アスベストセメント管に由来する水道水中のアスベスト繊維濃度とその形態

日本衛生学雑誌(Jpn.J.Hyg.)第47巻　第4号　平成4年10月

アスベストセメント管に由来する水道水中のアスベスト繊維濃度とその形態

斎藤勝美＊1，滝澤行雄＊1，
武藤一＊2，平野耕一郎＊3

＊1秋田大学医学部公衆衛生学講座，＊2秋田大学有害廃液処理施設，
＊3横浜市環境科学研究所

Concentration and Form of Asbestos Fibers in Tap Drinking Water
Contaminated from a Water Supply Pipe with Asbestos-Cement

Katsumi Saitoh 　　Yukio Takizawa
Hajime Muto and Kouichirou Hirano

　The indentification and concentration of asbestos fibers in tap drinking water supplied in a central area of Akita Prefecture,Japan,were determined by phase-contrast microscopy and a scanning electron microscopeequipped with an energy-dispersive X-ray microanalyzer. The followwing results were obtained.

1.Asbestos fibers were found in the tap water from two areas in which an asbestos-cement pipe was used for public water supply. The concentrations of asbestos fibers in the tap water were 2.7x104 to 27.0x104fibers per liter of water in area A and 10.0x104to21.0x104in area B. On the other hand, no asbestos fiber contamination was observed in tap water of area C, which shared a common water source with area A.A vinlyl chloride pipe was used over the entire length of the water supply in route C.

2. Croeidolite was the predominant type of asbestos fiber detected in the tap water. Chrysotile and mixture of chrysotile and amosite were also observed.

3. Almost all asbestos fiber detected in the tap water possessed the form of thick or sheaved fibers with lengths ranging from ca.5 to 10μm. Their shapes were very different from those of asbestos fiber found in the atmosphere. The typical form of the latter is short(ca.1μm in length) and needle-like.

4. It was suggested that the contamination of asbestos fiber un the tap water was caused by erosion and peeling off of the inner wall of the asbestos-cement pipe used as　a conduit. In order to evaluate the safty of drinking water in Japan, an extensive survey on asbestos-fiber contamination in tap warer is neccessary.

　　緒言
　アスベストは、物理・化学的に優れた特性を有することから各分野で広く利用されている一方、経気道暴露においてはヒトに対しての発癌性が明白で、アスベストの暴露によりアスベスト肺、アスベスト肺癌および胸腹膜悪性中皮腫等が発生することが知られている 1-4)。しかし，アスベストの経口摂取暴露による影響については，動物実験の結果では発癌性は確認されていなく　5-7)，またアスベスト繊維が消化管壁を通過して他の組織内に侵入する証拠も，侵人するという報告　8-12)と明確に証明できないとする報告　5)が有り必ずしも明らかではない。ただ，疫学的研究の中で消化器系のガン発生に関与している可能性を示唆した報告　12)もある。
　アスベストは，大気中のみならず家庭で使用する水道水中からも検出されている。アメリカ合衆国のＥＰＡは，1981年に100事業体の水道水中のアスベスト繊維を調査した結果，12事業体からアスベスト繊維が検出され，その濃度は0.385×10⁶～1.71×10⁶f/1の範囲を示したと報告　13)している。また，Cunnninghamら　14)は，カナダのオタワ，トロント，モソトリオールの水道水中から2.0×10⁶～172.7×10⁶f/1のアスベスト繊維を検出したと報告している。水道水中にアスベスト繊維が混入する原因としては，水道源水の集水域が蛇紋岩層の場合，水道水の配水管に使用しているアスベストセメント管からアスベスト繊維が浸食，腐食により水道水中に剥離してくることが主な原困とされている　15.16)。日本では，猪子ら　17)が横浜市の水道水を対象に調査を行い，アスベスト繊維は不検出だったと報告している。また，小輪瀬ら 18,19)は，東京都内の水道源水，浄水およぴ給水栓水中のアスペスト繊維の調査を行っており，それによると調査対象とした水中からアスベスト繊維は検出されてはいるが，その原因は建築材やプレーキ用摩擦剤によるもので，アスベストセメント管の侵食，腐食に由来する確証は得られなかったと報告している。しかし，水道水中にアスペストが混入する原因となるアスベストセメント管を，日本では1988年現在，全管種による総延長の17.1％を使用　20)しており，水道水中にアスベスト繊維が混入している可能性は十分に考えられる。
　したがって，水道水中のアスベストの実態を把握しておくことは，消化器系への暴露影響を検討するためにも公衆衛生上極めて重要なことと考えられる。そこで，著者らは秋田県中央部内の水道水について，そのアスベスト繊維濃度を位相差顕微鏡により計測するとともに，アスベスト繊維の種類の同定をエネルギー分散型Ｘ線検出器付き走査型電子顕微鏡を用いて行った。

　　　方法
　　１．試料
　試料とした水道水の採取は，秋田県中央部において，配水管総延長864kmのうち約22％の191kmにアスベストセメント管を使用しているＡ地区，37kmのうち約７８％の29kmがアスベストセメント管であるＢ地区およびＡ地区と水道源水が同じで配水管73kmのすべてが塩化ヒニール管を使用しているＣ地区において行った。水道水の採取地点数は，Ａ地区で19地点，Ｂ地区で４地点およぴＣ地区で５地点とし，水道水の採取量はそれぞれ21とした。また，Ａ地区において使用していたアスベストセメント管も試料に供した。
　　２．試料中の７スベスト繊維の捕集
　水道水中のアスベスト繊維の捕集は，「水道とアスベスト」 21)に示す方法に準じた。すなわち，メンブランフィルタ（MilliporeGS,0.22μm 47mm　￠）を減圧ロ過器に装着し，試料500mlを吸引口遇した。アスベスト繊維を捕集したメソプラソフィルターは，ピンセットで蓋付きシャーレに移し，デシケーター中で自然乾燥させ，密閉容器中に保存した。なお，１試料に対して，アスベスト繊維の描集は２回行った。
　アスベストセメント管は，乳鉢を用いて砕き約1mgを100mlのヒーカーに入れ，これに純水50mlを加えｉ寛拝し，メンブランフィルターヘの捕集および保存は，水道水中の場合と同様に行った。
　　３．標本の作成方法
　密閉容器中に保存したメンブランフィルターを２等分し，その一つは位相差顕微鏡用試料，残りの一つは電子顕微鏡によるアスベスト繊維の同定用試料に供した。位相差顕徴鏡用の標本作成は，アセトン－トリアセチソ法　22)によった。電子顕微鏡用の試科は，10×10mmの試料台にメンブランフィルター（8×8mm）を張りつげ，真空蒸着装置（日本電子㈱製JEE-4B型）によりカーボソ蒸着処理を行った。
　　４．位相差顕微犠法による計測
　計測には，接眼鏡の中にアイピースグレイテイクル（倍率400倍で0.25mmＸ0.25mm）を入れた位相差顕徴鏡（10×40倍，オリンパス光学工業㈱製BH1）を用いた。計測はアイピースグレイテイクルの升目の大きさを尺度に，繊維の長さ5μm以上で，長さと幅の比が3:1以上の繊維を対象に行い，繊維数は次式 21)より求めた。なお，計測視野数は，すぺての試料とも50視野実施した。

　　　繊維数 (f/1)＝A/N/a・V・n

　ただし，Ａ：フィルターの有効捕集面積（962mm²），N：計測した繊維数（本），a：視野面積（0.0625mm²），V：ロ過水量(0.51), n：計測した視野数（50）とする。

　　５．電子顕微鏡による同定
　同定には，エネルギー分散型Ｘ線検出器（㈱KEVEX製DELTAⅢ型）付き走査型電子顕微鏡（日立㈱製s-87000型）を用いて，繊維の形態観察を行い，ついでエネルギー分散型Ｘ線検出器で繊維の元素分析を実施し，クリソタイル，アモサイトおよびクロシドライトの標準物質の元素分析結果と比較した。クリソタイルの標準物質はソ連産，アモサイトとクロシドライトの標準物質は南アフリカ共和国産のものを用いた。

　　　結果
　　１．水道水中のアスベスト繊維濃度とアスベスト種類の同定
　位相差顕微鏡により計測した水道水中のアスベスト繊維数を，同一試料の２回計測した計測値の平均値として，Table1に示した。配水管にアスベストセメント管を使用しているＡ地区からは2.7×10⁴～27.0×10⁴f/1，Ｂ地区からは10.0×10⁴～21.0×10⁴f/1，のアスベスト繊維がそれぞれ検出されたが，配水管のすぺてが塩化ビニール管を使用しているＣ地区からは検出されなかった。また，Ａ地区では19地点すべてからアスベスト繊維が検出されたが，Ｂ地区では測定した4地点のうち2地点が不検出であった。
　つぎに，Ａ地区とＢ地区において，メンプランフィルターに捕集された繊維状物質を，走査型電子顕微鏡により外部形態を観察するとともに，エネルギー分散型Ｘ線検出器で元素分析した。その結果Fig.1～3に示すとおり織維状物質はクロシドライト，クリソタイルおよぴクリソタイルとアモサイトの混合物であり，大部分の繊維状物質はクロシドライトであった。また，繊維の長さは5～10μm未満であった。
　　２．アスベストセメント管のアスベスト種類の同定
　Ａ地区で使用されていたアスベストセメント管のアスベスト繊維のタイプは，エネルギー分散型Ｘ線検出器で元素分析した結果，Fig.4に示すようにクロシドライトであった。

　　考察
　水道水中からアスベスト繊維が検出されたのは，水道水の配水管としてアスベストセメント管を使用しているＡ地区とＢ地区からであった。水道水中にアスベスト繊維が混入する原因としては，(1)Ａ地区の場合には水道水源がＡ地区と同一で，配水管のすべてが塩化ビニール管を使用しているＣ地区からはまったくアスベスト繊維が検出されていない，(2)アスベストセメント管に用いられていたクロシドライトが，検出されたアスベスト繊維の大部分を占めていることなどから，アスベストセメソト管の浸食，腐食によると推論した。Ｂ地区の場含は，アスベスト繊維の形態がＡ地区のタイプと類似しており，検出されたアスベスト繊維もクロシドライトが大部分であることから，Ａ地区と同様の原因が考えられる。また，Ａ地区とＢ地区から検出されたアスベスト繊維の長さは5～10μm未満で，Milletteら 23)が報告しているアスベストセメント管通過水でのアスベスト繊維の長さ4.0～4.8μmに近い。
　アスベスト繊維が検出されたＡ地区とＢ地区を比較すると，配水管の約22％にアスベストセメント管を使用しているＡ地区では，測定した19地点全てからアスベスト繊維が検出された。これに対して，約78％を使用しているＢ地区では，４地点中の２地点が不検出であった。しかし，検出されたアスベスト繊維濃度はＡ地区，Ｂ地区とも同じ濃度レベルであった。このことから，Ａ地区のほうがＢ地区よりもアスベストセメント管の侵食，腐食が進んでいると考えられる。
　検出されたＡ地区およびＢ地区のアスペスト繊維濃度は光学顕微鏡法によるもので，電子顕微鏡法の測定結果とは直接比較はできないが，走査型電子顕徴鏡で確認された繊維の長さは5.0～10μm未満で，光学顕微鏡法でも十分に計測可能な繊維長さであることから，Kanafek 16)が報告している電子顧微鏡法によるアスベストセメント管の通過による水道水のアスペスト繊維濃度 (1.23×10⁵～8.55×10⁶f/1)と比較すると，1/10ないし同程度であった。また，EPAの調査結果 13)やCunninghumら 14)が報告しているアスベスト繊維濃度と比較して，1/100ないし同レベルで，今回検出されたアスベスト繊維は比較的低い濃度レベルであったと言える。しかし，検出されたアスベスト繊維のタイプは，水道水中でこれまで報告されているクリソタイルではなく，クロシドライトが大部分を占めていることは注目される。日本産業衛生学会が勧告している作業環境のアスベスト粉しん許容濃度 24）は，クリソタイルに比ぺてクロシドライトの有害性が高いことから，クリソタイルの1/10となっている。今回検出されたアスベスト繊維濃度を毒性の面から評価する場合，クリソタイル濃度との対比においては等価係数として，計測値の10倍の値で考える必要がある。
　検出されたアスベスト繊維の形態は，繊維が束になった状態およぴ太い繊維状のものがほとんどて，空気中から検出されている針状て長さが1μm前後と短いアスベスト繊維 25)とは異なっている。Stantonら 26-28)によると，アスベストなどの鉱物繊維の発癌性は，その物理化学的な性質よりも繊維サイズが重要で，とくに直径が0.25μm以下で長さ8μm以上の繊維サイズが最も高い中皮踵の発生率を示したと報告している。今回水道水中に検出されたアスペスト繊維は，産業保健の基準をそのまま適用できないが，前述したように太い繊維状や繊維が束になった状態で，また比較的低濃度であることから，人体への影響はないものと考えられる。
　日本では，1932年からアスベストセメント管が使用され始め，地域によってその付設時期およぴ配水管に占める使用割合，また水道水の水質が違っており，アスベストセメント管の浸食，剥離の程度は異なると考えられる。アスベストの経口摂取暴露による影響は，動物実験の結果では発癌性は確認されていなく，またアスベスト繊維が消化管壁を通過して他の組織内に侵入する証拠も明らかではないが，水道水中のアスペスト繊維濃度とその形態には地域差があり，水道水の安全性の面から，全国的な水道水中のアスベスト繊維の実態を明らかにする必要があると考えられる。また，現在アスベストセメント管のアスベストを使用していない配水管への取り替え作業が実施されているが，その作業には十数年の期間を要することから，定期的な水道水中のアスベスト繊維のモニタリソグ調査も必要と考えられる。

　　　結語
　秋田県中央部を対象に，水道水中のアスベスト繊維を位相差顕微鏡により計測するとともに，エネルギー分散型Ｘ線検出器付き走査型電子顕敏鏡を用いて，検出されたアスペスト繊維の種類の同定を行った。その結果は以下のとおりであった。
１．水道水の配水管としてアスベストセメント管を使用していた２地区のうち，Ａ地区からは2.7×10⁴～27.0×10⁴f/1，Ｂ地区からは10.0×10⁴～21.0×10⁴fのアスベスト織維が検出された。配水管のすぺてが塩化ピ二一ル管を使用していたＣ地区からは検出されなかった。
２．検出されたアスベスト繊維の種類は，クロシドライト，クリソタイルおよぴクリソタイルとアモサイトの混合物で，大部分はクロシドライトであった。
３．アスベスト繊維の形態は，繊維の長さが5～10μm未満で，太い繊維状およぴ繊維が束になった状態のものがほとんどで，空気中から検出されている長さが1μm前後の短い針状のアスベスト繊維とは異なっていた。
４．アスベスト繊維濃度は，Kanafecが報告しているアスベストセメント管の通過による水道水のアスベスト繊維濃度に比較して，1/10から同レペルであった。また，ＥＰＡの調査結果やCunninghamらが報告しているアスベスト繊維濃度と比較すると，1/100から同レベルで，今回検出されたアスベスト繊維濃度は比較的低い濃度であった。
５．水道水中にアスベスト繊維が混入する原因として，アスベストセメント管の侵食，腐食によることが示唆された。また，水道水の安全性の面から，広域的な水道水中のアスベスト繊維の実態調査が必要と考えられた。

　　文献
1）Cooke，W．E．：Pulmonaly　asbestosis，Brit．Med．J．，2，1024－1025（1927）
2) Doll,R. :Mortality from lung　cancefin　asbestos　workers，Br.J．lndustr.Med．，12,81-86(1955)
3)Wagner，J．C．，Sleggs，C．A．AND　Marchand，P．：Diffuse pleural　mesothelioma and　asbestos exporsure in the north western Cape Privince, Br.J. Industr. Med.,17,260-271(1960)
4) Bogovsk1，P．，GUson，J．C., Timbren，V．AND Wagner，J．C．：Biological effects of asbestos　IARC Sci.Publ., 8,346-350(1973)
5) Gross，P．，Har3ey,R.A., Davis，J．M．G．and Greene W．B．Ingested　mineral fibers,Do they　penetrate tissue of cause cancer？，Arch.Environ.Health,29,341-347(1974)
6) Donha　m，K．J：，BergＢ，J.W.,Will,L.A. and Leininger,J.R. The effects of long-term ingestion of asbestos on the colon of F334rats, Cancer,45,1073-1084(1980)
7) Anderson，C．H．，David，A．H., Donald,M,L. and Arthur,C.A.: Biological effects of ingested amosite asbestos,taconite tailings,diatomaceous earth and Lake Superrior water in tats,Arch.Environ.Health,36,298-303(1981)
8)Cunningham，H．M．and Pontefact R.D.:Penetration of asbestos through the digestive tract of rats Nature ,243,352-353(1973)
9) Lee,D.H.K:Biological effects of ingested asbestos,Report and commentary,Environ,Health Perspect., 9,113-122(1974)
10)Amacher，D．E．，Alarif，A．and Epstein,S,S:Effects of ingested chrysotile on DNA synthesis in the gastrointestinal tract and liver of the rats, Environ,Health Perspect.,9,319-324(1974)
11)Holt,P.F.:Small animals in the study of pathological effects of asbestos, Environ.Health Perspect., 9,205-211(1974)
12)McCabe,L.J. and Millete,J.R. :Health effects and Prevalence of asbestos fibers in drinking water,Proc.Am.Water Works Assoc.Ann.Conf., SanFrancisco,1979-1093(1979)
13)US Federal register,50,No.219,46961-46963(1985)
14)Cunningham，H．M．AND　Pontefract，P．：Asbestos fibers in beverrages and drinking water,Nature,232,332-333(1971)
15)Hyward,S.B.:Field monitoring of chrysotile asbestos in Californiawaters,AWWA,66-73(1984)
16)Kanarek,M.S..Conforti,P.M.and Jacson,L.A.:Chysotile asbestos fibers in drinking water from asbestos-cwment pipe,Environ.Sci.Techno.,15,923-925(1981)
17)猪子正憲，有機協子，松野武雄：アルコール飲科及ぴ水道水中の石綿繊維の定量，食衛誌，23,422-427(1983)
18)小輪瀬勉，阪本朋子，笹野英雄：水中のアスペスト繊維に関する調査研究，東京衛研年報，40，259・264(1988)
19)小輪瀬勉，阪本朋子，笹野英雄：水中のアスベスト繊維に関する調査研究（第２報），東京衛研年報，40,233-235(1989)
20)厚生省生活衛生局環境部水道整備課，日本水道協会水道統計編纂専門委員会：水道統計の経年分析，水道協会雑誌，60（８），26-58(1991)
21)厚生省生活衛生局環境部水道整備課監修；水道とアスベスト，p26-47（社）日本水道協会，東京(1989)
22)（社）日本石綿協会編：室内環境等におげる石綿粉じん濃度測定法，p.6-12社）日本作業環境測定協会，東京(1989)
23)Millette,J.R., Clark.P.J., Pansing,M.F.and Twyman,J.D.:Concentration and size of asbestos in water supplies,Environ.Health Perspect.,34,13-25(1980)
24)日本産業衛生学会：許容濃度の勧告(1991)，産業医学，33,277-296(1991)
25)高尾真一，田上四郎，櫻井利彦：分析電子顕微鏡による環境中のアスベストに関する研究（第１報）商業地域について，大気汚染学会誌，24,214-226(1989)
26)Stanton，M．F．：Some etiological consideration of fiber carcinogenesis,IARC Sci.Publ.,8,289-294(1973)
27)Stanton，M．F．and　Layard，M．：The carcinogenicity of fibrous minerals,NBA Special Publication,506,143-151(1978)
28)Stanton，M．F．and　Layard，M．Tegeris,A.,Miller,E.,May,M.,Morgan,E.and Smith,A.:Relation of particle dimension to carcinogenicity in amphibole asbestoses and other fibrous minerals,J.Natl.Cancer Inst.,67,965-975(1981)

（受付1992年2月19日受理1992年5月7日）

日本衛生学雑誌(Jpn.J.Hyg.)第47巻　第4号より転載