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塩化水素（HCl）

特性
曝露の影響
既存のガイドライン
火山における事例
参考文献

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特性

塩化水素(HCl)は無色で約0.8 ppm以上の濃度で認識可能になる刺激臭があります。 水に非常に溶けやすく(30℃で673 g L-1) (Gangolli, 1999)、 湿った大気と反応してミストを作ります。 大気中では不燃性であり、密度は25℃、1気圧で1.49 g L-1で 大気の1.2倍あります(Lide, 2003)。 希薄な火山噴煙中でのHClの典型的な濃度範囲は0.1-3 ppmです。 対流圏のバックグラウンド値は 0.000001-0.001 ppmで、 低層大気における滞留時間は約4日です(Brimblecombe, 1996; Oppenheimer et al.,1998)。

曝露の影響

塩化水素は高い水溶性を持ちます。 このことは、通常はガスとエアロゾルの混合物に被曝するということを意味しています。 塩化水素は目や粘膜への強い刺激があり、 皮膚に接触すると、皮膚の炎症や火傷を引き起こします(NIOSH,1981)。 継続的な高濃度の塩酸ミストへの曝露によって、歯の腐食と鼻腔内の潰瘍が生じる可能性があります。 塩化水素の吸入は曝露の激しさに応じて、窒息、せき、呼吸器官の腫れを引き起こします。 健康への影響に関する濃度閾値が下の表にまとめられています。

塩化水素を吸い込んだ場合の健康への影響
(Baxter, 2000; Faivre-Pierret and Le Guern, 1983 and references therein; NIOSH, 1981; Sax and Lewis, 1989).

曝露限界(ppm) 健康への影響
5< せき
35 短時間だけでのどへの刺激が生じる
35< ひどい呼吸困難と皮膚のはれ、火傷
10-50 数時間耐えられる最大レベル
100< 肺の腫れと頻繁なのどの痙攣
50-1000 1時間の最大可能被曝量
1000-2000 非常に短時間の曝露でも非常に危険

既存のガイドライン

塩化水素に関しては、下の表に示した職業被爆に関するガイドラインだけがあるだけです。

塩化水素に関する労働ガイドライン

国/組織 レベル (ppm) レベル µg m-3 平均時間 基準の種類 施行時期 関連法規 注 文献
EU 5 8000 8時間加重平均 OEL   Commission Directive 96/94   a
10 15000 STEL OEL   Commission Directive 96/94   a
UK 5 8000 15分 MEL   ILV   b
1 2000 8時間加重平均 MEL   ILV   b
米国 5 7000 8 時間加重平均 PEL   OSHA規制 (29 CFR 基準) 1 c
5 7000 最大値 REL 2003年 NIOSH   d
3   1時間 ERPG-1 1998年 緊急対応計画基準   e
20   1時間 ERPG-2 1998年 緊急対応計画基準   e
150   1時間 ERPG-3 1998年 緊急対応計画基準   e
  1. 25℃、760mmHgにおける体積ppm
  1. http://europa.eu.int/comm/employment_social/health_safety/docs/oels_en.pdf
  2. HSE, 2002. Occupational Exposure Limits 2002. HSE Books, Sudbury
  3. OSHA Standards Website
  4. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (NPG) http://www.cdc.gov/niosh/npg/npg.html
  5. AIHA Emergency Response Planning Guidelines Committee, 2002. Emergency Response Planning Guidelines 2002 Complete Set, American Industrial Hygiene Association, Fairfax.

火山における事例

塩化水素は濃度よりもフラックスの計測の方がはるかに一般的です。 高濃度の塩化水素が関連した事例として知られているものはありません。 しかしながら、下に示したように火口近くでの塩化水素の濃度は、労働曝露基準を超えることがあります。

  • バヌアツ・ヤスール:1988年9月に火口縁で採集されたガス試料には、3ppmから9ppmの濃度の塩化水素が含まれていました(SEAN 13:12)。
  • ハワイ・キラウエア:2003年7月のプーオー火口におけるガス濃度は0.10 ppmから19.15 ppmの間で変化していました (C. Witham unpublished data)。 キラウエアからの溶岩が海に達している場所に1990年3月に発生した濃密でゆっくりとした噴煙内部における塩化水素レベルは、 平均すると、労働曝露基準を超える7.1ppmでした。(Kullman et al., 1994)。 これらの濃度は、発生源からの距離とともに急激に減少していました。 (注: ゆっくりした噴煙の塩素は主に海水起源のもので、火山ガスではありません）。 2004年の測定によって、イーストリフトゾーンにあるプーオーの直上でのHCl濃度は3－20ppmの範囲にあり、 オーシャンエントリーの噴煙の発生部分の近くでは1.5-4.5 ppmでした。 ここで示している値は、最低値を表している可能性があります(HVO, unpublished data)。
  • メキシコ・ポポカテペトル: 1997年2月の塩化水素の火口近くでの濃度は、約1ppm(2000 μg m-3)でした (Goff et al., 1998)。 これは、英国の8時間平均労働曝露限界と同じ値です。
  • チリ・ビジャリカ:ビジャリカ溶岩湖での塩化水素濃度は、米国の労働ガイドラインである5ppmを時折超えることがあります (Witter and Delmelle, 2004)。
  • ニカラグア・マサヤ:1999年3月に、マサヤクレーター全体で平均したプリュームの最大濃度は、 23ppm以上あり(Horrocks et al., 1999)、ほとんどすべてのガイドラインを大きく超えていました。 1998年3月に火口の風下側14kmで行われた測定では0.3 ppmありました(Horrocks, 2001)。 2001年5月の火口縁での最大HCl濃度は0.902 ppm(1300 μg m-3) でした(Allen et al., 2002) 。 これは英国の8時間労働ガイドラインをわずかだけ下回るものです。

参考文献

Allen, A.G., Oppenheimer, C., Ferm, M., Baxter, P.J., Horrocks, L.A., Galle, B., McGonigle, A.J.S. and Duffell, H.J., 2002. Primary sulfate aerosol and associated emissions from Masaya Volcano, Nicaragua. Journal of Geophysical Research, 107(D23).

Baxter, P.J., 2000. Gases. In: P.J. Baxter, P.H. Adams, T.-C. Aw, A. Cockcroft and J.M. Harrington (Editors), Hunter's Diseases of Occupations. Arnold, London, pp. 123-178.

Brimblecombe, P., 1996. Air Composition and Chemistry. Cambridge University Press, Cambridge.

Faive-Pierret, R. and Le Guern, F., 1983. Health risks linked with inhalation of volcanic gases and aerosols. In: H. Tazieff and J.C. Sabroux (Editors), Forecasting Volcanic Events. Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, pp. 69-81.

Gangolli, S. (Ed.), 1999. The Dictionary of Substances and their Effects, 2nd edn. The Royal Society of Chemistry. Cambridge.

Goff, F., Janik, C.J., Delgado, H., Werner, C., Counce, D., Stimac, J.A., Siebe, C., Love, S.P., Williams, S.N., Fischer, T. and Johnson, L., 1998. Geochemical surveillance of magmatic volatiles at Popocatpetl Volcano, Mexico. Geological Society of America Bulletin, 110(6): 695-710.

Kullman, G.J., Jones, W.G., Cornwell, R.J. and Parker, J.E., 1994. Characterization of air contaminants formed by the interaction of lava and sea water. Environmental Health Perspectives, 102(5):478–482.

Lide, D.R. (Ed.), 2003. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th edn. CRC Press. Boca Raton, Florida.

National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), 1981. Occupational Health Guidelines for Chemical Hazards, DHHS (NIOSH) Publication No. 81-123. http://www.cdc.gov/niosh/81-123.html.

Oppenheimer, C., Francis, P., Burton, M., Maciejewski, A.J.H. and Boardman, L., 1998. Remote measurement of volcanic gases by Fourier transform infrared spectroscopy. Applied Physics B, 67: 505-515.

Sax, N.I. and Lewis, R.J., Sr., 1989. Dangerous Properties of Industrial Materials, 7th edn. Van Nostrand Reinhold. New York.

Smithsonian Institution, 1988. Yasur. Scientific Event Alert Network (SEAN) Bulletin, v. 13, no. 12.

Witter, J.B. and Delmelle, P., 2004. Acid gas hazards in the crater of Villarrica volcano (Chile). Revista Geologica de Chile, 31(2): 273-277.