概要
有機溶媒は揮発性で、一般に体脂肪に溶けます (親油性) が、メタノールやアセトンなどの一部は水溶性 (親水性) もあります。 それらは産業だけでなく、塗料、インク、シンナー、脱脂剤、ドライクリーニング剤、しみ除去剤、忌避剤などの消費者向け製品にも広く使用されています。 肝臓や腎臓への影響などの健康への影響を検出するために生物学的モニタリングを適用することは可能ですが、有機溶剤に職業的にさらされる労働者の健康監視を目的として、代わりに生物学的モニタリングを使用するのが最善です。これらの溶剤の毒性から労働者の健康を保護するために、「ばく露」の監視を行う必要があります。これは、健康への影響が発生する前に警告を発するのに十分な感度の高いアプローチだからです。 溶剤毒性に対する感受性の高い労働者をスクリーニングすることも、労働者の健康保護に貢献する可能性があります。
トキシコキネティクスのまとめ
揮発性は溶媒によって異なりますが、有機溶媒は一般に標準条件下で揮発性です。 したがって、産業環境における主な曝露経路は吸入によるものです。 肺の肺胞壁からの吸収率は、消化管壁からの吸収率よりもはるかに高く、トルエンなどの多くの一般的な溶媒の肺吸収率は約 50% であると考えられています。 液体状態の二硫化炭素や N,N-ジメチルホルムアミドなどの一部の溶媒は、無傷の人間の皮膚に毒性を示すほど大量に浸透する可能性があります。
これらの溶媒が吸収されると、一部は生体内変化なしに呼気で吐き出されますが、大部分は親油性の結果として脂質が豊富な器官や組織に分布します。 生体内変化は主に肝臓で (そして他の臓器でもわずかに) 起こり、溶媒分子は、典型的には酸化とそれに続く抱合のプロセスによって、より親水性になり、腎臓を介して代謝物として尿中に排泄されます。 )。 ごく一部がそのまま尿中に排泄されることがあります。
このように、実用的な観点から、尿、血液、呼気の 50 つの生体物質が溶媒の暴露モニタリングに使用できます。 曝露モニタリング用の生体材料を選択する際のもう XNUMX つの重要な要素は、吸収された物質の消失速度です。生物学的半減期、つまり物質が元の濃度の半分に減少するのに必要な時間は定量的なパラメーターです。 たとえば、溶媒は、対応する尿中の代謝物よりもはるかに速く呼気から消失します。つまり、溶媒の半減期ははるかに短くなります。 尿中代謝物内では、生物学的半減期は親化合物が代謝される速度に応じて変化するため、曝露に関連するサンプリング時間がしばしば非常に重要になります (以下を参照)。 生物材料を選択する際の XNUMX 番目の考慮事項は、暴露に関連して分析される標的化学物質の特異性です。 たとえば、馬尿酸はトルエンへの暴露の長い間使用されてきたマーカーですが、体によって自然に形成されるだけでなく、一部の食品添加物などの非職業的供給源からも派生する可能性があり、もはや信頼できるとは見なされていませんトルエンへの曝露が少ない場合のマーカー(XNUMXcm未満)3/m3)。 一般的に言えば、尿中代謝物は、さまざまな有機溶媒への曝露の指標として最も広く使用されてきました。 血液中の溶媒は、通常は血液中に留まる時間が短く、急性暴露をより反映するため、暴露の定性的尺度として分析されますが、呼気中の溶媒は、呼気中の濃度が低下するため、平均暴露の推定に使用するのが困難です。暴露停止後速やかに。 尿中の溶媒は曝露の指標として有力な候補ですが、さらなる検証が必要です。
有機溶剤の生物学的暴露試験
上記のように、溶媒曝露の生物学的モニタリングを適用する際には、サンプリング時間が重要です。 表 1 は、日常の職業暴露のモニタリングにおける一般的な溶媒の推奨サンプリング時間を示しています。 溶媒自体を分析する場合は、サンプルの取り扱い過程での損失 (室内空気への蒸発など) や汚染 (室内空気からサンプルへの溶解など) を防ぐように注意する必要があります。 サンプルを遠く離れた実験室に輸送する必要がある場合、または分析前に保管する必要がある場合は、紛失を防ぐために注意を払う必要があります。 代謝物には凍結が推奨されますが、溶媒自体の分析には空気層のない気密容器 (またはより好ましくはヘッドスペースバイアル) での冷蔵 (ただし凍結はしない) が推奨されます。 化学分析では、信頼できる結果を得るために品質管理が不可欠です (詳細については、この章の記事「品質保証」を参照してください)。 結果を報告する際には、倫理を尊重する必要があります (次の章を参照)。 倫理問題 他の場所で 百科事典).
表 1. 生物学的モニタリングとサンプリング時間の対象化学物質の例
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対象化学物質 |
尿/血液 |
サンプリング時間1 |
二硫化炭素 |
2-チオチアゾリジン-4-カルボン酸 |
尿 |
TH F |
N,N-ジメチルホルムアミド |
N-メチルホルムアミド |
尿 |
M 火 W 木 F |
2-エトキシエタノール及びその酢酸塩 |
エトキシ酢酸 |
尿 |
Th F (最後の勤務シフトの終わり) |
ヘキサン |
2,4-ヘキサンジオン ヘキサン |
尿 血 |
M 火 W 木 F 露出の確認 |
メタノール |
メタノール |
尿 |
M 火 W 木 F |
スチレン |
マンデル酸 フェニルグリオキシル酸 スチレン |
尿 尿 血 |
TH F TH F 露出の確認 |
トルエン |
馬尿酸 o-クレゾール トルエン トルエン |
尿 尿 血 尿 |
火 W 木 F 火 W 木 F 露出の確認 火 W 木 F |
トリクロロエチレン |
トリクロロ酢酸 (TCA) 総トリクロロ化合物 (TCA と遊離および共役トリクロロエタノールの合計) トリクロロエチレン |
尿 尿 血 |
TH F TH F 露出の確認 |
キシレン2 |
馬尿酸メチル キシレン |
尿 血 |
火 W 木 F 火 W 木 F |
1 特に明記しない限り、勤務シフトの終わり: 曜日は好ましいサンプリング日を示します。
2 XNUMX つの異性体、個別または任意の組み合わせ。
出典: WHO 1996 から要約。
多くの溶媒に対して多数の分析手順が確立されています。 目的の化学物質によって方法は異なりますが、最近開発された方法のほとんどは、分離にガスクロマトグラフィー (GC) または高速液体クロマトグラフィー (HPLC) を使用します。 オートサンプラーとデータ プロセッサの使用は、化学分析における良好な品質管理のために推奨されます。 血液や尿中の溶媒自体を分析する場合、特に溶媒が十分に揮発性である場合、GC でのヘッドスペース法 (ヘッドスペース GC) の適用は非常に便利です。 表 2 に、一般的な溶媒で確立された方法の例をいくつか示します。
表 2. 有機溶媒暴露の生物学的モニタリングのための分析方法の例
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対象化学物質 |
血液・尿 |
分析方法 |
二硫化炭素 |
2-チオチアゾリジン-4- |
尿 |
紫外検出付き高速液体クロマトグラフ (UV-HPLC) |
N,N-ジメチルホルムアミド |
N-メチルホルムアミド |
尿 |
フレーム熱イオン検出ガスクロマトグラフ (FTD-GC) |
2-エトキシエタノール及びその酢酸塩 |
エトキシ酢酸 |
尿 |
水素炎イオン化検出による抽出、誘導体化およびガスクロマトグラフ (FID-GC) |
ヘキサン |
2,4-ヘキサンジオン ヘキサン |
尿 血 |
抽出、(加水分解)および FID-GC ヘッドスペースFID-GC |
メタノール |
メタノール |
尿 |
ヘッドスペースFID-GC |
スチレン |
マンデル酸 フェニルグリオキシル酸 スチレン |
尿 尿 血 |
脱塩と UV-HPLC 脱塩と UV-HPLC ヘッドスペース FID-GC |
トルエン |
馬尿酸 o-クレゾール トルエン トルエン |
尿 尿 血 尿 |
脱塩と UV-HPLC 加水分解、抽出および FID-GC ヘッドスペース FID-GC ヘッドスペース FID-GC |
トリクロロエチレン |
トリクロロ酢酸 総トリクロロ化合物 (TCA と遊離および共役トリクロロエタノールの合計) トリクロロエチレン |
尿 尿 血 |
比色分析またはエステル化および電子捕獲検出を備えたガスクロマトグラフ (ECD-GC) 酸化および比色分析、または加水分解、酸化、エステル化およびECD-GC ヘッドスペース ECD-GC |
キシレン |
メチル馬尿酸(XNUMXつの異性体、別々にまたは組み合わせて) |
尿 |
ヘッドスペース FID-GC |
出典: WHO 1996 から要約。
評価
曝露指標 (表 2 に記載) と対応する溶媒への曝露強度との線形関係は、職業的に溶媒に曝露している労働者の調査、または人間のボランティアの実験的曝露によって確立される可能性があります。 このため、例えば ACGIH (1994) や DFG (1994) では、職業上の曝露に相当する生体試料中の値として、それぞれ生物学的暴露指数 (BEI) と生物学的許容値 (BAT) が設定されています。空気中の化学物質の曝露限界、つまり、それぞれ限界値 (TLV) と最大作業場濃度 (MAK) です。 しかし、被ばくしていない人々から得られたサンプル中の標的化学物質の濃度は、地域の慣習 (食べ物など) を反映して異なる可能性があり、溶媒代謝には民族差が存在する可能性があることが知られています。 したがって、関係する地域住民の研究を通じて限界値を設定することが望ましい。
結果を評価する際には、溶媒への非職業的暴露 (例えば、溶媒を含む消費者製品の使用または意図的な吸入による) および同じ代謝産物を生じさせる化学物質への暴露 (例えば、いくつかの食品添加物) を慎重に除外する必要があります。 蒸気曝露の強度と生物学的モニタリング結果との間に大きなギャップがある場合、その違いは皮膚吸収の可能性を示している可能性があります。 たばこを吸うと、一部の溶媒 (トルエンなど) の代謝が抑制されますが、エタノールの急激な摂取は、メタノールの代謝を競合的に抑制する可能性があります。