野生地の消防士におけるPAHの曝露と吸収。パイロット介入を用いた現地調査

Exposure and Absorption of PAHs in Wildland Firefighters: A Field Study with Pilot Interventions.

• Nicola Cherry
• Jean-Michel Galarneau
• David Kinniburgh
• Bernadette Quemerais
• Sylvia Tiu
• Xu Zhang

抄録

目的:

野生地の消防士における多環芳香族炭化水素（PAH）への曝露、またはこれを減少させるための介入の有効性についての知識は限られている。野生地の消防士を対象としたこの研究では、PAHが存在するかどうかを評価し、可能な介入策として呼吸器保護と皮膚衛生の強化を検討した。

OBJECTIVES: There is limited knowledge of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in wildland firefighters, or of the effectiveness of interventions to reduce this. This study of wildland firefighters assessed whether PAHs were present and considered respiratory protection and enhanced skin hygiene as possible interventions.

方法:

1-ヒドロキシピレン（1-HP）は、アルバータ州とブリティッシュコロンビア州の野生の消防士から勤務前、勤務後、翌朝に採取した尿サンプルから測定した。シフト前とシフト後に採取した皮膚拭きを8種類のPAHについて分析した。呼吸ゾーンの空気サンプルは、11種類のPAHについて分析された。試験的介入として、参加者は通常の皮膚衛生と強化された皮膚衛生のどちらかに無作為に割り付けられた。ボランティアのサンプルは、使い捨てのN95マスクまたはP100有機蒸気カートリッジ付きのハーフフェイスピースマスクに割り付けられた。参加者は、シフト後の活動および呼吸器症状に関する簡単なアンケートに記入した。

METHODS: 1-Hydroxypyrene (1-HP) was measured in urine samples collected pre-shift, post-shift, and next morning from wildland firefighters in Alberta and British Columbia. Skin wipes, collected pre- and post-shift, were analysed for eight PAHs. Breathing zone air samples were analysed for 11 PAHs. As pilot interventions, participants were randomized to either normal or enhanced skin hygiene. A sample of volunteers was assigned to a disposable N95 mask or a half facepiece mask with P100 organic vapour cartridge. Participants completed a brief questionnaire on activities post-shift and respiratory symptoms.

結果:

11 名の消防隊員から禁煙の消防士（男性 66 名、女性 20 名）を募集した。空気採取ポンプは28名の消防士がフルシフトで実施し、25名の消防士がマスクを着用（N95が14名、P100が11名）し、42名が皮膚衛生強化介入に割り当てられた。60人が主な作業としてホットスポットを実施した。大気モニタリングにより、11人中6人の消防士でPAHs（微粒子中のベンゾ(b,j,k)フルオランテン、気相中のフェナントレン）が確認された。シフト後の手からのスキンワイプでは40/84枚、顎/喉からは38/84枚のPAHs（主にナフタレン）が検出された。シフト後に採取した尿中の1-HPの平均増加量（シフト前と比較して）は66 ng g-1クレアチニン（P < 0.001）で、76％の参加者でシフト後の増加が認められた。翌朝の尿中の1-HPはシフト終了時に比べて有意に低かった（39.3 ng g-1の減少：P < 0.001）。皮膚拭きのナフタレン量は、シフト開始時（前）よりもシフト終了時（後）の方が多かった。その結果、手から採取した皮膚拭きのナフタレン量は0.96 ng wip-1(P = 0.01)、顎・喉から採取した皮膚拭きのナフタレン量は1.28 ng wip-1(P = 0.002)であり、手から採取した皮膚拭きのナフタレン量と顎・喉から採取した皮膚拭きのナフタレン量の差は、シフト前よりもシフト後の方が大きかった。皮膚衛生管理の強化により、シフト終了時と翌朝の尿検体の間で1-HPの減少が大きくなったが、シフト終了時に皮膚拭きにナフタレンが付着していた者のみが1-HPの減少につながった。シフト前後に採取された尿サンプル中の1-HP濃度の差は、マスクを着用している人で減少した（線形傾向P = 0.063、片側）。多変量モデルでは、シフト終了時の1-HPは、空気サンプリングから推定された気相フェナントレンと関連していた［β＝318.2、95％信頼区間（CI）67.1-569.2］。手肌拭きに含まれるナフタレンは、シフト中のホットスポット作業を反映していた（β=0.53、95% CI 0.22-0.86）。

RESULTS: Non-smoking firefighters (66 male and 20 female) were recruited from 11 fire crews. Air sampling pumps were carried for the full shift by 28 firefighters, 25 firefighters wore masks (14 N95 and 11 P100); 42 were assigned to the enhanced skin hygiene intervention. Sixty had hot spotting as their main task. Air monitoring identified PAHs (benzo(b,j,k)fluoranthene in particulates, phenanthrene in the gaseous phase) for 6 of the 11 crews. PAHs (largely naphthalene) were found post-shift on 40/84 skin wipes from the hand and 38/84 from jaw/throat. The mean increase in 1-HP in urine samples collected after the shift (compared with samples collected before the shift) was 66 ng g-1 creatinine (P < 0.001) with an increase over the shift found for 76% of participants. 1-HP in next morning urine samples was significantly lower than at the end of shift (a reduction of 39.3 ng g-1: P < 0.001). The amount of naphthalene on skin wipes was greater at the end of the shift (post) than at the start (pre). The mean post-pre weight difference of naphthalene on skin wipes taken from the hand was 0.96 ng wipe-1 (P = 0.01) and from the jaw/throat 1.28 ng wipe-1 (P = 0.002). The enhanced skin hygiene intervention lead to a larger reduction in 1-HP between end of shift and next morning urine samples but only for those with naphthalene on skin wipes at the end of shift. The difference in 1-HP concentration in urine samples collected before and after the shift was reduced for those wearing a mask (linear tend P = 0.063, one-sided). In multivariable models, 1-HP at end of shift was related to gaseous phase phenanthrene, estimated from air sampling [β = 318.2, 95% confidence interval (CI) 67.1-569.2]. Naphthalene on hand skin wipes reflected work in hot spotting during the shift (β = 0.53, 95% CI 0.22-0.86).

結論:

この研究は、空気中のPAHと、すべてではないが多くの消防隊員の皮膚上のPAHの証拠を提供した。吸収されたPAHsは、尿中の1-HPに反映され、シフト中に増加した。パイロット介入からの結果は、皮膚衛生を強化することで、PAHが皮膚に蓄積した火災後の吸収を減少させ、マスクはPAH吸入暴露を減少させるのに有効であることを示唆している。PAHの吸収を減少させるための介入は、ここで報告されたパイロット作業によって支持されており、全火災シーズンにわたってさらなる評価が必要である。

CONCLUSIONS: This study provided evidence of PAHs in the air and on the skin of many, but not all, fire crew. Absorbed PAHs, reflected in 1-HP in urine, increased over the shift. Results from the pilot interventions suggest that enhanced skin hygiene would reduce absorption post fire where PAHs had been accumulated on the skin, and that masks could be effective in reducing PAH inhalation exposure. Interventions to reduce PAH absorption are supported by the pilot work reported here and warrant further evaluation across a full fire season.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the British Occupational Hygiene Society.