて本質的に同じ意味を持ち、職場での予防措置を通じて、労働者の健康と幸福を保護および促進し、一般的な環境を保護するという同じ基本的な目標を目指しています。
労働衛生はまだ専門職として広く認識されていません。 しかし、多くの国では、その確立につながる枠組み法が出現しています。
産業衛生士
産業衛生士は、次のことができる専門家です。
専門職は知識体系だけでなく、倫理規定からも成り立っていることを心に留めておく必要があります。 各国の労働衛生協会や国際労働衛生協会 (IOHA) は、独自の倫理規定を持っています (WHO 1992b)。
労働衛生技術者
労働衛生技術者は「作業環境の測定を実施する能力のある人」ですが、「労働衛生士に必要な解釈、判断、および推奨を行う能力」は持っていません。 必要なレベルの能力は、包括的な分野または限られた分野で得られる場合があります (WHO 1992b)。
国際労働衛生協会 (IOHA)
IOHA は、2 年 1987 月 19 日にモントリオールで開催された会議で正式に設立されました。
IOHA の主な目的は、組織や個人間の情報交換、人的資源のさらなる開発、および高い水準の促進を含む手段を通じて、高いレベルの専門的能力で、世界中で労働衛生を促進および開発することです。倫理的実践の。 IOHA の活動には、科学会議やニュースレターの発行が含まれます。 関連団体のメンバーは、自動的に IOHA のメンバーになります。 まだ全国協会がない国の方は、個人会員として入会することも可能です。
認証
労働衛生と労働衛生士の役割の受け入れられた定義に加えて、労働衛生の能力と実践の許容基準を確保するための認証制度の確立が必要です。 認証とは、専門家の知識、スキル、および能力を確立し、維持するための手順に基づく正式なスキームを指します (Burdorf 1995)。
IOHA は、以下を含む職業衛生士の質を保証するための国際協力を促進するための勧告とともに、既存の国内認定制度の調査を推進した (Burdorf 1995)。
この報告書のその他の提案には、「互恵性」や「国際的に受け入れられた XNUMX つの指定による包括的なスキームを最終的に目指す国家指定の相互承認」などの項目が含まれています。
労働衛生の実践
労働衛生実践の古典的な手順は次のとおりです。
危険防止への理想的なアプローチは、「予期され統合された予防措置」であり、以下を含む必要があります。
あらゆる種類の環境汚染を予測して防止することの重要性は、いくら強調してもしすぎることはありません。 幸いなことに、プロセスの設計と設置から、結果として生じる廃液と廃棄物の取り扱いまで、いわゆるゆりかごで、起こりうる悪影響とその防止の観点から新しい技術を検討する傾向が高まっています。 -お墓参りへのアプローチ。 先進国と開発途上国の両方で発生した環境災害は、適切な管理戦略と職場での緊急手順の適用によって回避できた可能性があります。
経済的側面は、通常の初期費用の考慮事項よりも広い意味で検討する必要があります。 健康と環境保護を提供するより高価なオプションは、長期的にはより経済的であることが証明される可能性があります. 労働者の健康と環境の保護は、通常よりもはるかに早く開始する必要があります。 新しいプロセス、機械、設備、および職場を設計する人は、職業上および環境上の衛生に関する技術情報とアドバイスを常に利用できるようにする必要があります。 残念なことに、そのような情報が利用可能になるのが遅すぎることがよくあります。唯一の解決策が費用がかかり、困難な改造である場合、またはさらに悪いことに、結果がすでに壊滅的である場合です。
危険の認識
ハザードの認識は、労働衛生の実践における基本的なステップであり、ハザード評価と管理戦略の適切な計画、および行動の優先順位の確立に不可欠です。 制御手段を適切に設計するには、汚染源と汚染伝播経路を物理的に特徴付けることも必要です。
ハザードの認識は、次の決定につながります。
有害物質、その発生源、および暴露条件を特定するには、作業プロセスと操作、使用または生成される原材料と化学物質、最終製品と最終的な副産物、および偶発的な形成の可能性について、幅広い知識と注意深い研究が必要です。物質の分解、燃料の燃焼、または不純物の存在。 過剰暴露が発生した場合にそのような物質が引き起こす可能性のある生物学的影響の性質と潜在的な大きさを認識するには、毒物学的情報に関する知識とアクセスが必要です。 この点に関する国際的な情報源には、化学物質安全性に関する国際計画 (IPCS)、国際がん研究機関 (IARC)、および国連環境計画 (UNEP-IRPTC) の潜在的に有毒な化学物質の国際登録が含まれます。
作業環境で健康を害する物質には、空気中の汚染物質が含まれます。 非空中浮遊化学物質; 熱や騒音などの物理的要因。 生物剤; 不十分な持ち上げ手順や作業姿勢などの人間工学的要因。 そして心理社会的ストレス。
労働衛生評価
労働者のばく露を評価し、管理手段の設計または効率をテストするための情報を提供するために、労働衛生評価が実施されます。
空気中の汚染物質、物理的および生物学的因子などの職業上の危険への労働者の曝露の評価については、この章の別の場所で取り上げます。 それにもかかわらず、労働衛生の分野をよりよく理解するために、いくつかの一般的な考慮事項がここに提供されています。
ハザード評価はそれ自体が目的ではなく、健康障害を引き起こす可能性のある特定の因子が作業中に存在する可能性があるという認識から始まる、より広範な手順の一部として考慮されなければならないことを心に留めておくことが重要です。環境に影響を与えないように、このエージェントの制御で終了します。 ハザード評価は、ハザード防止への道を開きますが、それに取って代わるものではありません。
ばく露評価
暴露評価の目的は、どれだけのエージェント ワーカーが暴露されたか、どのくらいの頻度で、どのくらいの期間暴露されたかを判断することです。 この点に関するガイドラインは、国内レベルと国際レベルの両方で確立されています。たとえば、Comité Européen de Normalization (欧州標準化委員会) によって作成された EN 689 (CEN 1994) などです。
空気中の汚染物質へのばく露の評価では、最も一般的な手順は吸入ばく露の評価であり、これには、作業者がばく露する物質の空気中濃度 (または、空気中の粒子の場合は、関連する分画、例えば「呼吸に適した分画」) および暴露期間。 しかし、吸入以外の経路が化学物質の取り込みにかなり寄与している場合、吸入ばく露だけを見て誤った判断を下す可能性があります。 そのような場合、総暴露量を評価する必要があり、そのための非常に便利なツールが生物学的モニタリングです。
労働衛生の実践は、次の XNUMX 種類の状況に関係しています。
作業環境で有害物質への過剰暴露があるかどうかを判断する主な理由は、介入が必要かどうかを判断することです。 これは多くの場合、必須ではありませんが、採用された基準に準拠しているかどうかを確立することを意味します。これは、通常、職業暴露限界の観点から表現されます。 「最悪の暴露」状況の決定は、この目的を達成するのに十分かもしれません。 実際、ばく露が許容限界値に比べて非常に高いか非常に低いと予想される場合、定量的評価の精度と精度は、ばく露が限界値に近いと予想される場合よりも低くなる可能性があります。 実際、ハザードが明らかな場合は、最初に管理にリソースを投資し、管理が実施された後に、より正確な環境評価を実行する方が賢明な場合があります。
特に管理手段を導入または改善する必要がある場合、または使用されるプロセスまたは材料の変更が予見された場合は、追跡評価が必要になることがよくあります。 このような場合、定量的評価は次の点で重要な監視の役割を果たします。
曝露と健康への影響との関係に関する定量的データを得るために、疫学研究に関連して労働衛生調査が実施される場合はいつでも、曝露は高レベルの正確さと精度で特徴付けられなければなりません。 この場合、すべての暴露レベルを適切に特徴付ける必要があります。これは、たとえば、最悪の場合の暴露状況のみを特徴付けるだけでは十分ではないためです。 実際には困難ではあるが、過去の曝露データが将来必要になる可能性があるため、正確で正確な曝露評価記録を常に保持することが理想的です。
評価データが労働者のばく露を代表するものであり、資源が無駄にならないようにするために、考えられる変動性のすべての原因を説明する適切なサンプリング戦略を設計し、従わなければなりません。 サンプリング戦略と測定技術は、「作業環境の評価」で説明されています。
結果の解釈
大気汚染物質の真の平均濃度などのばく露パラメータの推定における不確実性の程度は、測定結果の統計処理 (サンプリングや分析など) によって決定されます。 結果の信頼度は、「測定システム」の変動係数と測定数に依存します。 許容できる信頼性が得られたら、次のステップは曝露の健康への影響を検討することです。曝露した労働者の健康にとって、それは何を意味するのでしょうか? 近い将来に? 彼らの職業生活の中で? 後世への影響は?
評価プロセスは、実験的毒性学、疫学および臨床研究、場合によっては臨床試験から得られたデータ (「リスク評価データ」と呼ばれることもある) を考慮して、測定結果が解釈された場合にのみ完了します。 リスク評価という用語が XNUMX 種類の評価に関連して使用されていることを明確にする必要があります。一般に、化学物質またはその他の物質への曝露から生じるリスクの性質と程度の評価、および特定の作業員のリスクの評価です。または特定の職場状況における労働者のグループ。
労働衛生の実施において、ばく露評価結果は、ハザード評価の指針を提供し、管理の目標レベルを設定することを目的として採用された職業上のばく露限度と比較されることがよくあります。 これらの制限を超えるばく露は、既存の制御手段の改善または新しい制御手段の実装による即時の是正措置を必要とします。 実際、予防的介入は「行動レベル」で行われるべきであり、これは国によって異なります (例えば、職業被ばく限度の XNUMX 分の XNUMX または XNUMX 分の XNUMX)。 アクション レベルを低く設定することは、将来の問題を回避するための最良の保証です。
暴露評価結果と職業上の暴露限度との比較は単純化されたものであり、他の制限の中でも、化学物質の摂取に影響を与える多くの要因 (例えば、個人の感受性、身体活動、および体格) がこの手順では説明されていないためです。 さらに、ほとんどの職場では、多くの病原体に同時にさらされています。 したがって、非常に重要な問題は、複合暴露と病原体相互作用の問題です。なぜなら、特定の病原体のみに暴露した場合の健康への影響は、他のものと組み合わせてこの同じ病原体に暴露した場合の結果とはかなり異なる可能性があるためです。効果。
制御のための測定
病原体の存在と作業環境におけるばく露パラメータのパターンを調査することを目的とした測定は、制御手段と作業慣行の計画と設計に非常に役立ちます。 このような測定の目的には、次のものが含まれます。
直読計器は、特に継続的なサンプリングに使用でき、リアルタイムで何が起こっているかを反映できるもので、制御目的に非常に役立ちます。これにより、他の方法では検出されず、制御が必要な暴露状況を明らかにすることができます。 このような機器の例としては、光イオン化検出器、赤外線分析器、エアロゾル メーター、検出管などがあります。 作業環境全体の発生源から汚染物質の挙動の全体像を取得するためにサンプリングする場合、精度と精度は暴露評価の場合ほど重要ではありません。
制御目的でのこの種の測定の最近の発展には視覚化技術が含まれており、その 1993 つが画像混合露出 - PIMEX (Rosen XNUMX) です。 この方法は、作業者のビデオ画像と、呼吸ゾーンで連続的に測定される空気中の汚染物質濃度を示す目盛りをリアルタイムの監視装置で組み合わせることで、作業中に濃度がどのように変化するかを視覚化することを可能にします。 . これは、換気や作業慣行などのさまざまな管理手段の相対的な有効性を比較するための優れたツールを提供し、より良い設計に貢献します。
対策の効果を評価するためにも測定が必要です。 この場合、ソースサンプリングまたはエリアサンプリングは、単独で、または個人サンプリングに加えて、作業者のばく露の評価に便利です。 有効性を保証するために、「前」と「後」のサンプリング (または測定) の場所と使用される技術は、感度、精度、および精度において同じか同等でなければなりません。
危険の防止と管理
労働衛生の主な目標は、作業環境における適切な危険防止および管理対策の実施です。 基準と規制は、強制されない場合、労働者の健康を保護する上で無意味であり、強制には通常、監視と管理の両方の戦略が必要です。 法的に確立された基準がないことは、有害な被ばくを防止したり、実行可能な最低レベルに制御したりするために必要な措置の実施の障害となるべきではありません。 重大なハザードが明らかな場合は、定量的評価を行う前であっても、管理を推奨する必要があります。 ハザードを評価する機能が存在しない場合、「認識-評価-制御」の古典的な概念を「認識-制御-評価」または「認識-制御」に変更する必要がある場合があります。 事前の環境サンプリングを必要とせずに明らかに行動を必要とする危険の例としては、換気されていない小さな部屋で行われる電気メッキ、または環境制御や保護装置なしで削岩機またはサンドブラスト装置を使用することが挙げられます。 このような認識された健康被害について、当面必要なのは制御であり、定量的評価ではありません。
予防措置は、有害物質 (化学物質、粉塵、エネルギー源) が発生源から労働者に伝達される連鎖を何らかの方法で遮断する必要があります。 制御手段には、工学的制御、作業慣行、および個人的手段の XNUMX つの主要なグループがあります。
最も効率的な危険防止アプローチは、作業環境を管理することで職業被ばくを防止する工学的管理手段を適用することであり、これにより、作業者または被ばくの可能性のある人によるイニシアチブの必要性が減少します。 工学的対策には、通常、プロセスの変更または機械構造が必要であり、発生源での有害物質の使用、生成、または放出を排除または削減する技術的手段が含まれます。次のような作業環境への有害物質の拡散:
有害物質を排除したり、濃度や強度を低下させたりできるため、発生源の一部を変更する制御介入が最善のアプローチです。 発生源削減対策には、材料の代替、プロセスまたは機器の代替/修正、および機器のより良いメンテナンスが含まれます。
発生源の変更が実行できない場合、または望ましいレベルの制御を達成するのに十分でない場合、作業環境での有害物質の放出と拡散は、隔離などの手段によって感染経路を遮断することによって防止する必要があります囲い)、局所排気装置、バリアとシールド、作業員の隔離。
作業環境でのばく露を減らすことを目的としたその他の対策には、適切な職場設計、希釈または置換換気、適切なハウスキーピング、および適切な保管が含まれます。 ラベルや警告標識は、労働者が安全な作業を行うのに役立ちます。 制御プログラムでは、監視および警報システムが必要になる場合があります。 炉周りの一酸化炭素、下水道の硫化水素、閉鎖空間の酸素欠乏などの監視がその例です。
作業慣行は管理の重要な部分です。たとえば、作業者が作業中にかがむかどうかなど、作業者の作業姿勢がばく露に影響を与える可能性がある仕事です。 作業者の位置は、暴露条件に影響を与える可能性があります (たとえば、汚染源に関連する呼吸ゾーン、皮膚吸収の可能性)。
最後に、問題の有害物質 (口、鼻、皮膚、耳) の重要な入り口である作業員に保護バリアを配置すること、つまり個人用保護具を使用することで、職業上の暴露を回避または削減することができます。 個人用保護具の使用を検討する前に、他のすべての制御の可能性を調査する必要があることを指摘しておく必要があります。これは、特に空気中の汚染物質への曝露を日常的に制御するための最も満足できる手段ではないためです。
その他の個人的な予防策には、教育と訓練、個人の衛生状態、曝露時間の制限が含まれます。
環境モニタリングと健康監視による継続的な評価は、危険の防止と管理戦略の一部であるべきです。
作業環境の適切な管理技術には、有害廃棄物の適切な管理を含む環境汚染(大気、水、土壌)の防止対策も含まれる必要があります。
ここで言及されている管理原則のほとんどは空気中の汚染物質に適用されますが、多くは他のタイプの危険にも適用されます。 たとえば、プロセスを変更して、大気汚染物質の生成を減らしたり、騒音や熱の生成を減らしたりすることができます。 隔離バリアは、労働者を騒音、熱、または放射源から隔離することができます。
予防は、局所排気換気や個人用保護具などの最も広く知られている対策にとどまり、代替クリーナー技術、材料の代替、プロセスの変更、適切な作業慣行などの他の貴重な制御オプションを適切に考慮しないことがあまりにも多い. 実際には、関連する危険を効果的に防止または少なくとも軽減する変更を行うことができる場合でも、作業プロセスは変更不可能と見なされることがよくあります。
作業環境における危険の防止と管理には、知識と工夫が必要です。 効果的な制御には、必ずしも非常に費用がかかり複雑な手段が必要なわけではありません。 多くの場合、ハザードコントロールは適切な技術によって達成できます。これは、港湾労働者の裸の肩と、皮膚から吸収される有毒物質の袋との間に不浸透性の材料を挟むだけの簡単なものです。 また、紫外線源と作業員の間に可動バリアを配置する、安全な作業慣行について作業員を訓練するなどの簡単な改善で構成することもできます。
適切な制御戦略と技術を選択する際に考慮すべき側面には、有害物質の種類 (性質、物理的状態、健康への影響、体内への侵入経路)、発生源の種類、暴露の程度と条件、ワークステーションとワークステーションの相対的な位置。
制御システムの正しい設計、実装、運用、評価、および保守に必要なスキルとリソースを確保する必要があります。 局所排気装置などのシステムは、設置後に評価し、その後定期的にチェックする必要があります。 適切に設計されたシステムでも、怠ると初期のパフォーマンスが失われる可能性があるため、定期的な監視とメンテナンスのみが継続的な効率を確保できます。
制御手段は、明確な目的と効率的な管理とともに、労働衛生士やその他の労働安全衛生スタッフ、生産技術者、管理者、および労働者で構成される学際的なチームを含む、危険防止および制御プログラムに統合されるべきです。 プログラムには、安全な作業慣行と緊急時の手順をカバーする危険情報の伝達、教育とトレーニングなどの側面も含まれている必要があります。
職場は、一般的に健康的なライフスタイルを促進し、例えば、適切な保護なしでの射撃や喫煙によって引き起こされる危険な非職業被ばくの危険性について警告するための理想的な環境であるため、健康増進の側面も含める必要があります。
労働衛生、リスク評価、リスク管理の関連性
リスクアセスメント
リスク評価は、特定の病原体への特定の曝露の結果として予想される健康影響の種類を特徴付け、さまざまな曝露レベルでのこれらの健康影響の発生確率を推定することを目的とする方法論です。 また、特定のリスク状況を特徴付けるためにも使用されます。 これには、ハザードの特定、暴露と影響の関係の確立、および暴露の評価が含まれ、リスクの特定につながります。
最初のステップは、有害な健康影響 (例えば、がんや全身中毒) を引き起こす物質 (化学物質など) を特定することです。 XNUMX 番目のステップでは、どのくらいの量の被ばくが、何人の被ばく者にどの程度の影響を与えるかを確認します。 この知識は、暴露評価データの解釈に不可欠です。
曝露評価は、リスク状況を特徴付けるデータを取得する場合と、疫学研究から曝露と影響の関係を確立するためのデータを取得する場合の両方で、リスク評価の一部です。 後者の場合、相関関係の妥当性を保証するために、特定の職業的または環境的に引き起こされた影響をもたらした曝露を正確に特徴付ける必要があります。
リスクアセスメントは、労働衛生の実施において行われる多くの決定の基本ですが、職場での実際の予防措置に変換されない限り、労働者の健康を保護する効果は限られています。
リスク評価は動的なプロセスです。新しい知識が物質の有害な影響を明らかにすることが多いため、それまでは比較的無害であると見なされていました。 したがって、産業衛生士は常に最新の毒物学情報にアクセスできなければなりません。 もう XNUMX つの意味は、ばく露は常に実行可能な最低レベルに制御する必要があるということです。
図 3. リスク評価の要素。
職場環境におけるリスク管理
必須または望ましい作業プロセスに固有のものがあるため、職業上の健康リスクをもたらすすべての病原体を排除することは常に実行可能ではありません。 ただし、リスクは管理可能であり、管理する必要があります。
リスク評価は、リスク管理の基礎を提供します。 ただし、リスク評価は科学的な手順ですが、リスク管理はより実用的であり、労働者、周囲の地域社会、および環境に危険をもたらす可能性のある病原体の発生を防止または許容レベルまで低減することを目的とした決定と行動を伴います。 、社会経済および公衆衛生の状況も説明します。
リスク管理はさまざまなレベルで行われます。 国レベルでの決定と行動は、職場レベルでのリスク管理の実践への道を開きます。
職場レベルでのリスク管理には、次の情報と知識が必要です。
以下を含む決定の基礎として機能します。
そして、それは次のような行動につながるはずです:
伝統的に、職場でのこれらの意思決定と行動のほとんどを担当する専門職は、労働衛生です。
リスク管理における重要な決定の XNUMX つである許容可能なリスク (もしあれば、労働人口の何パーセントで、どのような影響を受け入れることができるか?) は、通常、国の政策決定レベルで行われますが、常にではありません。職業暴露制限の採用と、職業上の健康に関する規制と基準の公布によって。 これは、通常は職場レベルで、法的要件の知識を持っている必要がある労働衛生士による管理の目標の確立につながります。 しかし、職場レベルで労働衛生士が許容できるリスクに関する決定を行わなければならない場合があります。たとえば、基準が利用できない場合や、すべての潜在的な暴露をカバーしていない場合などです。
これらすべての決定と行動は現実的な計画に統合されなければならず、それには学際的および多部門間の調整と協力が必要です。 リスク管理には実際的なアプローチが含まれますが、その効率性は科学的に評価されるべきです。 残念ながら、ほとんどの場合、リスク管理措置は、リスクを回避するために行うべきことと、財政的およびその他の制限を考慮して実際に行うことができる最善との間の妥協です。
作業環境と一般環境に関するリスク管理は十分に調整する必要があります。 重複する領域があるだけでなく、ほとんどの場合、一方の成功が他方の成功と相互に関連しています。
労働衛生プログラムとサービス
国レベルでの政治的意志と意思決定は、直接的または間接的に、政府または民間レベルでの職業衛生プログラムまたはサービスの確立に影響を与えます。 あらゆる種類の職業衛生プログラムおよびサービスの詳細なモデルを提供することは、この記事の範囲を超えています。 ただし、多くの状況に適用でき、効率的な実装と運用に役立つ一般的な原則があります。
包括的な職業衛生サービスは、ハザード評価と管理目的のために適切な予備調査、サンプリング、測定、分析を実施し、管理手段を設計しない場合でも推奨する能力を備えている必要があります。
包括的な労働衛生プログラムまたはサービスの重要な要素は、人的および財政的資源、施設、設備、および情報システムであり、慎重な計画を通じて適切に組織化および調整され、効率的な管理の下にあり、品質保証と継続的なプログラム評価も含まれます。 労働衛生プログラムを成功させるには、ポリシーの基礎と経営陣のコミットメントが必要です。 財源の調達は、この記事の範囲を超えています。
人材
適切な人的資源は、あらゆるプログラムの主要な資産を構成し、優先事項として確保されるべきです。 すべてのスタッフは、明確な職務内容と責任を持っている必要があります。 必要に応じて、訓練と教育のための規定を作成する必要があります。 労働衛生プログラムの基本要件には、次のものが含まれます。
重要な側面の XNUMX つは専門的な能力であり、達成するだけでなく維持する必要があります。 プログラムやサービスの内外を問わず、継続的な教育は、たとえば、法律の更新、新しい進歩と技術、知識のギャップなどをカバーする必要があります。 会議、シンポジウム、ワークショップへの参加も能力の維持に貢献します。
スタッフの健康と安全
現地調査、研究所、およびオフィスのすべてのスタッフの健康と安全を確保する必要があります。 労働衛生士は深刻な危険にさらされる可能性があるため、必要な個人用保護具を着用する必要があります。 仕事の種類によっては、予防接種が必要な場合があります。 地方の仕事が関係している場合は、地域によっては、ヘビにかまれたときの解毒剤などを用意する必要があります。 実験室の安全性は、本書の別の場所で説明する専門分野です 百科事典.
オフィスでの労働災害を見逃すことはできません。たとえば、視覚的表示装置や、レーザー プリンター、コピー機、空調システムなどの室内汚染源を扱う作業などです。 人間工学的および心理社会的要因も考慮する必要があります。
学校の設備
これらには、オフィスと会議室、実験室と設備、情報システムと図書館が含まれます。 施設は、将来のニーズを考慮して適切に設計する必要があります。後の移動や適応は、通常、より費用と時間がかかるためです。
労働衛生研究所および設備
労働衛生研究所は、原則として、空気中の汚染物質(化学物質と粉塵)、物理的要因(騒音、熱ストレス、放射線、照明)、および生物学的要因への曝露の定性的および定量的評価を実行する機能を備えている必要があります。 ほとんどの生物学的病原体の場合、管理を推奨するには定性的評価で十分であり、通常は難しい定量的評価の必要がなくなります。
空気中の汚染物質を直読する機器の中には、暴露評価の目的に制限があるものもありますが、これらは、危険性の認識とその発生源の特定、濃度のピークの決定、管理手段のためのデータの収集、およびチェックに非常に役立ちます。換気システムなどの制御について。 後者に関連して、風速と静圧をチェックする機器も必要です。
考えられる構造の XNUMX つは、次のユニットで構成されます。
労働衛生設備を選択するときはいつでも、性能特性に加えて、利用可能なインフラストラクチャ、気候、場所など、予想される使用条件を考慮して実用的な側面を考慮する必要があります。 これらの側面には、携帯性、必要なエネルギー源、校正とメンテナンスの要件、および必要な消耗品の入手可能性が含まれます。
機器は、次の場合にのみ購入する必要があります。
あらゆる種類の労働衛生の測定とサンプリング、および分析機器の校正は、あらゆる手順の不可欠な部分である必要があり、必要な機器を利用できる必要があります。
メンテナンスと修理は、機器が長時間アイドル状態になるのを防ぐために不可欠であり、製造業者が直接支援するか、スタッフのトレーニングを提供することによって保証する必要があります。
まったく新しいプログラムを開発する場合、最初は基本的な機器のみを購入し、ニーズが確立され、運用能力が確保されるにつれて、より多くの項目が追加されます。 ただし、機器や実験室が利用可能になり、稼働する前であっても、職場を検査して健康への危険を定性的に評価し、認識された危険に対する管理手段を推奨することで、多くのことを達成できます。 定量的暴露評価を実施する能力の欠如は、明らかに危険な暴露に関する不作為を正当化するものではありません。 これは、職場の危険が制御されておらず、大量の暴露が一般的である状況に特に当てはまります。
情報
これには、図書館(書籍、定期刊行物、その他の出版物)、データベース(CD-ROM など)、通信が含まれます。
可能な限り、パソコンと CD-ROM リーダー、およびインターネットへの接続を提供する必要があります。 労働者の健康に関連する豊富な情報源へのアクセスを提供する、オンラインのネットワーク化された公開情報サーバー (World Wide Web および GOPHER サイト) の可能性がますます高まっているため、コンピューターと通信への投資が完全に正当化されます。 このようなシステムには、電子メールが含まれている必要があります。電子メールは、個人またはグループのコミュニケーションとディスカッションの新しい地平を開き、世界中の情報交換を促進および促進します。
計画
利用可能なリソースを最大限に活用しながら、目的と目標を確実に達成するには、プログラムの実施、管理、および定期的な評価をタイムリーかつ慎重に計画することが不可欠です。
最初に、次の情報を取得して分析する必要があります。
計画と編成のプロセスには、次のものが含まれます。
リソースの不足はプログラムの継続性を著しく妨げる可能性があるため、運用コストを過小評価してはなりません。 見逃すことのできない要件には次のものがあります。
リソースは、包括的なサービスの不可欠な部分と見なされるべきすべての要素を慎重に検討して最適化する必要があります。 プログラムを成功させるには、さまざまなユニット (フィールド測定、サンプリング、分析ラボなど) とすべてのコンポーネント (施設と機器、人員、運用面) にリソースをバランスよく割り当てることが不可欠です。 さらに、労働衛生サービスは、定期的に評価されるべき真のニーズに対応するために適応を経なければならない可能性があるため、リソースの割り当ては柔軟性を考慮に入れる必要があります。
コミュニケーション、共有、コラボレーションは、チームワークを成功させ、個々の能力を高めるためのキーワードです。 労働者の健康の保護と促進に必要な学際的なアプローチを確保するために、プログラムの内外でのコミュニケーションのための効果的なメカニズムが必要です。 他の産業保健の専門家、特に産業医や看護師、人間工学者、労働心理学者、安全の専門家と密接に交流する必要があります。 職場レベルでは、これには労働者、生産担当者、およびマネージャーが含まれる必要があります。
成功するプログラムの実装は、段階的なプロセスです。 したがって、計画段階では、十分に確立された優先順位に従って、利用可能なリソースを考慮して、現実的なタイムテーブルを準備する必要があります。
マネジメント
経営とは、関係者全員が参加して、達成すべき目標とその目標を効率的に達成するために必要な行動に関する意思決定を行うとともに、目標の達成を妨げる可能性のある問題を予見し、回避し、または認識し、解決することです。必要なタスク。 科学的知識は、効率的なプログラムを実行するために必要な管理能力を保証するものではないことに留意する必要があります。
正しい手順と品質保証を実施し実施することの重要性はいくら強調しても強調しすぎることはありません。 さらに、中間のステップではなく、実際の目的が基準として機能する必要があります。 労働衛生プログラムの効率は、実施された調査の数ではなく、労働者の健康を守るための実際の行動につながった調査の数によって測定されるべきです。
優れた管理者は、印象的なものと重要なものを区別できる必要があります。 サンプリングと分析を含む非常に詳細な調査は、非常に正確で正確な結果をもたらしますが、非常に印象的かもしれませんが、本当に重要なのはその後の決定と行動です。
品質保証
品質管理と技能試験を含む品質保証の概念は、主に測定を含む活動を指します。 これらの概念は、分析ラボとの関連でより頻繁に考慮されてきましたが、その範囲を拡張して、サンプリングと測定も含める必要があります。
サンプリングと分析が必要な場合はいつでも、品質の観点から、完全な手順を XNUMX つと見なす必要があります。 最も弱いリンクよりも強いチェーンはないため、同じ評価手順のさまざまなステップ、質のレベルが異なるツールやテクニックを使用するのは、リソースの無駄遣いです。 非常に優れた分析天びんの正確さと精度は、間違った流量でのポンプ サンプリングを補うことはできません。
エラーの原因を特定して修正できるように、ラボのパフォーマンスをチェックする必要があります。 関連する多数の詳細を管理下に置くためには、体系的なアプローチが必要です。 労働衛生研究所の品質保証プログラムを確立することは重要であり、これは内部品質管理と外部品質評価 (しばしば「技能試験」と呼ばれる) の両方を指します。
サンプリング、または直読器具による測定(物理的要因の測定を含む)に関して、品質には適切で正確なものが含まれます。
分析ラボに関しては、品質には適切で正確なものが含まれます。
どちらの場合も、次のものが不可欠です。
さらに、得られたデータの正しい取り扱いと結果の解釈、および正確な報告と記録の保持が不可欠です。
CEN (EN 45001) によって「試験所が特定の試験または特定の種類の試験を実施する能力があることを正式に認める」と定義されている試験所認定は、非常に重要な管理ツールであり、促進されるべきです。 サンプリングと分析手順の両方をカバーする必要があります。
プログラム評価
品質の概念は、危険の認識から危険の防止および管理プログラムの実施まで、労働衛生実践のすべての段階に適用されなければなりません。 これを念頭に置いて、継続的な改善を目指して、労働衛生プログラムとサービスを定期的かつ批判的に評価する必要があります。
結論
労働衛生は、労働者の健康と環境を保護するために不可欠です。 その実践には、相互に関連し、それ自体では意味を持たない多くのステップが含まれますが、包括的なアプローチに統合する必要があります。
毒物学は、規制やその他の労働衛生政策の策定において主要な役割を果たしています。 職業上の怪我や病気を防ぐために、疫学研究などのリスクに関する決定的な情報をもたらす人間への暴露の前に、またはそのようなタイプの人間への暴露がない場合に入手可能な情報に基づいて決定を下すことが増えています. さらに、この章で説明されているように、毒物学的研究は、実験室研究の管理された条件下での用量と反応に関する正確な情報を提供することができます。 この情報は、職業被ばくの管理されていない環境では入手が困難な場合が多い。 ただし、この情報は、ヒトへの悪影響の可能性、これらの悪影響の性質、および暴露と影響の間の定量的関係を推定するために、慎重に評価する必要があります。
1980 年代以降、多くの国で、規制の意思決定に毒物学的情報を利用するための客観的な方法の開発に、かなりの注意が向けられてきました。 しばしば呼ばれる正式な方法 リスクアセスメント、これらの国では政府機関と非政府機関の両方によって提案され、利用されています。 リスク評価はさまざまに定義されています。 基本的には、毒物学、疫学、および暴露情報を組み込んで、有害物質または状態への暴露に関連する悪影響の可能性を特定および推定する評価プロセスです。 リスク評価は、悪影響の性質と可能性の一般的な推定値を示す定性的な性質の場合もあれば、特定の暴露レベルで影響を受ける人の数の推定による定量的な場合もあります。 多くの規制システムでは、リスク評価は次の XNUMX つの段階で行われます。 ハザード識別、毒性効果の性質の説明。 用量反応評価、曝露(または用量)と毒性効果の重症度または可能性との関係の半定量的または定量的分析; ばく露評価集団全体または集団内のサブグループで発生する可能性が高い暴露の範囲に関する情報の評価; リスクの特徴付け、上記のすべての情報を、特定の暴露条件下で発生すると予想されるリスクの大きさの表現にまとめたもの (NRC 1983 を参照 これらの原則の声明について)。
このセクションでは、リスク評価への XNUMX つのアプローチを例として示します。 世界中で使用されているリスク評価方法の包括的な概要を提供することは不可能であり、これらの選択は規範として解釈されるべきではありません. 最近の GATT 協定の規定に一部対応して、リスク評価方法の調和に向かう傾向があることに注意する必要があります。 化学物質安全性に関する国際プログラム (IPCS) と経済協力開発機構 (OECD) を通じて、リスク評価方法の国際的な調和の XNUMX つのプロセスが現在進行中です。 これらの組織は、リスク評価に対する各国のアプローチに関する最新情報も保持しています。
WHO (世界保健機関) は、1980 年に人の機能制限の分類を導入しました。 ICIDH (International Classification Impairment, Disability and Handicap)。 この分類では、病気、制限、ハンディキャップが区別されます。
この参照モデルは、国際的なコミュニケーションを促進するために作成されました。 このモデルは、一方では政策立案者に参照フレームワークを提供するために提示され、他方では病気の結果に苦しんでいる人々を診断する医師に参照フレームワークを提供するために提示されました。
なぜこの参照フレームワークなのか? それは、長期的に限られた能力を持つ人々の参加を改善し、増加させることを目的として発生しました. 次の XNUMX つの目的が挙げられます。
1 年 1994 月 5 日現在、分類は公式です。 その後の活動は広範囲にわたり、特に次のような問題に関係しています。特定のグループのための情報と教育措置。 労働者保護のための規則; または、たとえば、企業が障害のある労働者の少なくとも XNUMX% を雇用することを要求しています。 分類自体は、長期的には統合と非差別につながります。
病気
病気は私たち一人一人を襲います。 予防できる病気もあれば、予防できない病気もあります。 治せる病気もあれば、治らない病気もあります。 可能であれば病気を予防し、可能であれば治す必要があります。
減損
障害とは、心理的、生理学的、または解剖学的構造または機能のすべての欠如または異常を意味します。
生まれつき指が XNUMX 本ではなく XNUMX 本であっても、必ずしも障害につながるわけではありません。 個人の能力と、XNUMX 本の指で可能な操作の程度によって、その人が障害を持っているかどうかが決まります。 しかし、脳の中枢レベルでかなりの量の信号処理が不可能な場合、現在のところ患者にとってこの問題を「治す」(解決する) 方法がないため、機能障害は確実に身体障害につながります。
身体障害
障害とは、椅子から立ち上がるのが難しいなど、課題遂行が困難な個人の機能レベルを表します。 これらの困難は、もちろん機能障害に関連していますが、それを取り巻く状況にも関連しています。 車椅子を使用し、オランダのような平らな国に住んでいる人は、チベットのような山岳地帯に住んでいる同じ人よりも、自力で移動する可能性が高くなります.
ハンディキャップ
問題がハンディキャップレベルに置かれると、主要な問題がどの分野で有効であるか、たとえば、不動または身体的依存が有効であるかを判断できます。 これらは仕事のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。 たとえば、その人は自分で仕事をすることができないかもしれません。 または、職場に入ると、個人衛生などの支援が必要になる場合があります。
ハンディキャップは、障害の負の結果を示しており、負の結果を取り除くことによってのみ解決できます。
まとめと結論
上記の分類とそのポリシーは、明確に定義された国際的に実行可能な枠組みを提供します。 特定のグループ向けのデザインに関する議論には、私たちの活動を定義し、これらの考えをデザインに実装しようとするために、そのようなフレームワークが必要です。
健康な人は、毎日数時間睡眠をとっています。 通常、彼らは夜間に眠ります。 彼らは、普段寝ている真夜中から早朝までの時間帯に起きていることが最も難しいと感じています。 個人がこれらの時間帯に完全にまたは部分的に起きていなければならない場合、その個人は強制的な睡眠喪失の状態になります。 睡眠不足、それは通常、疲労として認識されます。 変動する程度の眠気を伴う睡眠の必要性が感じられ、十分な睡眠が取られるまで続きます。 これが、睡眠不足の期間が人を苦しめるとよく言われる理由です。 睡眠不足 or 寝不足.
睡眠不足は、仕事のスケジュール (例えば、夜勤) のために十分な睡眠時間をとれない労働者や、さらに言えば、自由時間の活動が長引く労働者にとって特に問題となります。 夜勤の労働者は、シフトの終わりに睡眠時間の機会が得られるまで、睡眠不足のままです。 通常、日中の睡眠は必要以上に短いため、労働者は、おそらく夜の睡眠である可能性が高い長い睡眠時間が取られるまで、睡眠不足の状態から十分に回復できません。 それまでは睡眠不足が蓄積されます。 (同様の条件—時差ぼけ—時差が数時間以上異なるタイムゾーン間を移動した後に発生します。 新しいタイム ゾーンでの活動期間は、元の場所での通常の睡眠期間により明確に対応するため、旅行者は睡眠不足になる傾向があります。) 睡眠不足の期間中、労働者は疲労を感じ、さまざまな形でパフォーマンスに影響を与えます。 このように、さまざまな程度の睡眠不足が、不規則勤務を余儀なくされている労働者の日常生活に組み込まれており、そのような睡眠不足の悪影響に対処するための対策を講じることが重要です。 睡眠不足につながる主な不規則勤務の条件を表1に示します。
表1 さまざまな程度の睡眠不足につながる主な不規則勤務の条件
不規則な労働時間 |
睡眠不足につながる条件 |
夜勤 |
夜間の睡眠がない、または短くなる |
早朝または深夜勤務 |
睡眠の短縮、睡眠の乱れ |
長時間労働または二交代制の同時勤務 |
睡眠の相転移 |
夜勤や早朝勤務 |
睡眠の相転移 |
シフト間の短い期間 |
短く乱れた睡眠 |
休みの間隔が長い |
睡眠不足の蓄積 |
異なるタイムゾーンで働く |
発生した場所での「夜」の時間帯の睡眠不足または睡眠の短縮 (時差ぼけ) |
不均衡な自由時間 |
睡眠の相転移、短い睡眠 |
極端な状況では、睡眠不足が XNUMX 日以上続くこともあります。 その後、睡眠不足の期間が長くなるにつれて、眠気とパフォーマンスの変化が増加します。 しかし、労働者は通常、睡眠不足が長引く前に何らかの形で睡眠を取ります。 この睡眠が十分でないと、睡眠不足の影響が継続します。 したがって、さまざまな形での睡眠不足の影響だけでなく、労働者が睡眠不足から回復する方法を知ることが重要です。
図 1. XNUMX 晩の睡眠不足にさらされた被験者グループのパフォーマンス、睡眠評価、および生理学的変数
睡眠不足の複雑な性質は、図 1 に示されています。これは、1985 日間の睡眠不足の影響に関する実験室での研究のデータを示しています (Fröberg XNUMX)。 このデータは、長期にわたる睡眠不足による XNUMX つの基本的な変化を示しています。
睡眠不足の影響が生理学的な概日リズムと相関しているという事実は、その複雑な性質を理解するのに役立ちます (Folkard and Akerstedt 1992)。 これらの影響は、日常生活における睡眠-覚醒サイクルの位相シフトの結果と見なされるべきです。
したがって、継続的な作業または睡眠不足の影響には、注意力の低下だけでなく、パフォーマンス能力の低下、眠りに落ちる可能性の増加、健康と士気の低下、および安全性の低下が含まれます. 交替制労働者の場合のように、このような睡眠不足の期間が繰り返されると、彼らの健康が影響を受ける可能性があります (Rutenfranz 1982; Koller 1983; Costa et al. 1990)。 したがって、研究の重要な目的は、睡眠不足が個人の幸福をどの程度損なうか、そしてそのような影響を軽減するために睡眠の回復機能をどのように使用できるかを判断することです.
睡眠不足の影響
睡眠不足の夜中や睡眠不足の後でも、人体の生理的概日リズムは維持されているようです。 たとえば、夜勤労働者の勤務初日の体温曲線は、基本的な概日パターンを維持する傾向があります。 夜間は早朝に向かって気温が下がり、その後の日中に上昇し、午後のピーク後に再び低下します。 生理学的リズムは、夜勤労働者の逆の睡眠覚醒サイクルに「順応」することが知られている. これは、パフォーマンスと眠気への影響が、日中よりも夜間に顕著であることを意味します。 したがって、睡眠不足の影響は、生理的および心理的機能に見られる元の概日リズムとさまざまに関連しています。
睡眠不足がパフォーマンスに与える影響は、実行するタスクの種類によって異なります。 課題のさまざまな特徴が効果に影響を与えます (Fröberg 1985; Folkard and Monk 1985; Folkard and Akerstedt 1992)。 一般に、複雑なタスクは単純なタスクより脆弱です。 桁数の増加やより複雑なコーディングを伴うタスクのパフォーマンスは、1985 日間の睡眠不足の間にさらに低下します (Fröberg 1964; Wilkinson 2)。 一定の間隔内で対応する必要があるペースのとれたタスクは、セルフペースのタスクよりも劣化します。 脆弱なタスクの実際の例には、定義された刺激に対する一連の反応、単純な並べ替え操作、コード化されたメッセージの記録、コピーの入力、ディスプレイの監視、および継続的な検査が含まれます。 睡眠不足が激しい身体能力に及ぼす影響も知られています。 長時間の睡眠不足がパフォーマンス (視覚的課題) に及ぼす典型的な影響を図 1992 に示します (Dinges 40)。 影響は、56 晩の睡眠不足 (16 ~ 40 時間) よりも XNUMX 晩 (XNUMX ~ XNUMX 時間) の睡眠不足の後の方が顕著です。
図 2. 健康な若年成人を対象に、不眠なし (10 ~ 5 時間) に 16 晩の睡眠不足 (16 -40 時間) と 40 晩の睡眠不足 (56-XNUMX 時間)
タスクのパフォーマンスが影響を受ける程度は、概日リズムの「マスキング」コンポーネントによってどのように影響を受けるかに依存するようにも見えます。 たとえば、1993 ターゲット メモリ検索タスクなどの一部のパフォーマンス測定は、一連の反応時間タスクよりもはるかに迅速に夜間作業に適応することがわかっているため、急速に回転するシフト システムでも比較的損なわれない可能性があります (Folkard et al. XNUMX)。 睡眠不足の影響下でパフォーマンスの安全性と精度を考慮する際には、内因性の生理学的体内時計リズムとそれらのマスキングコンポーネントの影響のこのような違いを考慮に入れる必要があります。
睡眠不足がパフォーマンス効率に及ぼす影響の 1964 つは、頻繁な「失効」または無反応期間の出現です (Wilkinson 1993; Empson XNUMX)。 これらのパフォーマンスの低下は、注意力の低下または浅い睡眠の短い期間です。 これは、ビデオ録画されたパフォーマンス、目の動き、または脳波 (EEG) の記録で追跡できます。 長時間のタスク (XNUMX 分以上) は、特にタスクが複製される場合、そのような失効につながりやすくなります。 単純な反応の繰り返しやまれな信号の監視などの単調なタスクは、この点で非常に敏感です。 一方、新しいタスクはあまり影響を受けません。 変化する作業状況でのパフォーマンスも耐性があります。
睡眠不足の覚醒が徐々に減少するという証拠がある一方で、睡眠不足の間のパフォーマンスレベルへの影響は少ないと予想されます. これは、一部のパフォーマンス テストの結果が、テストが短時間で行われた場合に睡眠不足の影響をほとんど示さない理由を説明しています。 単純な反応時間タスクでは、経過すると応答時間が非常に長くなりますが、測定された残りの時間は変化しません。 したがって、実際の状況での睡眠不足の影響に関するテスト結果の解釈には注意が必要です。
睡眠不足中の眠気の変化は、明らかに生理的概日リズムとそのような休止期間に関連しています。 眠気は、夜勤の最初の時間とともに急激に増加しますが、その後の日中の時間帯では減少します。 睡眠不足が 1990 日目の夜まで続くと、夜間の眠気が非常に進行します (Costa et al. 1994; Matsumoto and Harada XNUMX)。 睡眠の必要性がほとんど抑えられないと感じられる瞬間があります。 これらの瞬間は、脳波記録によって証明されるように、脳機能の中断の出現と同様に、失効の出現に対応します。 しばらくすると、眠気は軽減されたように感じますが、その後、別の期間の効果が失われます。 しかし、労働者がさまざまな疲労感について質問された場合、彼らは通常、睡眠不足の期間と休止期間の間ずっと持続する疲労のレベルと一般的な疲労のレベルの増加に言及します. 夜間の睡眠不足から日中は主観的疲労度のわずかな回復が見られるが、睡眠不足が続くXNUMX泊目以降は疲労感が著しく進行する。
睡眠不足の間、以前の覚醒と概日相の相互作用による睡眠圧力が常にある程度存在する可能性がありますが、眠そうな被験者の状態の不安定性もコンテキスト効果によって変調されます (Dinges 1992)。 眠気は、刺激の量と種類、環境によってもたらされる興味、被験者にとっての刺激の意味によって影響を受けます。 単調な刺激や持続的な注意が必要な刺激は、警戒力の低下や失効につながる可能性があります。 睡眠不足による生理的眠気が強いほど、被験者は単調な環境に弱くなります。 モチベーションとインセンティブは、この環境への影響を無効にするのに役立ちますが、それは限られた期間だけです。
部分的な睡眠不足と蓄積された睡眠不足の影響
被験者が一晩中眠らずに働き続けると、多くのパフォーマンス機能が確実に低下します。 被験者が一睡もせずに 1981 番目の夜勤に入った場合、パフォーマンスの低下ははるかに進んでいます。 1981 泊目または 1990 泊目の完全な睡眠不足の後、たとえモチベーションが高くても、ほとんどの人は起きていられず、タスクを実行できません。 しかし、実際の生活では、そのような完全な睡眠不足の状態はめったに発生しません。 通常、人々はその後の夜勤中にいくらかの睡眠を取ります。 しかし、さまざまな国からの報告によると、昼間にとった睡眠は、夜勤によって生じた睡眠負債を回復するにはほとんどの場合不十分であることが示されています (Knauth and Rutenfranz 1991; Kogi XNUMX; ILO XNUMX)。 その結果、交替勤務者が夜勤を繰り返すにつれて、睡眠不足が蓄積されます。 同様の睡眠不足は、シフト スケジュールに従う必要があるために睡眠時間が短縮された場合にも発生します。 夜の睡眠がとれる場合でも、毎晩わずか XNUMX 時間の睡眠制限は、ほとんどの人にとって不十分な量の睡眠につながることが知られています。 このような睡眠の減少は、パフォーマンスと注意力の低下につながる可能性があります (Monk XNUMX)。
睡眠不足の蓄積、または部分的な睡眠剥奪の一因となる交替制の状況の例を表 1 に示します。 XNUMX 日以上の継続的な夜勤、交替間の短い時間、早起きの繰り返しに加えて、シフト、頻繁な夜勤、不適切な休日の割り当てにより、睡眠不足の蓄積が加速します。
日中の睡眠の質が悪い、または睡眠時間が短いことも重要です。 日中の睡眠には、覚醒の頻度の増加、深睡眠と徐波睡眠の減少、および通常の夜間睡眠とは異なるレム睡眠の分布が伴います (Torsvall、Akerstedt および Gillberg 1981; Folkard および Monk 1985; Empson 1993)。 したがって、昼間の睡眠は、良好な環境であっても、夜の睡眠ほど健全ではない場合があります.
交替制での睡眠のタイミングの違いによる質の高い睡眠の難しさは、日記の記録に基づくドイツと日本の労働者の睡眠開始時間の関数としての睡眠時間を示す図 3 に示されています (Knauth と Rutenfranz)。 1981; 小木 1985)。 概日リズムの影響により、日中の睡眠は短くせざるを得ません。 多くの労働者は日中に睡眠を分割し、可能な場合は夜に睡眠を追加することがよくあります。
図 3.入眠時間の関数としての平均睡眠時間。 ドイツと日本の交替制労働者のデータの比較。
実際の状況では、交替勤務者は、このような睡眠不足の蓄積に対処するためにさまざまな対策を講じています (Wedderburn 1991)。 たとえば、彼らの多くは、夜勤の前に事前に寝ようとしたり、夜勤の後に長い睡眠をとったりします. そのような努力は決して睡眠不足の影響を相殺するのに完全に効果的ではありませんが、かなり意図的に行われています. 対処措置の一環として、社会的および文化的活動が制限される場合があります。 たとえば、外出の自由時間活動は、XNUMX つの夜勤の間の頻度が低くなります。 したがって、睡眠のタイミングと持続時間、および睡眠不足の実際の蓄積は、仕事に関連した状況と社会的状況の両方に依存します。
睡眠不足からの回復と健康対策
睡眠不足から回復する唯一の有効な手段は睡眠です。 この睡眠の回復効果はよく知られています (Kogi 1982)。 睡眠による回復は、そのタイミングと期間によって異なる可能性があるため (Costa et al. 1990)、いつ、どのくらいの時間、睡眠をとるべきかを知ることが不可欠です。 通常の日常生活では、睡眠不足からの回復を早めるために、一晩中ぐっすり眠ることが常に最善ですが、通常、奪われた通常の夜の睡眠の代わりとして、さまざまな機会に睡眠をとることによって、睡眠不足を最小限に抑える努力がなされています. . このような交換睡眠の側面を表 2 に示します。
表 2. 通常の夜の睡眠の代わりにとられる、前進、固定、遅延睡眠の側面
側面 |
アドバンススリープ |
アンカースリープ |
睡眠を遅らせる |
時 |
夜勤前 |
断続的な夜 |
夜更かし後 |
演奏時間 |
通常短い |
定義上短い |
通常は短いですが、 |
品質 |
より長い待ち時間 |
短い待ち時間 |
より短いレイテンシ |
との相互作用 |
リズムの乱れ; |
に資します |
リズムの乱れ; |
夜の睡眠不足を相殺するために、日中の睡眠を「前」と「後」の段階 (つまり、夜勤の前後) に取るようにするのが通常の努力です。 このような睡眠は概日活動期と一致します。 したがって、睡眠は、より長い潜伏、短縮された徐波睡眠、レム睡眠の中断、および社会生活の障害によって特徴付けられます。 社会的および環境的要因は、睡眠の回復効果を決定する上で重要です。 睡眠の回復機能の有効性を考える上で、現実の状況で交替勤務者が概日リズムを完全に変換することは不可能であることを念頭に置く必要があります。
この点で、短い「アンカー睡眠」の興味深い特徴が報告されています (Minors and Waterhouse 1981; Kogi 1982; Matsumoto and Harada 1994)。 習慣的な毎日の睡眠の一部を通常の夜の睡眠時間に取り、残りを不規則な時間に取ると、直腸温度といくつかの電解質の尿分泌の概日リズムが 24 時間保持されます。 これは、夜間の睡眠期間中に短時間の夜間睡眠をとることで、その後の期間で元の概日リズムを維持するのに役立つことを意味します.
これらの睡眠のさまざまな回復機能を考慮して、1982 日のさまざまな時間帯にとられた睡眠は、特定の補完的な効果をもたらす可能性があると推測できます。 夜勤労働者にとって興味深いアプローチは、通常数時間続く夜の昼寝の使用です. 調査によると、夜勤中にとられるこの短い睡眠は、一部の労働者グループの間で一般的です。 このアンカー睡眠タイプの睡眠は、夜勤の疲労を軽減するのに効果的であり(Kogi 4)、回復睡眠の必要性を減らす可能性があります. 図 1994 は、昼寝をするグループとしないグループの 1984 つの連続した夜勤の主観的疲労感と勤務時間外の回復期間を比較したものです (Matsumoto and Harada 1988)。 疲労を軽減する上での夜の昼寝のプラスの効果は明らかでした. これらの効果は、夜勤後の回復期間の大部分で持続しました。 昼寝をしないグループと昼寝をするグループの総睡眠時間(夜の昼寝と翌日の睡眠を合わせた時間)を比較すると、これらXNUMXつのグループの間に有意差は見られませんでした。 したがって、夜の昼寝は、夜勤後の日中の睡眠の前に、必須の睡眠の一部をとることを可能にします。 したがって、夜勤中の昼寝は、夜勤による疲労とそれに伴う睡眠不足の回復にある程度役立つことが示唆されます (Sakai et al. XNUMX; Saito and Matsumoto XNUMX)。
図 4. 昼寝グループと非昼寝グループの XNUMX 回連続の夜勤と勤務時間外の回復期間中の主観的疲労感の平均スコア
ただし、睡眠不足に苦しむ各労働者が適用できる最適な戦略を立てることは不可能であることを認めなければなりません. これは、頻繁に夜勤を行う労働者のための一連の措置を推奨する夜勤に関する国際労働基準の策定に示されています (Kogi and Thurman 1993)。 これらの対策の多様な性質と、交替制の柔軟性を高める傾向は、柔軟な睡眠戦略を開発する努力を明確に反映しています (Kogi 1991)。 年齢、体力、睡眠習慣、その他の耐性の個人差が重要な役割を果たしている可能性があります (Folkard and Monk 1985; Costa et al. 1990; Härmä 1993)。 より良い仕事の設計と組み合わせて、勤務スケジュールの柔軟性を高めることは、この点で役立ちます (Kogi 1991)。
睡眠不足に対する睡眠戦略は、労働生活のタイプに依存し、個々の状況に合わせて十分に柔軟でなければなりません (Knauth、Rohmert、および Rutenfranz 1979; Rutenfranz、Knauth、および Angersbach 1981; Wedderburn 1991; Monk 1991)。 一般的な結論としては、適切な勤務スケジュールを選択することで夜間の睡眠不足を最小限に抑え、睡眠不足後の初期の代替睡眠や熟睡など、個々に適した睡眠を奨励することで回復を促進する必要があるということです。 睡眠不足の蓄積を防ぐことが重要です。 通常の夜の睡眠時間から労働者の睡眠を奪う夜勤の時間は、できるだけ短くする必要があります。 シフト間の間隔は、十分な長さの睡眠を可能にするのに十分な長さでなければなりません。 睡眠環境の改善や社会的ニーズへの対応も有効です。 したがって、社会的支援は、頻繁な睡眠不足に直面する労働者の健康を促進するために、労働時間の取り決め、仕事の設計、および個々の対処戦略を設計する上で不可欠です。
職場の危険は、暴露された人の幸福や健康に悪影響を与える可能性のあるあらゆる状態として定義できます。 あらゆる職業活動における危険の認識には、これらの危険にさらされる可能性のある危険因子および労働者グループを特定することによる職場の特徴付けが含まれます。 ハザードは、化学的、生物学的、または物理的な起源によるものである可能性があります (表 1 を参照)。 作業環境におけるいくつかのハザードは、簡単に認識できます。たとえば、刺激物は、皮膚への露出または吸入の直後に刺激効果があります。 たとえば、偶然に生成され、警告特性を持たない化学物質など、そう簡単に認識できないものもあります。 リスクを認識していれば、金属(鉛、水銀、カドミウム、マンガンなど)のような一部の薬剤は、数年間の暴露で傷害を引き起こす可能性があるため、簡単に特定できる場合があります。 有毒物質は、低濃度または誰も暴露されていない場合、危険を構成しない可能性があります。 ハザードの認識の基本は、職場での可能性のある病原体の特定、これらの病原体の健康リスクに関する知識、および起こりうる暴露状況の認識です。
表 1. 化学的、生物学的および物理的因子の危険性。
ハザードの種類 |
説明 |
例 |
化学 ハザード
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化学物質は、主に吸入、皮膚からの吸収、または摂取によって体内に入ります。 毒性効果は、急性、慢性、またはその両方である可能性があります。 |
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腐食 |
腐食性化学物質は、実際に接触部位で組織破壊を引き起こします。 皮膚、目、消化器系は、体の中で最も一般的に影響を受ける部分です。 |
濃酸・濃アルカリ、リン |
刺激 |
刺激物は、沈着した組織の炎症を引き起こします。 皮膚刺激物は、湿疹や皮膚炎などの反応を引き起こす可能性があります。 重度の呼吸器刺激物は、息切れ、炎症反応、浮腫を引き起こす可能性があります。 |
肌: 酸、アルカリ、溶剤、油 呼吸器の: アルデヒド類、アルカリ粉塵、アンモニア、二酸化窒素、ホスゲン、塩素、臭素、オゾン |
アレルギー反応 |
化学アレルゲンまたは感作物質は、皮膚または呼吸器のアレルギー反応を引き起こす可能性があります。 |
肌: コロホニー (ロジン)、ホルムアルデヒド、クロムやニッケルなどの金属、一部の有機染料、エポキシ硬化剤、テレビン油 呼吸器の: イソシアネート、繊維反応性染料、ホルムアルデヒド、多くの熱帯木材粉塵、ニッケル
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窒息 |
窒息剤は、組織の酸素化を妨害することによってその効果を発揮します。 単純窒息剤は、利用可能な大気中の酸素を、生命を維持するのに必要なレベル以下に希釈する不活性ガスです。 タンク、船倉、サイロ、または鉱山では、酸素欠乏大気が発生する可能性があります。 空気中の酸素濃度は、体積で 19.5% を下回ってはなりません。 化学的窒息剤は、酸素輸送と血液の正常な酸素化を妨げたり、組織の正常な酸素化を妨げたりします。 |
単純な窒息剤: メタン、エタン、水素、ヘリウム 化学窒息剤: 一酸化炭素、ニトロベンゼン、シアン化水素、硫化水素
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癌 |
既知のヒト発がん物質は、ヒトにがんを引き起こすことが明確に実証されている化学物質です。 ヒト発がん性が疑われる物質は、動物にがんを引き起こすことが明確に証明されている化学物質、またはヒトでの証拠が明確ではない化学物質です。 すすとコール タールは、がんの原因と疑われる最初の化学物質でした。 |
知られている: ベンゼン (白血病); 塩化ビニル(肝血管肉腫); 2-ナフチルアミン、ベンジジン (膀胱がん); アスベスト(肺がん、中皮腫); 広葉樹の粉塵 (nasalor nasal sinus adenocarcinoma) 考えられます: ホルムアルデヒド、四塩化炭素、重クロム酸塩、ベリリウム |
生殖の 効果
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生殖毒性物質は、個人の生殖機能または性的機能を妨げます。 |
マンガン、二硫化炭素、エチレングリコールのモノメチルおよびエチルエーテル、水銀 |
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発生毒性物質は、暴露された人の子孫に悪影響を与える可能性のある物質です。 たとえば、先天性欠損症。 胚毒性または胎児毒性の化学物質は、自然流産または流産を引き起こす可能性があります。 |
有機水銀化合物、一酸化炭素、鉛、サリドマイド、溶剤 |
全身の 毒
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全身毒は、特定の臓器や身体系に損傷を与える薬剤です。 |
脳: 溶剤、鉛、水銀、マンガン 末梢神経系: n-ヘキサン、鉛、ヒ素、二硫化炭素 造血システム:ベンゼン、エチレングリコールエーテル 腎臓: カドミウム、鉛、水銀、塩素化炭化水素 肺臓:シリカ、石綿、炭粉(じん肺)
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生物学的 ハザード
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生物学的危険は、ウイルス、バクテリア、菌類、動物由来のタンパク質、または天然繊維の分解生成物などの植物由来の物質など、さまざまな生物学的起源に由来する有機粉塵として定義できます。 病原体は、生存可能な生物または汚染物質に由来するか、粉塵中の特定の成分を構成する可能性があります。 生物学的危険は、感染性病原体と非感染性病原体に分類されます。 非感染性ハザードは、生存生物、生体毒素、および生体アレルゲンにさらに分類できます。 |
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感染の危険 |
感染性病原体による職業病は比較的まれです。 危険にさらされている労働者には、病院の従業員、研究所の労働者、農家、食肉処理場の労働者、獣医、動物園の飼育員、料理人が含まれます。 感受性は非常に多様です(例えば、免疫抑制剤で治療された人は感受性が高くなります)。 |
B型肝炎、結核、炭疽、ブルセラ、破傷風、オウム病クラミジア、サルモネラ |
生存生物と生体毒素 |
生存可能な生物には、真菌、胞子、マイコトキシンが含まれます。 生体毒素には、エンドトキシン、アフラトキシン、バクテリアが含まれます。 細菌および真菌の代謝産物は複雑かつ多数であり、温度、湿度、および増殖する基質の種類の影響を受けます。 化学的には、タンパク質、リポタンパク質、またはムコ多糖類で構成されている可能性があります。 例としては、グラム陽性およびグラム陰性の細菌およびカビがあります。 危険にさらされている労働者には、綿工場労働者、麻および亜麻労働者、下水および汚泥処理労働者、穀物サイロ労働者が含まれます。 |
ビシノーシス、「穀物熱」、レジオネラ症 |
生体アレルゲン |
生体アレルゲンには、菌類、動物由来のタンパク質、テルペン、貯蔵ダニ、および酵素が含まれます。 農業における生体アレルゲンのかなりの部分は、動物の皮のタンパク質、毛皮の毛、糞便や尿のタンパク質に由来します。 アレルゲンは、発酵プロセス、医薬品製造、ベーカリー、製紙、木材加工 (製材所、生産、製造)、バイオテクノロジー (酵素およびワクチン製造、組織培養)、スパイスなど、多くの産業環境で検出される可能性があります。製造。 感作された人がアレルギー物質にさらされると、アレルギー性鼻炎、結膜炎、喘息などのアレルギー症状を引き起こすことがあります。 アレルギー性肺胞炎は、咳、悪寒、発熱、頭痛、筋肉痛などの急性呼吸器症状を特徴とし、慢性肺線維症につながる可能性があります。 |
職業性喘息:羊毛、毛皮、小麦粒、小麦粉、レッドシダー、ガーリックパウダー アレルギー性肺炎: 農夫病、バガソス症、鳥愛好家病、加湿器熱、セコイオーシス
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物理的危険 |
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ノイズ |
騒音は、個人または集団の健康と福利に悪影響を及ぼす可能性のある不要な音と見なされます。 騒音災害の側面には、音の総エネルギー、周波数分布、曝露時間、衝撃的な騒音が含まれます。 聴力は一般に、最初に 4000 Hz の損失またはディップで影響を受け、続いて 2000 ~ 6000 Hz の周波数範囲の損失が続きます。 騒音は、コミュニケーションの問題、集中力の低下、眠気などの深刻な影響をもたらし、結果として仕事のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。 高レベルの騒音 (通常 85 dBA 以上) または衝動的な騒音 (約 140 dBC) に長時間さらされると、一時的または慢性的な難聴の原因となる場合があります。 永続的な難聴は、補償請求において最も一般的な職業病です。 |
鋳物工場、木工、繊維工場、金属加工 |
振動 |
振動には、ノイズ周波数、振幅、暴露時間、連続的か断続的かに共通するいくつかのパラメータがあります。 操作方法と操作者の熟練度は、振動の有害な影響の発生に重要な役割を果たしているようです。 電動工具を使用した手作業は、「レイノー現象」または「振動誘発性白指」(VWF)として知られる末梢循環障害の症状に関連しています。 振動ツールは、末梢神経系や筋骨格系にも影響を与え、握力の低下、腰痛、背中の退行性障害を引き起こす可能性があります。 |
コントラクトマシン、マイニングローダー、フォークリフト、空気圧工具、チェーンソー |
電離 放射線
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電離放射線の最も重要な慢性的影響は、白血病を含む癌です。 比較的低レベルの放射線による過度の被ばくは、手の皮膚炎や血液系への影響に関連しています。 電離放射線に過度にさらされる可能性のあるプロセスまたは活動は、非常に制限および規制されています。 |
原子炉、医療用および歯科用 X 線管、粒子加速器、放射性同位元素 |
非電離 放射線
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非電離放射線は、紫外線、可視光線、赤外線、レーザー、電磁場 (マイクロ波および無線周波数)、および超低周波放射線で構成されます。 赤外線放射は白内障を引き起こす可能性があります。 高出力のレーザーは、目や皮膚に損傷を与える可能性があります。 低レベルの電磁界への曝露は、がんの原因として、また女性の生殖への悪影響の潜在的な原因として、特にビデオ ディスプレイ ユニットへの曝露による懸念が高まっています。 がんとの因果関係についての質問はまだ答えられていません。 利用可能な科学的知識の最近のレビューでは、一般に、VDU の使用と生殖への悪影響との間に関連性はないと結論付けています。 |
紫外線: アーク溶接および切断; インク、接着剤、塗料などの UV 硬化; 消毒; 製品管理 赤外線放射: 炉、吹きガラス レーザー:通信、外科、建設
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危険の特定と分類
労働衛生調査を実施する前に、目的を明確に定義する必要があります。 労働衛生調査の目的は、起こりうる危険を特定すること、職場に存在するリスクを評価すること、規制要件への準拠を証明すること、制御手段を評価すること、または疫学調査に関する曝露を評価することである. この記事は、職場での危険の特定と分類を目的としたプログラムに限定されています。 作業環境における危険を特定および評価するために、多くのモデルまたは技術が開発されてきました。 それらは、単純なチェックリスト、予備的な産業衛生調査、職業暴露マトリックス、ハザードおよび操作性の研究から、職業暴露プロファイルおよび労働監視プログラムまで、複雑さが異なります (Renes 1978; Gressel および Gideon 1991; Holzner、Hirsh および Perper 1993; Goldberg ら. 1993; Bouyer および Hemon 1993; Panett、Coggon および Acheson 1985; Tait 1992)。 誰もが明確に選択できる手法は XNUMX つではありませんが、すべての手法にはあらゆる調査に役立つ部分があります。 モデルの有用性は、調査の目的、職場の規模、生産と活動の種類、および操作の複雑さによっても異なります。
ハザードの特定と分類は、作業場の特徴付け、曝露パターン、ハザード評価の XNUMX つの基本要素に分けることができます。
職場の特徴付け
職場には、数人から数千人までの従業員がいて、さまざまな活動を行う場合があります (たとえば、生産工場、建設現場、オフィス ビル、病院、農場など)。 職場では、部門やセクションなどの特別な領域にさまざまな活動をローカライズできます。 産業プロセスでは、原材料から最終製品まで生産が追跡されるため、さまざまな段階と操作を識別することができます。
原材料、プロセスで処理または追加された材料、一次製品、中間体、最終製品、反応生成物、および副生成物を含む、利用された因子を特定するために、プロセス、操作、またはその他の関心のある活動に関する詳細な情報を入手する必要があります。 プロセス中の添加剤と触媒も、特定するのに興味深い場合があります。 商品名だけで識別された原材料または添加物は、化学組成で評価する必要があります。 情報または安全データシートは、製造元または供給業者から入手できる必要があります。
プロセスのいくつかの段階は、保守作業中またはプロセスの障害時を除いて、誰もさらされることなくクローズド システムで行われる場合があります。 これらの事象を認識し、有害物質への曝露を防ぐための予防措置を講じる必要があります。 他のプロセスは、局所排気換気の有無にかかわらず提供されるオープンシステムで行われます。 局所排気システムを含む、換気システムの一般的な説明を提供する必要があります。
可能であれば、新しいプラントまたはプロセスの計画または設計においてハザードを特定する必要があります。これは、初期段階で変更を行うことができ、ハザードを予測して回避できる可能性がある場合です。 意図した設計から逸脱する可能性のある条件と手順を特定し、プロセス状態で評価する必要があります。 ハザードの認識には、外部環境への排出および廃棄物も含まれる必要があります。 施設の場所、運用、排出源、および病原体は、体系的な方法でグループ化して、潜在的な暴露のさらなる分析で認識可能な単位を形成する必要があります。 各ユニットでは、作用物質の健康への影響と作業環境への排出量の推定に従って、操作と作用物質をグループ化する必要があります。
露出パターン
化学物質および生物学的物質の主な暴露経路は、吸入および経皮摂取、または偶発的な摂取です。 曝露パターンは、危険物との接触頻度、曝露の強度、および曝露時間によって異なります。 作業タスクは体系的に検討する必要があります。 作業マニュアルを学ぶだけでなく、現場で実際に何が起こっているのかを見ていくことが重要です。 労働者は、実際に作業を行った結果として直接ばく露されるか、ばく露源と同じ一般的なエリアまたは場所にいるために間接的にばく露される可能性があります。 曝露が短時間であっても、害を及ぼす可能性が高い作業に焦点を当てることから始める必要があるかもしれません. 非日常的で断続的な操作 (メンテナンス、クリーニング、生産サイクルの変更など) を考慮する必要があります。 仕事のタスクや状況も、年間を通して変化する可能性があります。
防護具を着用する労働者とそうでない労働者がいるため、同じ役職内でも暴露または摂取量が異なる可能性があります。 大規模なプラントでは、危険の認識または定性的な危険評価をすべての作業員に対して実行できることはほとんどありません。 したがって、同様の作業を行う労働者は、同じばく露グループに分類する必要があります。 作業タスク、作業技術、および作業時間の違いは、かなり異なるばく露につながるため、考慮する必要があります。 屋外で働く人、および局所排気換気なしで働く人は、局所排気換気のある屋内で働くグループよりも、日々の変動性が大きいことが示されています (Kromhout、Symanski、および Rappaport 1993)。 作業プロセス、そのプロセス/ジョブに適用されるエージェント、またはジョブ タイトル内のさまざまなタスクを、ジョブ タイトルの代わりに使用して、同様の露出を持つグループを特徴付けることができます。 グループ内で、危険因子、暴露経路、病原体の健康への影響、危険物質との接触頻度、暴露強度および暴露時間に従って、暴露される可能性のある労働者を特定および分類する必要があります。 最大のリスクにさらされている労働者を特定するために、危険因子と推定暴露に従って、さまざまな暴露グループをランク付けする必要があります。
定性的ハザード評価
職場に存在する化学的、生物学的および物理的要因の健康への影響の可能性は、利用可能な疫学、毒物学、臨床および環境研究の評価に基づいている必要があります。 職場で使用される製品または薬剤の健康被害に関する最新情報は、健康と安全に関する雑誌、毒性と健康への影響に関するデータベース、および関連する科学的および技術的文献から入手する必要があります。
製品安全データシート (MSDS) は、必要に応じて更新する必要があります。 データ シートには、Chemical Abstracts Service の化学物質識別子、CAS 番号、および閾値限界値 (TLV) (存在する場合) とともに、有害成分のパーセンテージが記載されています。 また、健康被害、保護具、予防措置、メーカーまたはサプライヤーなどに関する情報も含まれています。 報告されている成分が初歩的なものであり、より詳細な情報を補足する必要がある場合があります.
監視されたデータと測定の記録を調査する必要があります。 TLV を持つエージェントは、状況が許容できるかどうかを決定する際の一般的なガイダンスを提供しますが、労働者が複数の化学物質にさらされた場合の相互作用の可能性を考慮しなければなりません。 異なる曝露グループ内および曝露グループ間で、存在する病原体の健康への影響および推定される曝露に従って作業者をランク付けする必要があります(たとえば、わずかな健康への影響および低い曝露から、深刻な健康への影響および推定される高い曝露まで)。 最高のランクを持つものは、最高の優先度に値します。 予防活動を開始する前に、暴露監視プログラムを実施する必要があるかもしれません。 すべての結果は文書化され、簡単に取得できる必要があります。 作業スキームを図1に示します。
図 1. リスク評価の要素
労働衛生調査では、屋外環境への危険性 (例えば、汚染や温室効果、オゾン層への影響) も考慮される場合があります。
化学薬品、生物薬品、物理薬品
ハザードは、化学的、生物学的、または物理的な起源によるものである可能性があります。 このセクションと表 1 では、さまざまなハザードの簡単な説明が、それらが見られる環境や活動の例とともに示されています (Casarett 1980; International Congress on Occupational Health 1985; Jacobs 1992; Leidel, Busch and Lynch 1977;オリシフスキー 1988; ライランダー 1994)。 より詳細な情報は、このドキュメントの別の場所に記載されています 百科事典.
化学薬品
化学物質は、ガス、蒸気、液体、エアロゾル (粉塵、煙、ミスト) に分類できます。
ガス
気体は、圧力の上昇と温度の低下の複合効果によってのみ、液体または固体の状態に変化できる物質です。 密閉されたシステムで処理されない限り、ガスの取り扱いには常に曝露のリスクが伴います。 コンテナや配水管内のガスが誤って漏れる可能性があります。 高温のプロセス (溶接作業やエンジンからの排気など) では、ガスが生成されます。
蒸気
蒸気は、通常、室温および常圧で液体または固体の状態にあるガス状の物質です。 液体が蒸発すると気体になり、周囲の空気と混ざります。 蒸気は気体と見なすことができ、蒸気の最大濃度は物質の温度と飽和圧力に依存します。 燃焼を伴うプロセスでは、蒸気やガスが発生します。 脱脂操作は、気相脱脂または溶剤による浸漬洗浄によって行われる場合があります。 液体の充電や混合、塗装、スプレー、クリーニング、ドライ クリーニングなどの作業は、有害な蒸気を発生させる可能性があります。
液体
液体は、純粋な物質または XNUMX つ以上の物質の溶液 (例: 溶媒、酸、アルカリ) で構成されます。 開いた容器に保存された液体は、部分的に気相に蒸発します。 平衡状態での気相中の濃度は、物質の蒸気圧、液相中の濃度、および温度に依存します。 液体を扱う操作や活動は、有害な蒸気に加えて、飛沫やその他の皮膚との接触を引き起こす可能性があります。
ダスト
粉塵は無機粒子と有機粒子で構成されており、粒子サイズに応じて吸入性、胸部または呼吸性に分類できます。 ほとんどの有機粉塵は生物学的起源を持っています。 無機粉塵は、研削、鋸引き、切断、破砕、ふるい分け、ふるい分けなどの機械的プロセスで発生します。 ほこりの多い物質を扱ったり、交通機関からの空気の動きによって巻き上げられたりすると、粉塵が飛散することがあります。 計量、充填、充電、輸送、および梱包による乾燥材料または粉末の取り扱いは、断熱や清掃作業などの作業と同様に粉塵を発生させます。
煙
ヒュームは、高温で蒸発し、凝縮して小さな粒子になった固体粒子です。 気化は酸化などの化学反応を伴うことが多い。 ヒュームを構成する単一粒子は非常に細かく、通常は 0.1 μm 未満であり、より大きな単位で凝集することがよくあります。 例としては、溶接、プラズマ切断、および同様の作業から発生するガスがあります。
ミスト
ミストとは、気体状態から液体状態への凝縮や、飛散、発泡、霧化などにより液体が分散状態に変化することによって発生する浮遊液滴のことです。 例としては、切断および研磨作業からのオイル ミスト、電気めっきからの酸ミスト、酸洗作業からの酸またはアルカリ ミスト、またはスプレー作業からの塗料スプレー ミストがあります。
他の多くの国と同様に、日本でも化学物質への曝露によるリスクは、表 1 に示すように、関連する化学物質のカテゴリに従って規制されています。担当の省庁または機関は異なります。 工業用化学品全般で主に適用される法律は、化審法(化審法)、略して化審法(化審法)です。 担当官庁は通商産業省と厚生省です。 さらに、労働安全衛生法 (労働省による) は、工業用化学物質が変異原性の可能性について検査されるべきであり、当該化学物質が変異原性であることが判明した場合、化学物質への労働者の曝露を以下の方法で最小限に抑えるべきであると規定しています。生産設備の密閉、局所排気システムの設置、保護具の使用など。
表 1. 法律による化学物質の規制、日本
カテゴリー | 法律 | 省 |
食品および食品添加物 | 食品衛生法 | MHW |
錠剤などの医薬品 | 薬事法 | MHW |
麻薬 | 麻薬取締法 | MHW |
農薬 | 農薬取締法 | 農林水産 |
工業薬品 | 化審法 | 厚生労働省と通産省 |
放射性物質を除くすべての化学物質 | の規制に関する法律 を含む家庭用品 有害物質 毒劇物 物質取締法 労働安全衛生法 |
MHW MHW 商船三井 |
放射性物質 | 放射性物質に関する法律 | STA |
略語: MHW - 厚生省。 MAFF - 農林水産省。 MITI—通商産業省。 MOL - 労働省。 STA—科学技術庁。
有害な工業用化学物質は主に CSCL によって識別されるため、CSCL に基づく有害性識別のための試験の枠組みについて、このセクションで説明します。
化審法の考え方
最初の CSCL は 1973 年に国会 (日本の国会) を通過し、16 年 1974 月 1 日に発効しました。法律の基本的な動機は、PCB および PCB 類似物質による環境汚染とその結果としての人間の健康への影響を防止することでした。 PCB は、(2) 環境中での残留性 (生分解性が低い)、(3) 食物連鎖 (または食物網) を上るにつれて濃度が上昇する (生物蓄積)、および (1986) ヒトにおける慢性毒性によって特徴付けられます。 したがって、法律は、日本で販売する前に、各工業用化学物質についてそのような特性について検査することを義務付けました。 この法律の可決と並行して、国会は、環境庁が化学汚染の可能性について一般的な環境を監視する必要があると決定しました。 この法律はその後、健康と環境に関する OECD の行動、国際貿易における非関税障壁の引き下げ、特に最低限度の設定と調和させるために、1987 年に国会によって改正されました (改正は XNUMX 年に発効)。市販前データ セット (MPD) および関連するテスト ガイドライン。 この修正はまた、環境の監視を通じて、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの化学物質は生分解性が低く、慢性的に毒性があるものの生物蓄積性は高くないが、環境を汚染する可能性があるという当時の観察を反映したものでもあった。 これらの化学物質は、全国の地下水から検出されました。
同法では、工業用化学物質を既存化学物質と新規化学物質の 20,000 つに分類しています。 既存化学物質は、「既存化学物質目録」(旧法成立)に収載されたもので、その数は、目録に記載されている化学物質名の付け方にもよるが、約XNUMX点ある。 インベントリにない化学物質は新規化学物質と呼ばれます。 政府は既存の化学物質の危険性を特定する責任がありますが、新しい化学物質を日本の市場に導入しようとする企業またはその他の団体は、新しい化学物質の危険性を特定する責任があります。 法は厚生省と通商産業省の二省が所管し、環境庁は必要に応じて意見を述べることができる。 放射性物質、特定毒物、覚せい剤、麻薬は、他の法律で規制されているため除外されます。
CSCL でのテスト システム
検査の流れを図1に示しますが、原則として段階的なシステムです。 すべての化学物質 (例外については以下を参照) は、in vitro での生分解性を調べる必要があります。 化学物質が容易に生分解される場合、それは「安全」と見なされます。 それ以外の場合は、化学物質の生体蓄積性が検査されます。 「蓄積性が高い」と判断された場合は、完全な毒性データが求められ、毒性が確認された場合は「第一種特定化学物質」、そうでない場合は「安全」と分類されます。 蓄積のない、または少ない化学物質は、変異原性試験および実験動物への 1 日間の反復投与からなる毒性スクリーニング試験の対象となります (詳細については、表 28 を参照)。 毒性データを総合的に評価し、毒性を示すデータがあれば「指定化学物質」に分類されます。 それ以外の場合は、「安全」と見なされます。 当該化学物質が環境汚染の可能性が高いと判断されるデータが他にある場合は、完全な毒性データが求められ、陽性の場合、指定された化学物質は「第二種特定化学物質」に再分類されます。 それ以外の場合は、「安全」と見なされます。 「第一種特定化学物質」、「第二種特定化学物質」及び「指定化学物質」の毒性学的及び生態毒性学的特徴を規制措置の概要とともに表2に示します。
アイテム価格 | テスト設計 |
生分解 | 原則として2週間、in vitro、活性化 汚泥 |
生体内蓄積 | 原則8週間 コイ付き |
毒性スクリーニング 変異原性試験 細菌系 染色体異常 |
Ames のテストと大腸菌によるテスト、± S9 ミックス CHL細胞など、±S9 mix |
28日間反復投与 | ラット、3 つの用量レベルと NOEL のコントロール、 さらに最高用量レベルでの2週間の回復試験 |
表3 化審法における指定化学物質の特徴と規制
化学物質 | 特性 | 規制 |
クラス1 特定化学物質 |
非生分解性 高い生体蓄積性 慢性毒性 |
製造または輸入の許可が必要1 使用上の制限 |
クラス2 特定化学物質 |
非生分解性 非または低い生体蓄積性 慢性毒性 環境汚染の疑い |
製造・輸入予定数量のお知らせ 公害・健康影響防止技術指針 |
指定化学物質 | 非生分解性 非または低い生体蓄積性 慢性毒性の疑い |
製造量または輸入量の報告 研究と文献調査 |
1 実際には認可なし。
使用量が限定された新規化学物質(例:1,000kg/企業/年未満、日本全体で1,000kg/年未満)の場合、試験は不要です。 ポリマーは、化学物質の分子量が 1,000 を超え、環境中で安定している場合、体内に吸収される可能性がほとんどないという前提で開発された高分子量化合物フロー スキームに従って検査されます。
工業用化学品の分類結果 1996年現在
26 年の CSCL 発効から 1973 年末までの 1996 年間に、1,087 の既存の化学物質項目が、当初および修正された CSCL の下で調査されました。 1,087 品目のうち、1 品目(一部は一般名で識別)が「第一種特定化学物質」に分類されました。 残りの 36 件は「指定」に分類され、そのうち 23 件は「第 2 種特定化学物質」に再分類され、残りの 13 件は「指定」のままでした。 第1類特定化学物質と第2類特定化学物質の名称を図2に示します。表からわかるように、第1類化学物質はPCBとその代替物に加え、海藻類2種を除いてほとんどが有機塩素系農薬です。 クラス XNUMX の化学物質の大部分は、かつて広く使用されていた XNUMX つの塩素化炭化水素溶剤を除いて、海藻の死滅剤です。
1973 年から 1996 年末までの同じ期間に、約 2,335 の新規化学物質が承認のために提出され、そのうち 221 (約 9.5%) が「指定」として特定されましたが、第 1 種または第 2 種の化学物質として特定されたものはありませんでした。 他の化学物質は「安全」と見なされ、製造または輸入が承認されました。
ハザード監視と調査方法
職業監視には、職場での潜在的な健康被害への暴露を予測、観察、測定、評価、および制御するための積極的なプログラムが含まれます。 監視には、多くの場合、産業衛生士、産業医、産業保健師、安全担当者、毒物学者、および技術者を含む人々のチームが関与します。 職業環境と問題に応じて、医学、環境、生物学の XNUMX つの監視方法を採用できます。 医療監視は、健康診断と適切な生物学的検査を実施することにより、汚染物質への職業的暴露による個人の健康への悪影響の有無を検出するために使用されます。 環境監視は、空気中、材料のバルク サンプル中、および表面上の汚染物質の濃度を測定することにより、従業員グループの汚染物質への潜在的な暴露を文書化するために使用されます。 生物学的監視は、作業員の血液、尿、呼気中の有害物質またはその代謝物の濃度を測定することにより、体内への汚染物質の吸収を記録し、環境汚染物質レベルと相関させるために使用されます。
医療監視
有害物質への曝露によって病気が引き起こされたり悪化したりする可能性があるため、医学的監視が行われます。 職業病、診断、治療に精通した専門家による積極的なプログラムが必要です。 医療監視プログラムは、従業員を保護、教育、監視し、場合によっては補償するための手順を提供します。 これには、雇用前のスクリーニング プログラム、定期的な健康診断、有害物質によって引き起こされる早期の変化や機能障害を検出するための専門的な検査、治療、広範な記録管理が含まれます。 雇用前のスクリーニングには、職歴および病歴に関する質問票と健康診断の結果の評価が含まれます。 アンケートは、過去の病気や慢性疾患 (特に喘息、皮膚、肺、心臓の病気)、および過去の職業曝露に関する情報を提供します。 雇用資格を判断するために雇用前スクリーニング プログラムが使用される場合、そのプログラムには倫理的および法的影響があります。 ただし、(1) 以前の雇用と関連する暴露の記録を提供する、(2) 従業員の健康のベースラインを確立する、および (3) 過感受性をテストするために使用する場合、それらは基本的に重要です。 健康診断には、難聴の聴力検査、視力検査、臓器機能の検査、呼吸保護具を着用するための適合性の評価、ベースラインの尿検査と血液検査が含まれます。 定期的な健康診断は、健康への悪影響の発症の傾向を評価および検出するために不可欠であり、特定の汚染物質の生物学的モニタリングや他のバイオマーカーの使用が含まれる場合があります。
環境および生物学的監視
環境および生物学的監視は、作業環境の労働衛生調査から始まり、潜在的な危険と汚染源を特定し、監視の必要性を判断します。 化学物質の場合、モニタリングには、空気、バルク、表面、および生物学的サンプリングが含まれる可能性があります。 物理的エージェントの場合、モニタリングにはノイズ、温度、および放射線測定が含まれる場合があります。 モニタリングが必要な場合、職業衛生士は、サンプリングする従業員、プロセス、設備、またはエリア、サンプル数、サンプリングする期間、サンプリングする頻度、およびサンプリング方法を含むサンプリング戦略を策定する必要があります。 産業衛生調査は、調査の目的、施設の種類と規模、および問題の性質に応じて、複雑さと焦点が異なります。
調査を実施するための厳密な公式はありません。 ただし、現地調査の前に十分な準備を行うことで、有効性と効率が大幅に向上します。 従業員の苦情や病気に動機付けられた調査には、健康問題の原因を特定するという追加の焦点があります。 室内空気質調査は、屋内および屋外の汚染源に焦点を当てています。 職業上の危険に関係なく、職場の調査とサンプリングに対する全体的なアプローチは似ています。 したがって、この章では方法論のモデルとして化学薬品を使用します。
暴露経路
職場に職業上のストレスが存在するだけで、曝露の可能性が高いことを自動的に意味するわけではありません。 エージェントはワーカーに到達する必要があります。 化学物質の場合、健康への悪影響を誘発するには、液体または蒸気の形態の薬剤が身体に接触および/または体内に吸収されなければなりません。 病原体が囲いの中に隔離されているか、局所排気換気システムによって捕獲されている場合、化学物質の固有の毒性に関係なく、曝露の可能性は低くなります。
曝露の経路は、実施されるモニタリングの種類と潜在的な危険性に影響を与える可能性があります。 化学剤および生物剤の場合、作業員は吸入、皮膚接触、摂取、および注射によって暴露されます。 職業環境における最も一般的な吸収経路は、気道と皮膚からです。 吸入を評価するために、産業衛生士は、化学物質がガス、蒸気、粉塵、煙、またはミストとして空中に浮遊する可能性を観察します。
化学物質の皮膚への吸収は、主に脂溶性炭化水素やその他の有機溶剤の飛沫、噴霧、湿潤、または浸漬によって皮膚と直接接触する場合に重要です。 浸漬には、汚染された衣服との身体の接触、汚染された手袋との手の接触、大量の液体との手と腕の接触が含まれます。 アミンやフェノールなどの一部の物質については、皮膚からの吸収は、吸入された物質の肺からの吸収と同じ速さである可能性があります。 殺虫剤やベンジジン染料などの一部の汚染物質では、皮膚からの吸収が第一の吸収経路であり、吸入が第二の経路です。 このような化学物質は、皮膚から容易に体内に入り、身体への負担を増大させ、全身的な損傷を引き起こす可能性があります。 アレルギー反応や繰り返しの洗濯で皮膚が乾燥してひびが入ると、体内に吸収される化学物質の数と種類が劇的に増加します。 ガスや蒸気のまれな吸収経路である経口摂取は、鉛などの微粒子にとって重要な場合があります。 摂取は、汚染された食品の摂取、汚染された手での食事または喫煙、咳をした後、以前に吸入した微粒子を飲み込むことによって発生する可能性があります。
血流への物質の直接注入は、病院の医療従事者の皮膚に皮下注射針が不注意に刺さることや、高圧源から放出されて皮膚に直接接触する高速の発射物によって発生する可能性があります。 エアレス塗料噴霧器と油圧システムは、皮膚に穴を開けて物質を直接体内に導入するのに十分な圧力を持っています.
ウォークスルー検査
ウォークスルー検査と呼ばれる初期調査の目的は、潜在的に危険な状況が存在するかどうか、監視が必要かどうかを判断するための情報を体系的に収集することです。 産業衛生士は、経営陣、従業員、監督者、産業保健師、組合代表の代表者を含むことができる最初の会議でウォークスルー調査を開始します。 産業衛生士は、互いに率直かつ正直にコミュニケーションを取り、検査の目標と範囲を理解する人々のチームを作成することにより、調査の成功とその後の監視イニシアチブに強力な影響を与えることができます。 労働者は、恐怖ではなく協力が調査を支配することを保証するために、最初から関与し、情報を与えられなければなりません。
ミーティングでは、プロセス フロー図、プラント レイアウト図、過去の環境検査レポート、生産スケジュール、設備メンテナンス スケジュール、個人保護プログラムの文書化、および従業員数、シフト数、健康上の苦情に関する統計が要求されます。 オペレーションで使用および生成されるすべての危険物が特定され、定量化されます。 製品、副産物、中間体、および不純物の化学物質のインベントリが作成され、関連するすべての製品安全データ シートが取得されます。 古い機器を使用すると、管理が不十分なため被ばくが高くなる可能性があるため、機器の保守スケジュール、使用年数、および状態が文書化されています。
ミーティングの後、労働衛生士は、潜在的な職業上のストレスを特定し、暴露の可能性をランク付けし、暴露の経路を特定し、期間と期間を推定することを目的として、職場の視覚的なウォークスルー調査を行い、操作と作業慣行を精査します。露出の頻度。 職業上のストレスの例を図 1 に示します。労働衛生士はウォークスルー検査を使用して職場を観察し、質問に答えます。 観察と質問の例を図 2 に示します。
図 1. 職業上のストレス。
図 2.ウォークスルー調査での観察と質問。
図 5 に示した質問に加えて、すぐにはわからないことを明らかにする質問をする必要があります。 質問は次のように対処できます。
日常業務以外のタスクは、化学物質への重大なピーク暴露をもたらす可能性があり、通常の勤務時間中に予測および測定することは困難です。 プロセスの変更や化学物質の置換により、大気中への物質の放出が変化し、その後の暴露に影響を与える可能性があります。 作業エリアの物理的なレイアウトを変更すると、既存の換気システムの効果が変わる可能性があります。 職務の変更により、経験の浅い従業員が作業を行うことになり、曝露が増加する可能性があります。 改修や修理により、揮発性有機化学物質を排出したり、刺激物である新しい材料や化学物質が作業環境に導入される可能性があります。
室内空気質調査
屋内空気質調査は、典型的には非工業的な職場で遭遇し、微量の化学物質の混合物への曝露を伴う可能性があり、単独では病気を引き起こす可能性があるとは思われないため、従来の職業衛生調査とは異なります (Ness 1991)。 室内空気質調査の目的は、汚染源を特定し、監視の必要性を判断するという点で、労働衛生調査に似ています。 ただし、室内空気質調査は常に、従業員の健康に関する苦情が動機となっています。 多くの場合、従業員は頭痛、喉の炎症、無気力、咳、かゆみ、吐き気、非特異的な過敏反応などのさまざまな症状を抱えており、帰宅すると消失します。 従業員が仕事を辞めた後も健康上の苦情が消えない場合、非職業的暴露も考慮する必要があります。 職業以外の曝露には、趣味、他の仕事、都市の大気汚染、受動喫煙、および家庭での屋内曝露が含まれます。 室内空気質調査では、質問票を使用して従業員の症状や苦情を記録し、建物内の勤務地や職務に関連付けることがよくあります。 次に、症状の発生率が最も高い領域が、さらなる検査の対象となります。
室内空気質調査で記録されている室内空気汚染物質の発生源には、次のものがあります。
室内空気質調査の場合、ウォークスルー検査は基本的に建物と環境の検査であり、建物の内外の潜在的な汚染源を特定します。 内部の建物の情報源には次のものがあります。
調査中に尋ねられる可能性のある所見と質問を図 3 に示します。
図 3. 室内空気質ウォークスルー調査の観察と質問。
サンプリングと測定の戦略
職業ばく露限界
ウォークスルー検査が完了した後、産業衛生士はサンプリングが必要かどうかを判断する必要があります。 サンプリングは、目的が明確な場合にのみ実行する必要があります。 産業衛生士は、「サンプリング結果から何が得られ、結果はどのような質問に答えるでしょうか?」と尋ねなければなりません。 サンプリングして数値を取得するのは比較的簡単です。 それらを解釈することははるかに困難です。
空気および生物学的サンプリング データは通常、推奨または義務付けられた職業暴露限界 (OEL) と比較されます。 多くの国で、化学的および物理的因子への吸入および生物学的暴露に対する職業暴露限界が策定されています。 今日まで、60,000 を超える商業的に使用されている化学物質の宇宙のうち、約 600 がさまざまな組織や国によって評価されてきました。 制限の哲学的根拠は、それらを開発した組織によって決定されます。 しきい値限界値 (TLV) と呼ばれる最も広く使用されている限界値は、米国産業衛生専門家会議 (ACGIH) によって米国で発行されたものです。 米国の労働安全衛生局 (OSHA) が使用する OEL のほとんどは、TLV に基づいています。 しかし、米国保健社会福祉省の国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、推奨暴露限界 (REL) と呼ばれる独自の限界を提案しています。
空気感染の場合、TLV には 50 つのタイプがあります。慢性的な健康への影響から保護するための XNUMX 時間加重平均曝露、TLV-TWA。 急性の健康への影響から保護するための XNUMX 分間の平均短時間暴露制限、TLV-STEL。 瞬間的な上限値である TLV-C は、すぐに刺激を与える窒息剤や化学物質から保護します。 生物学的暴露レベルのガイドラインは、生物学的暴露指数 (BEI) と呼ばれます。 これらのガイドラインは、空気中の特定の濃度で健康な労働者の吸入暴露に対応する体内の化学物質の濃度を表しています。 米国以外では、XNUMX もの国またはグループが OEL を確立しており、その多くは TLV と同一です。 英国では、制限は健康と安全のエグゼクティブ職業暴露基準 (OES) と呼ばれ、ドイツでは OEL は最大職場濃度 (MAK) と呼ばれています。
OEL は、ガス、蒸気、微粒子への空中暴露に対して設定されています。 それらは、生物剤への空中暴露には存在しません。 したがって、バイオエアロゾル暴露のほとんどの調査では、屋内と屋外の濃度を比較しています。 屋内/屋外プロファイルおよび生物の濃度が異なる場合、暴露の問題が存在する可能性があります。 皮膚および表面のサンプリングには OEL がなく、各ケースを個別に評価する必要があります。 表面サンプリングの場合、濃度は通常、他の研究で測定された、または現在の研究で決定された許容可能なバックグラウンド濃度と比較されます。 皮膚のサンプリングでは、毒性、吸収率、吸収量、および総線量に基づいて許容濃度が計算されます。 さらに、作業者の生物学的モニタリングを使用して、皮膚への吸収を調査することもできます。
サンプリング戦略
環境および生物学的サンプリング戦略は、目的を満たす暴露測定値を得るためのアプローチです。 慎重に設計された効果的な戦略は、科学的に擁護され、得られるサンプル数を最適化し、費用対効果が高く、ニーズに優先順位を付けます。 サンプリング戦略の目標は、何をサンプリングするか (化学物質の選択)、どこでサンプリングするか (個人、地域、またはソース サンプル)、誰をサンプリングするか (どの労働者または労働者グループ)、サンプル期間 (リアルタイムまたは統合されている)、サンプリングする頻度(何日)、サンプル数、およびサンプリング方法(分析方法)。 従来、規制目的で実施されるサンプリングには、最悪の場合の暴露に集中する短いキャンペーン (XNUMX 日または XNUMX 日) が含まれます。 この戦略に必要なリソースと時間の支出は最小限で済みますが、多くの場合、取得できる情報量は最も少なく、長期的な職業被ばくの評価にはほとんど適用できません。 産業医や疫学研究に役立つように慢性曝露を評価するために、サンプリング戦略には、多数の労働者に対して時間をかけて繰り返しサンプリングする必要があります。
目的
環境および生物学的サンプリング戦略の目標は、個々の従業員の曝露を評価するか、汚染源を評価することです。 従業員の監視は、次の目的で実行できます。
ソースと周囲の空気の監視は、次の目的で実行できます。
従業員を監視する場合、空気サンプリングは、吸入暴露による線量の代理測定を提供します。 生物学的モニタリングは、吸入、摂取、注射、皮膚を含むすべての吸収経路から生じる化学物質の実際の投与量を提供できます。 したがって、生物学的モニタリングは、空気モニタリングよりも個人の全身負荷と線量をより正確に反映できます。 空中被ばくと内部被ばくの関係がわかっている場合、生物学的モニタリングを使用して、過去および現在の慢性被ばくを評価できます。
図 4.生物学的モニタリングの目標。
生物学的モニタリングには限界があり、空気モニタリングだけでは達成できない目標を達成する場合にのみ実施する必要があります (Fiserova-Bergova 1987)。 これは侵襲的であり、労働者から直接サンプルを採取する必要があります。 血液サンプルは、一般的に監視するのに最も有用な生物学的媒体を提供します。 ただし、採血は、尿や呼気などの非侵襲的検査が適用できない場合にのみ行われます。 ほとんどの工業用化学物質について、体内に吸収された化学物質の運命に関するデータは不完全または存在しません。 したがって、限られた数の分析測定方法しか利用できず、多くは感度や特異性が高くありません。
生物学的モニタリングの結果は、同じ空気中濃度の化学物質に暴露された個人間で大きく異なる可能性があります。 年齢、健康状態、体重、栄養状態、薬物、喫煙、飲酒、投薬、妊娠は、化学物質の摂取、吸収、分布、代謝、排泄に影響を与える可能性があります。
何をサンプリングするか
ほとんどの職業環境は、複数の汚染物質にさらされています。 化学薬品は、個別に、また労働者に対する複数の同時攻撃として評価されます。 化学物質は、体内で独立して作用したり、毒性効果を高める方法で相互作用したりできます。 何を測定し、結果をどのように解釈するかという問題は、エージェントが体内にあるときのエージェントの作用の生物学的メカニズムに依存します。 眼刺激物質や神経毒など、まったく異なる臓器系に独立して作用する場合、エージェントを個別に評価できます。 XNUMX つの呼吸器刺激物質など、同じ臓器系に作用する場合は、それらの複合効果が重要です。 混合物の毒性効果が個々の成分の個別の効果の合計である場合、それは相加的と呼ばれます。 混合物の毒性効果が別々の薬剤の効果の合計よりも大きい場合、それらの組み合わせ効果は相乗効果と呼ばれます。 たばこの喫煙やアスベスト繊維の吸入への暴露は、単純な相加効果よりもはるかに高い肺がんのリスクを引き起こします。職場ですべての化学物質をサンプリングすることは、費用がかかり、必ずしも正当化できるとは限りません。 作業衛生士は、潜在的な病原体の洗濯物のリストをハザードまたはリスクによって優先順位付けして、どの病原体が焦点を当てるかを決定する必要があります。
化学物質のランク付けに関与する要因には、次のものがあります。
従業員の暴露を最も正確に推定するために、作業員の呼吸ゾーン (頭から半径 30 cm 以内) で空気サンプルが採取され、個人サンプルと呼ばれます。 呼吸ゾーンのサンプルを採取するために、サンプリング中はサンプリング装置を作業者に直接装着します。 空気サンプルが作業者の近くで、呼吸ゾーンの外で採取された場合、それらはエリア サンプルと呼ばれます。 地域のサンプルは、個人のばく露を過小評価する傾向があり、吸入ばく露の適切な推定値を提供しません。 ただし、エリア サンプルは、汚染源を評価し、汚染物質の周囲レベルを測定するのに役立ちます。 地域のサンプルは、ポータブル機器または固定サンプリング ステーションを使用して職場を歩きながら採取できます。 エリア サンプリングは、クリアランス サンプリングおよび室内空気調査のために、アスベスト削減サイトで日常的に使用されています。
誰をサンプリングするか
理想的には、職業上の暴露を評価するために、各労働者は、数週間または数か月にわたって個別にサンプリングされます。 ただし、職場が小規模 (従業員 10 人未満) でない限り、通常、すべての従業員をサンプリングすることは現実的ではありません。 設備とコストの観点からサンプリングの負担を最小限に抑え、サンプリング プログラムの有効性を高めるために、職場の従業員のサブセットをサンプリングし、そのモニタリング結果を使用して、より大きな従業員の曝露を表します。
より大きな労働力を代表する従業員を選択するためのアプローチの 1985 つは、従業員を均一な被ばくグループ (HEG) と呼ばれる同様の予想される被ばくを持つグループに分類することです (Corn 2.2)。 HEG が形成された後、サンプリングのために各グループからワーカーのサブセットがランダムに選択されます。 適切なサンプルサイズを決定する方法は、暴露の対数正規分布、推定平均暴露、および 2.5 ~ XNUMX の幾何標準偏差を想定しています。 以前のサンプリング データでは、より小さい幾何標準偏差を使用できる場合があります。 従業員を個別の HEG に分類するために、ほとんどの産業衛生士は、作業中の従業員を観察し、暴露を定性的に予測します。
HEG の形成には多くのアプローチがあります。 一般に、労働者は仕事のタスクの類似性または作業領域の類似性によって分類されます。 ジョブと作業領域の類似性の両方が使用される場合、分類の方法はゾーニングと呼ばれます (図 5 を参照)。 空中に浮遊すると、化学物質および生物物質は、作業環境全体で複雑で予測不可能な空間的および時間的濃度パターンを持つ可能性があります。 したがって、従業員に対する線源の近さは、被ばくの類似性の最良の指標ではない可能性があります。 同様のばく露があると最初に予想された労働者に対して行われたばく露測定は、予想よりも労働者間のばらつきが大きいことを示している可能性があります。 これらの場合、ばく露グループはより小さな作業員のセットに再構築されるべきであり、各グループ内の作業員が実際に同様のばく露を受けていることを確認するためにサンプリングを継続する必要があります (Rappaport 1995)。
図 5. ゾーニングを使用して HEG を作成する際の要因。
役職やリスクに関係なく、すべての従業員の被ばくを推定することも、被ばくが最も高いと想定される従業員のみを推定することもできます。 これはワースト ケース サンプリングと呼ばれます。 最悪のケースのサンプリング従業員の選択は、生産、ソースへの近さ、過去のサンプリング データ、在庫、および化学毒性に基づく場合があります。 最悪の場合の方法は規制目的で使用され、長期的な平均曝露と日ごとの変動性の尺度を提供しません。 タスク関連のサンプリングでは、類似したタスクが XNUMX 日未満で発生するジョブを持つワーカーを選択します。
曝露に関与し、HEG 分類の成功に影響を与える可能性がある要因は多数あります。たとえば、次のとおりです。
サンプル期間
空気サンプル中の化学物質の濃度は、フィールドで直接測定されて即時の結果が得られるか (リアルタイムまたはグラブ)、または時間の経過とともにフィールドでサンプリング媒体またはサンプリングバッグに収集され、実験室で測定されます (統合された) (リンチ 1995)。 リアルタイム サンプリングの利点は、結果が現場で迅速に得られ、短期間の急性被ばくの測定値を取得できることです。 ただし、懸念されるすべての汚染物質に利用できるわけではなく、対象となる汚染物質を定量化するのに十分な分析感度や正確さを備えていない可能性があるため、リアルタイムの方法には限界があります。 作業衛生士が慢性曝露に関心があり、OEL と比較するために時間加重平均測定が必要な場合、リアルタイム サンプリングは適用できない場合があります。リアルタイム サンプリングは、緊急時の評価、濃度の大まかな推定値の取得、漏れの検出、周囲の空気と発生源の監視、工学的制御の評価、15 分未満の短期間の曝露の監視、一時的な曝露の監視、毒性の高い化学物質の監視に使用されます (一酸化炭素)、爆発性混合物およびプロセス監視。 リアルタイムのサンプリング方法は、経時的に変化する濃度を捕捉し、定性的および定量的情報を即座に提供できます。 統合された空気サンプリングは、通常、個人のモニタリング、エリアサンプリング、および濃度と時間加重平均 OEL との比較のために実行されます。 統合サンプリングの利点は、さまざまな汚染物質に対応できる方法があることです。 未知のものを識別するために使用できます。 精度と特異性は高く、検出限界は通常非常に低いです。 実験室で分析される統合されたサンプルには、検出可能な最小分析要件を満たすのに十分な汚染物質が含まれている必要があります。 したがって、サンプルは所定の期間にわたって収集されます。
サンプリング方法の分析要件に加えて、サンプリング期間はサンプリングの目的に一致させる必要があります。 ソース サンプリングの場合、期間はプロセスまたはサイクル タイムに基づいているか、濃度のピークが予測される時期に基づいています。 ピーク サンプリングでは、偏りを最小限に抑え、予測不可能なピークを特定するために、XNUMX 日を通して一定の間隔でサンプルを収集する必要があります。 サンプリング期間は、ピークを識別できるだけでなく、実際の暴露期間も反映できるように十分に短くする必要があります。
個人的なサンプリングの場合、期間は、職業上の暴露限界、作業期間、または予想される生物学的影響に一致します。 刺激物、窒息物質、感作物質、およびアレルギー物質への急性曝露を評価するために、リアルタイムのサンプリング方法が使用されます。 塩素、一酸化炭素、硫化水素は、比較的低濃度で迅速に効果を発揮できる化学物質の例です。
鉛や水銀などの慢性疾患病原体は、通常、統合されたサンプリング方法を使用して、完全なシフト (サンプルごとに XNUMX 時間以上) でサンプリングされます。 フル シフトの暴露を評価するために、産業衛生士は、シフト全体をカバーする単一のサンプルまたは一連の連続したサンプルのいずれかを使用します。 フルシフト未満で発生する暴露のサンプリング期間は、通常、特定のタスクまたはプロセスに関連付けられています。 建設作業員、屋内保守要員、および保守道路作業員は、作業に関連する被ばくのある仕事の例です。
サンプリングするサンプルの数と頻度は?
汚染物質の濃度は、分ごと、日ごと、季節ごとに変化する可能性があり、個体間および個体内でばらつきが生じる可能性があります。 露出変動は、サンプル数と結果の精度の両方に影響します。 曝露の変動は、さまざまな作業慣行、汚染物質排出量の変化、使用される化学物質の量、生産割り当て、換気、温度変化、労働者の移動、および作業割り当てによって生じる可能性があります。 ほとんどのサンプリング キャンペーンは、XNUMX 年に数日間行われます。 したがって、得られた測定値は暴露を表すものではありません。 サンプルが収集される期間は、サンプリングされていない期間と比較して非常に短いです。 産業衛生士は、サンプリングされた期間からサンプリングされていない期間まで外挿しなければなりません。 長期暴露モニタリングでは、HEG から選択された各作業員を数週間または数か月にわたって複数回サンプリングし、すべてのシフトについて暴露を特徴付ける必要があります。 日勤は最も忙しいかもしれませんが、夜勤は監督が最も少なく、仕事のやり方が間違っているかもしれません.
測定技術
アクティブおよびパッシブ サンプリング
媒体を通して空気サンプルを積極的に引っ張るか、空気が媒体に到達するのを受動的に許可することによって、汚染物質はサンプリング媒体上に収集されます。 アクティブ サンプリングはバッテリ駆動のポンプを使用し、パッシブ サンプリングは拡散または重力を使用して汚染物質をサンプリング メディアに運びます。 ガス、蒸気、微粒子、およびバイオエアロゾルはすべて、アクティブなサンプリング方法によって収集されます。 ガスや蒸気は、パッシブ拡散サンプリングによって収集することもできます。
ガス、蒸気、およびほとんどの微粒子については、サンプルが収集されると、汚染物質の質量が測定され、質量をサンプリングされた空気の体積で割ることによって濃度が計算されます。 ガスと蒸気の場合、濃度は百万分の XNUMX (ppm) または mg/m で表されます。3、粒子濃度は mg/m で表されます。3 (ディナルディ 1995)。
統合サンプリングでは、空気サンプリング ポンプはサンプリング システムの重要なコンポーネントです。濃度の推定には、サンプリングされた空気の量に関する知識が必要だからです。 ポンプは、必要な流量、保守と校正の容易さ、サイズ、コスト、および危険な環境への適合性に基づいて選択されます。 主な選択基準は流量です。ガスと蒸気のサンプリングには低流量ポンプ (0.5 ~ 500 ml/分) が使用されます。 高流量ポンプ (500 ~ 4,500 ml/分) は、微粒子、バイオエアロゾル、ガスおよび蒸気のサンプリングに使用されます。 正確なサンプル量を確保するには、ポンプを正確に校正する必要があります。 キャリブレーションは、体積を直接測定する手動または電子シャボン玉メーターなどの一次標準、または一次メソッドに対してキャリブレーションされるウェット テスト メーター、ドライ ガス メーター、精密回転計などの二次メソッドを使用して実行されます。
ガスと蒸気: サンプリング媒体
ガスと蒸気は、多孔性の固体吸着剤チューブ、インピンジャー、パッシブ モニター、およびバッグを使用して収集されます。 吸着剤チューブは、表面に化学物質をそのまま吸着できるようにする粒状の固体が充填された中空のガラス管です。 固体吸着剤は、化合物のグループに固有です。 一般的に使用される吸着剤には、木炭、シリカゲル、Tenax などがあります。 非晶質の炭素である木炭吸着剤は、電気的に無極性であり、有機ガスと蒸気を優先的に吸着します。 シリカの非晶質形態であるシリカゲルは、極性有機化合物、アミン、およびいくつかの無機化合物を収集するために使用されます。 極性化合物との親和性により、水蒸気を吸着します。 したがって、湿度が高いと、水が目的の極性の低い化学物質をシリカゲルから置換する可能性があります。 多孔性ポリマーである Tenax は、非常に低濃度の非極性揮発性有機化合物のサンプリングに使用されます。
空気中の汚染物質を正確に捕捉し、汚染物質の損失を回避できるかどうかは、サンプリング レート、サンプリング量、空気中の汚染物質の揮発性と濃度に依存します。 固体吸着剤の収集効率は、温度、湿度、流量、濃度、吸着剤の粒子サイズ、および競合する化学物質の数の増加によって悪影響を受ける可能性があります。 収集効率が低下すると、サンプリング中に化学物質が失われ、濃度が過小評価されます。 化学物質の損失または破過を検出するために、固体吸着剤チューブには、フォーム プラグで区切られた 20 つの粒状材料セクションがあります。 前部はサンプル収集に使用され、後部はブレークスルーを決定するために使用されます。 破過は、汚染物質の少なくとも 25 ~ XNUMX% がチューブの後部に存在する場合に発生しています。 固体吸着剤からの汚染物質の分析には、溶媒を使用して媒体から汚染物質を抽出する必要があります。 収集された吸着剤チューブと化学物質のバッチごとに、ラボは脱着効率、つまり溶媒による吸着剤からの化学物質の除去効率を決定する必要があります。 木炭とシリカゲルの場合、最も一般的に使用される溶媒は二硫化炭素です。 Tenax の場合、化学物質は熱脱着を使用して直接ガスクロマトグラフに抽出されます。
インピンジャーは通常、溶液内で変化しない吸収または化学反応によってガスと蒸気を収集する溶液を通して空気をボトルに引き込むことができる入口チューブを備えたガラスボトルです。 インピンジャーは、破損する可能性があり、液体媒体が従業員にこぼれる可能性があるため、職場の監視、特に個人的なサンプリングで使用されることがますます少なくなっています. インピンジャーには、ガス ウォッシュ ボトル、スパイラル アブソーバー、ガラス ビーズ カラム、ミゼット インピンジャー、フリット バブラーなど、さまざまな種類があります。 すべてのインピンジャーは、エリア サンプルの収集に使用できます。 最も一般的に使用されるインピンジャーであるミゼット インピンジャーは、個人的なサンプリングにも使用できます。
パッシブまたは拡散モニターは小型で、可動部品がなく、有機汚染物質と無機汚染物質の両方に使用できます。 ほとんどの有機モニターは、収集媒体として活性炭を使用します。 理論的には、チャコール吸着剤チューブとポンプでサンプリングできる化合物は、パッシブ モニターを使用してサンプリングできます。 各モニターには、効果的なサンプリング レートを提供するために独自に設計されたジオメトリがあります。 モニターのカバーを外すとサンプリングが開始され、カバーを元に戻すとサンプリングが終了します。 ほとんどの拡散モニターは、XNUMX 時間の時間加重平均被ばくに対して正確であり、短期間の被ばくには適していません。
サンプリングバッグは、ガスと蒸気の統合サンプルを収集するために使用できます。 透過性と吸着性があり、損失を最小限に抑えて XNUMX 日保存できます。 バッグはテフロン(ポリテトラフルオロエチレン)とテドラー(ポリフッ化ビニル)でできています。
サンプリング媒体: 粒子状物質
粒子状物質またはエアロゾルの職業サンプリングは、現在流動的な状態にあります。 従来のサンプリング方法は、最終的に粒子サイズ選択 (PSS) サンプリング方法に置き換えられます。 まず、従来のサンプリング方法について説明し、次に PSS 方法について説明します。
エアロゾルを収集するために最も一般的に使用されるメディアは、繊維フィルターまたはメンブレン フィルターです。 気流からのエアロゾルの除去は、フィルターの表面に粒子が衝突して付着することによって行われます。 フィルター媒体の選択は、サンプリングするエアロゾルの物理的および化学的特性、サンプラーの種類、および分析の種類によって異なります。 フィルターを選択する際には、捕集効率、圧力降下、吸湿性、バックグラウンド汚染、強度、孔径 (0.01 ~ 10 μm) を評価する必要があります。 メンブレンフィルターはさまざまな細孔サイズで製造されており、通常はセルロースエステル、ポリ塩化ビニル、またはポリテトラフルオロエチレンから作られています。 粒子の収集はフィルターの表面で行われます。 したがって、メンブレンフィルターは通常、顕微鏡検査が行われるアプリケーションで使用されます。 混合セルロースエステルフィルターは、酸で簡単に溶解でき、通常、原子吸光による分析用の金属の収集に使用されます。 Nucleopore フィルター (ポリカーボネート) は非常に強く、熱的に安定しており、透過型電子顕微鏡を使用してアスベスト繊維のサンプリングと分析に使用されます。 ファイバーフィルターは通常グラスファイバーでできており、殺虫剤や鉛などのエアロゾルのサンプリングに使用されます。
エアロゾルへの職業暴露の場合、既知の量の空気をフィルターを通してサンプリングし、質量の総増加量 (重量分析) を測定することができます (mg/m3 空気)、粒子の総数を数えたり(繊維/cc)、エアロゾルを特定したり(化学分析)することができます。 質量計算では、サンプラーに入る総粉塵または呼吸に適した分画のみを測定できます。 総粉塵の場合、質量の増加は、気道のすべての部分での堆積による暴露を表します。 総ダストサンプラーは、サンプラーを通過する強風とサンプラーの不適切な向きにより、エラーが発生する可能性があります。 強風、およびフィルターが直立していると、余分な粒子が収集され、露出が過大評価される可能性があります。
呼吸性粉塵サンプリングの場合、質量の増加は、気道のガス交換 (肺胞) 領域での沈着による暴露を表します。 呼吸に適した画分のみを収集するために、サイクロンと呼ばれる前分類器を使用して、フィルターに提示される浮遊粉塵の分布を変更します。 エアロゾルはサイクロンに引き込まれ、加速されて旋回し、より重い粒子が気流の端に投げ出され、サイクロンの底にある除去セクションに落下します。 10 μm 未満の呼吸に適した粒子は気流に残り、その後の重量分析のためにフィルター上に吸い上げられて収集されます。
総粉塵および呼吸性粉塵のサンプリングを実行する際にサンプリング エラーが発生すると、測定値が暴露を正確に反映していないか、健康への悪影響に関連していません。 したがって、PSS は、粒子サイズ、健康への悪影響、およびサンプリング方法の間の関係を再定義するために提案されています。 PSS サンプリングでは、粒子の測定は、特定の健康への影響に関連するサイズに関連しています。 国際標準化機構 (ISO) と ACGIH は、吸入可能な粒子質量 (IPM)、胸部粒子質量 (TPM)、および呼吸可能な粒子質量 (RPM) の XNUMX つの粒子質量分率を提案しています。 IPM は、鼻と口から入ると予想される粒子を指し、従来の総質量分率に取って代わります。 TPM は、喉頭を通過して上気道系に侵入できる粒子を指します。 RPM は、肺のガス交換領域に堆積することができる粒子を指し、現在の呼吸可能な質量分率を置き換えます。 PSS サンプリングを実際に採用するには、新しいエアロゾル サンプリング方法と PSS 固有の職業曝露制限の開発が必要です。
サンプリング媒体: 生物材料
生体物質またはバイオエアロゾルをサンプリングするための標準化された方法はほとんどありません。 サンプリング方法は他の浮遊微粒子に使用される方法と似ていますが、実験室での培養を確実にするために、ほとんどのバイオエアロゾルの生存率を維持する必要があります。 したがって、それらの収集、保管、および分析はより困難です。 バイオエアロゾルをサンプリングするための戦略には、液体での収集、数日間のインキュベーション、および成長した細胞の識別と定量化後の半固体栄養寒天またはプレートへの直接収集が含まれます。 寒天上で増殖した細胞の山は、生存可能な細菌または真菌のコロニー形成単位 (CFU) および活性ウイルスのプラーク形成単位 (PFU) として数えることができます。 胞子を除いて、脱水は細胞の損傷を引き起こすため、フィルターはバイオエアロゾルの収集にはお勧めできません。
実行可能なエアロゾル化された微生物は、全ガラス インピンジャー (AGI-30)、スリット サンプラー、および慣性インパクターを使用して収集されます。 インピンジャーは液体中のバイオエアロゾルを収集し、スリットサンプラーは大量かつ流量でスライドガラス上のバイオエアロゾルを収集します。 インパクターは、それぞれがペトリ皿を含む XNUMX ~ XNUMX ステージで使用され、サイズによる粒子の分離を可能にします。
職業暴露限界がないため、サンプリング結果の解釈はケースバイケースで行う必要があります。 サンプリングの前に評価基準を決定する必要があります。 特に室内空気の調査では、建物の外で採取されたサンプルが背景の参照として使用されます。 経験則では、汚染が疑われる濃度はバックグラウンドの XNUMX 倍である必要があります。 培養プレーティング技術を使用する場合、サンプリングおよびインキュベーション中に生存率が低下するため、濃度はおそらく過小評価されます。
皮膚および表面のサンプリング
化学物質への皮膚暴露を評価し、線量を予測するための標準的な方法はありません。 表面サンプリングは、主に作業慣行を評価し、皮膚からの吸収と摂取の潜在的な原因を特定するために行われます。 皮膚および摂取の可能性を評価するために、XNUMX 種類の表面サンプリング方法が使用されます。作業者の皮膚をサンプリングする直接法と、表面を拭いてサンプリングする間接法です。
直接皮膚サンプリングでは、ガーゼ パッドを皮膚に置いて化学物質を吸収し、溶剤で皮膚をすすぎ、汚染物質を除去し、蛍光を使用して皮膚汚染を特定します。 ガーゼパッドは体のさまざまな部分に配置され、露出したままにするか、個人用保護具の下に配置します. 一日の終わりにパッドは取り外され、実験室で分析されます。 体のさまざまな部分からの濃度分布を使用して、皮膚暴露領域を特定します。 この方法は安価で簡単に実行できます。 ただし、ガーゼ パッドは皮膚の吸収および保持特性の物理モデルとして適切ではなく、測定された濃度は必ずしも全身を代表するものではないため、結果は限られています。
スキンリンスでは、溶剤で皮膚を拭くか、溶剤を入れたビニール袋に手を入れて、表面の化学物質の濃度を測定します。 この方法では、化学物質の吸収されていない部分のみが収集されるため、線量を過小評価する可能性があります。
蛍光モニタリングは、多核芳香族化合物などの自然に蛍光を発する化学物質の皮膚曝露を特定するため、および蛍光化合物が意図的に添加された化学物質への曝露を特定するために使用されます。 皮膚を紫外線でスキャンして、汚染を視覚化します。 この視覚化により、労働慣行がばく露に及ぼす影響の証拠が労働者に提供されます。 蛍光強度を定量化し、線量に関連付ける研究が進行中です。
間接ワイプ サンプリング方法では、ガーゼ、ガラス繊維フィルター、またはセルロース ペーパー フィルターを使用して、手袋やマスクの内側、または表面の上部を拭きます。 収集効率を高めるために、溶媒を追加することができます。 その後、ガーゼまたはフィルターは実験室で分析されます。 結果を標準化し、サンプル間の比較を可能にするために、正方形のテンプレートを使用して 100 cm をサンプリングします。2 エリア。
生物培地
血液、尿、および呼気のサンプルは、定期的な生物学的モニタリングに最も適した検体ですが、髪、牛乳、唾液、および爪はあまり使用されません。 生物学的モニタリングは、職場で大量の血液と尿のサンプルを収集し、実験室で分析することによって実行されます。 呼気サンプルは、テドラー バッグ、特別に設計されたガラス ピペットまたは吸着剤チューブに収集され、直読機器を使用して現場または実験室で分析されます。 血液、尿、および呼気のサンプルは、主に、変化していない親化合物 (職場の空気中にサンプリングされた同じ化学物質)、その代謝産物、または体内で誘発された生化学的変化 (中間体) を測定するために使用されます。 たとえば、親化合物である鉛は、鉛曝露を評価するために血液中で測定され、代謝物であるマンデル酸は、スチレンとエチルベンゼンの両方について尿中で測定され、カルボキシヘモグロビンは、一酸化炭素と塩化メチレン曝露の両方について血液中で測定された中間体です。 ばく露モニタリングの場合、理想的な決定因子の濃度は、ばく露強度と高度に相関します。 医療モニタリングの場合、理想的な決定因子の濃度は、標的臓器の濃度と高度に相関します。
標本収集のタイミングは、測定の有用性に影響を与える可能性があります。 サンプルは、曝露を最も正確に反映する時間に収集する必要があります。 タイミングは、化学物質の排泄の生物学的半減期に関連しています。これは、化学物質が体からどれだけ速く排除されるかを反映しています。 これは数時間から数年まで変化する可能性があります。 生物学的半減期が短い化学物質の標的臓器濃度は、環境濃度に密接に追従します。 生物学的半減期が長い化学物質の標的臓器濃度は、環境曝露に応じてほとんど変動しません。 生物学的半減期が XNUMX 時間未満の短い化学物質については、その日の曝露を反映するために、濃度が急速に低下する前に、その日の終業直後にサンプルが採取されます。 ポリ塩化ビフェニルや鉛など、半減期の長い化学物質については、いつでもサンプルを採取できます。
リアルタイムモニター
直読機器は、汚染物質をリアルタイムで定量化します。 サンプルは装置内で分析され、オフサイトの実験室での分析は必要ありません (Maslansky and Maslansky 1993)。 化合物は、最初に別のメディアに収集してから、輸送、保管、分析することなく測定できます。 濃度は、メーター、ディスプレイ、ストリップ チャート レコーダー、データ ロガー、または色の変化から直接読み取られます。 直読計器は、主にガスと蒸気に使用されます。 微粒子を監視するための機器がいくつかあります。 機器は、コスト、複雑さ、信頼性、サイズ、感度、および特異性が異なります。 それらには、色の変化を使用して濃度を示す比色チューブなどの単純なデバイスが含まれます。 一酸化炭素インジケーター、可燃性ガスインジケーター(爆発計)、水銀蒸気メーターなど、化学物質に固有の専用機器。 赤外線分光計など、化学物質の大規模なグループをスクリーニングする調査機器。 直読機器は、導電率、イオン化、電位差測定、測光、放射性トレーサー、燃焼など、さまざまな物理的および化学的方法を使用してガスと蒸気を分析します。
一般的に使用されるポータブル直読機器には、バッテリー駆動のガスクロマトグラフ、有機蒸気分析器、赤外線分光計などがあります。 ガスクロマトグラフと有機蒸気モニターは、主に有害廃棄物サイトでの環境モニタリングと地域の大気モニタリングに使用されます。 適切な検出器を備えたガスクロマトグラフは、特異性と感度が高く、非常に低濃度の化学物質を定量化できます。 有機蒸気分析器は通常、化合物のクラスを測定するために使用されます。 ポータブル赤外線分光計は、広範囲の化合物に対して高感度で特異的であるため、主に職業監視と漏れ検出に使用されます。
いくつかの一般的なガス (塩素、シアン化水素、硫化水素、ヒドラジン、酸素、ホスゲン、二酸化硫黄、二酸化窒素、および一酸化炭素) については、小型の直読個人用モニターを利用できます。 それらは、XNUMX 日を通して濃度測定値を蓄積し、時間加重平均濃度を直接読み取るだけでなく、その日の詳細な汚染物質プロファイルを提供することができます。
比色チューブ (検知管) は、使いやすく、安価で、さまざまな化学物質に使用できます。 それらを使用して、空気汚染物質のクラスをすばやく特定し、ポンプの流量と量を決定するときに使用できる濃度の概算を提供できます。 比色チューブは、汚染物質と反応して色の変化を引き起こす可能性のある化学薬品を含浸させた固体の粒状材料で満たされたガラス管です。 チューブの XNUMX つの密封された端が壊れて開いた後、チューブの一方の端がハンド ポンプに配置されます。 汚染された空気の推奨量は、特定の化学物質に対して指定された数のポンプ ストロークを使用して、チューブからサンプリングされます。 通常 XNUMX 分以内に色の変化または染みがチューブに生じ、染みの長さは濃度に比例します。 一部の比色チューブは、長時間のサンプリングに適合しており、少なくとも XNUMX 時間稼働できるバッテリー駆動のポンプで使用されます。 生成された色の変化は、時間加重平均濃度を表します。 比色チューブは、定性分析と定量分析の両方に適しています。 ただし、それらの特異性と精度は限られています。 比色チューブの精度は、実験室の方法や他の多くのリアルタイム機器ほど高くはありません。 何百ものチューブがあり、その多くは交差感度があり、複数の化学物質を検出できます。 これにより、測定濃度を変更する干渉が発生する可能性があります。
直読エアロゾルモニターは汚染物質を区別できず、通常は粒子のカウントまたはサイズ測定に使用され、主にスクリーニングに使用され、TWA または急性曝露を決定するためではありません。 リアルタイム機器は、光学的または電気的特性を使用して、総質量と呼吸可能な質量、粒子数、および粒子サイズを決定します。 光散乱エアロゾル モニターまたはエアロゾル光度計は、粒子が装置内のボリュームを通過する際に粒子によって散乱された光を検出します。 粒子の数が増えると、散乱光の量が増加し、質量に比例します。 光散乱エアロゾル モニターを使用して粒子の種類を区別することはできません。 ただし、粉塵の数が限られている職場で使用する場合、質量は特定の材料に起因する可能性があります。 繊維状エアロゾル モニターは、アスベストなどの粒子の空中浮遊濃度を測定するために使用されます。 ファイバーは振動電場で整列され、ヘリウム ネオン レーザーで照らされます。 結果として生じる光のパルスは、光電子増倍管によって検出されます。 光減衰光度計は、粒子による光の減衰を測定します。 測定光に対する入射光の比率は、濃度に比例します。
分析技術
実験室サンプルの汚染物質を分析する方法は多数あります。 空気中のガスと蒸気を定量化するためのより一般的に使用される手法には、ガスクロマトグラフィー、質量分析、原子吸光法、赤外および紫外分光法、ポーラログラフィーなどがあります。
ガスクロマトグラフィーは、その後の定量分析のために混合物中の化学物質を分離および濃縮するために使用される技術です。 システムには、サンプル注入システム、カラム、および検出器の XNUMX つの主要コンポーネントがあります。 液体または気体のサンプルは、成分が分離されるカラムを通してサンプルを運ぶ気流に、注射器を使用して注入されます。 カラムには、さまざまな化学物質と異なる相互作用をする物質が詰め込まれており、化学物質の動きが遅くなります。 異なる相互作用により、各化学物質は異なる速度でカラムを移動します。 分離後、化学物質は水素炎イオン化検出器 (FID)、光イオン化検出器 (PID)、電子捕獲検出器 (ECD) などの検出器に直接入ります。 チャートレコーダに濃度に比例した信号が記録されます。 FID は、芳香族、直鎖炭化水素、ケトン、一部の塩素化炭化水素など、ほぼすべての有機物に使用されます。 濃度は、揮発性炭化水素が水素炎によって燃焼されるときに生成されるイオン数の増加によって測定されます。 PID は、有機物と一部の無機物に使用されます。 ベンゼンなどの芳香族化合物に特に有用であり、脂肪族、芳香族、およびハロゲン化炭化水素を検出できます。 濃度は、サンプルに紫外線が照射されたときに生成されるイオン数の増加によって測定されます。 ECD は主にハロゲン含有化学物質に使用されます。 炭化水素、アルコール、ケトンへの反応は最小限です。 濃度は、放射能によるガスのイオン化によって引き起こされる XNUMX つの電極間の電流の流れによって測定されます。
質量分析計は、微量に存在する化学物質の複雑な混合物を分析するために使用されます。 多くの場合、さまざまな汚染物質の分離と定量化のためにガスクロマトグラフと組み合わされます。
原子吸光分光法は、主に水銀などの金属の定量に使用されます。 原子吸収は、自由な基底状態の原子による特定の波長の光の吸収です。 吸収される光の量は濃度に関係しています。 この手法は特異性が高く、感度が高く、高速で、約 68 の要素に直接適用できます。 検出限界はサブ ppb から低 ppm の範囲です。
赤外線分析は、強力で感度が高く、特異的で用途の広い技術です。 赤外線エネルギーの吸収を利用して、多くの無機および有機化学物質を測定します。 吸収される光の量は濃度に比例します。 化合物の吸収スペクトルは、その同定と定量化を可能にする情報を提供します。
UV 吸収分光法は、干渉が少ないことがわかっている芳香族炭化水素の分析に使用されます。 紫外線の吸収量は、濃度に正比例します。
ポーラログラフ法は、容易に分極する電極と分極しない電極を使用したサンプル溶液の電気分解に基づいています。 それらは、アルデヒド、塩素化炭化水素、および金属の定性および定量分析に使用されます。
神経系と生殖系は生体異物の影響に非常に敏感であるため、神経毒性と生殖毒性はリスク評価の重要な分野です。 多くの病原体がヒトのこれらのシステムに毒性があることが確認されています (Barlow and Sullivan 1982; OTA 1990)。 多くの殺虫剤は、ホルモンの生化学と神経伝達を妨害することにより、昆虫などの標的生物の生殖と神経機能を意図的に妨害するように設計されています。
相互に関連する XNUMX つの理由から、これらのシステムに潜在的に毒性のある物質を特定することは困難です。第 XNUMX に、これらは人間の最も複雑な生物学的システムの XNUMX つであり、生殖および神経機能の動物モデルは一般に、認知などの重要なイベントを表現するには不十分であると認められています。または初期胚胎児発生; 第二に、潜在的な生殖毒性物質または神経毒性物質を特定するための簡単なテストがありません。 第三に、これらのシステムには複数の細胞型と臓器が含まれているため、単一セットの毒性メカニズムを使用して用量反応関係を推測したり、構造活性相関 (SAR) を予測したりすることはできません。 さらに、神経系と生殖系の両方の感受性が年齢とともに変化し、重要な時期に曝露すると、他の時期よりもはるかに深刻な影響を与える可能性があることが知られています.
神経毒性リスク評価
神経毒性は重要な公衆衛生上の問題です。 表 1 に示すように、産業放出、汚染された食品、水、およびその他の媒体を通じて暴露された、何千人もの労働者およびその他の集団を含む、ヒトの神経毒性のいくつかのエピソードがありました。 鉛、水銀、有機リン酸系殺虫剤、塩素系溶剤などの神経毒への職業暴露は、世界中に広がっています (OTA 1990; Johnson 1978)。
表 1. 主な神経毒性インシデントの選択
年 | 会場 | 物質 | コメント |
400 BC | Rome | Lead | ヒポクラテスは、鉱業における鉛の毒性を認識しています。 |
1930s | 米国(南東部) | TOCP | 潤滑油に添加されることが多い化合物は、アルコール飲料「ジンジャージェイク」を汚染します。 5,000 人以上が麻痺し、20,000 ~ 100,000 人が罹患しています。 |
1930s | ヨーロッパ | アピオール(TOCP付) | TOCPを含む流産誘発剤は、60例の神経障害を引き起こします。 |
1932 | アメリカ合衆国(カリフォルニア) | タリウム | 殺鼠剤として使用される硫酸タリウムが混入された大麦が盗まれ、トルティーヤを作るために使用されます。 家族13人が神経症状で入院。 6人の死亡。 |
1937 | 南アフリカ共和国 | TOCP | 60人の南アフリカ人が汚染された食用油を使用した後に麻痺を発症. |
1946 | - | テトラエチル鉛 | ガソリンタンクを掃除した後、25人以上が神経学的影響を受けました. |
1950s | 日本(ミニマタ) | マーキュリー | 何百人もが化学工場からの水銀で汚染された魚介類を摂取しています。 121 人が中毒、46 人が死亡、多くの乳児が神経系に深刻な損傷を負っています。 |
1950s | フランス | 有機スズ | Stallinon がトリエチルスズで汚染されると、100 人以上が死亡します。 |
1950s | モロッコ | マンガン | 150 人の鉱山労働者が、重度の神経行動障害を伴う慢性的なマンガン中毒に苦しんでいます。 |
1950s-1970s | 米国 | エート | 神経毒性があることが判明した香料の成分。 1978年に市場から撤退。 ヒトの健康への影響は不明。 |
1956 | - | エンドリン | 殺虫剤エンドリンで汚染された小麦粉から作られたベーカリー食品を食べた後、49人が病気になります。 痙攣は場合によっては起こります。 |
1956 | Turkey | HCB | 種子穀物の殺菌剤であるヘキサクロロベンゼンは、3,000から4,000の中毒を引き起こします。 死亡率10パーセント。 |
1956-1977 | 日本 | クリオキノール | 旅行者下痢症の治療に使用される薬物は、神経障害を引き起こすことが判明しました。 10,000 年間で XNUMX 人もの患者が影響を受けました。 |
1959 | モロッコ | TOCP | 潤滑油で汚染された食用油は、約 10,000 人に影響を与えます。 |
1960 | イラク | マーキュリー | パンに使用される種子穀物を処理するための殺菌剤として使用される水銀。 1,000 人以上が影響を受けました。 |
1964 | 日本 | マーキュリー | メチル水銀は 646 人に影響を与えています。 |
1968 | 日本 | PCB類 | ポリ塩化ビフェニルが米油に漏出。 1,665人が影響を受けました。 |
1969 | 日本 | n-ヘキサン | ビニール サンダルの製造に使用される n-ヘキサンにさらされた後、93 例の神経障害が発生します。 |
1971 | 米国 | ヘキサクロロフェン | 3%のヘキサクロロフェンで幼児を何年も入浴させた後、消毒剤は神経系や他のシステムに有毒であることがわかりました. |
1971 | イラク | マーキュリー | 種子穀物を処理するための殺菌剤として使用される水銀は、パンに使用されます。 5,000 件以上の重度の中毒、450 件の病院での死亡、出生前に暴露された多くの乳児への影響は記録されていません。 |
1973 | アメリカ合衆国(オハイオ州) | MIBK | 生地生産工場の従業員が溶剤にさらされる。 80 人以上の労働者が神経障害を患っており、180 人はそれほど重度ではありません。 |
1974-1975 | 米国 (バージニア州ホープウェル) | クロルデコン(ケポネ) | 殺虫剤にさらされた化学工場の従業員。 20 人以上が深刻な神経学的問題を抱えており、40 人以上はそれほど深刻ではない問題を抱えています。 |
1976 | アメリカ合衆国(テキサス州) | レプトホス(フォスベル) | 少なくとも 9 人の従業員が、製造工程で殺虫剤にさらされた後、深刻な神経学的問題を抱えています。 |
1977 | アメリカ合衆国(カリフォルニア) | ジクロロプロペン(テロンII) | 交通事故で殺虫剤テローンに被ばくし、24人が入院。 |
1979-1980 | 米国 (テキサス州ランカスター) | BHMH (ルセル-7) | プラスチック浴槽製造工場の XNUMX 人の従業員が、BHMH にさらされた後、深刻な神経学的問題を経験しています。 |
1980s | 米国 | MPTP | パーキンソン病の症状と同じ症状を引き起こすことが判明した違法薬物の合成における不純物。 |
1981 | スペイン | 汚染された有毒油 | 20,000 人が油中の有毒物質によって中毒になり、500 人以上が死亡した。 多くの人が重度の神経障害に苦しんでいます。 |
1985 | 米国およびカナダ | アルジカーブ | カリフォルニア州やその他の西部州、ブリティッシュ コロンビア州では、1,000 人以上が、殺虫剤アルジカーブで汚染されたメロンを摂取した後、神経筋や心臓の問題を経験しています。 |
1987 | カナダ | ドウモイ酸 | ドウモイ酸で汚染されたムール貝の摂取は、129 人の病気と 2 人の死亡を引き起こします。 症状には、記憶喪失、見当識障害、および発作が含まれます。 |
出典: OTA 1990.
化学物質は、中枢神経系または末梢神経系内のいくつかの細胞標的または生化学的プロセスのいずれかでの作用を通じて、神経系に影響を与える可能性があります。 肝性脳症の例のように、他の臓器への毒性作用は神経系にも影響を与える可能性があります。 神経毒性の発現には、学習 (記憶、認知、知的能力を含む)、体性感覚プロセス (感覚と固有受容を含む)、運動機能 (バランス、歩行、細かい運動制御を含む)、情動 (人格状態と感情を含む)、および自律神経への影響が含まれます。機能(内分泌機能および内臓系の神経制御)。 神経系に対する化学物質の毒性効果は、年齢とともに感受性と発現が変化することがよくあります。発達中、中枢神経系は、細胞の分化、移動、および細胞間接触のプロセスが拡張されるため、特に毒性による損傷を受けやすい可能性があります。それはヒトで起こる(OTA 1990)。 さらに、ニューロンは胚形成後に置換されないため、神経系への細胞傷害性損傷は不可逆的である可能性があります。 中枢神経系 (CNS) は、吸収された化合物との接触から、しっかりと結合した細胞 (脳の血管系を裏打ちする毛細血管内皮細胞で構成される血液脳関門) のシステムを介してある程度保護されていますが、有毒な化学物質が侵入する可能性があります。 XNUMXつのメカニズムによるCNS:溶媒と親油性化合物は細胞膜を通過できます。 いくつかの化合物は、CNS に栄養素と生体分子を供給する働きをする内因性トランスポータータンパク質に結合することができます。 吸入された場合、小さなタンパク質は嗅神経によって直接取り込まれ、脳に運ばれます.
米国の規制当局
神経毒性物質を規制する法定権限は、米国の XNUMX つの機関に割り当てられています。食品医薬品局 (FDA)、環境保護庁 (EPA)、労働安全衛生局 (OSHA)、および消費者製品安全委員会です。 (CPSC). OSHA は一般に、神経毒性 (およびその他の) 化学物質への職業的曝露を規制していますが、EPA は、連邦殺虫剤、殺菌剤および殺鼠剤法 (FIFRA) に基づいて、農薬への職業的および非職業的曝露を規制する権限を持っています。 EPA はまた、製造およびマーケティングの前に新しい化学物質を規制しており、これにより、EPA は職業上のリスクと非職業上のリスクの両方を考慮することが義務付けられています。
危険有害性の要約
生理学、生化学、または神経系の構造的完全性または行動的に表される神経系機能に悪影響を与える薬剤は、神経毒性ハザードとして定義されています (EPA 1993)。 固有の神経毒性の決定は、神経系の複雑さと神経毒性の複数の発現のために困難なプロセスです。 特定の有機リン系殺虫剤の神経毒性の遅延など、一部の影響は出現が遅れる場合があります。 神経毒性の危険性を判断するには、暴露条件、用量、期間、およびタイミングの考慮を含め、注意と判断が必要です。
ハザードの特定は通常、無傷の生物の毒物学的研究に基づいており、そこでは行動、認知、運動、および体性感覚機能が、生化学、電気生理学、および形態学を含む一連の調査ツールで評価されます (Tilson and Cabe 1978; Spencer and Schaumberg 1980)。 生物全体の行動を注意深く観察することの重要性はいくら強調してもしすぎることはありません。 ハザードの特定には、幼少期 (子宮内および新生児初期) や老化など、さまざまな発生段階での毒性の評価も必要です。 ヒトでは、神経毒性の特定には、運動機能、発話流暢さ、反射、感覚機能、電気生理学、神経心理学的検査の神経学的評価の方法を使用した臨床評価が含まれ、場合によっては脳画像および定量的脳波検査の高度な技術が含まれます。 WHO は、運動機能、手と目の協調、反応時間、即時記憶、注意、気分のプローブを含む神経行動コア テスト バッテリー (NCTB) を開発し、検証しました。 このバッテリーは、調整されたプロセスによって国際的に検証されています (Johnson 1978)。
動物を使用したハザードの特定は、注意深い観察方法にも依存します。 米国 EPA は、主要な明白な神経毒性効果を検出および定量化するように設計された第 1990 段階のテストとして、機能観察バッテリーを開発しました (Moser 2)。 このアプローチは、OECD の亜慢性および慢性毒性試験方法にも組み込まれています。 典型的なバッテリーには、次の対策が含まれています。 歩行; 可動性; 一般的な覚醒と反応性; 振戦、痙攣、流涙、立毛、流涎、過剰な排尿または排便、常同症、旋回、または他の奇妙な行動の有無。 誘発された行動には、ハンドリング、テールピンチ、またはクリックへの反応が含まれます。 バランス、立ち直り反射、後肢の握力。 これらのテストで特定されたいくつかの代表的なテストとエージェントを表 XNUMX に示します。
表 2. 神経毒性を測定する特殊な試験の例
演算 | 手順 | 代表代理店 |
神経筋 | ||
弱点 | 握力; 水泳持久力; ロッドからのサスペンション; 弁別運動機能; 後肢の広がり | n-ヘキサン、メチルブチルケトン、カルバリル |
協調運動障害 | ローターロッド、歩行測定 | 3-アセチルピリジン、エタノール |
震え | 評価尺度、スペクトル分析 | クロルデコン、タイプIピレスロイド、DDT |
ミオクローニア、けいれん | 評価尺度、スペクトル分析 | DDT、タイプ II ピレスロイド |
感覚の | ||
聴覚の | 判別条件付け、反射修正 | トルエン、トリメチルスズ |
視覚毒性 | 判別条件付け | メチル水銀 |
体性感覚毒性 | 判別条件付け | アクリルアミド |
痛覚過敏 | 判別条件付け (btration); 機能観測バッテリー | パラチオン |
嗅覚毒性 | 判別条件付け | 3-メチルインドールメチルブロマイド |
学習、記憶 | ||
慣れ | 驚愕反射 | ジイソプロピルフルオロリン酸 (DFP) |
クラシックなコンディショニング | 瞬膜、条件付き味覚嫌悪、受動的回避、嗅覚調整 | アルミニウム、カルバリル、トリメチルスズ、IDPN、トリメチルスズ (新生児) |
オペラントまたはインストゥルメンタル・コンディショニング | 一方向回避、双方向回避、Y 迷路回避、バイオル水迷路、モリス水迷路、ラジアル アーム迷路、サンプルへの遅延マッチング、反復取得、視覚弁別学習 | クロルデコン、鉛 (新生児)、ビタミン過剰症 A、スチレン、DFP、トリメチルスズ、DFP。 カーバリル、鉛 |
出典: EPA 1993。
これらの試験に続いて、ハザードの特定ではなく、通常はメカニズム研究のために予約されている、より複雑な評価が行われる場合があります。 神経毒性ハザードを特定するための in vitro 法は、学習などの複雑な機能への影響を示すものではないため、制限がありますが、毒性の標的部位を定義し、標的部位の用量反応研究の精度を向上させるのに非常に役立つ可能性があります。 WHO 1986 および EPA 1993 を参照して、潜在的な神経毒性物質を特定するための原則と方法の包括的な議論を行ってください)。
用量反応評価
毒性と投与量の関係は、上記のように、利用可能な場合はヒトのデータに基づくか、または動物試験に基づく場合があります。 米国では、一般的に神経毒性物質に対して不確実性または安全係数アプローチが使用されます。 このプロセスでは、「無毒性量」(NOAEL) または「最小毒性量」(LOAEL) を決定し、この数値を不確実性または安全係数 (通常は 10 の倍数) で割って、データ、人間の潜在的に高い感度、および年齢または他の宿主要因による人間の反応の変動性。 得られた数値は、参照用量 (RfD) または参照濃度 (RfC) と呼ばれます。 最も感受性の高い動物種および性別において最低用量で生じる影響は、一般に LOAEL または NOAEL を決定するために使用されます。 動物の線量から人間の線量への変換は、寿命と暴露期間の違いを考慮して、種間線量測定の標準的な方法によって行われます。
不確実性係数アプローチの使用は、それ以下では悪影響が誘発されない閾値、または用量があることを前提としています。 特定の神経毒性物質の閾値を実験的に決定するのは難しい場合があります。 それらは、すべての神経毒性物質に当てはまるかもしれないし、当てはまらないかもしれない作用機序に関する仮定に基づいています (Silbergeld 1990)。
ばく露評価
この段階では、ヒト集団、亜集団、さらには個人の神経毒性物質への暴露源、経路、用量、および期間に関する情報が評価されます。 この情報は、環境媒体の監視または人間のサンプリングから、または標準的なシナリオ (作業場の条件や職務内容など) または環境運命と分散のモデルに基づく推定から得られる場合があります (暴露評価方法に関する一般的なガイドラインについては、EPA 1992 を参照してください)。 いくつかの限られたケースでは、生物学的マーカーを使用して、曝露の推論と推定を検証することができます。 ただし、使用可能な神経毒性物質のバイオマーカーは比較的少ないです。
リスクの特徴付け
ハザードの特定、用量反応、および暴露評価の組み合わせを使用して、リスクの特徴付けを行います。 このプロセスには、高線量から低線量への外挿、動物からヒトへの外挿、および閾値仮定の適切性と不確実性要因の使用に関する仮定が含まれます。
生殖毒性学 - リスク評価方法
生殖障害は、ヒトの複数の機能的エンドポイントと細胞標的に影響を与え、影響を受ける個人と将来の世代の健康に影響を与える可能性があります。 生殖障害は、男性または女性の生殖器系の発達、生殖行動、ホルモン機能、視床下部および脳下垂体、性腺および生殖細胞、生殖能力、妊娠および生殖機能の持続時間に影響を与える可能性があります (OTA 1985)。 さらに、変異原性化学物質は、生殖細胞の完全性を損なうことによって生殖機能にも影響を与える可能性があります (Dixon 1985)。
人間集団の生殖機能に対する化学物質曝露の悪影響の性質と程度は、ほとんど知られていません。 男性または女性の受胎能、女性の閉経年齢、男性の精子数などのエンドポイントに関するサーベイランス情報は比較的少ない。 しかし、男性も女性も、生殖障害への曝露が発生する可能性のある産業で雇用されています (OTA 1985)。
このセクションでは、神経毒性物質と生殖毒性物質のリスク評価の両方に共通する要素を要約するのではなく、生殖毒性物質のリスク評価に固有の問題に焦点を当てています。 神経毒性物質と同様に、生殖毒性の化学物質を規制する権限は、EPA、OSHA、FDA、および CPSC の法律によって定められています。 これらの機関のうち、EPA だけが生殖毒性リスク評価に関する一連のガイドラインを定めています。 さらに、カリフォルニア州は、州法であるプロポジション 65 (Pease et al. 1991) に対応して、生殖毒性リスク評価の方法を開発しました。
生殖毒性物質は、神経毒性物質と同様に、多数の標的臓器または作用分子部位のいずれかに影響を与えることによって作用する可能性があります。 彼らの評価は、オス、メス、子孫という 1989 つの異なる生物を別々に、または一緒に評価する必要があるため、さらに複雑になります (Mattison と Thomford XNUMX)。 生殖機能の重要なエンドポイントは健康な子供の生成ですが、生殖生物学は、生殖への関与に関係なく、発達中および成熟した生物の健康にも役割を果たします。 たとえば、卵母細胞の自然枯渇または外科的除去による排卵機能の喪失は、血圧、脂質代謝、および骨生理機能の変化を含む、女性の健康に大きな影響を与えます。 ホルモン生化学の変化は、がんに対する感受性に影響を与える可能性があります。
危険有害性の要約
生殖障害の特定は、ヒトまたは動物のデータに基づいて行うことができます。 一般に、精子の数や質、排卵の頻度や周期の長さ、思春期の年齢など、生殖機能の変化を検出するための慎重な監視が必要なため、ヒトからのデータは比較的まばらです。 出生率に関する情報または妊娠結果に関するデータの収集による生殖障害の検出は、多くのカップルが家族計画の手段を通じて行う出生率の意図的な抑制によって混乱する可能性があります。 選択された集団を注意深く監視すると、妊娠初期のバイオマーカーを評価した場合、生殖不全 (流産) の割合が非常に高い可能性があることが示されます (Sweeney et al. 1988)。
実験動物を使用した試験プロトコルは、生殖毒性物質を特定するために広く使用されています。 米国では FDA と EPA によって開発され、国際的には OECD テスト ガイドライン プログラムによって開発されたこれらの設計のほとんどでは、疑わしい薬剤の影響は、男性および/または女性への暴露後の生殖能力の観点から検出されます。 交配に関連する性的行動の観察; 生殖腺および乳腺などの副性腺の組織病理学的検査 (EPA 1994)。 多くの場合、生殖毒性試験では、統合された生殖プロセスへの影響を検出し、特定の生殖器官への影響を研究するために、XNUMX 世代または複数世代にわたる動物への継続的な投与が行われます。 多世代研究は、子宮内での生殖器系の発達中の暴露によって引き起こされる可能性のある影響を検出できるため、推奨されます。 特別なテスト プロトコル、連続育種による生殖評価 (RACB) は、国家毒性プログラムによって米国で開発されました。 このテストは、妊娠の時間間隔の変化 (排卵機能を反映)、およびテスト期間全体の同腹児の数とサイズに関するデータを提供します。 メスの寿命まで延長すると、初期の生殖不全に関する情報を得ることができます。 男性の生殖機能の変化を検出するために、RACB に精子測定を追加することができます。 着床前または着床後の損失を検出するための特別なテストは優性致死テストであり、雄の精子形成における変異原性の影響を検出するように設計されています。
in vitro 試験も、生殖 (および発生) 毒性のスクリーニングとして開発されている (Heindel and Chapin 1993)。 これらの試験は、一般に、観察された効果の標的部位およびメカニズムに関するより多くの情報を提供することにより、in vivo 試験結果を補足するために使用されます。
表 3 は、生殖毒性評価における 1994 種類のエンドポイント (カップル媒介、雌特異的、雄特異的) を示しています。 カップル媒介エンドポイントには、多世代および単一生物研究で検出可能なものが含まれます。 一般に、子孫の評価も含まれます。 齧歯類の受精率測定は、ヒトでの受精率測定と比較して、一般的に感度が低く、生殖機能への悪影響は、受精率に重大な影響を与える用量よりも低い用量で発生する可能性があることに注意する必要があります (EPA XNUMX)。 男性固有のエンドポイントには、優性致死試験のほか、臓器や精子の組織病理学的評価、ホルモンの測定、性的発達のマーカーが含まれます。 精子機能は、体外受精法によって評価して、生殖細胞の浸透および受精能獲得の特性を検出することもできます。 これらの試験は、人間の不妊治療クリニックで実施される in vitro 評価に直接匹敵するため、価値がありますが、それだけでは用量反応情報を提供しません。 女性特有のエンドポイントには、器官の組織病理学およびホルモン測定に加えて、授乳および子孫の成長を含む生殖の後遺症の評価が含まれます。
表 3. 生殖毒性学のエンドポイント
カップル媒介エンドポイント | |
多世代研究 | その他の生殖エンドポイント |
交配率、交配までの時間(妊娠までの時間)1) 妊娠率1 配信レート1 妊娠期間1 同腹子数(合計および生) 生きている子と死んでいる子の数 (胎児死亡率)1) 子孫の性別1 出生時体重1 産後の体重1 子孫の生存1 外部の奇形とバリエーション1 子孫の繁殖1 |
排卵率 受精率 着床前損失 着床数 着床後損失1 内部の奇形とバリエーション1 出生後の構造的および機能的発達1 |
男性固有のエンドポイント | |
臓器重量 目視検査および組織病理学 精子の評価1 ホルモンレベル1 発達的 |
精巣、精巣上体、精嚢、前立腺、下垂体 精巣、精巣上体、精嚢、前立腺、下垂体 精子の数(数)と質(形態、運動性) 黄体形成ホルモン、卵胞刺激ホルモン、テストステロン、エストロゲン、プロラクチン 精巣降下1、包皮分離、精子生産1、肛門性器間距離、外性器の正常性1 |
女性特有のエンドポイント | |
体重 臓器重量 目視検査および組織病理学 発情(月経)1) 周期の正常性 ホルモンレベル1 授乳1 開発 老化(閉経)1) |
卵巣、子宮、膣、下垂体 卵巣、子宮、膣、脳下垂体、卵管、乳腺 膣塗抹細胞診 LH、FSH、エストロゲン、プロゲステロン、プロラクチン 子孫の成長 外性器の正常性1、膣口、膣塗抹細胞診、発情行動の開始(月経)1) 膣塗抹細胞学、卵巣組織学 |
1 人を介して比較的非侵襲的に取得できるエンドポイント。
出典: EPA 1994。
米国では、ハザードの特定は、化学物質がハザードの十分な証拠または不十分な証拠を持っていると判断される毒性データの定性的評価で終了します (EPA 1994)。 「十分な」証拠には、症例対照研究またはコホート研究、または十分に裏付けられた症例シリーズに基づいて、因果関係 (またはその欠如) の説得力のある証拠を提供する疫学的データが含まれます。 十分な動物データは、限られた人間のデータと組み合わせて生殖障害の発見を裏付けることができます。十分であるためには、実験研究は一般に、EPA の 1994 世代試験ガイドラインを利用する必要があり、生殖への悪影響を示す最小限のデータを含める必要があります。 XNUMX つの試験種における適切で十分に実施された試験で。 限られた人間のデータが利用できる場合と利用できない場合があります。 危険を特定する目的では必要ありません。 潜在的な生殖障害を除外するために、動物データには、動物への毒性が最小限の用量で生殖への悪影響がないことを示す複数の研究からの適切な一連のエンドポイントが含まれていなければなりません (EPA XNUMX)。
用量反応評価
神経毒性物質の評価と同様に、用量に関連した影響の実証は、生殖毒性物質のリスク評価の重要な部分です。 妊娠中の複雑なトキシコキネティクスと、特定の生殖毒性を生物に対する一般的な毒性と区別することの重要性のために、用量反応分析における 1986 つの特定の問題が生じる。 衰弱した動物、または実質的な非特異的毒性 (体重減少など) がある動物は、排卵または交配に失敗する可能性があります。 母体毒性は、妊娠の生存率または授乳のサポートに影響を与える可能性があります。 これらの影響は、毒性の証拠ではあるが、生殖に特有のものではない (Kimmel et al. XNUMX)。 受胎能などの特定のエンドポイントに対する用量反応の評価は、生殖と発生の全体的な評価の文脈で行う必要があります。 さまざまな効果の用量反応関係は大きく異なる可能性がありますが、検出を妨げます。 例えば、同腹児のサイズを小さくする薬剤は、子宮内栄養の競合が減少するため、同腹児の体重に影響を与えない可能性があります.
ばく露評価
生殖リスク評価のための曝露評価の重要な要素は、曝露のタイミングと期間に関する情報に関連しています。 影響を受ける生物学的プロセスによっては、累積暴露測定値の精度が不十分な場合があります。 オスとメスの異なる発達段階での暴露は、ヒトと実験動物の両方で異なる結果をもたらす可能性があることが知られています (Gray et al. 1988)。 精子形成と排卵の一時的な性質も結果に影響します。 精子形成への影響は、曝露をやめれば元に戻せる可能性があります。 しかし、卵母細胞の毒性は可逆的ではありません。これは、女性は排卵のために利用する固定された生殖細胞のセットを持っているからです (Mattison and Thomford 1989)。
リスクの特徴付け
神経毒性物質と同様に、通常、生殖毒性物質には閾値の存在が想定されています。 しかし、生殖細胞に対する変異原性化合物の作用は、この一般的な仮定の例外と見なすことができます。 他のエンドポイントについては、RfD または RfC は神経毒性物質と同様に、NOAEL または LOAEL の決定と適切な不確実係数の適用によって計算されます。 NOAEL または LOAEL を決定するために使用される影響は、最も適切なまたは最も感受性の高い哺乳動物種からの最も感受性の高い有害な生殖エンドポイントです (EPA 1994)。 不確実性要因には、種間および種内変動の考慮、真の NOAEL を定義する能力、および検出されたエンドポイントの感度が含まれます。
リスクの特徴付けは、おそらく男性と女性、妊娠状況、および年齢を指定して、リスクのある特定の亜集団にも焦点を当てる必要があります。 授乳中の女性、卵母細胞数が減少した女性、精子数が減少した男性、思春期前の青年など、特に敏感な人も考慮されることがあります。
ハザードが認識され、評価された後、特定のハザードに対する最も適切な介入 (管理方法) を決定する必要があります。 通常、制御方法は次の XNUMX つのカテゴリに分類されます。
作業プロセスの変更と同様に、変更を確実に成功させるためにトレーニングを提供する必要があります。
工学的管理は、病原体への曝露を低減または排除するプロセスまたは機器への変更です。 たとえば、プロセスで毒性の低い化学物質を使用したり、排気装置を設置してプロセス ステップで発生した蒸気を除去したりすることは、工学的管理の例です。 騒音制御の場合、吸音材の設置、囲いの構築、排気口へのマフラーの設置などが工学的制御の例です。 別の種類の工学的管理は、プロセス自体を変更することかもしれません。 この種の管理の例としては、当初は XNUMX つの脱脂ステップが必要だったプロセスで、XNUMX つまたは複数の脱脂ステップを削除することが挙げられます。 ばく露を引き起こした作業の必要性をなくすことで、作業者の全体的なばく露が制御されました。 エンジニアリング制御の利点は、作業者の関与が比較的少ないことです。たとえば、汚染物質が空気から自動的に除去される場合、作業者はより制御された環境で作業を行うことができます。 これを、選択された制御方法が、「制御されていない」職場でタスクを実行しているときに作業者が着用する呼吸器である状況とは対照的です。 雇用主が既存の機器に工学的制御を積極的にインストールすることに加えて、制御またはその他のより効果的な制御を含む新しい機器を購入することができます。 多くの場合、組み合わせアプローチが効果的でした (つまり、いくつかのエンジニアリング コントロールを今すぐインストールし、個人用保護具の必要性を排除するより効果的なコントロールを備えた新しい機器が到着するまで、個人用保護具を必要とします)。 エンジニアリング コントロールの一般的な例を次に示します。
産業衛生士は、労働者の職務に敏感でなければならず、工学的管理を設計または選択する際に労働者の参加を求めなければなりません。 たとえば、職場に障壁を設けることは、労働者の仕事を遂行する能力を著しく損なう可能性があり、「回避策」を助長する可能性があります。 工学的管理は、曝露を減らす最も効果的な方法です。 また、多くの場合、最も高価です。 エンジニアリング制御は効果的で費用がかかるため、制御の選択と設計に作業者を最大限に関与させることが重要です。 これにより、管理によって被ばくが減少する可能性が高くなるはずです。
管理上の制御には、作業員が必要な職務を遂行する方法の変更が含まれます。たとえば、被ばくが発生するエリアで作業する時間や、被ばくを減らすための体位の改善などの作業慣行の変更です。 管理制御は介入の有効性を高めることができますが、いくつかの欠点があります。
個人用保護具は、作業者に提供され、特定の (またはすべての) 作業を行う際に着用する必要があるデバイスで構成されます。 例としては、マスク、ケミカルゴーグル、保護手袋、フェイスシールドなどがあります。 個人用保護具は、工学的管理が暴露を許容レベルに制御するのに効果的でなかった場合、または工学的管理が実行可能であることが判明していない場合(コストまたは運用上の理由から)に一般的に使用されます。 個人用保護具は、正しく着用して使用すれば、作業者を大幅に保護することができます。 呼吸保護の場合、保護係数(マスクの外側と内側の濃度の比)は、陽圧供給空気マスクでは 1,000 以上、半面式空気清浄マスクでは XNUMX になります。 手袋 (適切に選択した場合) は、溶剤から何時間も手を保護できます。 ゴーグルは、化学薬品の飛沫から効果的に保護できます。
介入:考慮すべき要因
多くの場合、ばく露を許容レベルまで下げるために、制御の組み合わせが使用されます。 どのような方法が選択されても、介入によって暴露とその結果として生じる危険が許容レベルまで低減されなければなりません。 ただし、介入を選択する際に考慮する必要がある他の多くの要因があります。 例えば:
統制の有効性
ばく露を減らすための措置を講じるとき、制御の有効性は明らかに主要な考慮事項です。 あるタイプの介入を別のタイプと比較する場合、必要な保護レベルはチャレンジに適したものでなければなりません。 過剰な制御はリソースの浪費です。 これらのリソースは、他の被ばくや他の従業員の被ばくを減らすために使用できます。 一方、制御が不十分すぎると、労働者は不健康な状態にさらされます。 有用な最初のステップは、効果に従って介入をランク付けし、次にこのランク付けを使用して他の要因の重要性を評価することです。
使いやすさ
統制が効果的であるためには、作業者は統制が整った状態で自分の職務を遂行できなければなりません。 たとえば、選択された管理方法が代替である場合、作業者は新しい化学物質の危険性を知っている必要があり、安全な取り扱い手順のトレーニングを受け、適切な廃棄手順を理解している必要があります。 コントロールが隔離である場合 (物質または作業者の周りに囲いを配置する)、囲いは作業者が自分の仕事を行えるようにする必要があります。 管理手段が仕事の妨げになる場合、労働者はそれらを使用することに消極的になり、ばく露の減少ではなく増加をもたらす可能性のある仕事を遂行する方法を見つける可能性があります。
費用
すべての組織にはリソースの制限があります。 課題は、これらのリソースを最大限に活用することです。 危険な暴露が特定され、介入戦略が開発されている場合、コストが要因でなければなりません。 多くの場合、「最良の購入」は、最低コストまたは最高コストのソリューションではありません。 いくつかの実行可能な制御方法が特定されて初めて、コストが要因になります。 次に、コントロールのコストを使用して、その特定の状況で最適に機能するコントロールを選択できます。 コストが最初の決定要因である場合、貧弱または効果のない統制が選択されるか、従業員が作業するプロセスを妨げる統制が選択される可能性があります。 製造プロセスを妨害して遅くする安価な一連の制御を選択するのは賢明ではありません。 その場合、プロセスのスループットが低下し、コストが高くなります。 非常に短期間で、これらの「低コスト」コントロールの「実際の」コストは莫大なものになります。 産業エンジニアは、レイアウトと全体的なプロセスを理解しています。 生産技術者は、製造の手順とプロセスを理解しています。 財務アナリストはリソース割り当ての問題を理解しています。 産業衛生士は、特定の従業員の職務、従業員と製造設備との相互作用、および特定の設定で管理がどのように機能するかを理解しているため、これらの議論に独自の洞察を提供できます。 このチーム アプローチにより、(さまざまな観点から) 最も適切なコントロールを選択する可能性が高くなります。
警告特性の妥当性
労働者を職業上の健康被害から保護する場合、臭気や刺激など、材料の警告特性を考慮する必要があります。 たとえば、半導体作業者がアルシン ガスが使用されている地域で働いている場合、ガスの極度の毒性が重大な潜在的危険をもたらします。 状況は、アルシンの非常に貧弱な警告特性によって悪化します。労働者は、アルシンガスが許容レベルをはるかに超えるまで、目や匂いでアルシンガスを検出できません. この場合、ばく露を許容レベル未満に抑えるのに効果がわずかしかない管理策は考慮すべきではない。 この場合、材料から労働者を隔離するために工学的制御を設置する必要があります。 さらに、技術的制御の失敗を労働者に警告するために、継続的なアルシンガスモニターを設置する必要があります。 毒性が高く警告特性が低い状況では、予防的な職業衛生が実践されます。 作業衛生士は、曝露の問題に取り組む際、柔軟で思慮深くなければなりません。
許容レベルの暴露
ばく露の許容レベルが 800 ppm の範囲である場合、アセトンなどの物質から労働者を保護するための管理が検討されている場合、400 ppm 以下のレベルに管理することは比較的容易に達成される可能性があります。 アセトン管理の例を 2-エトキシエタノールの管理と対比してください。この場合、ばく露の許容レベルは 0.5 ppm の範囲である可能性があります。 同じパーセントの削減 (0.5 ppm から 0.25 ppm) を得るには、おそらく異なる管理が必要になるでしょう。 実際、これらの低レベルの暴露では、材料の隔離が主要な制御手段になる可能性があります。 曝露レベルが高い場合、換気により必要な低減が得られる場合があります。 したがって、物質に対して (政府、企業などによって) 決定された許容レベルは、管理の選択を制限する可能性があります。
曝露の頻度
毒性を評価する場合、古典的なモデルは次の関係を使用します。
時間 x 濃度 = 投与量
この場合の投与量は、吸収できるようになる物質の量です。 前の説明では、この関係の集中部分を最小限に抑える (下げる) ことに焦点を当てました。 また、露出に費やされる時間を短縮することもできます (管理上の制御の根本的な理由)。 これにより、同様に投与量が減少します。 ここでの問題は、従業員が部屋で過ごす時間ではなく、操作 (タスク) が実行される頻度です。 区別は重要です。 最初の例では、労働者が選択された量の毒物にさらされたときに労働者を取り除くことによって、曝露を制御します。 介入の努力は、毒物の量を制御することに向けられていません (多くの場合、組み合わせアプローチがあるかもしれません)。 XNUMX 番目のケースでは、操作の頻度は、作業スケジュールを決定するためではなく、適切な管理を提供するために使用されています。 たとえば、脱脂などの作業が従業員によって日常的に行われている場合、制御には、換気、毒性の少ない溶媒の置換、さらにはプロセスの自動化が含まれる場合があります。 手術がめったに行われない場合 (たとえば、四半期に XNUMX 回) は、個人用保護具がオプションとなる場合があります (このセクションで説明されている多くの要因によって異なります)。 これらの XNUMX つの例が示すように、操作が実行される頻度は、コントロールの選択に直接影響を与える可能性があります。 ばく露状況がどうであれ、労働者が作業を行う頻度を考慮し、管理の選択に織り込む必要があります。
曝露の経路は、明らかに制御方法に影響を与えます。 呼吸器刺激物が存在する場合は、換気、人工呼吸器などが考慮されます。 産業衛生士にとっての課題は、暴露のすべての経路を特定することです。 例えば、グリコールエーテルは、印刷操作において担体溶媒として使用される。 呼吸ゾーンの空気濃度を測定し、制御を実装できます。 しかし、グリコールエーテルは無傷の皮膚から急速に吸収されます。 皮膚は暴露の重要な経路であり、考慮する必要があります。 実際、間違った手袋を選択すると、空気への暴露が減少した後も皮膚への暴露が長く続く可能性があります (従業員がブレークスルーを経験した手袋を使用し続けるため)。 衛生士は、その物質の物理的特性、化学的および毒性学的特性などを評価して、どのような暴露経路が可能であり、もっともらしいかを判断する必要があります (従業員が実行する作業に基づいて)。
コントロールに関するあらゆる議論において、考慮しなければならない要因の XNUMX つは、コントロールの規制要件です。 特定の一連の制御を必要とする行動規範、規制などが存在する可能性があります。 労働衛生士は、規制要件を超えて柔軟に対応できますが、最低限義務付けられた管理を導入する必要があります。 規制要件のもう XNUMX つの側面は、義務付けられた管理がうまく機能しないか、または労働衛生士の最善の判断と矛盾する可能性があることです。 衛生士は、これらの状況で創造的であり、組織の規制およびベストプラクティスの目標を満たす解決策を見つけなければなりません.
トレーニングとラベリング
最終的にどのような形態の介入が選択されるかに関係なく、訓練やその他の形態の通知を提供して、労働者が介入、介入が選択された理由、期待される曝露の減少、およびそれらの減少を達成する上での労働者の役割を確実に理解できるようにする必要があります。 . 労働力の参加と理解がなければ、介入はおそらく失敗するか、少なくとも効率が低下します。 トレーニングは、従業員の危険意識を高めます。 この新しい認識は、以前は認識されていなかった暴露または新しい暴露を特定して削減する上で、産業衛生士にとって非常に貴重です。
トレーニング、ラベリング、および関連する活動は、規制順守スキームの一部である場合があります。 地域の規制を確認して、どのような種類のトレーニングやラベリングを実施する場合でも、規制要件と運用要件を満たしていることを確認することが賢明です。
まとめ
介入に関するこの短い議論では、思考を刺激するためにいくつかの一般的な考慮事項が提示されています。 実際には、これらのルールは非常に複雑になり、多くの場合、従業員と会社の健康に重大な影響を及ぼします。 最適なコントロールを選択するには、産業衛生士の専門的な判断が不可欠です。 ベストは、さまざまな意味を持つ用語です。 労働衛生士は、チームで作業し、労働者、管理者、および技術スタッフから意見を求めることに熟達しなければなりません。
免責事項: ILO は、この Web ポータルに掲載されているコンテンツが英語以外の言語で提示されていることについて責任を負いません。英語は、オリジナル コンテンツの最初の制作およびピア レビューに使用される言語です。その後、特定の統計が更新されていません。百科事典の第 4 版 (1998 年) の作成。