市販ダストマスクのナノ粒子ろ過性能

Nanoparticle Filtration Performance of Commercially Available Dust Masks.

• Samy Rengasamy
• Benjamin C Eimer
• Ronald E Shaffer

抄録

ダストマスクはしばしばフィルタリングフェースピースレスピレーター（FFR）と混同されているが、微粒子曝露に対する呼吸器保護のためにNIOSHによって承認されていない。本研究では、サブミクロン粒子に対する市販のダストマスクのろ過性能を報告し、ナノ粒子のろ過に向けたこれらの知見の関連性について議論する。地元の家庭用品店で販売されている7種類の異なるモデルのダストマスクをサブミクロンのNaCl粒子で試験し、2つの試験方法を用いて初期浸透率と抵抗レベルを測定した。多分散エアロゾル試験（PAT）法は、NIOSHの微粒子呼吸器認証試験プロトコルで使用されている「最悪の場合」の条件に類似した方法を使用しました。20～400 nmの範囲で11種類の粒子径を使用する単分散エアロゾル試験（MAT）法も、TSI 3160を使用して30および85 L/minの流量での粒子浸透測定に使用されました。ダストマスクは、それぞれ5％未満、5～25％、25％以上の浸透レベルに基づいて、低浸透、中浸透、高浸透のカテゴリーに分類されました。PATおよびMAT法を用いて収集したデータは、低浸透率ダストマスクの初期浸透率が5%未満であることを示しており、これはNIOSH認定のクラス95のフィルタリングフェースピース型呼吸器と同様である。中・高浸透率ダストマスクの平均浸透率はそれぞれ8.9-24.2%と74.5-96.9%であった。MATからのMPPS粒子の浸透レベルはPATからの浸透レベルと相関していた。単分散のMPPS粒子のMATからの浸透レベルとPATからの浸透レベルは、抵抗値との相関性が低く、コストとの相関性はなかった。この研究の結果は、防塵マスクはNIOSH認証を受けた装置と同等のろ過性能を提供しないことが多いことを示している。ダストマスクの使用者は、ナノサイズまたは超微細サイズの微粒子に対する保護のために使用しないように注意する必要があります。

Dust masks are often confused with filtering facepiece respirators (FFR) but are not approved by NIOSH for respiratory protection against particulate exposure. This study reports the filtration performance of commercially available dust masks against submicron particles and discusses the relevance of these findings toward the filtration of nanoparticles. Seven different models of dust masks from local home improvement/hardware stores were challenged with submicron NaCl particles, and initial percentage penetration and resistance levels were measured using two test procedures. A polydisperse aerosol test (PAT) method, similar to the "worst case" conditions used in the NIOSH particulate respirator certification test protocol was used. A monodisperse aerosol test (MAT) method, which utilizes eleven different particle sizes in the range of 20-400 nm, were also used for particle penetration measurements at 30 and 85 L/min flow rates using the TSI 3160. Dust masks were designated as category low-, medium- and high-penetration dust masks based on penetration levels of <5%, 5-25% and >25%, respectively. Data collected using the PAT and the MAT methods showed <5% initial penetration levels for low-penetration dust masks, which is similar to the NIOSH-approved class-95 filtering facepiece respirators. Average penetration levels for medium- and high-penetration dust masks were between 8.9-24.2% and 74.5-96.9%, respectively. Penetration levels of MPPS particles from the MAT correlated with penetration levels from the PAT. Monodisperse MPPS penetration levels from MAT and penetration levels from PAT showed poor correlation with resistance values and no correlation with cost. The results of this study show that dust masks frequently do not provide filtration performance equivalent to that of NIOSH certified devices. Users of dust masks should be cautioned against using them for protection against particulates in the nano- or ultrafine size ranges.