呼吸用保護具の割り当て保護係数

呼吸用保護具（RPD）は、その保護性能が職場の状況に適切である場合にのみ、作業者を保護することができます。そのため、専門家は、適切な呼吸用保護具を選択するための基準を開発しました。これには、割り当て保護係数（APF）が含まれます。これは、雇用主が効果的な呼吸用保護具プログラムを実施している場合に、教育を受け訓練を受けた作業者が、特定のタイプ（設計）の認定呼吸用保護具を適時に適切に使用することによって（密着マスクによる個別選択とフィットテストの後）、吸入空気中の有害物質の濃度が低下することが期待される値です。

職場における保護係数の測定により、一部の呼吸用保護具の設計の効率が低いことが驚くべきことに明らかになり、その結果、そのような設計の呼吸用保護具の使用制限に関する要件が大幅に強化された。

• ヘルメットまたはフード付きPAPR

1984 年の Myers らによる研究では、ヘルメット (顔に密着しない) 付きの電動空気浄化式呼吸器(PAPR) の WPF 測定では、吸入空気中の有害物質の侵入が非常に高くなる可能性があることが示されました^{[ 23 ]} (2 つのモデルで PF = 28 および 42)。これは、以前の実験室での研究では、ヘルメットの内側から外側への清浄なろ過空気の流れが、ヘルメットの下への有害物質の侵入を防ぐ (PF > 1000) ことが示されていたため、驚きでした。1986 年と 1981 年の追加の研究^{[ 24 ]}は、Myers らの 1986 年の調査の結果と一致しました。2 つの呼吸器モデルの作業場保護係数の最小値は 31 と 23 であり、 2 m/s の風速の風洞では、ろ過されていない空気の漏れが場合によっては 16% に達しました^{[ 25 ]。} 

そのため、このような RPD タイプの使用は、米国では 25 PEL ^{[ 22 ]} 、英国では40 OELに制限されています。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}

• 陰圧式フルフェイスマスク

実験室で高効率フィルター付き陰圧式全面マスクの保護係数を測定したところ、保護特性が小さな値まで低下するリスクがあることが明らかになった。^{[ 27 ]}そのため、米国ではこのような呼吸器の使用は50または100 PELの値に制限されている。しかし、英国の専門家は、自国のマスクの品質は米国のマスクよりも高いと考えており、最大900 OELまで使用することを許可した。しかし、研究^{[ 26 ]}では、保護係数の値が900を超えることは実際にはまれであることが示された。3つの異なるモデルの全面マスクの最小保護係数は11、18、26であった。そのため、新しい基準^{[ 1 ] [ 2 ]}では、英国では（この研究の後）これらの呼吸器の使用を最大40 OELに制限している。

• 陰圧式半面マスク型呼吸器（フィットテスト後）

陰圧式呼吸保護具の密着型マスクのフィットテストは、1980年代に米国産業界で広く使用されるようになりました。当初は、フィットテスト中に保護係数（フィット係数）が10以上であれば、半面マスクは作業者の顔にかなりよくフィットしていると考えられていました（後に、専門家はフィットテスト中に「安全係数」 = 10を使用するようになり、閾値フィット係数は10 × 10 = 100になりました）。産業界でフィットテストが広く使用されるようになったことで、専門家は楽観的になり、雇用主は半面マスク呼吸保護具の使用を、作業者の個人フィット係数の値（汚染物質の最大濃度 = 個人フィット係数 × PEL）に従って制限し、100 × PELを超えないようにすることを許可しました。しかし、科学的研究により、このようなテストによって保護の有効性は向上するものの、大量の未ろ過空気の漏洩リスクは依然として残ることが示されています。さらに、研究によると、マスクの下のろ過されていない空気はろ過された空気と均一に混合されないため、マスク内の汚染物質濃度の測定とそれに続くフィット係数の計算に大きな誤差が生じ、後者は「測定された」値よりもはるかに小さくなることが多い。そのため、専門家は、有害物質の濃度が 10 PEL を超える場合は、陰圧式ハーフマスク呼吸器の使用を許可しないことを推奨している。^{[ 28 ]}したがって、OSHA 基準では、作業者用のマスク選択時にフィット係数が 100 以上になった後 (安全係数= 10 を使用)、10 PEL までのハーフマスク陰圧式呼吸器の使用を制限する必要がある。

空気浄化式呼吸器は、酸素欠乏雰囲気（酸素濃度が 19.5% 未満）では使用できません。また、生命や健康に直ちに危険を及ぼす可能性のある汚染物質濃度の雰囲気、または未知の雰囲気でも使用できません。これらの場合は、空気供給式呼吸器を使用する必要があります。有害な粒子状物質またはガスの濃度が職業曝露限界を超える場合、米国の規制では呼吸器の着用が義務付けられていますが、より低い濃度でも着用できます。^{[ 29 ]}他の多くの国でも同様の法的義務が雇用主に適用されます（例^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}）。呼吸器は、その条件に対して十分な指定保護係数（APF）を備えている必要があります。^{[ 29 ]}

エラストマーマスクは、危険な環境に入る前に装着しないと保護効果を発揮しない可能性があります。その他の問題としては、着用者がフィットテストを受けたサイズとは異なるサイズを使用すること、間違った種類のカートリッジを使用すること、使用できなくなったカートリッジを再利用すること、マスクを装着するたびに正圧と負圧のシールチェックを行わないこと、呼吸器のテストを行わないこと（そしておそらく破損したカートリッジから発生する炭素を吸い込むこと）、さらには鼻をつまんで閉じるのではなく、鼻にノーズクリップを入れることなどが挙げられます。^{[ 37 ]}

この表は、最も一般的なタイプの呼吸用保護具（米国および英国向け）のAPF値を示しています。

米国の粒子フィルターN95はP2に類似しており、P100（HEPA）はP3に類似しています。米国のN95フィルターマスクのろ過材はFFP2に類似しています。ただし、英国およびヨーロッパでは、密着型のハーフマスク/フルフェイスマスクはすべて、全内部漏洩率（TIL）に基づく二次検査を受ける必要があり、FFP2では8%、FFP3では2%を超えてはなりません。

空気浄化式陰圧全面マスクの APF の差は大きくありません。ヘルメット付き PAPR の差はもう少し大きくなります。しかし、測定結果から、RPD の実際の有効性 (作業環境下)は、設計だけでなく使用条件に大きく依存することがわかり、これが APF 値の差を部分的に説明しています。陰圧式半面マスク呼吸器の APF は 2 倍です。しかし、この差は呼吸器の使用に関する推奨事項とは切り離して考えることはできません。米国では、半面マスクの使用は「最悪のケース」、つまり汚染された環境で 1 日 8 時間、週 40 時間作業する場合の PEL 10 に制限されています。しかし、英国の専門家は、陰圧式空気浄化 RPD の使用に関する豊富な経験を考慮に入れ、呼吸器を 8 時間連続して着用することは (労働者の健康に悪影響を与えるため) 不可能であると結論付けました。そのため、雇用主は、従業員が勤務時間全体ではなく、勤務時間の一部のみ汚染された環境で作業するように指示することを推奨しています。残りの時間は、従業員は汚染されていない環境（呼吸保護具なし）で作業する必要があります。従業員が勤務時間の一部を汚染されていない環境で過ごすことで、健康保護が強化されるため、呼吸保護具の性能に関する要件を緩和することができます。

米国と英国における割り当てられたPFの開発は、職場での呼吸器の有効性の測定（統計処理後）に基づいていた。また、異なる設計の呼吸器（例えば、電動式空気浄化ろ過呼吸器（PAPR）と、同様の供給式呼吸器SAR）の類似性に基づく専門家の意見も使用された。ただし、空気供給のモードと量、およびフェイスピース（マスク）が同じであることが条件であった。両国の専門家は、WPFの同じ研究の結果を使用することが多かった（研究数が限られていたため）。例えば、英国規格^{[ 1 ]}は、31の研究で行われた1897のWPF測定の結果を使用して開発された。そして、この31の研究のうち23は米国で実施された。

したがって、米国と英国で割り当てられたPFの値はエビデンスに基づいたものであり、両者は非常に類似している。

呼吸用保護具の性能に関する研究はあまり頻繁には行われておらず、これらの研究のほとんどは米国（および英国）で実施された。職場における呼吸用保護具の効率に関する情報が不足していたことが、いくつかのヨーロッパ諸国でこれらの割り当てられたPF値が開発された理由である可能性があり、これらの値は米国および英国のエビデンスに基づいたAPF値とは大きく異なっている。

ほとんどのヨーロッパ諸国（英国を除く）は、職場での呼吸用保護具の有効性に関する非常に複雑で高額な研究を実施しなかったか、そのような研究にほとんど費用をかけなかった。そのため、一部の国では、海外の研究結果（実験室環境における呼吸用保護具の有効性と職場での適用における有効性との間に大きな違いがあることを示した研究）を十分に考慮していない可能性がある。例えば、1990年の研究^{[ 26 ]}の後、英国では陰圧式全面マスクのAPF値が900から40（1997年）^{[ 1 ]}に減少した。しかし、他の国では同様の研究は実施されず、同様の減少は起こらなかった。

この研究^{[ 26 ]}では、3つのフルフェイスマスクモデルすべてにおいて、マスクと顔の間の隙間からろ過されていない空気が著しく漏れていることが示されました。3つの陰圧フルフェイスマスクモデルそれぞれの作業場保護係数（WPF）の最小値は、11、17、26でした。いずれかのモデルのWPFの最大値は、500を超えることは一度もありませんでした。また、すべての結果を合わせると、WPFは測定値の約30%で100以下でした。したがって、この理由から、ドイツ（400）、フィンランド（500）、イタリア（400）、スウェーデン（500）におけるこのタイプのRPDのAPFの値は、職場でのこのタイプの呼吸器の性能が、実験室（認証時）での性能よりも低いことを十分に考慮していない可能性があります。他のRPDタイプとそのAPFについても同様でした。

インドの国家規格^{[ 38 ]}は、呼吸用保護具の使用を制限して職場の保護係数を使用する必要性を指摘しているが、APFの値は設定していない。この規格では、認証時に（職場ではなく研究所で）得られたPFを使用することも推奨している。これらの値は、米国や英国で使用されている値を大幅に上回っている。

EU規格EN 529のウクライナ版では、この国での呼吸器の選択に関するAPFの値は設定されていません。^{[ 39 ]}この文書では、いくつかのヨーロッパ諸国のAPFの値が（参考として）リストされているだけで、職場での保護特性を予測するために実験室効率を使用することは認められないと宣言しています。

APFはRF [ ^{40 ]}や韓国、その他多くの^国では開発されておらず、呼吸器の選択は国内法で規制されていません。これがエラーの原因となり、設計上の問題で作業者を確実に保護できないタイプの呼吸器（特定の認証モデルの高い品質であっても）の使用につながっています。

米国の法律では、雇用主は職場の空気汚染を正確に測定することが義務付けられています。このような測定結果は、有害物質の短期吸入が健康の不可逆的かつ重大な悪化、または死亡につながる可能性があるかどうか（IDLH濃度）を評価するために使用されます。濃度がIDLHを超える場合、基準では最も信頼性の高い呼吸器、つまり全面マスクに圧力要求式空気供給を備えたSARまたは自給式呼吸器の使用のみが許可されています（§(d)(2) ^{[ 22 ]}）。

有害物質の濃度がIDLH未満の場合、有害物質の大気汚染係数（ハザードファクター）が決定され、これはこの濃度と有害物質のPEL（TLV、OEL）の比に等しくなります。選択された呼吸保護具タイプのAPFは、ハザードファクター以上でなければなりません。^{[ 17 ] [ 55 ]}

職場の空気中に複数の有害物質が存在する場合、選択された呼吸保護具は次の要件を満たさなければなりません。^{[ 17 ]}

C ₁ /(APF×PEL ₁ ) + C ₂ /(APF×PEL ₂ ) + C ₃ /(APF×PEL ₃ ) + ... + Cn/(APF×PELn) ≤ 1

ここで、C ₁、C _2、 ...、Cnは有害物質番号1、2、...nの濃度であり、PELは呼吸域における対応する有害物質の最大許容濃度である。

この要件を満たさない場合、雇用主はより高いAPF値を持つ別のタイプの呼吸用保護具を選択する必要があります。

いずれの場合も、雇用主が密着型フェイスピース付き呼吸器（全面マスク、エラストマー製ハーフマスクまたはクォーターマスク、あるいはろ過式フェイスピース呼吸器）を選択した場合、すべての従業員はフィットテストを受けなければなりません（顔に合わない可能性のある密着型マスクと顔の間の隙間から、ろ過されていない汚染された空気が漏れるのを防ぐため）。付録A ^{[ 22 ]}には、このテストの詳細な説明が記載されています。

IDLH濃度の値と呼吸器（および自己救助者）の選択に関する詳細な推奨事項は、NIOSHディレクトリで入手できます。^{[ 56 ]}

ISOは、呼吸器の認証^{[ 57 ]}とそれらの選択と適用^{[ 58 ] [ 59 ]を規定する2つの国際規格を開発しています。}

呼吸用保護具の選択を規定する基準では、APF値が使用されます。しかし、HSEの専門家はこれらの文書を批判し、^{[ 60 ]}これらの基準は米国や英国で確立された値とは異なるAPF値に設定されていること、またこれらの値は特定のRPDタイプではなく、承認要件を満たすすべてのRPDに対して設定されていることを指摘しています。

報告書は、新しいISO規格で設定されたAPF値が不十分であると結論付け、これらの値を実際に使用すべきではないこと、そして様々な種類の呼吸用保護具に対するAPFの妥当性に関する作業を継続することを推奨した。

• 生命または健康に直ちに危険を及ぼす
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