アスベスト

---

背景

アスベストは、いくつかの種類の繊維状ケイ酸塩鉱物に適用される一般的な名前です。歴史的に、アスベストは炎への耐性と布に織り込む能力で最もよく知られています。これらの特性により、劇場用の耐火ステージカーテンや、金属労働者や消防士用の耐熱服の製造に使用されました。アスベストのより現代的な用途は、その耐薬品性と繊維の強化特性を利用して、建物の建設に使用されるパイプ、シート、帯状疱疹などのアスベスト強化セメント製品を製造しています。アスベストは、スペースシャトルのロケットエンジンの断熱材として、また水中の原子力潜水艦で酸素を生成する電解槽のコンポーネントとしても使用されます。漂白剤、クレンザー、消毒剤の塩素の多くは、アスベスト製品を使用して製造されています。

アスベストの最も初期の既知の使用は、紀元前2500年<小>でした。 現在のフィンランドでは、アスベスト繊維が粘土と混合されて、より強力なセラミック器具や鍋が形成されました。アスベストへの最初の書面による言及は、紀元前300年頃にギリシャから来ました。 アリストテレスの学生の一人であるテオプラストスが OnStonesというタイトルの本を書いたとき。 彼の本の中で、彼は名前のない鉱物物質に言及しました。それは腐った木のように見えましたが、油をまき散らして発火させても消費されませんでした。ギリシャ人はそれを使ってランプの芯やその他の耐火物を作りました。ローマの博物学者で政治家のプリニウス長老が彼の包括的な自然史を書いたとき 約60 A.D. 、彼はこの耐火性鉱物について説明し、アスベストという名前を付けました。これは、消火できないことを意味し、英語のアスベストという言葉から得られます。

アスベストの耐火性は何百年もの間科学界を魅了し続けましたが、アスベストが多くの商業的用途を見つけたのは1800年代になってからでした。アスベスト製品に関する最初の米国特許は、蒸気エンジンで使用されるライニング材料について1828年に発行されました。 1868年、米国のヘンリーワードジョンズは、タールとアスベスト繊維の混合物と一緒にラミネートされた黄麻布と紙で作られた耐火屋根材の特許を取得しました。それはすぐに成功しました。カナダのケベック近郊でのアスベスト鉱床の大規模な採掘は1878年に始まり、他の商業用途の開発に拍車をかけました。 1900年までに、アスベストはガスケット、耐火金庫、ベアリング、電気配線断熱材、建築材料、さらにはフルーツジュースを濾すためのフィルターの製造に使用されていました。

1900年代初頭の技術開発により、アスベストの用途はさらに増えました。初期のプラスチック材料の多くは、補強と耐熱性のためにアスベスト繊維に依存していました。ビニールアスベストタイルは、最も一般的に使用される床材の1つになり、1960年代まで使用され続けました。自動車のブレーキライニングとクラッチフェーシングも、多くの建築材料と同様に、大量のアスベストを使用していました。第二次世界大戦後、製品へのアスベストの使用は拡大し続けました。心臓外科医はアスベスト糸を使って切り込みを閉じ、クリスマスツリーはアスベスト人工雪で飾られ、アスベスト繊維を研磨剤として使用したブランドの練り歯磨きが販売されました。

しかし、アスベストの普及には、暗い面がないわけではありませんでした。空中のアスベスト粒子への曝露に関連する健康上の問題は、1900年代初頭から指摘されており、英国では1931年のアスベスト産業規制が可決されました。 1960年代半ばまでに、第二次世界大戦中にアスベスト断熱材を扱っていた造船所の労働者の間で健康上の問題が表面化し始めました。米国では、この問題は1970年代までに危機の段階に達し、環境保護庁（EPA）はアスベストの使用に厳しい制限を課すことを余儀なくされました。 EPAは1991年に特定の種類のアスベストの禁止を解除しましたが、国民の信頼は大きく揺らいでおり、ほとんどの製造業者は製品からアスベストを自主的に除去していました。その結果、米国でのアスベスト使用量は、1973年の約88万トン/年（800,000メートルトン/年）から1997年には44,000トン/年（40,000メートルトン/年）未満に減少しました。

他の国では、特に建設業界でアスベスト製品がまだ広く使用されています。 1997年の世界的なアスベスト使用量は約200万トン/年（180万メートルトン/年）と推定されました。このアスベストのほとんどは、アスベスト繊維がコンクリート内に固定されているアスベスト強化コンクリート製品の製造に使用されます。

アスベストの採掘事業は21か国で行われています。アスベストの主要な生産国は、ロシア（旧ソ連）、カナダ、ブラジル、ジンバブエ、中国、南アフリカです。より小さな預金は、米国および他のいくつかの国で見られます。

原材料

アスベストには、アクチノライト、アモサイト、アンソフィライト、クロシドライト、トレモライト、クリソライトの6種類があります。最初の5つのタイプは角閃石として知られています。それらは非常に強くて硬い繊維を持っていることを特徴とし、それはそれらを深刻な健康被害にします。両性アスベスト繊維は、特に肺の体組織に浸透し、最終的に腫瘍を発生させる可能性があります。 6番目のタイプのアスベストであるクリソタイルは蛇紋石として知られています。その繊維は両親媒性アスベストよりもはるかに柔らかく、柔軟性があり、体組織へのダメージが少ないです。 6種類のアスベストはすべて、シリコンと酸素原子の長鎖で構成され、マグネシウムや鉄などのさまざまな金属と一緒に固定されて、この鉱物を特徴付けるウィスカのような結晶繊維を形成します。

クリソタイルは最も一般的に使用されているタイプのアスベストであり、1988年の世界のアスベスト生産量の約98％を占めています。通常は白で、白アスベストと呼ばれることもありますが、琥珀色、灰色、緑がかった色の場合もあります。ほとんどのクリソタイル繊維は、長さが約0.25〜0.50インチ（6.4〜12.7 mm）で、通常、補強を提供するためにコンクリート混合物に追加されます。クリソタイル繊維の約8％だけが、布やロープに紡ぐのに十分な長さです。

アモサイトは、茶色のアスベストと呼ばれることもあり、1988年の世界の生産量の約1％を占めました。しばしば薄茶色がかっていますが、白だけでなく暗い色でも見られます。アモサイトには、長さが約0.12〜6.0インチ（3.0〜152.0 mm）の粗い繊維があります。繊維は布やロープに紡ぐのが難しく、多くの国でその使用が禁止されていますが、主に絶縁材料として使用されています。

ブルーアスベストと呼ばれることもあるクロシドライトは、世界の生産量の残りの1％を占めています。青みがかった色合いで、繊維の長さは約0.12〜3.0インチ（3.0〜76.0 mm）です。クロシドライトは非常に高い引張強度と耐薬品性に​​優れています。その用途の1つは、プラスチックの補強材としてです。

他の3種類のアスベスト（直閃石、緑閃石、透閃石）は、商業的に重要な用途がなく、採掘されることはめったにありません。

製造
プロセス

アスベスト鉱床は地下で発見され、鉱石は従来の採掘方法を使用して処理するために地表に運ばれます。クリソタイルアスベストは通常​​、地表近くにあり、露天掘り鉱山でアクセスできます。他のアスベスト鉱床はさまざまな深さで発見されており、アクセスするには900フィート（300 m）の深さのトンネルが必要になる場合があります。

アスベスト繊維は、軟岩層に見られる亀裂または鉱脈の鉱物結晶が徐々に成長することによって形成されます。結晶は静脈を横切って成長し、静脈の幅が結果として生じるアスベスト繊維の長さを決定します。鉱物は周囲の岩石に由来するため、繊維の化学組成は ロック。結果として、アスベストは、他の鉱石を処理するために時々使用される化学的方法ではなく、物理的方法を使用して岩石鉱石から分離されなければなりません。

カナダで一般的に見られるクリソタイルアスベスト鉱石の処理に使用される手順は次のとおりです。

マイニング

• 1クリソルタイルアスベストの堆積物は、通常、磁力計と呼ばれる磁気センサーを使用して特定されます。この方法は、磁性鉱物磁鉄鉱がアスベスト層の近くによく見られるという事実に依存しています。コアドリルは、堆積物の場所を特定し、アスベストのサイズと純度を決定するために使用されます。

  ほとんどのクリソタイルアスベスト採掘作業は露天掘り鉱山で行われます。らせん状の一連の平らなテラス、またはベンチが、ピットの傾斜した内側に切り込まれています。これらは、作業プラットフォームとしても、鉱石をピットから引き上げるための道路としても使用されます。アスベスト鉱床は、慎重な掘削と爆薬による爆破によって周囲の岩石から緩められます。得られた岩の破片は、大型のゴムタイヤ式運搬トラックに積み込まれ、鉱山から運び出されます。一部の作業では、ブロックケービングと呼ばれる掘削技術を使用します。この技術では、鉱床の一部が自重で崩れ、シュートを滑り降りて待機中の運搬トラックに入るまで、アンダーカットされます。

分離

鉱石には約10％のアスベストしか含まれていません。アスベストは、非常に細い繊維が割れないように、岩石から注意深く分離する必要があります。最も一般的な分離方法は、ドライミリングと呼ばれます。この方法では、一次分離は、アスベスト繊維が文字通り鉱石から吸い出される一連の破砕および真空吸引操作で行われます。これに続いて、岩粉やその他の小さな破片を除去するための一連の二次分離操作が行われます。

• 2鉱石はジョークラッシャーに供給され、ジョークラッシャーが鉱石を圧搾して直径0.75インチ（20.0 mm）以下の小片に砕きます。次に、破砕された鉱石を乾燥させて、存在する可能性のある水分をすべて除去します。
• 3鉱石は、直径0.002インチ（0.06 mm）の開口部を持つ振動する30メッシュのスクリーンの表面に落下します。スクリーンが振動すると、緩んだアスベスト繊維が砕いた鉱石の上部に上昇し、真空になります。砕いた鉱石は繊維よりもはるかに密度が高いため、アスベストで真空引きされるのはごくわずかな岩石粒子だけです。
• 4振動するスクリーンから落下する非常に細かいシルトや岩の粒子は、スルーまたはテールと呼ばれ、廃棄されます。画面に残った破砕された鉱石はオーバーと呼ばれ、次の処理段階に移されます。

  最初のスクリーンからの破砕された鉱石は、2番目の破砕機を介して供給されます。2番目の破砕機は、鉱石片を直径約0.25インチ（6.0 mm）以下に縮小します。次に、鉱石は別の振動する30メッシュのスクリーンに落下し、ステップ3と4で説明したプロセスを繰り返します。

• 5アスベスト繊維の破砕と真空吸引のプロセスは、さらに2回繰り返されます。最後のアスベスト繊維が捕獲され、残りの鉱石が画面を通り抜けて廃棄されるほど小さいまで、鉱石の断片が小さくなるたびに。この4段階のプロセスでは、アスベスト繊維も長さ​​で分離されます。最長の繊維は、最初の破砕機で周囲の岩石から切り離され、最初のスクリーンから真空引きされます。短い繊維は、最後のスクリーンで最も短い繊維が捕捉されるまで、分解されて、クラッシャーとスクリーンの連続する各セットで捕捉されます。
• 6各スクリーンから捕獲されたアスベスト繊維およびその他の材料は、空気の流れに浮遊して運ばれ、4つの別々のサイクロン分離器を通過します。重い破片や岩粉の粒子は、渦巻く空気の流れの中心に落下し、セパレーターの底から落下します。
• 7次に、空気は4つの別々のフィルターセットを通過します。これらのフィルターは、パッケージング用に異なる長さのアスベスト繊維を捕捉します。

品質管理

アスベスト繊維はいくつかの要因に従って等級分けされます。最も重要な要素の1つは、それらの長さです。これは、それらが使用される可能性のあるアプリケーション、したがってそれらの商業的価値を決定するためです。

クリソタイルアスベスト繊維の最も一般的な等級付けシステムは、ケベック標準乾式分類法と呼ばれています。この規格では、最長のグレード1から最短のグレード9までの9つのグレードの繊維が定義されています。スケールの上端では、グレード1から3は長繊維と呼ばれ、長さは0.74インチ（19.0 mm）から0.25インチ（6.0 mm）までの範囲です。グレード4から6は中繊維と呼ばれ、グレード7から9は短繊維と呼ばれます。グレード8および9の繊維は、長さが0.12インチ（3.0 mm）未満であり、長さではなく緩い密度で分類されます。

アスベスト繊維の品質を確立するための他の要因には、繊維の分離または開放度、コンクリート中の繊維の補強能力、およびほこりと顆粒の含有量を決定するためのテストが含まれます。特定のアプリケーションでは、他の品質管理基準とテストが必要になる場合があります。

健康と
環境への影響

現在、アスベスト繊維の吸入は、3つの深刻な、そしてしばしば致命的な病気に関連している可能性があることが一般的に認められています。これらのうちの2つ、肺がんと石綿肺は肺に影響を及ぼしますが、3つ目は中皮腫は、胸腔と腹腔の内層に影響を与えるまれな種類のがんです。

現在では、さまざまな種類のアスベスト、特に角閃石が、クリソタイルアスベストよりも大きな健康被害をもたらすことも一般的に認められています。

最後に、繊維の長さや曝露の期間と程度などの他の要因が、アスベストによって引き起こされる健康被害を決定する可能性があることが認識されています。実際、いくつかの研究では、アスベストによって誘発される肺がんの中には、曝露が特定の濃度レベルを超えた場合にのみ発生することが示されています。そのしきい値を下回ると、一般集団で見られるものを超える肺がんの統計的増加はありません。

誰もがこれらの調査結果に同意するわけではありませんが、アスベスト繊維の吸入による潜在的な健康への悪影響に関する全体的な懸念により、職場で許容される空中アスベストの量に関する規制が厳しくなりました。これらの規制は国によって異なりますが、すべて、以前に見つかったものよりも大幅に低いレベルを義務付けています。米国では、労働安全衛生局（OSHA）が、1日8時間または1週間40時間の労働時間で、0.005mmを超える繊維への最大許容暴露を0.2繊維/立方センチメートルに設定しました。

職場外の一般的な環境での空中アスベストレベルは何倍も低く、危険とは見なされません。

未来

アスベストは依然として多くの製品やプロセスで重要な成分ですが、米国ではその使用量は低いままであると予想されています。現在実施されているより厳しい暴露規制と改善された製造および取り扱い手順は、アスベストに関連する健康問題を排除することが期待されています。