教材から発生する化学物質について-教科書・絵の具・墨液・ニス・ラッカー・接着剤-

シックスクールの原因で一般的に知られているのは、校舎に使われた建材等から発生する化学物質である。

しかし、子どもたちが学校環境において、気分が悪くなると感じる原因はそれだけではない。

床のワックス・本棚・コンピューター等の設備、塗装・ペンキ塗り等の工事、マジック・教科書等の教材・文具、他人の香水・プールの塩素・排気ガス等の学校生活等々(子どもの健康と環境を守る会「シックスクール調査集計報告」より)があげられる。

その中の教材について

 「子どもたちが気分が悪くなると感じる主な教材」の中から、教科書、絵の具・墨液、ニス・ラッカー及び接着剤から放散する化学物質を調査した。

教材を調査した結果

 1 教科書から、トルエンや2-ブトキシエタノール(表面加工材)が放散していた。

 2 絵の具・墨液から、ホルムアルデヒドまたはフェノール(防腐・防カビ剤として添加)が放散していた。

 3 ニス・ラッカーの中には、トルエン、キシレン及びエチルベンゼンを含む製品があった。

 4 接着剤の中には、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドを放散する製品があった。

 

気分が悪くなると感じる教材からは何らかの化学物質が発生しており、その中には有害な物質も含まれていた。

 したがって、使用の際には吸引暴露・接触暴露を軽減する措置を取るとともに、使用環境(主に換気)にも注意する必要がある。

 


1 教科書

調査方法 (表1:測定教科書の概要、図1:チャンバー法の概要)

1. 教科書から放散する化学物質の測定

 チャンバーの中に未使用の小学生用教科書を開いて入れ、チャンバー内の空気を吸引採取し、主に検出されたVOC類14物質についての放散速度を算出した。

 

 

 

調査結果 (図2:教科書1冊当りの放散速度)

1. 調査した教科書の全てからトルエンを検出した。

2. 放散速度合計値が最大だった教科書Gについて、トルエン等の芳香族炭化水素は少ない事が分かった。また、放散速度の70%を占める2-ブトキシエタノールはプレスニスコートの造膜剤(表面加工材)に由来すると推測された。

 

※「教科書から放散される揮発性有機化合物」より(大貫 文他:H16年度地方衛生研究所全国協議会関東甲信静支部・理化学研究会)

 

 

  

 

 

2 絵の具・墨液

調査方法 (表2:調査絵具の概要、図3:チャンバー法の構成図)

1. 絵具から放散する化学物質の測定

 絵具1.0g(墨液)を原液のままガラス板に塗布(50cm2)した試験体を、チャンバー内に設置。出口空気を採取し、VOC及びアルデヒド類を測定した。

2. 教室内空気中濃度変化の予測

 得られたチャンバー内化学物質濃度より、初期放散速度及び一次減衰定数を算出。これらを用い、小学校教室内で絵具等を使用した場合の、教室内空気中化学物質濃度変化を予測した。予測時に想定した教室内環境及び使用絵具の条件を以下に示した。

3. 絵具に含まれる化学物質量の測定

 絵具0.1gにアセトニトリルまたはメタノール1mLを加え、超音波で10分間抽出・遠心分離し、上清をアルデヒド類またはVOC類分析用カートリッジに添加し、分析した。

 

教室内濃度予測時の室内環境条件及び塗布面積等

児童数40人、授業時間90分、教室容積180m3、換気回数2.2回、気温28℃、湿度50%。

塗布面積は絵具の場合、15分毎に1/6ずつ増加し、最終面積が0.0935m2(B4サイズ)とした。

墨液の場合は、経時変化はなく、0.021m2

(硯+塗布される文字分)とした。

なお、絵具は水で希釈しない。

 

調査結果 (図4:チャンバー内化学物質濃度、図5:教室内空気中物質濃度変化の予測、表3:各試料中の物質含有量)

1. 放散が認められた主な物質は、絵具1、2からはホルムアルデヒド、絵具3〜5及び墨液からはフェノールであった。ホルムアルデヒドのチャンバー内最大濃度は絵具1の約240μg/m3(塗布後1時間)、フェノールについては墨液の約1,600μg/m3(塗布後8時間)、次いで絵具3の約670μg/m3(塗布後7時間)であった(図4)。

2. 教室内濃度の変化を予測した結果、ホルムアルデヒドの増加濃度が最大になるのは絵具1を使用した場合の7.1μg/m3(作業開始1時間45分後)、フェノールの場合は絵具3を使用した時の12.3μg/m3(2時間30分後)であった(図5)。

3. 絵具1g当り、ホルムアルデヒドは8.0〜110μg、フェノールは580〜3,460μg含まれており、フェノールの方が数十倍多い事が分かった(表3)。

 

 

※「絵具から放散するホルムアルデヒド及びフェノールの分析」より(大貫 文他:東京健安研セ年報 57,307-311,2006) 

 

3 ニス・ラッカー

調査方法 (表4:調査ニス等の概要)

1. ニス及びラッカー中のVOC類及び不揮発成分の測定

 試料をメタノールで100倍に希釈し、加熱脱着チューブに5μL添加、加熱脱着-GC/MSで分析した。

 不揮発成分は、試料約0.5gをガラス板に塗布し秤量後、27時間室温で乾燥し、再び秤量して算出した。

 

調査結果 (図6:試料中のVOC含有量(%))

1. 油性ニス:油性ニス1、2にはC3ベンゼンが最も多く、他にはC10アルカン、C11アルカンが多く含まれていた。その他、油性ニス1には1-メトキシ-2-プロピルアセテート(8%)、油性ニス2にはトルエン(3%)が含まれていた。油性ニス3については、不揮発成分が調査試料中最も少なく(23%)、C11アルカンが最も多かった(43%)。

  水性ニス:水性ニス1には2-(2ブトキシエトキシ)エタノールが(29%)、水性ニス2は速乾性のため揮発性の高い2-プロパノールが(20%)、主に含まれていた。

  ラッカー:速乾性のため、揮発性の高い有機溶剤が多く含まれていた。主な物質としては、2-プロパノール、ブタノール、酢酸ブチルに加え、指針値の設定されているトルエン(4%)、キシレン(13%)、エチルベンゼン(8%)等であった。

備考)ベンゼン環に炭素数n個の構造を持つ成分をCnベンゼン、炭素数n個の脂肪族炭化水素をCnアルカンとし、合計した。

 

※「トルエン・キシレン規制後の塗料中揮発性有機化合物」より(齋藤育江他:H18年度地方衛生研究所全国協議会関東甲信静支部・理化学研究会)

 

4 接着剤

調査方法 (表5:調査した水性形接着剤の概要)

1. 水性形接着剤から、塗布後24時間中に放散する化学物質の測定

 市販の水性形接着剤6種について、接着剤1gをガラス板に塗布(33cm2)し、テドラーバック(10L)内に設置。その後、テドラーバック内に清浄空気(湿度50%)を封入し、25±1℃で24時間静置後、テドラーバック内の空気を採取した。測定対象は炭素数C3〜C16のVOC類及びホルムアルデヒド〜ヘキサアルデヒドまでのアルデヒド類(13物質)とした。

2. 室内汚染濃度の予測

 得られたチャンバー内化学物質濃度より、初期放散速度及び一次減衰定数を算出。これらパラメータを用い、小学校教室内で児童らが工作に酢酸ビニル系接着剤(PVAcA)を使用した場合の室内空気中濃度を予測した。予測時に想定した教室内環境等の条件を以下に示した。

教室内汚染濃度予測時の室内環境条件及び塗布面積等

児童数40人、授業時間90分、教室容積192m3、換気回数2.2回、気温25℃、湿度50%。

接着剤PVAcAを、授業開始時に一斉に塗布300cm2

 

調査結果 (表6:24時間中に放散する主な物質と放散量(mg/g)、図7:教室内空気中物質濃度変化の予測)

1. PVAcA及びPVAcB:PVAcA(可塑剤無し)の方がPVAcB(可塑剤を含む旧タイプの)に比べ、放散する物質の種類及び量が多い事が分かった。

  EVA:アセトアルデヒドの放散量が6製品中最大だった。

  PAr及びPar-co:1-ブタノール、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール、アルカン類等、共通した物質が検出された。

  PIC:VOCはほとんど検出されなかったが、ホルムアルデヒドの放散量は6製品中で最大であった。

2. 調査当時(2004年8月)一般的に普及しており、学校教材として汎用されていた酢酸ビニル系接着剤(PVAcA)を使用した場合の教室内物質濃度変化を予測した。

 その結果、アルデヒド類濃度の最大増加値については、ホルムアルデヒドが1.2μg/m3、アセトアルデヒドが0.9μg/m3と、比較的小さいと予測された。しかしVOC類については、検出された6物質の最大値合計が670μg/m3と算出され、厚生労働省のTVOC目標値(400μg/m3)を超えると予測された。

※「水性形接着剤から放散される化学物質による室内汚染濃度の予測」より(齋藤育江他:室内環境学会誌 8(1),15-26,2005)

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