窒息性ガス

窒息性ガスは単純窒息物質とも呼ばれ、呼吸する空気中の通常の酸素濃度を低下させたり置換したりする無毒または低毒性のガスです。酸素が欠乏した空気を呼吸すると、窒息死につながる可能性があります。窒息性ガスは比較的不活性で無臭であるため、二酸化炭素（高炭酸ガス血症）の場合を除いて、高濃度でもその存在に気付かない場合があります。

対照的に、有毒ガスは、細胞レベルで酸素と競合する（一酸化炭素など）か、呼吸器系に直接損傷を与える（ホスゲンなど）など、他のメカニズムによって死を引き起こします。これらははるかに少量でも致命的です。

窒息性ガスの代表的なものとしては、メタン、^[1] 窒素、アルゴン、ヘリウム、ブタン、プロパンなどが挙げられます。二酸化炭素やオゾンなどの微量ガスとともに、これらは地球の大気の79%を構成しています。

窒息の危険

呼吸空気中の窒息性ガスは通常は危険ではありません。窒息性ガスの濃度が上昇し、通常の酸素濃度が置き換わった場合にのみ危険が存在します。例:

環境ガス置換
- 密閉空間、偶発的なガス漏れを伴う、鉱山[ ^1]、潜水艦^[2]、^[3] 冷蔵庫^[4]、その他の密閉空間^[5]など
- コンピュータデータセンターや密閉された金庫室などの空間に不活性ガスを充満させる消火システム^[4]
- 大規模な自然ガス放出。例えばニオス湖の災害では火山から放出された二酸化炭素により1,800人が死亡した。^[6]
- 大型ハドロン衝突型加速器や磁気共鳴画像装置などの磁石クエンチで放出されるエネルギーによって蒸発したヘリウムの放出。
- ヘリウムガスを充填した膨張式気球に乗って登る^[7]
ガスの直接投与
- 人工呼吸器内での窒息性ガスの不注意な投与^[8]
- 自殺^[9]^[10]および性的窒息^[11]での使用

リスク管理

窒息性ガスを吸い込むリスクはしばしば過小評価されており、家庭環境ではヘリウム、産業環境では窒素を吸い込むことで死亡事故につながることが多い。^[12]

窒息という言葉は、呼吸が妨げられた場合に生じる強い呼吸欲求と誤って関連付けられることがよくあります。この欲求は二酸化炭素レベルの上昇によって刺激されます。しかし、窒息性ガスは酸素とともに二酸化炭素を排除し、被害者が息切れを感じないようにします。さらに、ガスは細胞から酸素を排除し、意識を失わせて急速に死に至ることもあります。

アメリカ合衆国

圧縮窒息性ガスの取り扱いと使用に適した環境の決定は、米国では労働安全衛生局（OSHA）によって規制されています。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は諮問機関です。^[13] OSHAは、酸素濃度が19.5％未満であることがわかっている、または予想される場所に労働者を派遣する雇用主に、呼吸保護基準[29 CFR 1910.134]の規定に従うことを義務付けています。一般に、酸素が欠乏した環境での作業には、SCBAまたはエアライン呼吸器が必要です。この規則では、作業員が呼吸器を着用しながら作業を行う能力の評価、定期的な人員トレーニング、呼吸器のフィットテスト、定期的な職場監視、および呼吸器の定期的なメンテナンス、検査、および清掃も義務付けています。」^[14] 容器は、OSHAの危険有害性コミュニケーション基準[29 CFR 1910.1200]に従ってラベルを貼る必要があります。これらの規則は、圧縮ガス協会（CGA）パンフレットP-1の公式推奨事項に従って作成されました。窒息性ガスによる酸素の置換による窒息の防止に関する具体的なガイドラインは、CGAのパンフレットSB-2「酸素欠乏大気」に記載されています。^[15]バックアップ呼吸器での空気以外のガスの使用に関する具体的なガイドラインは、パンフレットSB-28「空気以外のガスでバックアップされた計器用空気システムの安全性」に記載されています。^[16]

臭気ガス

窒息の危険性を減らすため、窒素やアルゴンなどのよく使われるガスに警告臭をつける提案がなされている。しかし、CGA はこの方法に反対している。彼らは、臭気をつけることで作業員の警戒心が低下する恐れがあること、誰もが臭気物質を嗅ぎ分けられるわけではないこと、ガスごとに異なる臭いをつけるのは現実的ではないことを懸念している。もう 1 つの難点は、ほとんどの臭気物質 (例: チオール)が化学的に反応性が高いことである。これは燃料として燃やすことを目的とした天然ガスでは問題にならない (天然ガスは日常的に臭気をつけている) が、窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトンなどの窒息物質の主な用途は、反応性物質を大気から保護することである。^[17]^[18]

鉱業では

鉱業界では、無毒ガスの過剰濃度の危険性は、何世紀にもわたって認識されてきました。黒煙（または「スタイス」）の概念は、特定のガス混合物に長時間さらされると死に至る可能性があるという認識を反映しています。^[19]初期の鉱山火災や爆発による死亡は、火災が利用可能な酸素を消費し、窒息性ガスが侵入した結果である場合が多かったです。初期の自給式呼吸器は、ヘンリー・フルースなどの鉱山技師によって、火災や洪水後の救助活動を支援するために設計されました。カナリアは通常、一酸化炭素を検出するために使用されましたが、デイビーランプやジョーディーランプなどのツールは、2つの窒息性ガスであるメタンと二酸化炭素を検出するのに役立ちました。メタンが存在すると、ランプはより強く燃焼し、二酸化炭素が存在すると、ランプはガス漏れするか消えます。鉱山内の窒息性ガスを検出する現代的な方法により、米国では1977年に連邦鉱山安全衛生法が制定され、鉱山は「酸素19.5体積パーセント以上、二酸化炭素0.5体積パーセント以下の気流で換気しなければならない」という換気基準が確立された。^[20]

参照

参考文献

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