別添1 左官用モルタル混和材中の石綿含有率の 測定方法等に関する検討会 報告書 平成16年6月 中央労働災害防止協会 労働衛生調査分析センター
目次 1 経緯 2 検討委員会委員名簿 3 基本事項 (1) 蛇紋岩とは (2) 微分熱重量分析(DTG:Derivative Thermogravimetry) 4 検討結果 (1) 蛇紋岩中のクリソタイル定量について (2) 蛇紋岩系左官用モルタル混和材について 別紙 蛇紋岩中のクリソタイルの定量法 1) 定量原理 2) 蛇紋石の加熱変化 3) 蛇紋石の結晶水の脱水温度 4) DTG 5) 蛇紋岩のX線回折分析 6) 蛇紋岩のDTG 7) 蛇紋岩中のクリソタイル含有率定量方法 8) 各蛇紋石含有率の計算 9) 蛇紋岩製品のDTG
1 経緯 蛇紋岩は日本各地に分布し、その中には石綿であるクリソタイルの細脈もしばしばみられる。我が国 では、石綿を得るための蛇紋岩の採掘は現在行われていないが、砂利石や骨材等として使用するための採 石が行われている。 これらの蛇紋岩を粉砕したものの中には、左官用のモルタル混和材やセメント建材の製造における石綿 代替物として販売されているものがあり、これら多くは無石綿の製品として販売されている。しかしなが ら、現在最も広く行われているX線を用いた分析法では、蛇紋石を構成するクリソタイル(石綿)とアンチ ゴライト及びリザルダイト(いずれも非石綿)がほぼ同じ位置にピークを持つため、クリソタイルが入って いるにも関わらず、アンチゴライト等と同定されていることが懸念されている。 このため、クリソタイルをアンチゴライト及びリザルダイトと区別して分析できる方法を検討したもの である。 2 検討委員会委員名簿 神山 宣彦 (独)産業医学総合研究所作業環境計測研究部長 小西 淑人 (社)日本作業環境測定協会調査研究部長 高田 勗 中央労働災害防止協会労働衛生調査分析センター技術顧問(座長) 冨田 雅行 ニチアス(株)技術本部環境管理室長 名古屋俊士 早稲田大学理工学部教授 森永 謙二 (独)産業医学総合研究所有害性評価研究部長 (五十音順) 3 基本事項 (1)蛇紋岩とは 蛇紋岩は、地殻下のマントル最上部を形成している超塩基性岩である橄欖(かんらん)岩からできた変成 岩の一種であり、マントル対流で海底近くに浮上してきたかんらん岩が、海水や地下水と反応して蛇紋岩 が生成する(蛇紋岩化作用)。蛇紋岩を構成する鉱物は、蛇紋石が主要鉱物で、その他にタルク、磁鉄鉱、 ブルース石、方解石、トレモライトなどが共存することがある。蛇紋石の合成実験では、蛇紋石は500℃ 以上では生成しないことが分かり、蛇紋岩化作用は比較的低温で進んだと考えられている。 その反応は次の3つの反応式で表されている。 2Mg2SiO4 + 3H2O ←→ Mg3Si2O5(OH)4 + Mg(OH)2 かんらん石(フォステライト) 蛇紋石 ブルース石 3MgSiO3 + 2H2O ←→ Mg3Si2O5(OH)4 + SiO2 輝石(エンスタタイト) 蛇紋石 石英 2Mg2SiO4 + SiO2 + 2H2O ←→ 2Mg3Si2O5(OH)4 かんらん石(フォステライト) 蛇紋石 蛇紋石には、クリソタイル(石綿)、アンチゴライト、リザルダイトの3種の多形(ポリタイプ)がある。 アンチゴライトとリザルダイトは不定形板状、短冊状あるいは六角板状といった板状の粒子形態を示し、 石綿ではない。蛇紋岩中の蛇紋石がどの種類の蛇紋石であるかは、分析してみないと分からない。 上記の3つの代表的な反応のうち、一般的にかんらん石(フォステライト)からはクリソタイルが形成さ れ、輝石(エンスタタイト)からはアンチゴライトができるとされている。 (2) 微分熱重量分析(DTG:Derivative Thermogravimetry) 熱重量測定TG(Thermogravimetry)は、試料が調節された速度で加熱または冷却される環境中で、 当該試料の重量を時間または温度の関数として記録する技法。得られた記録を熱重量曲線またはT G曲線と呼び、重量を縦軸に減量を下向きにとり、時間(t)または温度(T)を横軸に左から右に増加 するようにとる。 DTGは、TG曲線の時間または温度に関する1次微分を与える技法。記録は微分熱重量曲線ま たはDTG曲線と呼ぶ。 4 検討結果 (1) 蛇紋岩中のクリソタイル定量について 蛇紋石の多形(ポリタイプ)には、石綿であるクリソタイルと、石綿ではないアンチゴライトとリ ザルダイトがある。現在、クリソタイルの分析に広く用いられているX線回折を用いた分析法では、 これらの3種類は化学組成と結晶構造がよく似ており、類似の回折パターンを示すため、各々につ いての検出・定量が難しい。 蛇紋岩中のクリソタイル、アンチゴライト、リザルダイトを区別して定量分析する方法として、 結晶水の脱水温度の違いを利用した微分熱重量法(DTG)があり、別紙に示す定量法を用いること によりクリソタイルを定量することができる。 (2) 蛇紋岩系左官用モルタル混和材について 左官作業で、作業性を向上させるために、モルタルセメントに粉状の混和材を混ぜることがある。 現在、蛇紋岩を粉状にした混和材が多種類販売されているが、これらのほとんどは、「無石綿」、 「ノンアスベスト」等と表示され、石綿を含まない製品として販売されている。 これらの製品のいくつかについて、DTG法によりクリソタイルの含有量を調べたところ、次表 に示すように非常に高い濃度のクリソタイルを含有するものがあった。
試料番号 | 混和材中の 蛇紋石 (重量%) |
蛇紋石の構成比(重量%) | 混和材中の クリソタイル の含有率 (重量%) |
|
クリソタイル | アンチゴライト | |||
(1) | 95 | 95 | 5 | 90 |
(2) | 95 | 46 | 54 | 44 |
(3) | 60 | 70 | 30 | 42 |
これらの製品を無石綿としている理由としては、X線回折によるピークをアンチゴライトによるもので あるとしていることなどが考えられる。 左官用モルタル混和材を取り扱う作業は、乾燥した粉体をモルタルセメントに混ぜるという作業を伴う ものであり、きわめて発じん量が多く労働者の吸入のおそれが高いものである。また、「無石綿」等と表 示されているため取り扱っている労働者が十分なばく露防止措置をとっていないことが予想され、石綿に よる健康障害の発生がきわめて憂慮されるものである。 このため、これらの左官用モルタル混和材について、早急にDTG法によるクリソタイルの含有量の同 定を行い、クリソタイルの含有が確認されたものについては、労働安全衛生法第57条に基づく表示及び法 第57条の2に基づくMSDS(化学物質等安全データシート)の交付の徹底を図るとともに、製造者及び使 用者に対して石綿に係る健康障害防止措置の徹底を図るよう周知徹底すべきである。