6価クロム： 知っておくべきこと

ドナルドソン、エンジニアリングマネージャー、Crissy Klocker

6価クロムは溶射業界や溶接業界で話題になっています。 新しいOSHA規制は、誰もが自分のプロセスをよく検討し、プロセスを変更するか、ばく露を減らすためのエンジニアリング制御を採用するよう求めています。 本稿では新しい規制に関する以下の疑問にお答えします。

• 6価クロムとは？
• OSHA許容ばく露レベル
• 6価クロムを発生する産業プロセスにはどのようなものがありますか？
• 作業員はどのようにばく露するのでしょうか？
• 6価クロムは身体にどんな影響を与えるのでしょうか？
• 6価クロムが施設内に存在する場合、雇用主や従業員は何をすることが求められるのでしょうか？

6価クロムとは？

6価クロムには主に以下の3つの形態があります。 1）3価クロム：クロム鉱石として自然に存在し、適切な代謝に不可欠な栄養素でもあります。 2）金属クロムまたは元素クロム：通常は航空宇宙用合金に含まれます。3）6価クロム：通常は溶接や溶射などの産業プロセスから発生します。   

6価クロムは最も有毒な形のクロムです。

論文や発行物を読むと、6価クロムは、 六価クロム、クロム（VI）、Cr（VI）、Cr 6+など、さまざまな形で表記されています。

OSHA許容ばく露レベル

労働安全衛生局（OSHA）は、6価クロムの2つのばく露レベルを定義しています。 許容ばく露限界（PEL）とアクションレベル（AL）。 6価クロムの現在のPELは、8時間シフトで1人の従業員に対して5 µg/m3に設定されています。 この5 µg/m3のPELは、以前の標準である52 µg /m3から減少しました。 その差は10分の1です。

2番目のばく露限界はアクションレベル（AL）と呼ばれ、現在2.5 µg/m3に設定されています。 ALは、作業環境に存在する空中Cr（VI）の濃度であり、8時間の時間加重平均（TWA）として計算されます。 いずれかのレベルに合わせて、雇用主は特定の行動を取る必要があり、違反すると罰則が科せられることもあります。

6価クロムはどのように発生するのですか？

6価クロムは多数の産業プロセスで発生します。 その一部をご紹介します。

• コーティング（下塗り剤/塗料の噴霧）
  • クロメートを含むコーティング： 染料、塗料、インク、プラスチック
  • クロムメッキ
  • クロムを含むブレンド/研磨コーティング  
• クロムを含む合金の溶接と切断
  • ステンレス鋼およびニッケル合金
• プラズマ、電気アーク、燃焼（HVOFを含む）を含む溶射
  • 原料中の金属クロムは6価クロムに変換される場合があります。
  • 6価クロムは、あらゆる形態のクロムを含む工業原料中に存在する可能性があります。
• フェロクロム鉱石の製錬
• ポルトランドセメント不純物
• 浸漬タンク
  • 陽極酸化ラインとメッキライン
• 革なめし - 重クロム酸アンモニウム

重要なポイント：  お客様の施設では、6価クロムを含む集塵が発生している可能性があります。 6価クロムには、米国産業衛生専門家会議（ACGIH）によって確立された独自の推奨許容濃度（TLV）があり、この値は空気中の汚染物質として存在する他の成分よりも低い可能性があることを理解することが重要です。

6価クロムは通常、プロセスで発生する粉塵やヒューム、ミストの一部にすぎないため、気流中の他の物質に対するCr（VI）の寄与率を調査する価値があるかもしれません。  放出された他のヒュームのTLVを維持していても、6価クロムのTLVを超える可能性が十分にあるため注意してください。

6価クロムを含む物質から発生する粒子のサイズは、プロセスや用途によって異なります。

作業員はどのようにばく露してしまうのですか？

6価クロムを生成する可能性のある工程がある場合、作業員が被ばくする機会は数多くあります。

• 吸入。 6価クロムを含む粉塵、ヒューム、ミストを発生させるプロセスにさらされると、鼻や口から吸入する可能性があります。
• 吸収。 6価クロムを含むメディアが皮膚や目に触れると、体内に吸収してしまう可能性があります。
• 摂取。 作業員は、Cr（VI）を扱うときに適切な個人衛生手法を用いないと、6価クロムにさらされた食品、タバコ、および/または化粧品が汚染され、摂取してしまう可能性があります。

6価クロムは体にどんな影響を与えますか？

体内に入ると、通常、6価クロムは、 気道（粘膜への吸入損傷による）、中隔（鼻孔の間の組織）、肺、目、皮膚、肝臓、腎臓の穿孔など、特定の臓器に狙いを定めます。

6価クロムにばく露した作業員は、副鼻腔の炎症、鼻血、潰瘍（胃と鼻）、皮膚の発疹、胸の圧迫感、喘鳴、息切れなどの症状を発生する能性があります。

雇用者の要件

6価クロムを生成する可能性があると判断した場合、下記事項が義務付けられています。

• 空気のサンプリングを実施する
• 医学的モニタリングを行い、モニタリング結果を従業員に通知する
• エンジニアリン制御を導入する
• 呼吸保護プログラムを導入する
• 6価クロムを含む作業エリアの境界を作る
• 従業員研修プログラムを実施する
• OSHA規則や会社の方針を従業員に提供する

6価クロムがPELを超える場合

5 µg/m3のPELを超える6価クロムを生成する工程では、エンジニアリング制御を導入する必要があります。 エンジニアリング制御が実装されるまで、呼吸保護具を使用するよう徹底します。 コンプライアンスを達成するために従業員をさまざまな職務に異動させることは、OSHAによって禁止されています。

溶接と溶射では、6価クロムが大量に発生する可能性があります。 ヒューム中の6価クロムの量は下記によって変わってきます。

• 溶接または溶射の方法
• 電極のタイプまたはガン（溶接のみ）
• 母材の材質と組成（溶接のみ）
• 粉末またはワイヤの組成
• 電圧（電圧が高いほど生産がスピードアップするが、ヒューム率が高まる）
• 電流
• アーク長（溶接のみ）
• シールドガス（溶接のみ）
• 溶接率または溶射率
• 溶接角度（溶接のみ）

工程で生成される6価クロムのヒューム量を推定する場合は、次のことに注意してください：

• 溶解速度が上がるとヒューム発生率も上昇する
• 出力が上がるとヒューム発生率も上昇する

ヒューム中の6価クロムの量は、次の式で推定できます。

E = W x PC x EF x CF

• E=排出される金属[ポンド/年]
• W=使用した電極の総重量[ポンド/年]
• PC=金属の組成[%]
• EF=電極1トンあたりの排出係数[ポンド/トン]
• CF=換算係数[1トンまたは2000ポンド]

排出係数は以下のようにさまざまな方法で表されます。

• 電極1ポンドあたりの粒子の割合（%）
• 電極1ポンド（lb）あたりの粒子（mg）
• 消費された電極1ポンドあたりの汚染物質の量（ポンド）

ヒューム発生率にクロム含有量を掛け、その結果に6価クロム比率を掛けることで、排出係数を推定することもできます。

• FGR x ヒューム組成 x %クロム（Cr6+）
• （ヒュームlb/電極lb） x（Cr lb/ヒュームlb） x（ヒューム中Cr6+/cr）

注： EFには単位なし= [%] x [%] x [%]

OSHAは、合理的に可能な限り、被ばくの低減を求めています。

作業エリアと6価クロムを含む可能性のあるエリアの境界に対して、企業は少なくとも下記事項の実施を求めています。

• 空中浮遊ばく露がPELを超えるエリアは、適切な標識で境界を定め、無許可の立入を制限しなければなりません。
• 6価クロムを使用する工程の周辺エリアでは表面汚染があってはなりません。 表面汚染を除去する4つの方法（拭き取り、圧縮エアの吹き付け、濡れたモップでの拭き掃除、掃除機がけ）のうち、効果的で許容できる方法は濡れたモップでの拭き掃除とHEPAフィルターが付いた掃除機による清掃だけです。 掃除機がけが実行不可能な場合は、非常に特殊な条件下でのみ圧縮空気を使用できます。この条件については、OSHAのウェブサイトを参照してください。

従業員の要件

従業員にも責任があります。それは自分自身を守ることです。 適切な個人用保護具、高い清掃スキル、エンジニアリング制御（実施されている場合）、適切な個人衛生管理手法を取り入れる必要があります。 優れた個人衛生として、タバコを吸わない、化粧品を使用しない、食事をしない、口や鼻に指を入れない、上記の活動を行う前、休憩する前、またはシフトの終わりに手や顔を洗う、などが挙げられます。

エンジニアリング制御に粉塵やヒュームの適切な捕集を盛り込む

清浄に稼働する集塵機など、換気システムを適切に設計することで、施設内の6価クロムのばく露レベルを低減できる可能性があります。

上記のチャートに示されているように、6価クロムを運ぶヒューム粒子のサイズは、5/100ミクロンから34ミクロンまで変化し、大部分は非常に狭い範囲（サブミクロンから2ミクロン）にあります。 したがって、集塵システムでは、サブミクロンから大きな粒子まで、あらゆるサイズを捕捉できるフィルターメディアを使用する必要があります。  Donaldson®Torit®のUltra-Web®ファインファイバーフィルターなどの高効率フィルターをお勧めします。 各フィルターは、性能を最適化するために、フィルター全体で少なくとも水位計の1.5インチの圧力損失が必要となります。

換気システムを適切に設計することで、各フードで十分な捕捉速度を確保でき、6価クロムを含む排出物を制御することができます。  ACGIH産業用換気ガイドには、次のような例を記載しています。

• 溶接用：VS-90-01～03
• ガス切断用：VS-90-10
• ロボット溶接用：VS-90-20
• 金属溶射用：VS-90-30
• ゾーン用レーザーテーブル250 fpm（カバーなし）

強力なDonaldsonToritDownflo®Evolution集塵機、Easy-Trunk®またはPorta-Trunk®集塵機と組み合わせて、換気システムを適切に設計し稼働させることで、6価クロムを含む粉塵やヒュームの作業員へのばく露を減らすことができます。

ヒュームの外気集塵（一般または周囲の換気と呼ばれる）は、通常、空気の70%しかクリーニングしないため、推奨されません。 外気集塵は、従業員の呼吸域から6価クロムを潜在的に含んだヒュームを処理するほど強力ではありません。 捕集フードを発生源のできるだけ近くに設置し、適切な構造の集塵機/ヒュームコレクターにダクト接続すると、ヒューム粒子をうまく封じ込めることができます。

ドナルドソントリットの営業担当者が、換気システムの設計や運用に最適な粉塵フィルトレーション製品を選定できるようお手伝いします。 ドナルドソントリットのエンジニアは6価クロムの専門家ではありませんが、エアフィルターに詳しいため、換気のニーズに適したフィルター選びをサポートできます。

要約

ここまでの話を総合すると、6価クロムは規制対象の有毒物質であり、次のような適切な対策を実施する必要があります。 

（a）エンジニアリング制御（必要な場合）
（b）呼吸保護具（必要に応じて）
（c）適切な清掃作業の実施
（d ）適切な個人用保護具
（e）適切な個人衛生管理。