溶接ヒュームの危険性と安全な曝露低減対策

溶接は、金属ワークピースと充填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生成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、溶接ヒュームに含まれる多く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）として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、気体と微細粒子の変化する混合物です。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、亜鉛などの金属酸化物、フッ化物、金属の微細粒子を大量に含むことがあります。

溶接ヒュームへの作業者曝露に影響する要因

• 溶接プロセスの種類
• 母材と充填金属
• 溶接棒組成
• 場所（屋外、密閉空間）
• 溶接工の作業慣行
• 空気の流れ
• 換気制御の使用

リスクを決める3つの要因

追加的な換気と保護対策を講じない場合のリスクレベルは、3つの要因に依存します：

• 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

ヒュームの毒性は様々です。前述の通り、溶接プロセスの種類、使用される溶接材料、どの種類の材料が溶接されるかに依存します。例えば、軟鋼溶接、ステンレス鋼溶接、被覆金属溶接、特定の溶接製品と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羽流で最高になります。このヒュームが換気によって速やかに除去されるほど良いです。

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、気体と微細粒子の混合物を吸入する危険性が高まります。

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を吸入することが潜在的に危険なのは明らかです。納得できない場合は、溶接ヒュームが癌、喘息、さらにはパーキンソン病の症状を引き起こす可能性があることを示す多数の科学的研究と報告を読んでください。

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者は、直ちに現場を離れ、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、肺損傷と肺癌、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。
• 特定のヒュームによる健康影響には、金属ヒューム熱、胃潰瘍、腎臓損傷、神経系損傷が含まれる場合があります。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、特に密閉または狭い空間で溶接する場合、窒息につながる可能性があります。一酸化炭素ガスが形成され、深刻な窒息危険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、真鍮、充填材料などの一部合金のアルミニウム成分	呼吸器刺激性
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損傷
カドミウム酸化物	カドミウム含有ステンレス鋼またはメッキ材料、亜鉛合金	呼吸器系刺激、喉の痛みと乾燥、胸痛、呼吸困難。慢性影響として腎臓損傷と肺気腫。疑わしい発癌性
クロム	ほとんどのステンレス鋼と高合金材料、溶接棒。メッキ材料としても使用	肺癌リスク増加。一部の個人は皮膚刺激を発症。一部形態は発癌性（六価クロム）
銅	モネル、真鍮、青銅などの合金。一部溶接棒も	急性影響として目、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な電極被覆とフラックス材料	急性影響は目、鼻、喉の刺激。長期曝露で骨と関節の問題。慢性影響として肺水腫も
酸化鉄	すべての鉄または鋼溶接プロセスの主要汚染物質	肺に粒子が沈着することによる良性肺疾患である siderosis。急性症状として鼻と肺の刺激。曝露停止で治まる傾向
鉛	はんだ、真鍮と青銅合金、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可能性
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」。慢性影響として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	急性影響として目、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、溶接棒、メッキ鋼	急性影響として目、鼻、喉の刺激。溶接以外の職業で癌リスク増加が指摘。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	急性影響として目、皮膚、呼吸器の刺激。慢性影響として気管支炎、網膜炎、肺水腫、肺炎
亜鉛	亜鉛メッキと塗装金属	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、筋力低下を引き起こす。高濃度では意識消失と死
フッ化水素	ロッド被覆の分解	目と気道に刺激性。過剰曝露で肺、腎臓、骨、肝臓損傷。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、喉の刺激。高濃度で肺水腫など深刻な影響。慢性影響として肺気腫などの肺問題
酸素欠乏	密閉空間での溶接、シールドガスによる空気置換	めまい、精神混乱、窒息、死
オゾン	溶接アークで形成、特にプラズマアーク、MIG、TIGプロセス時	急性影響として肺水腫と出血。極低濃度（例：1ppm）で頭痛と目の乾燥。慢性影響として肺機能の顕著な変化

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）	バインダーと顔料を含む金属コーティング、脱脂溶剤	目と気道への刺激性
ジイソシアネート	ポリウレタン塗装金属	目、鼻、喉の刺激。極低曝露でも感作性の可能性が高く、喘息様やその他アレルギー症状を誘発
ホスゲン	残留脱脂溶剤を含む金属（溶剤と溶接放射の反応でホスゲン生成）	目、鼻、呼吸器系への強い刺激。症状は遅延する可能性
ホスフィン	防錆剤コーティング金属（防錆剤と溶接放射の反応でホスフィン生成）	目と気道への刺激、腎臓や他臓器への損傷可能性

溶接ヒューム曝露の低減

• 溶接工は、自分が扱う材料の危険性を理解すべきです。OSHAの危険物コミュニケーション基準では、雇用主が職場の有害物質について労働者に情報とトレーニングを提供することを要求しています。
• 溶接面は、溶剤残留や塗料など、潜在的に有毒な曝露を生みうるコーティングを清掃して除去すべきです。
• 作業者は溶接ヒュームとガスを吸入しないよう位置を取るべきです。例えば、屋外や開放環境で溶接する場合は風上に立つべきです。
• 自然または強制的な新鮮な空気の移動である一般換気は、作業エリアのヒュームとガスレベルを低減できます。屋外や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ありません。換気と排気システムのない作業エリアでは、溶接工は自然気流と適切な位置取りを用いて、ヒュームとガスを自分と他の作業者から遠ざけるべきです。
• 局所排気換気システムを使用して、溶接工の呼吸ゾーンからヒュームとガスを除去できます。ヒュームフード、ヒューム抽出ガン、バキュームノズルを羽流源に近づけて最大量のヒュームとガスを除去します。可搬型またはフレキシブルな排気システムを配置して、ヒュームとガスを溶接工から引き離します。排気口を他の作業者から離しておきます。
• より低ヒューム発生または低毒性の溶接タイプや消耗品への置き換えを検討します。
• 換気なしで密閉空間での溶接は行わないでください。適用されるOSHA規則を参照してください。
• 作業慣行と換気で曝露を安全レベルまで低減できない場合、呼吸保護具が必要になることがあります。