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発表・掲載日:2016/10/20

室内の製品から人への化学物質暴露を推定するツールICETを公開

-より現実に近い暴露シナリオでの評価が可能に-

ポイント

  • 室内で使用する製品からの吸入、経皮、経口暴露を推定
  • 混合物(洗剤、殺虫剤など)だけでなく成形品(家電、家具など)からの暴露も推定可能
  • 製品開発時の安全性評価や製品事故時のリスク評価に活用可能


概要

 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)安全科学研究部門【研究部門長 本田 一匡】環境暴露モデリンググループ 東野 晴行 研究グループ長、梶原 秀夫 主任研究員は、室内で使用する製品に含まれる化学物質の人への暴露をパソコンで評価できるソフトウェア(ツール)「室内製品暴露評価ツール(ICET)」の無償版Ver.0.8を公開する。

 ICETは、室内で使用する製品から放出される化学物質の人への吸入、経皮、経口暴露を推定できる。既存のツールの多くは、洗剤や殺虫剤など化学物質を単体や混合物として直接使用する場合を対象としているが、ICETは家電や家具など成形品の中に含まれている化学物質が揮発や溶出して生じる人への暴露も評価できる。また、室内での多様な使用形態(スプレー噴霧、クローゼット内での使用など)に対応し、暴露量の人口分布も推定できる。従来、室内製品のリスク評価では、暴露量の推定精度が十分でなかったことから、極端に安全側の値を用いて実際よりも過大にリスクが見積もられてしまっていたが、ICETを使用することにより、より現実に近い暴露シナリオでの評価が可能になる。室内製品を製造する企業などでの活用が期待される。

室内製品暴露評価ツールICETの起動画面(左)と操作画面(右)の図
室内製品暴露評価ツールICETの起動画面(左)と操作画面(右)


開発の社会的背景

 化学物質の人への暴露については、従来は環境経由の暴露と作業環境暴露に注力して評価や対策が行われてきたが、近年人々の関心は身近な製品からの暴露に移ってきている。製品に含まれる化学物質によって人の健康が害されるような事故(製品事故)の原因究明や、製品開発の際の安全性評価では、実際の使用環境に近い状況での詳細なリスク評価が必要である。しかし、従来は、実務に使えるツールがなく、極端に安全側の値を用いて過大にリスクを評価する傾向があった。

 行政機関や事業者が、室内製品のリスク評価の実務に使用できるツールとしては、欧州のECETOC-TRA、米国のE-FASTなどが利用されているが、これらはいずれも審査対応のための定型的な評価を目的としたものであり、詳細なリスク評価には向いていない。このため、多様な使用形態に対応し、日本の実情にあった暴露評価とリスク評価ができるツールの開発が望まれていた。

研究の経緯

 産総研では、室内環境での製品からの化学物質暴露の評価手法開発に取り組んでいる。これまでに「室内暴露評価ツール(iAIR)」を開発し2011年から公開している。しかし、iAIRは、室内の空気からの吸入暴露だけが対象で、皮膚との接触による経皮暴露やハウスダスト経由の経口暴露には対応していなかった。そこで、経皮と経口の暴露にも対応した、室内で使用される製品に含まれる化学物質の人への暴露を推定するツールICETを開発した。

 なお、この開発は経済産業省からの受託研究による支援を受けて行った。

研究の内容

 ICETは、室内製品からの化学物質の人への吸入、経皮、経口暴露を推定できる。既存の多くのツールは、洗剤や殺虫剤など化学物質を単体や混合物として直接使用する場合を対象としているが、ICETは家電や家具など成形品の中に含まれている化学物質が経年劣化などにより室内空気中に徐々に放散したり、皮膚表面の水分に溶出して生じる人への暴露も評価できる。従来の評価ツールと比べて、三つの優位な特徴を持っている。

 まず一つが、成形品の暴露評価の信頼性が向上した点である。成形品の中に含まれる揮発性の低い物質の場合、吸入よりも経皮や経口の方が、推定暴露量が大きくなる傾向がある。しかし従来の暴露評価では、皮膚とハウスダスト経由の移行量の推定の不確実性が大きかった。そこで、ICETでは、成形品との直接接触による経皮暴露の評価については、皮膚表面への移行率経皮吸収率を推定する機能を開発した。従来は過大な移行率、経皮吸収率を用いて極端に安全側に推定していたが、ICETにより実際の製品使用時に近い状況が再現できるようになった。

 さらに、製品中の化学物質が、製品表面に付着したハウスダストに直接移行する量を推定する機能を開発した。推定に必要な項目の中でも暴露量の推定に最も重要な、製品からハウスダストへの移行率については、製品表面に用いられる部材からハウスダスト模擬体への移行試験を行い、得られた経験式を用いて化学物質の蒸気圧から移行率を推定する(図1)。これまではハウスダスト経由の推定は数少ない実測データだけに依存しており、推定機能を搭載したツールは他にはない。

皮膚とハウスダスト経由の暴露量を推定の図
図1 皮膚とハウスダスト経由の暴露量を推定

 そして二つ目が、室内での製品の多様な使用形態に対応した吸入暴露量の推定が可能な点である。住宅の室内では、殺虫剤や洗剤などが、固体状、液体状、スプレー噴霧などさまざまな形で使用される。ICETは、このような多様な使用形態を考慮した室内濃度推定機能を搭載している。住宅の各部屋の室内空気中の化学物質濃度の時間的変化を推定することができ、壁や床などへの吸脱着も考慮される。また、長期間の暴露を効率よく計算するために、定常状態を仮定した推定もできる。スプレー製品については独自の噴霧実験により、噴霧者の周辺空間と粒子の沈降を考慮できる推定式を得た。衣類などの防虫剤については、部屋に隣接したクローゼットとの間の空気の移動や、クローゼット内に置かれた収納容器との間の空気の移動を考慮した濃度が推定できる(図2)。

室内での多様な使用形態に対応の図
図2 室内での多様な使用形態に対応

 三つめが、暴露量の日本における人口分布を推定できる点である。ICETは、モンテカルロシミュレーションにより、既存の多くのツールが対象としている一人の人間の住宅内での暴露量だけでなく、暴露量の人口分布を推定することができる。また、日本の住宅とそこに暮らす世帯の属性と、そこで設置・使用される代表的な製品に含まれる化学物質についての各種データベースを搭載している(図3)。これにより、日本の実情にあった暴露評価が可能となり、現実にはほとんど起きない状況ではなく、実際の使用環境に近い状況での評価ができるようになった。また、上記の機能とデータベースを用いて、日本全体を母集団とした暴露量の人口分布を推定できる(図4)。

各種データベースと製品のデフォルト値を搭載の図   暴露量の人口分布の図
図3 各種データベースと製品のデフォルト値を搭載   図4 暴露量の人口分布

今後の予定

 今後は、企業との共同研究や技術コンサルティングを通じて、実際に企業現場で現在あるいは将来的な問題として懸念されている事例のケーススタディーを行っていく。さらに、ケーススタディーで得られた知見をフィードバックして、ICETを改良していく計画である。



用語の説明

◆吸入、経皮、経口暴露
化学物質を摂取する際の経路を表す。吸入は呼吸によるもの。経皮は皮膚からの吸収。経口は食品やハウスダストなどを口から摂取することによる暴露。[参照元へ戻る]
◆暴露シナリオ
化学物質が発生源から排出されてから人や環境中の生物に摂取されるまでの経路に対し設定された一連の仮定。ICETでは主に、製品の種類と使用状況、化学物質の用途、暴露経路などの組み合わせを指している。[参照元へ戻る]
◆ECETOC-TRA
欧州化学物質生態毒性・毒性センター(ECETOC)が、REACH(EUが制定した化学物質管理のための規則)に対応するために開発したソフトウェア。多くの物質や用途の中で優先的に評価すべきものを選定すること(スクリーニング)を目的としている。[参照元へ戻る]
◆E-FAST
米国環境保護庁(USEPA)が開発した、環境(大気、水域、埋め立て)への排出及び消費者製品からの排出による化学物質の環境中濃度をスクリーニングレベルで推定するツール。吸入、経皮、経口暴露量を推定可能。[参照元へ戻る]
◆iAIR
産総研が開発した、室内製品から放散された化学物質の室内空気中濃度を推定するツール。2013年に公開開始。吸入暴露だけに対応しておりICETの前身にあたる。[参照元へ戻る]
◆皮膚表面への移行率
製品表面部材に含まれる化学物質のうち、皮膚への接触時間中に部材中を拡散し皮膚表面に移行する化学物質の割合を表す。[参照元へ戻る]
◆経皮吸収率
経皮吸収率は、皮膚に接触した化学物質のうち接触時間中に皮膚内部に吸収される化学物質の割合を表す。[参照元へ戻る]
◆定常状態
時間的に見かけ上変化しない状態のこと。ここでは、室内での化学物質の発生量と換気などによる消失量が釣り合うことにより、化学物質濃度が時間的に変化しない状態であることを示す。[参照元へ戻る]
◆モンテカルロシミュレーション
乱数を用いる数値シミュレーションの総称。さまざまな事象に対応させた乱数を発生させることで、ある事象の生起確率をシミュレーションする。解析的に解くことができない問題でも、十分多くの回数のシミュレーションを繰り返すことにより、近似的に解を求めることができる。[参照元へ戻る]



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