JP2007298469A

JP2007298469A - 空気中のガス状汚染物の監視方法

Info

Publication number: JP2007298469A
Application number: JP2006128359A
Authority: JP
Inventors: Shin Lin Chun; 俊興林
Original assignee: YUSEI KENKYU KIKINKAI
Current assignee: YUSEI KENKYU KIKINKAI
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】生活環境における空気中の汚染物質の測定を人間の生活、作業条件に対応した条件で測定して、有害な空気汚染物質の濃度を監視する。
【解決手段】人間の生活する空間の内で最もその健康管理上影響の大きい室内空間の特定箇所である、執務環境（コンピュータディスク）周辺、ベッド或いは湿度が高い、などの黴菌の増殖し易い環境に接する箇所、などに応じて空気中の汚染物質を測定して、既存の種々の環境基準と対比し、これらを参照して生活空間の環境条件の適否を判定し、監視する。
【選択図】図1

Description

本発明は、空気中におけるガス状汚染物の捕捉して汚染状況を監視する方法、特に健康を考慮し、日常生活におけるアレルギー源である黴菌を測定するために、生活空間である室内において空気サンプルを採取して汚染状況を監視して生活環境を維持する方法に関するものである。

一般的に言えば、亜熱帯に位置する台湾の生活空間は、高温多湿の環境であり、室内に黴菌がよく発生する。それに加え、家中に充満するダニ、白蟻及びゴキブリ等健康に害する生物から飛散された胞子及び室内空気に充満する粉塵は、日常生活におけるアレルギー源となる。高湿度は、細菌の成長に必要な栄養分を与えるため、室内相対湿度を、60％−65％に控えるのが最も望ましい。除湿機による受動的な除湿以外に、建物自体も良好な採光及び風通しが要求される。空気の流動によって室内の湿度を下げることが可能である。太陽光に含まれている紫外線もある程度の殺菌効果があり、家屋における悪玉菌の成長を抑制することができる。従って、如何にして空気中の黴菌、粉塵及び微生物等のガス状汚染物（bioaerosol）を捕捉し、生活に適するように抑制するかは解決しなければならない課題である。
前述したガス状汚染物は、一般的に言えば、人、動物、植物ないし生態系に影響を与える天然又は合成物質のことを指すが、そのうち、室外空気汚染物の主たるものは、空気中に浮遊する固体粒子、硫化水素、炭化水素、酸化窒素及びハロゲン化メタン等、工業の発展に伴って発生した有害な微粒子、ガスである。
一方、室内の空気汚染物の主たるものは、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素及び空気中の黴菌である。上記の浮遊粒子は、化学成分上大きく異なるほこり、灰、エアロゾル、微量金属等、環境に含まれるすべての有機又は無機化合物を含む。上記のような浮遊粒子が、呼吸道表皮に付着し、刺激するだけでなく、呼吸道の浄化作用を妨げ、更に肺の粘膜を介して呼吸系統や循環系統内に侵入することもあり得る。肺に付着している粒子が長期的に肺に滞留し、呼吸道の慢性炎症その他の慢性的疾病をもたらし、健康に悪い影響を与えるようになる。

予め殺菌した作業（寝室も含む）室内で種々の作業を行う場合でも、実際には、上記作業室内の殺菌が完全ではなく、依然として黴菌や微生物が室内に浮遊している恐れがある。従って、上記作業前後又は作業中に細菌や微生物を捕捉する必要があり、これを培養し、細菌の有無から室内を無菌状態に保っているかどうかを確認することが望ましい。
浮遊している黴菌や微生物の捕捉に最初に使用された設備としては、黴菌や微生物の捕捉装置、上記捕捉装置を支持する支持部材及びモーター駆動により作業室内の空気を吸込む吸引装置からなるものが知られている（実開昭58-84552号公報、実公平6-13476号公報、特開2000-304663号公報）。所定の室内に配備されるこれらの設備が、操作者の手作業で作動され、吸引装置周囲に気流を形成させることにより、黴菌や微生物を吸引装置によって捕捉する。そして、作業室内に循環している空気を作業室外に吸引し、この吸引された空気に水蒸気を噴霧することにより、空気中に浮遊している黴菌や微生物に水蒸気を付着させる。この水蒸気から黴菌や微生物を検出可能な設備も周知されている（特開2000-283910号公報）。
実開昭58-84552号公報実公平6-13476号公報特開2000-304663号公報特開2000-283910号公報

しかしながら、予め殺菌した作業室内に、上記第１乃至第３の刊行物記載の従来技術の設備を用いると、吸引装置を介して吸引された空気がそのまま室内に排出され、かえって室内のガス流を攪乱し、黴菌や微生物を作業室内に飛散させる恐れがある。一方、上記第4の刊行物記載の従来技術の設備を用いる場合、作業室内に黴菌や微生物を飛散させる恐れはないが、黴菌や微生物を捕捉するための室内の適切な位置を特定しかねる問題点がある。
上記の課題に鑑み、本発明者は、黴菌や微生物を作業室内に飛散させることなく、作業室内の特定位置での黴菌や微生物捕捉を容易にし、生活に適するように制御する方法を提供することを目的とする。人間の生活に適するグリーン（空気汚染無し、水の汚染無し、騒音なし、節電、省エネ）な建物の構築を追求し続けてきた本発明の発明者は、季節毎のサンプルを従来の設備で採取し、採取時間及び設備の特性に基づき、温度、湿度、風速、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素及び空気中の黴菌の濃度等［対照データーとして、各国の環境基準に沿って黴菌の濃度以外の温度、湿度、風速、二酸化炭素等の物理的環境要素を同時に測定する；浮遊粒子-ＰＭ10：150μg/m³〔米国環境庁NAAQS（National Ambient Air Quality Standard）24時間平均〕；ＰＭ2.5：65μg/m³〔米国環境庁NAAQS（National Ambient Air Quality Standard）24時間平均〕；一酸化炭素-9ppm〔米国環境庁NAAQS（National Ambient Air Quality Standard）8時間平均〕；二酸化炭素-1000ppm〔ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)62R（1996 Draft）〕］を、室内空気を監視するための各種パラメーターとして採用することができることを発見し、これらに基づきガス状汚染物を監視して、生活に適する環境を維持できるようにした。

作業室内における黴菌や微生物の捕捉を容易にするため、一段型アンダーセンサンプラー（Single Stage Anderson Microbial Sampler,AMS）を用いて、生活空間における人間がよく活動を行い、環境からの影響の大きい場所［例えば、客室（コンピューターデスク、A）；ベッド（B）、浴室（C）、水生植物栽培室（D）、換気窓（E）、室外（F）］等の特定位置の空気サンプルを採取し、気泡計（Bubble Meter）により流量を調整して、採取時ポンプを用いて空気を吸引し空気中の黴菌サンプルを採取する。サンプル流量を25-31L／minとし、採取時間を数分間から数十分間までとし、採取場所を人間が良く活動する場所とする。
換気窓Eは、作業室内が湿度が高く黴菌の繁殖し易い水生植物栽培室（水槽類）に通じる箇所であり、これを除いたその他の換気窓を全部閉じて、この換気窓のみを開けておいてサンプルを採取すれば、黴菌や微生物がこの換気窓を介して流れるか否かを判断可能となる。室外でサンプルを採取すれば作業室外における黴菌や微生物の濃度を測定でき、室内との比較が可能となる。

浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素及び空気中の黴菌等の主な室内空気汚染物を、孔径の異なる8.0μm及び0.95μmの篩板を備えた二段型アンダーセンサンプラ（Two-Stage Stage Anderson Microbial Sampler）を用いて上下の二段階で空気汚染物を捕捉する。そのうち、段階０では0-8μmの空気汚染物を、段階１では0.95-8μmの空気汚染物をそれぞれ捕捉可能にした。採取流速を好ましくは28.3LPM（Liter per min）とし、且つ毎回の採取に先立って赤外線自動校正器により校正する。採取に先立って、汚染されないようサンプラを75％のアルコールで殺菌しておくと共に、サンプラの高さを固定する（A-デスクの高さ、B-ベッドの高さ）：この条件により呼吸域に近く、実際の呼吸状況を再現可能である。10分、20分、30分の採取時間内に採取位置毎に、3つの流速で採取する。各採取位置で2回繰返して2回サンプル（Sequential duplicate sampling）を採取する。採取後75％のアルコールでサンプラーを殺菌する。サンプリング後、20mlの空気サンプルを取り、実施形態において用意した培地に入れてから封止フイルムで封止し、培養する。
室内外の採取位置の空気品質の基準値に関しては、前記国外の関連機関が規制に従って作成した管理値（環境基準など）を適用すればよい。
気体測定に必要な様々な室内環境パラメーター、例えば、温度、湿度、風速、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素及び空気中の黴菌の濃度等の内、浮遊粒子、黴菌などに関しては、粉塵モニタ（Dust Monitor、Grimm Group.,Model 1105）を用いて室内サンプルを採取し、空気中の粒径の異なる（1、2、5、10、15μm）浮遊粒子の質量濃度（0〜99999μg/m³）を測定する。
温度、湿度、一酸化炭素、二酸化炭素の測定に関しては、直読式室内空気質モニタ（Indoor Air Quality Monitors,Metrosonic Corp.,Model aq-512）で各測定位置における温度、湿度、一酸化炭素、二酸化炭素を連続して（七日間）測定する。
風速の測定に関しては、直読式熱線風速計（Thermoair 3）で測定し、2秒毎に測定値（平均値、最大値、最小値を含む）を記録し、最大連続測定期間を2時間とし、風速は0.01m/sまで判読可能である。湿度及び温度も同時に測定することも可能である。

本発明においては、従来の測定方法と異なり、人間の生活する空間の内で最もその健康管理上影響の大きい室内空間の特定箇所である、執務環境（コンピュータディスク）周辺、ベッド或いは湿度が高い、などの黴菌の増殖し易い環境に接する箇所、などに応じて空気中の汚染物質を測定して、既存の種々の環境基準と対比し、これらを参照して生活空間のより実態に即した環境条件の適否を判定し、監視することによって、最も好適な生活環境を維持することが出来る。

以下、実施例により本発明の技術内容を具体的に説明するが、本発明の請求の範囲は、これらの実施例によって限定されないものである。

空気中のガス状汚染物質のサンプル採取及びその分析
選定された特定の採取位置〔客室（コンピューターデスク、A）；ベッド（B）、浴室（C）、水生植物栽培室（D）、換気窓（E）、室外（F）、図1を参照。〕において、一段型アンダーセンサンプラ（Single Stage Anderson Microbial Sample,AMS）を用いて採取した。気泡計（Bubble Meter）により流量を校正し、ポンプを用いて空気を吸引し、空気中の黴菌サンプルを採取した。採取流量を25-31L/minとし、採取時間を数分から数十分とした。各季節毎に1回行うが、夏の採取時間を比較的短くするのに対し、冬の採取時間を比較的長くする。培地は抗生物質（Chloramphenicol（10mg／l））添加及び非添加のSDA（Sabourand's Dextrose Agar）の二種であり、各培地にそれぞれ20mlのサンプルを入れた。各位置につきそれぞれ2回繰返してサンプルを採取（Sequential duplicate sampling）した。この後、平均値を各採取位置の黴菌の濃度とした。サンプルを採取する前及び採取が終わった後に、それぞれ70％のアルコールにより消毒作業を行った。サンプルの採取後、培地を恒温培養箱に入れて、25℃下3〜7日間培養した。培養した後、培地に成長したコロニー数は、即ちコロニー形成数（Colony Forming Unit,CFU）である。このコロニー形成数を空気採取体積で割ると、濃度になる（単位：コロニー形成数／立方メートル、CFU／m³）。これと同時に顕微鏡検査により黴菌の種類の識別を行った。
室内の空気汚染物の採取は、上下に孔径の異なる8.0μm及び0.95μmの篩板を備えた二段型アンダーセンサンプラにより行った。

以上の通り採取した空気中のガス状汚染物のサンプルを、後述のように用意された培地にそれぞれ20mlづつ入れて、封止フイルムで封止してから、4℃の冷蔵庫で保存したものを用いて培養する。
〔培地の準備〕
Malt Extract Agar-MEA(Merck)
オートクレーブ（Autoclave）:118-121℃ 10mins,15atmにて殺菌。
ＰＨ調整（Final） pH5.6±0.2 at 25℃
〔黴菌培養〕
培地を25℃下の恒温培養箱に入れ、3〜7日間培養した。培養後、培地に成長してきたコロニーの数が、即ちコロニー形成数（Colony Forming Unit,CFU）である。コロニー形成数を採取した空気の体積で割れば、濃度（単位：コロニー形成数／立方メートル、CFU／m³）が得られる。
〔空気中の生きた黴菌の濃度〕
培養後の培地から明らかにしたように、黴菌コロニーの生じた培地は、殆どサンプラの第二段階から採取されたものである。これは、採取した環境空気中の真菌は大体0.95-8μmにあることを示している。各特定位置の空気中の生きた黴菌濃度の分布（CFU／m³）は表1の通りである。

〔浮遊粒子測定〕
粉塵モニタ（Dust Monitor,Grimm Group.,Model 1105）を用いて、室内の空気サンプルを採取する。一分毎に空気中の異なる浮遊粒子の質量濃度（μg／m³）を一回測定し、サンプル採取後にコンピューターに接続して、データ分析（分析結果は図2の24時間内の各特定位置の浮遊粒子の質量濃度の変化図を参照。）を行った。これと同時に測定した温度及び湿度は表2の通りである。

〔測定結果〕
人的汚染による誤差を避けるため、上記のような採取過程においてブランクテストを行い、培地空白サンプル及び現場空白サンプルも含めて、いずれもコロニーのない空白の管を用いた試験を実施した。粉塵のサンプル濃度の結果から、粉塵モニタによる研究室外の開放空間の結果がやや高い以外、特定位置における粉塵濃度が比較的低く、いずれも上限値以下であることが明らかにした。
空気中におけるガス状汚染物の分析に関しては、各特定位置で繰り返して採取したサンプル濃度の相違が極僅かなものであることが明らかにした。即ち、採取位置A（コンピューターデスク）；B（ベッド）、C（浴室）、D（水生植物栽培室）、E（換気窓）における濃度のいずれも、1000CFU／m³（NIOSH、1987；Anthony K.Y.Law, C.K.Chau, Gilbert Y S Chan.2001）未満である。ところが、F（室外）の濃度が1000CFU／m³を上回っており、その他の５つの採取位置よりやや高い。一方、A（コンピューターデスク）；B（ベッド）、C（浴室）、D（水生植物栽培室）、E（換気窓）の等５つの採取位置における濃度が低いが、その中のD（水生植物栽培室）及びE（換気窓）における空気中のガス状汚染物質の濃度が比較的高くなっている。一つの換気窓を除いたその他の換気窓を全部閉じれば、採取位置E（換気窓）における濃度が335.7±11.6 CFU／m³となり、A（コンピューターデスク）；B（ベッド）、C（浴室）より高く、特にA（コンピューターデスク）、B（ベッド）の2倍以上となっている。また、換気窓が開いている場合、D（水生植物栽培室）に近づけば近づくほど空気中における濃度の高い真菌が水生植物栽培室から室内に流れ込むようになる。先に出願した発明に係る湿度吸収型の石材からなる床の通風構造は、通気性及び湿度・温度抑制作用からこれらの環境条件の維持に適しており、省エネ、快適で健康的な生活環境を提供することができると思われる。

以上の結果から、人間の生活する空間の内でも人間の良く活動する箇所、或いはベッド周辺などの長時間滞在する位置などにより、空気中の汚染物質の種類や濃度が異なり、またその影響も著しく相違することがわかる。
本発明は、上記の通りこのような室内の各種環境パラメータとして温度、湿度、風速、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素及び空気中の黴菌の濃度を採用し、
また、これらの空気中の汚染物質の測定箇所を、人間の生活する空間の内でも人間の良く活動する箇所を選定してそれぞれに適した測定手段によって行うことによって、最も環境条件に適した評価を可能とし、日常生活に適するようにするために生活空間におけるこれらガス状汚染物質の状態を監視することを可能とした。

本発明に係る空気中のガス状汚染物の捕捉方法の中の特定位置を示す略図である。本発明に係る空気中のガス状汚染物の捕捉方法の中の各特定位置の24時間内浮遊粒子の質量濃度の変化を示す図である。

符号の説明

A 客室（コンピューターデスク）
B ベッド
C 浴室
D 水生植物栽培室、
E 換気窓
F 室外

Claims

温度、湿度、風速、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素及び空気中の黴菌の濃度を室内の環境パラメータとして採用し、
室内のこれらパラメータを測定する位置として生活空間における人間のよく活動してその被る影響の大きい特定位置を１以上選定して行い、
これらの内、黴菌については一段型アンダーセンサンプラを用いて、ポンプを介して流量25-31L／min、採取時間数分から数十分で空気を吸引して、空気サンプルを採取して行い、
他のパラメータは、各種環境基準による温度、湿度、風速、二酸化炭素等の物理的環境測定手段により測定し、
これらのデータを季節毎に測定して、
日常生活に適するようにするために生活空間におけるこれらガス状汚染物質の状態を監視することを特徴とする空気中のガス状汚染物の監視方法。
上記室内の各種環境パラメータの測定に用いる装置は、室内空気サンプルを採取して、空気中における粒径の異なる粒子（1、2、5、10、15μm）の浮遊粒子の質量濃度（0-99999μg／m³）を検出する粉塵モニタであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
上記特定位置は、室内が水生植物栽培室などの室内環境中で最も湿度が高く、黴菌などの増殖に適した箇所に通じる換気窓などの箇所であり、
サンプリング条件として、上記換気窓を除いたその他の換気窓を全部閉じ、且つ上記換気窓のみを開けておいてサンプルを採取することにより、ガス状汚染物が換気窓を介して流れるか否かを判断すると共に、室外でサンプルを採取して得た室外のガス状汚染物の質量濃度と比較する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
上記特定位置において前記温度、湿度、風速、二酸化炭素等の物理的環境要素を測定するための装置は、７日間連続して、温度、湿度、一酸化炭素及び二酸化炭素を測定する直読式室内空気質モニタであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
前記風速を測定するための装置は、二秒毎に測定値（平均値、最大値及び最小値を含む）を記録し、最大連続測定時間を二時間とし、0.01m／sまでの風速を判読しうると共に、温度及び湿度を測定可能な直読式熱線風速計である、を特徴とする請求項3に記載の方法。