Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Management of Chemical Hazards, Updated Version（実験室における慎重な実践　化学的危険有害性の取り扱いと管理　改訂版）

引用

National Research Council. (2011). Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Management of Chemical Hazards (Updated version). The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/12654. Free official edition: https://nap.nationalacademies.org/catalog/12654/prudent-practices-in-the-laboratory-handling-and-management-of-chemical-hazards

章の要約

第1章：実験室の安全文化

冒頭の章は、化学者になりたい者は健康を損なう覚悟が必要だというリービッヒの助言をケクレが繰り返していた化学の「英雄時代」を振り返り、それを、説明責任、チームワーク、個人の責任の上に築かれる今日の安全文化への期待と対比する。責任を実験室の要員、環境安全衛生（EHS）スタッフ、組織の長に割り当て、高校の教育用実験室、学部の教育用実験室、大学の研究室、さらに企業や政府の研究所それぞれの異なるニーズを論じる。新しい技術、環境への影響、規制、障害のある科学者のためのアクセシビリティといった影響要因に触れ、本書の構成――第2・3・10章が組織、第4〜8章が実践、第9章が施設、第11章が規制――を説明する。

第2章：環境安全衛生マネジメントシステム

この章は実験室の安全をマネジメントシステムとして扱い、方針、経営層のコミットメント、計画、実施、パフォーマンス測定、マネジメントレビューを、米国エネルギー省の統合安全マネジメントシステムを例に説明する。化学物質衛生計画（Chemical Hygiene Plan）、一般的な安全規則（単独作業や日常的なばく露の回避を含む）、調達から廃棄までの化学物質管理プログラム、実験室の点検プログラム（定期点検、自己監査、相互点検や外部点検、チェックリスト、是正措置）、緊急時の手順、従業員の訓練を記述する。

第3章：緊急事態への備え

この版で新設された章で、緊急事態管理を4つの段階（軽減、準備、対応、復旧）で捉える。火災、洪水、悪天候、地震、病気による大量欠勤、流出、暴力や盗難、データや重要機器の喪失を対象とする脆弱性評価を順にたどる。続いて、指導体制と継承、必須要員、連絡計画と集合場所、避難と無人運転中の実験の停止、屋内退避、短期・長期の停電、建物の閉鎖、地域社会の緊急事態、訓練、外部の対応機関との連携を扱う。

第4章：実験室における危険有害性の評価とリスクアセスメント

最も長い技術的な章で、実験前のリスクアセスメントを教える。本書は、それを実験を行う本人の第一の責任とし、監督者が確認するものと位置づける。情報源として、化学物質衛生計画、化学物質安全データシート（MSDS）、GHS（化学品の分類および表示に関する世界調和システム）、委員会が作成した「実験室化学物質安全要約」、ラベル、データベースを概観する。毒性学（用量反応、ばく露の期間と経路、急性毒性、刺激物と感作物質、窒息性物質、神経毒、生殖毒性物質、発がん物質、コントロール・バンディング）、続いて引火性・反応性・爆発性の危険（引火点、自然発火性物質、混触危険、過酸化物生成物質、粉じん）、物理的危険（圧縮ガス、寒剤、加圧と減圧、放射、電気、磁場、人間工学）、そして簡潔にナノ材料、生物学的危険、放射能を説明する。

第5章：化学物質の管理

化学物質のライフサイクルを購入から発送までたどる。章はあらゆる実験室に適用されるグリーンケミストリー（廃棄物の防止、マイクロスケールの実験、より安全な溶媒、水銀温度計の置き換え）から始まり、発注と受け入れ、在庫と追跡のシステム、化学物質の交換とリサイクル、市販品・小分け容器・実験試料のラベル表示、適合性に基づく保管（冷蔵保管、引火性物質、ガスボンベ、高反応性物質、高毒性物質を含む）、そしてナノ材料を含む化学物質の移送・運搬・発送の規則を扱う。

第6章：化学物質を用いた作業

この章は、研究で用いる化学物質の大半は毒性が知られていないのだから、ばく露を最小限に抑えるべきだという原則に立ち、危険有害な化学物質を扱うあらゆる作業の一般的な標準手順を示す。慎重な計画、個人の行動、工学的対策と各ばく露経路の回避、整理整頓、反応のスケールアップ、無人運転の実験と単独作業、化学の演示実験、流出・負傷・火災への対応を扱う。さらに、高毒性物質（指定区域、立入管理）、生物学的危険物質と放射性物質、引火性物質、反応性・爆発性化合物（過酸化物の検出試験や水素化反応を含む）、圧縮ガス、電子レンジ、ナノ粒子についての追加手順が続く。

第7章：実験室の機器を用いた作業

機器は実験室事故の頻繁な原因であり、章は、浸水、転倒、不適切な人間工学といったありふれた危険が多くの負傷の原因になっていると指摘する。水冷式機器、電気安全、真空ポンプ、冷蔵庫、撹拌機と加熱装置（オーブン、ホットプレート、マントルヒーター、浴、ヒートガン、電子レンジ）、蒸留と溶媒精製システム、遠心機と超音波装置、レーザーその他の放射線源、圧縮ガスボンベと調整器、圧力容器、液化ガス・極低温液体、コールドトラップ、真空装置とロータリーエバポレーターを扱う。最後に、個人用保護具（衣服、目・顔・手の保護）と、スピルキット、防護板、消火器、呼吸用保護具、安全シャワー、洗眼器といった安全設備を説明する。

第8章：廃棄物の管理

廃棄物の処理計画がない限りどんな作業も始めてはならないという原則から出発し、章は4段階の階層――発生防止と排出源での削減、再使用、処理とリサイクル、処分――を示す。廃棄物の性状把握（不明物質を含む）、特性廃棄物とリスト掲載廃棄物という米国の有害廃棄物の定義、蓄積と保管の規則（大学の実験室向けの特別規定を含む）、下水道への排出、焼却、運搬、マニフェストと記録の保管を説明する。複合的な危険をもつ廃棄物（化学・放射性、化学・生物、放射性・生物）は別に扱われ、章は酸・塩基その他の余剰化学物質を実験室規模で処理する手順で終わる。

第9章：実験室の施設

実験室の要員が施設設計を理解し、それに意見を出せるようにすることを目指す章で、レイアウト（ウェットラボと事務空間の分離、オープン型とクローズド型の実験室、什器、米国障害者法に基づくアクセシビリティ、古い建物）と、詳しくは換気を扱う。換気については、実験室用ドラフトチャンバー（面風速、性能に影響する要因、サッシの使い方、試験と設計）、その他の局所排気装置、定風量方式と変風量方式、給気・排気システム、室圧制御を説明する。特殊なシステムとしてグローブボックス、クリーンルーム、環境試験室、生物学的安全キャビネット、ナノ材料用の囲い式装置を取り上げる。さらに換気の管理、持続可能性のための省エネルギー対策、実験室の廃止措置にも触れる。

第10章：実験室のセキュリティ

もう一つの新設章で、安全（人を化学物質から守ること）とセキュリティ（化学物質を人から守ること）を区別する。物質の盗難や転用、活動家集団からの脅威、妨害行為、機密情報の喪失、無許可の実験といったリスクを挙げ、物理的・運用上・情報のセキュリティ、実験室の物質のデュアルユース性、生物剤、実験動物、放射性物質、規制薬物、国土安全保障省の「懸念化学物質」に関する個別の要件、脆弱性評価、3段階のセキュリティレベル、訓練を扱う。

第11章：実験室に関係する安全の法令と基準

最終章は、コンプライアンスの手引きではないと明言したうえで、主に米国連邦の要件を概観する。OSHAの執行と一般義務条項、実験室基準と危険有害性周知基準の比較、ばく露限界（PEL、TLV、REL）、設計・建設に関する規制、特定化学物質の基準、化学物質衛生計画と特に有害な物質、テロ対策基準、生物学的危険物質と放射性物質の規則、有害廃棄物・下水への排出・大気排出の環境規制、輸送と輸出入（TSCAの研究開発免除を含む）、事故や漏出の報告である。付録AにはOSHA実験室基準が再録されている。

主要概念

第1〜2章：実験室の安全文化／環境安全衛生マネジメントシステム

• 安全文化：指導層から学生まで誰もが安全を良い科学の一部として扱い、ヒヤリハットに基づいて行動する組織風土。
• 危険有害性とリスク：危険有害性は物質やシステムに固有の危険であり、リスクはその使い方と生じるばく露によって決まる。
• 化学物質衛生計画：OSHA実験室基準が求める文書化されたプログラムで、実験室作業者を守るための手順、設備、訓練を定める。

第3章：緊急事態への備え

• 緊急事態管理の4段階：軽減、準備、対応、復旧であり、互いに影響し合う。
• 脆弱性評価：実験室を混乱させる可能性の高い事象とその結果を体系的に見直すこと。

第4章：実験室における危険有害性の評価とリスクアセスメント

• 用量反応関係：化学物質の毒性作用は、用量、期間、ばく露経路によって決まる。
• 実験室化学物質安全要約（LCSS）：選ばれた化学物質について、実験室での使用に必要な物理的・毒性学的・取り扱い情報を委員会がまとめた要約。
• コントロール・バンディング：十分な毒性データがない場合に、危険有害性の大まかな区分に応じて管理措置を割り当てる方法。
• 過酸化物生成物質：保管中に爆発性の過酸化物を蓄積する化合物で、日付管理と検査が必要である。

第5章：化学物質の管理

• 実験室でのグリーンケミストリー：廃棄物を防ぎ、より危険性の低い物質を使うよう実験を設計すること。
• 適合性に基づく保管：アルファベット順ではなく、危険な反応を起こしうる化学物質を分けて保管すること。

第6章：化学物質を用いた作業

• 未知の物質へのばく露の最小化：新しい物質や十分に研究されていない物質を潜在的に危険なものとして扱い、すべてのばく露経路を管理すること。
• 指定区域：高毒性物質を扱うための、表示され立入が管理された区域。
• 保護具より工学的対策を優先：まずドラフトチャンバーや囲いに頼り、個人用保護具は追加の防護層とする。

第7章：実験室の機器を用いた作業

• 機器に関連する危険：一般的な実験装置から生じる電気、圧力、減圧、温度、放射の危険。
• 個人用保護具：特定の危険に応じて選ばれる衣服、目・顔・手の保護具。

第8章：廃棄物の管理

• 廃棄物管理の階層：発生防止と排出源での削減、再使用、処理とリサイクル、そして処分。
• 特性廃棄物とリスト掲載廃棄物：米国の規制で廃棄物が有害と分類される2つの経路。
• 複合危険廃棄物：化学的・放射性・生物学的危険を併せもつ廃棄物で、協調した取り扱いが必要である。

第9章：実験室の施設

• 実験室用ドラフトチャンバー：空気中の汚染物質を制御する主要な換気式囲いで、その性能は面風速、サッシの位置、使い方に左右される。
• 定風量方式と変風量方式：風量を一定に保つか需要に応じて調整する換気設計で、エネルギー消費に影響する。

第10〜11章：実験室のセキュリティ／実験室に関係する安全の法令と基準

• デュアルユース：実験室の物質や知識が害をなすために悪用されうること。
• OSHA実験室基準：実験室における有害化学物質への職業ばく露を規制する米国の規則（29 CFR 1910.1450）。
• ばく露限界：リスクアセスメントに用いられる、規制上および勧告上の空気中濃度限界であるPEL、TLV、REL。

批判的分析

長所

• 権威があり包括的。 全米研究評議会の委員会が執筆し、多くの専門家の査読を経た本書は、発注から廃棄までの実験室化学物質の一生全体に加え、機器、施設、緊急事態、セキュリティ、規制までを扱う。番号付きの階層的な節構成のため、参考書として引きやすい。
• リスクアセスメントが中心にある。 第4章は禁止事項を並べるだけでなく、安全規則の背後にある考え方（用量反応、ばく露経路、引火性の分類、反応性）を教え、第6章はその考え方を、危険有害性が未知の物質へのばく露を最小化するという原則を含む手順へと落とし込む。
• 実践的で具体的。 助言の多くは具体的である。過酸化物の検出方法、漏れたボンベや水銀の流出への対処、真空装置の組み立て、ドラフトのサッシの使い方、ガスボンベの保管、実験室規模での酸・塩基の中和などである。
• 文化と新しい話題を扱う。 安全文化の重視、教育用実験室や大学の研究室への配慮、緊急事態への備えとセキュリティの章、ナノ材料やグリーンケミストリーの節によって、主題が技術的な規則を超えて広がっている。

短所

• 部分的に古い。 本書自身が、執筆時点では米国の諸機関がGHSに関する最終的な指針をまだ出していなかったと述べており、主に化学物質安全データシート（MSDS）に依拠している。危険有害性情報の伝達形式、規制の詳細、ばく露限界、ナノ材料に関する指針は、最新の情報源で確認する必要がある。
• 強い米国志向。 第8章と第11章、および多くの参照は米国連邦法（OSHA、EPA、TSCA、DOT、DHS）を記述している。他国の読者は自国の規制に置き換える必要があるが、リスクアセスメントの原則はそのまま通用する。
• 授業用の教科書ではなく参考書。 学習目標、例題、演習はなく、内容の密度は初学者には負担になりうる。91物質の「実験室化学物質安全要約」は印刷版に付属したCDで提供されており、オンラインの各章には含まれていない。
• 化学以外の危険は簡潔。 生物学的危険と放射能は簡単に論じられるだけで、読者は専門的な資料を参照するよう案内される。

コースにおける位置づけ

実験技術と安全のコースにおいて、『Prudent Practices』は他の本が依拠したり応用したりする参考書である。ヒルとフィンスターの『Laboratory Safety for Chemistry Students』は学生向けの安全の教科書とされ、学部生が最初に読むにはこちらのほうが適している。そのうえで『Prudent Practices』が、リスクアセスメント、保管、廃棄物、施設についてのより詳しい技術的・組織的な背景を補う。ディーンらの『Practical Skills in Chemistry』は実験技術とスキルに重点を置いており、同じ操作の安全面を説明する本書の第6章・第7章と組み合わせて読める。

上級の学生にとって、シュライバーとドレズドンの『The Manipulation of Air-Sensitive Compounds』や、レナード、ライゴ、プロクターの『Advanced Practical Organic Chemistry』は専門的な合成技術を扱う。先に本書の関連部分（反応性・自然発火性の危険、過酸化物、圧縮ガス、真空・極低温作業、グローブボックス）を読んでおけば、それらの技術を実施する際のリスクアセスメントの枠組みが得られる。

本書の使い方

本書は、化学物質を扱ったり管理したりするすべての人――学生、実験室スタッフ、監督者、EHS担当者、管理者――を対象としている。大部分は大学1年次の一般化学の知識で読め、第4章の毒性学や第9章の換気も専門的な訓練なしに理解できる。

学生は第1章を読み、続いて危険有害性の評価と安全な作業の中核を含む第4章と第6章を丁寧に読み、その後、自分の実験に対応する第5・7・8章の部分（保管とラベル表示、機器と保護具、廃棄物）を読むとよい。新しい実験の前には、関係する化学物質と操作について第4章をチェックリストとして使い、続く手順については第6章を参照する。第2・3・9・10・11章は、研究グループのリーダー、安全管理担当者、化学物質衛生計画や緊急時計画を作成する人に最も役立つ。本書は、最新の安全データシートや地域の規制、付録Aに再録されたOSHA基準と組み合わせて使うのがよい。

版と出典

本ガイドは『Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Management of Chemical Hazards』の改訂版（Updated Version、全米研究評議会、The National Academies Press、2011年）に基づいており、公式カタログページからリンクされた全米アカデミーズ出版局のオンライン無料全文（nationalacademies.org/read/12654）を用いた。PDFのダウンロードには無料アカウントが必要なため、オンライン閲覧版を用いた。前付けと序文、目次全体、全11章（すべての節・小節の見出し、各章の序論、第1章の全文）、「実験室化学物質安全要約」の節、付録B（委託事項）、付録Aの冒頭を参照した。