溶接ヒュームの理解：危険性と効果的な低減戦略

溶接は金属ワークピースとフィラー金属を溶かして強力な継手を形成することで材料を接合します。溶接プロセスは、有害な金属ヒュームとガス副産物を含む可視煙を生成します。

このファクトシートでは、溶接作業、適用基準、溶接ヒューム中の多数の有害物質から溶接工と同僚を保護するための提案について説明します。

溶接ヒュームとは？

溶接ヒュームは金属酸化物、ケイ酸塩、フッ化物の複雑な混合物です。金属が沸点以上に加熱され、その蒸気が非常に微細な粒子（固体微粒子）に凝縮するとヒュームが形成されます。溶接ヒュームは一般的に電極と溶接される材料からの粒子を含みます。

溶接ヒュームは空気中のガスと微細粒子の変動する混合物です。混合物の組成は溶接方法と溶接される製品に依存します。放出される可能性のあるガスには例えば以下が含まれます：

• シールドガス： アルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素
• プロセスガス： 一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化炭素、オゾン、ホスゲン、フッ化水素、二酸化炭素

また、アルミニウム、アンチモン、ヒ素、ベリリウム、カドミウム、クロム、コバルト、銅、鉄、鉛、マンガン、ニッケル、モリブデン、銀、スズ、チタン、バナジウム、亜鉛など、金属酸化物、フッ化物、金属の微細粒子を多く含む場合があります。

作業者の溶接ヒューム曝露に影響する要因

• 溶接プロセスの種類
• 母材とフィラー金属
• 溶接ロッド組成
• 場所（屋外、密閉空間）
• 溶接工の作業慣行
• 空気の動き
• 換気制御の使用

リスクを決定する3要因

追加換気と保護対策を講じない場合のリスクレベルは3要因に依存します：

• ヒュームの毒性
• ヒュームの濃度
• ヒュームを吸入した期間

1. 溶接ヒュームの毒性

ヒュームの毒性は変動します。前述の通り、溶接プロセス種類、使用溶接材料、溶接される材料種類に依存します。例えば軟鋼溶接、ステンレス鋼溶接、被覆金属溶接、特定溶接製品・プロセスでのヒューム発生についてさらに詳述します。

2. 溶接ヒュームの濃度

ヒュームと有害物質の濃度は溶接点から立ち上るヒュームプルームで最も高くなります。このヒュームが換気でどれだけ速く除去されるかが重要です。

3. 溶接ヒューム吸入期間

溶接工が実際に溶接している時間に依存します。1日1〜2時間しか溶接しないファブリケーターもいれば、終日溶接する人もいます。アークタイムと呼ばれる単純な計算で、溶接時間が長いほど多くのヒュームが生成され、空気中ガスと微細粒子混合物吸入の危険が大きくなります。

溶接ヒュームが引き起こす深刻な疾患

このような溶接ヒューム吸入が潜在的に危険なのは明らかです。納得できない場合、溶接ヒュームが癌、喘息、さらにはパーキンソン病様症状を引き起こすことを示す多数の科学的研究と報告をお読みください。

溶接ヒューム吸入の健康影響

• 溶接ヒュームとガスへの急性曝露は、目・鼻・喉の刺激、めまい、吐き気を引き起こす可能性があります。これらの症状を経験した作業区域内の作業者は直ちに区域を離れ、新鮮な空気を求め、医療機関を受診すべきです。
• 溶接ヒュームへの長期曝露は肺障害と肺癌、喉頭癌、尿路癌を含む様々な癌を引き起こす可能性があります。
• 特定ヒュームによる健康影響には金属ヒューム熱、胃潰瘍、腎臓障害、神経系障害が含まれます。マンガンヒュームへの長期曝露はパーキンソン病様症状を引き起こす可能性があります。
• ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などのガスは空気中の酸素を置換し、特に密閉・狭い空間での溶接では窒息を引き起こす可能性があります。一酸化炭素ガスが形成され、深刻な窒息ハザードをもたらすことがあります。

溶接ヒュームの発生源と健康影響

ヒューム種類	発生源	健康影響
アルミニウム	インコネル、銅、亜鉛、鋼、マグネシウム、黄銅、フィラー材など一部合金のアルミニウム成分	呼吸器刺激物
ベリリウム	銅、マグネシウム、アルミニウム合金、電気接点に含まれる硬化剤	「金属ヒューム熱」。発癌性。その他慢性影響として呼吸器障害
カドミウム酸化物	カドミウム含有ステンレス鋼、メッキ材、亜鉛合金	呼吸器系刺激、喉の痛みと乾燥、胸痛、呼吸困難。慢性影響は腎障害と肺気腫。発癌性疑い
クロム	ほとんどのステンレス鋼と高合金材料、溶接ロッド。メッキ材料としても使用	肺癌リスク増加。一部個人で皮膚刺激発症。一部形態は発癌性（六価クロム）
銅	モネル、黄銅、青銅などの合金。一部溶接ロッドも	急性影響は目・鼻・喉の刺激、吐き気、「金属ヒューム熱」
フッ化物	低・高合金鋼板の一般的電極被覆とフラックス材料	急性影響は目・鼻・喉の刺激。長期曝露は骨・関節問題。慢性影響には肺水腫も
酸化鉄	すべての鉄・鋼溶接プロセスの主要汚染物質	鉄沈着症（肺に粒子沈着による良性肺疾患）。急性症状は鼻・肺刺激。曝露停止で治癒傾向
鉛	半田、黄銅、青銅合金、鋼のプライマー/コーティング	神経系、腎臓、消化器系、精神能力への慢性影響。鉛中毒を引き起こす
マンガン	ほとんどの溶接プロセス、特に高張力鋼	「金属ヒューム熱」。慢性影響は中枢神経系問題の可能性
モリブデン	鋼合金、鉄、ステンレス鋼、ニッケル合金	急性影響は目・鼻・喉の刺激、息切れ
ニッケル	ステンレス鋼、インコネル、モネル、ハステロイ、その他高合金材料、溶接ロッド、メッキ鋼	急性影響は目・鼻・喉の刺激。溶接以外の職業で癌リスク増加指摘。皮膚炎と肺問題も関連
バナジウム	一部鋼合金、鉄、ステンレス鋼、ニッケル合金	急性影響は目・皮膚・呼吸器刺激。慢性影響は気管支炎、網膜炎、肺水腫、肺炎
亜鉛	ガルバナイズドと塗装金属	金属ヒューム熱

溶接ガスの発生源と健康影響

ガス種類	発生源	健康影響
一酸化炭素	アーク内で形成	血流に容易に吸収され頭痛、めまい、筋力低下。高濃度で意識喪失と死亡
フッ化水素	ロッド被覆分解	目と気道刺激。過曝露で肺、腎臓、骨、肝臓障害。慢性曝露で鼻・喉・気管支の慢性刺激
窒素酸化物	アーク内で形成	低濃度で目・鼻・喉刺激。高濃度で肺異常水腫とその他深刻影響。慢性影響は肺気腫など肺問題
酸素欠乏	密閉空間溶接、シールドガスによる空気置換	めまい、精神混乱、窒息、死亡
オゾン	溶接アーク内で形成、特にプラズマアーク、MIG、TIGプロセス時	急性影響は肺水腫と出血。極低濃度（例：1ppm）で頭痛と眼乾燥。慢性影響は肺機能有意変化

溶接による有機蒸気の発生源と健康影響

ガス種類	発生源	健康影響
アルデヒド（ホルムアルデヒド等）	バインダーと顔料含有金属コーティング。脱脂溶剤	目と気道刺激物
ジイソシアネート	ポリウレタン塗料付き金属	目・鼻・喉刺激。極低曝露でも感作性、喘息様やその他アレルギー症状発生の高い可能性
ホスゲン	残留脱脂溶剤付き金属（溶媒と溶接放射線の反応でホスゲン生成）	目・鼻・呼吸器への強力刺激。症状遅延の可能性
ホスフィン	防錆剤コーティング金属（防錆剤と溶接放射線反応でホスフィン生成）	目と気道刺激、腎臓等他臓器障害の可能性

溶接ヒューム曝露の低減

• 溶接工は扱う材料のハザードを理解すべき。OSHAのハザードコミュニケーション基準は、職場の有害物質について労働者へ情報提供と教育を雇用主に要求します。
• 溶接表面は、溶剤残留や塗料など潜在的に有毒曝露を生むコーティングから清掃すべき。
• 作業者は溶接ヒュームとガス吸入を避けるよう位置取りすべき。例：屋外/開放環境溶接時は風上に立つ。
• 一般換気（自然/強制的な新鮮空気移動）で作業エリアのヒュームとガスレベルを低減可能。屋外/開放作業スペースでの溶接が適切な換気を保証するわけではない。換気・排気システムのない作業エリアでは、自然気流と適切な位置取りでヒュームとガスを自分と他作業者から遠ざける。
• ローカル排気換気システムで溶接工呼吸ゾーンからヒュームとガスを除去可能。ヒュームフード、ヒュームエクストラクターガン、バキュームノズルをプルーム源近くに置き最大量のヒュームとガスを除去。可搬/フレキシブル排気システムでヒュームとガスを溶接工から引き離す位置決め可能。排気口を他作業者から離す。
• より低ヒューム発生または低毒性の溶接タイプまたは消耗材への代替検討。
• 換気なしで密閉空間溶接しない。適用されるOSHA規則参照。
• 作業慣行と換気で安全レベルまで曝露低減できない場合、呼吸保護具が必要な場合があります。