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飛散塵とは、大気環境用語で、空気中に浮遊する非常に小さな粒子、主に地球の土壌圏の土壌から発生する鉱物の塵を指す。遠くからでも見える大量の飛散塵は砂塵雲と呼ばれ、突風前線によって吹き飛ばされた大きな砂塵雲は砂塵嵐と呼ばれる。
飛散性粉塵粒子は主に土壌に共通する鉱物で、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、炭酸カルシウム、鉄酸化物などがある。飛散性粉塵粒子の約半分は直径10マイクロメートルより大きく、より小さな粒子よりも早く沈降する。[1]これには、自動車の排気ガス、焼却炉、煙突など、他の一般的な人工発生源からの粒子状物質は含まれない。この用語は、粉塵が「ダクト式排出装置」（排気管または煙突）から「限定された流れの流れ」で排出されるのではなく、大気中に「逃げる」ことを表すために使用される。[2]
米国環境保護庁は、 1995年に米国で発生したPM-10排出量の92%は飛散塵によるものだと推定した。[3]
出典
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飛散塵は、地中の水分含有量が不十分で、土壌の接着力を維持できない乾燥した状況で発生します。粒子状物質（PM）は、風、車両の動き、またはその他の活動によって大気中に放出されます。[4]乾燥地帯や砂漠気候 の地域では、特に強風が加わると、飛散塵の問題がより深刻になります。乾燥した乱れた地表では、土壌を凝固させるのに十分な降雨量が降るまで何ヶ月もの間、風で運ばれた飛散塵が放出されることがあります。これにはブルダストも含まれます。突風前線によって吹き飛ばされた大規模な飛散塵は、砂嵐を引き起こします。
飛散粉塵の影響を受けやすい表面は、自然のものと人工のものの両方があります。[4] 具体的な発生源としては、野原や駐車場、舗装道路や未舗装道路、農地、建設現場、囲いのない貯蔵庫、材料移送システムなどがあります。[5] 露天掘りも、運搬道路、尾鉱山、掘削、発破、表土の除去、実際の鉱物採掘など、多くの採掘作業の結果として飛散粉塵の発生源となります。[6]
EPAによれば、1995年に米国で飛散した粉塵の28%は未舗装道路、23%は建設現場、19%は農業、15%は舗装道路、5%は風食、1%は鉱業に由来していた。[3]
屋外の粉塵発生源に加えて、製造業や類似の産業では、屋内にも多数の粉塵発生源が存在します。その例としては、さまざまな形の研削、切断、研磨を組み込んだ金属加工工程、砂糖、スパイス、穀物などのさまざまな食品産業、さらには包装や製造中の製薬産業などがあります。屋内の飛散粉塵によって引き起こされるさまざまな危険の可能性を減らすためには、予防が最優先事項でなければなりません。[7]
空気中の粉塵に関連する危険には、一般的に、可燃性粉塵のシナリオと健康への影響の 2 種類があります。
可燃性粉塵の危険性
屋内に粉塵があると、可燃性の粉塵爆発が発生する可能性があります。これが発生するには、いくつかの要因が必要です。「粉塵爆発ペンタゴン」では、酸素、熱、燃料、拡散、閉じ込めがこれらの主要な要素として挙げられています。どれか 1 つでも欠けていれば、粉塵爆発は発生しません。注意すべき重要な点は、飛散する粉塵がすべて可燃性であるわけではないが、潜在的な危険性があるかどうかを調べるためにテストする必要があるということです。また、大きな塊では可燃性ではないが、粉塵粒子になると脅威となる物質もあります。[8]
粉塵爆発は主に2つの段階で発生します。最初の爆発は通常、機械内部または密閉された場所で発生します。これにより、沈殿した粉塵がかき乱されたり、周囲の機器が損傷したりする可能性があります。その後の2回目の爆発では、より多くの粉塵が拡散して発火する可能性があるため、はるかに破壊的になる可能性があります。[8]
可燃性粉塵災害の例としては、以下のものが挙げられます。
- ジョージア州ポートウェントワースのインペリアル・シュガー・ファクトリー爆発。（2008年2月7日） - 密閉されたベルトコンベア内で小規模爆発が発生。砂糖の粉塵が舞い上がり、二次的に大規模な爆発を引き起こした。調査の結果、製品移送設備が適切に設計されておらず、清掃手順の質が不十分だったことが判明した。従業員14名が死亡、36名が負傷した。[9]
- テネシー州ガラティンで発生した Hoeganaes Corporation の金属閃光火災と水素爆発。(2011 年 5 月 27 日) - メンテナンス作業員が水素ガス漏れを誤って点火。最初の爆発による圧力波が施設内のすべての休憩場所から金属粉塵を拡散。可燃性粉塵が点火し、従業員に降り注いだ。コンベアの囲いが限られており、粉塵の清掃がほとんど行われなかったことが、水素爆発後にこの事故が拡大した原因であると考えられる。この事故で 5 名が死亡、3 名が負傷した。[10]
- ウィスコンシン州カンブリアのディディオン製粉所のトウモロコシ粉塵爆発。（2017年5月31日） - 従業員は工場の特定のエリアで煙の臭いを感じ始め、調査することにした。発生源を絞り込む過程で、複数の従業員が2台のロータリーギャップミルのうちの1台で爆発音を聞き、目撃した。すぐに避難が行われたが、炎と二次爆発が工場全体に広がった。事故中に複数の建物が倒壊し、設備が損傷した。調査の結果、爆発は不十分な粉塵管理と、工学的制御を制限する伝播の欠如が原因であることが判明した。従業員5人が死亡し、14人が重傷を負った。[11]
健康への影響
人間がPMを吸入すると肺に入り、呼吸器疾患や永久的な肺損傷を引き起こし、人によっては早死にする可能性があります。[4]直径10マイクロメートル以下のPM（PM10）は人体の健康に害を及ぼす可能性があり、2.5マイクロメートル以下の粒子（PM2.5）が最も危険です。[12]
風に運ばれた粉塵は容易に移動するため、発生源に近い建設作業員や農業従事者、野生動物などに呼吸器系の炎症を引き起こす可能性があります。[13]健康への悪影響に加え、粒子状物質の研磨性により、財産の損害[14]や視界の悪化による自動車事故による負傷や死亡を引き起こす可能性があります。[15]
飛散した粉塵は植物にも害を及ぼす。1999年、国立公園局は、アラスカのケープ・クルーゼンシュテルン国定公園の地衣類やその他の非維管束植物が、公園内の19マイル（31キロ）の道路に沿ってレッド・ドッグ鉱山から鉱石を運搬する際に発生した粉塵の影響を受けていることを発見した。2006年の追跡調査では、道路沿いで捕獲された小鳥やハタネズミの体内の鉛とカドミウムの濃度がわずかに上昇していることが判明した。 [13]
2011年にハワイ州ワイメアの住民150人が起こした訴訟では、彼らの家が「ほぼ毎日」吹きつけられた「農薬を含んだ飛散粉塵」にさらされていたと主張している。住民は、家が物理的に損傷し、一年中窓を閉めたままの生活を強いられたと主張している。彼らはデュポンパイオニアに対し、家の価値が下がったことに対する補償として金銭的損害賠償を求めており、今後の訴訟では健康問題を扱うことを示唆している。[16]
2017年にメリーランド州で起こされた訴訟では、石炭処理工場の215フィート（66メートル）の高さの石炭粉塵の山から飛散した粉塵が、近くの風力発電所の風力タービンのブレードを侵食し、「甚大な被害」を引き起こしたと主張している。[14]
測定
飛散粉塵を測定する最初の方法の 1 つは 1970 年代に開発され、等速粉塵サンプラーを使用しました。粉塵源の下流には少なくとも 6 つのサンプラーが必要でした。曝露プロファイリングは後に開発され、1980 年代と 1990 年代に使用されました。その後の改良では、時間分解粉塵モニターを使用して、短期的な粉塵放出を分離しています。新しい方法には、時間分解粉塵モニターやその他の風モニターで使用されるオープンパス レーザー透過率計を使用する光学リモート センシングがあります。[12]
防止
飛散する粉塵を最小限に抑えるために、さまざまな方法が採用されています。農業環境では、裸地を作物の残渣で覆ったり、季節の変わり目に被覆作物を植えたりすることができます。未舗装の道路には、粉塵を抑えるために水を散布したり、表面を固める化学物質で安定化したり、骨材や硬い表面で舗装したりすることができます。風の強い地域では、フェンスや植生などの防風壁で風速を下げ、空気中の大きな粒子を捕らえることができます。灌漑は、自然の降雨の間に土壌を湿らせておくために使用できます。[4]
飛散粉塵は、リグニンスルホン酸塩、石油樹脂、ラテックス、塩、プラスチック、湿潤剤などのさまざまな化学抑制剤を適用することで制御できます。 [6]
石炭の粉塵の山は、水分が蒸発するまで粉塵を抑えるために水や他の化学界面活性剤で処理されています。他の化学物質は最大6か月間保護することができます。ポリエステル生地の防風フェンスも風の動きを遅くし、飛散する粉塵を最小限に抑えるために使用できます。[17]
屋内発生源の場合、効果的な予防方法は検査と物質移動の隔離です。粉塵が蓄積する可能性のある場所を徹底的に検査し、これらの表面を清掃する手順を実施することで、粉塵の蓄積を抑えることができます。コンベアベルトを密閉し、適切な粉塵収集対策を講じることで、漏れを減らし、拡散を抑制できます。[7]
規制
アメリカ合衆国アリゾナ州には農業粉塵プログラムがあり、遵守担当官が農業活動を検査し、粉塵に関する苦情を調査する。州内のすべての農場は、飛散粉塵の排出を「最小限に抑える」ために「合理的な予防措置」を講じなければならない。連邦の空気品質基準を満たさない地域では、より厳格な手順に従わなければならない。[18] [15]
米国連邦環境保護庁は、稼働中の鉱山から発生する粒子状物質の1日平均濃度について具体的な基準を設けている。より微細な粒子状物質は、採掘現場から最大20キロメートル（12マイル）離れた場所でも検出されている。[19]
その他のタイプ
処理設備から排出される粉塵には、典型的な土壌成分が含まれていない可能性があり、これも飛散粉塵とみなされます。この場合、飛散粉塵とは、機械処理中に「逃げて」大気中に侵入した粉塵のことです。建物内で飛散粉塵が排出されると、呼吸器系の問題を引き起こすだけでなく、可燃性物質の処理中に発生した場合、点火すると火災や爆発による被害を引き起こす可能性があります。[20]
飛散した粉塵は空気中に拡散すると静電気を帯びます。逆電荷を帯びた水霧を噴霧することで、産業現場で粉塵を効果的に抑制することができます。このように帯電すると、粒子状物質を空気から落下させるのに必要な水が少なくなります。この方法は、シリカ粉、二酸化硫黄、フライアッシュなど、多くの物質でテストされています。[21]
参照
参考文献
- ^ 飛散粉塵制御自己検査ハンドブック：粉塵を制御し大気汚染を削減する方法。カリフォルニア州環境保護局。大気資源局。コンプライアンス支援プログラム。1992 年。
- ^ アレゲニー国有林（NF）、ウィロークリーク全地形対応車トレイル拡張プロジェクト：環境影響評価書。2006年。
- ^ ab Jay H. Lehr; Janet K. Lehr (2000)。環境科学、健康、技術の標準ハンドブック。McGraw Hill Professional。ISBN 978-0-07-038309-8。
- ^ abcd 「飛散粉塵防止のヒント」。azdeq.gov。アリゾナ州環境品質局。 2017年11月27日閲覧。
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- ^ ab Olson, Keith S.; Veith, David L. (1987). 運搬道路と尾鉱盆地の飛散粉塵制御（調査報告書第9069巻）。米国内務省、鉱山局。 2017年11月27日閲覧。
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- ^ 「可燃性粉塵タイムライン | CSB」www.csb.gov 。 2024年4月14日閲覧。
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- ^ ab Repanshek, Kurt (2009年2月12日). 「ケープ・クルーゼンシュテルン国定公園の野生動物から重金属が検出」. National Parks Traveler . 2017年12月9日閲覧。
- ^ ab ステープルズ、ダニエル・W.（2017年10月23日）。「風力発電所が石炭火力発電所を『飛散塵』で訴える」コートハウスニュース。 2017年12月9日閲覧。
- ^ ab Beal, Tom (2016年10月14日). 「アリゾナ州、ツーソン東部の『飛散塵塵』に60万ドルを要求」アリゾナ・デイリー・スター. 2017年12月9日閲覧。
- ^ Van Voorhis, Vanessa (2011年12月13日). 「Home News Local Waimea residents sue Pioneer」. The Garden Island . 2013年4月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年11月27日閲覧。
- ^ ラーソン、アーロン（2015年9月1日）。「石炭備蓄用の飛散粉塵軽減ソリューション」電力。 2017年12月10日閲覧。
- ^ 「農業粉塵プログラム」。azdeq.gov。アリゾナ州環境品質局。 2017年11月27日閲覧。
- ^ 1977年表面採掘管理および再生法第501条(b) 規制プログラム: 環境影響評価書。1979年。
- ^ ラッセル A. オグル (2016 年 9 月 10 日)。ダスト爆発ダイナミクス。エルゼビア サイエンス。p. 560。ISBN 978-0-12-803829-1。
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