室内空気汚染、関連する人体疾患、室内空気環境の制御と改善に関する最近の傾向について
Indoor Air Pollution, Related Human Diseases, and Recent Trends in the Control and Improvement of Indoor Air Quality

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7215772/

Indoor Air Pollution, Related Human Diseases, and Recent Trends in the Control and Improvement of Indoor Air Quality

Int J Environ Res Public Health.2020 Apr; 17(8):2927.

2020年4月23日オンライン公開doi:10.3390/ijerph1708292

pmcid:pmc7215772

PMID：32340311

概要

室内空気汚染（IAP）は、人間の健康に対する深刻な脅威であり、毎年数百万人の死者を出している。多くの汚染物質がIAPの原因となるため、その主な発生源と濃度を特定し、室内空気質（IAQ）の制御と向上のための戦略を考案することが非常に重要である。

ここでは、主要な汚染物質の排出源とその健康影響、およびシックハウス症候群（SBS）や建築物関連疾患（BRI）など、IAPに基づく疾病に関連する問題について、重要なレビューと評価を行う。さらに、汚染物質濃度の制御と削減のための戦略とアプローチを指摘し、IAQの解決と改善のための取り組みの最近の動向とそれぞれの利点と可能性をまとめている。

センサー、IAQモニタリングシステム、スマートホームのための新規材料の開発が、今後のIAQの制御と向上のための有望な戦略であることが予測される。

キーワード　室内空気環境、室内汚染、スマートホーム、人間ドック

1.はじめに

ほとんどの人が、主に家庭や職場で、約90%の時間を室内で過ごしているため、室内環境条件は人間のウェルビーイングに大きく寄与している[1]。世界保健機関（WHO）によると、室内空気汚染（IAP）は、年間380万人の死亡の原因となっている[2]。IAPは、調理、喫煙、電子機器の使用、消費者製品の使用、建材からの放出など、居住者の活動によって家庭や建物内で発生する可能性がある。建物内の有害汚染物質には、一酸化炭素（CO）、揮発性有機化合物（VOC）、粒子状物質（PM）、エアロゾル、生物汚染物質、その他が含まれる[3]。そのため、過去10年の間に、都市化の進展に伴うライフスタイルの変化を反映し、大気質制御の研究は屋外から屋内環境へと移行し始めている[4]。IAQの低下は、建物に関連した病気を引き起こすことにより、人間の健康に悪影響を及ぼす可能性があることが指摘されている[5]。短期および長期のIAP曝露は、さまざまな疾病を引き起こす可能性がある[6]。したがって、モニタリングシステムの開発は、IAQ制御において重要な役割を担っている。

IAPは通常、粒子状物質と様々なガス状物質の複雑な混合物である。IAPの組成は、発生源、排出速度、換気条件によって大きく異なる[7]。したがって、IAQを効果的に制御するためには、大気汚染の発生源を特定することが必要である。さらに、室内汚染物質濃度測定のためのモニタリングシステムの開発、およびIAQの制御と強化のための主要戦略が不可欠であると考えられる。この論文では、主要なIAP発生源とIAQ制御戦略の包括的な概要を提供し、各IAPの発生源、特性、健康への影響を強調し、IAQの低下に関連する健康問題や建物に関連する疾病を特定し議論し、最後に汚染物質濃度の制御と削減、およびIAQ向上のための最近および傾向の戦略を提示する。今後、IAQのモニタリングと制御のための有望な戦略として、新素材を用いたセンサー、スマートモニタリングシステム、スマートホームなどが期待される。

2.室内空気質（IAQ）と室内空気汚染（IAP）について

EPAの定義によれば、IAQとは、建物や構造物の内部および周辺の空気の質であり、特に建物居住者の健康や快適性に関連するものである[8]。一方、IAPとは、揮発性有機化合物（VOC）、粒子状物質（PM）、無機化合物、物理化学物質、生物学的要因など、非工業用建物の室内空気中に高濃度で存在し、いずれも人体に悪影響を与える汚染物質のことを指す。このような汚染物質から人々を守るために、IAQが研究分野として浮上し、発展していた[9]。IAQの主な評価項目には、汚染物質濃度、熱条件（温度、気流、相対湿度）、光、騒音がある。(i)IAQの悪化に関連するいくつかの問題は、相対湿度または温度を調整するだけで解決できること、(ii)高温の建物の建材は非常に放出されやすいこと、の2つの基本的理由から、熱条件はIAQの重要な側面である[10, 11]。

住宅地や建物におけるIAQは、（i）屋外の空気の質、（ii）建物内の人間活動、（iii）建材、設備、家具、の3つの主要因によって大きく影響を受けることが指摘されている[12,13]。屋外から屋内へ汚染物質が輸送される可能性があるため、屋外の汚染物質濃度と建物の気密性がIAQに大きな影響を与えることが知られている[14]。屋外の汚染物質濃度が上昇すると、換気によって屋外から室内環境へ汚染物質が輸送される。したがって、屋外の大気汚染とIAQの相関は、そのような汚染物質の寿命と混合比に加えて、換気量に大きく依存する[15]。人間の日々の活動は、一般的に、廃棄物ガス、タバコの煙、農薬、溶剤、洗浄剤、微粒子、ほこり、カビ、繊維、アレルゲンの排出によってIAPを引き起こす[16]。人間はまた、何百万ものカビ、真菌、花粉、胞子、細菌、ウイルス、およびダニやゴキブリなどの昆虫の発生に好条件を作り出している。燃焼源と調理行為は、二酸化炭素（CO2）、二酸化硫黄（SO2）、CO、二酸化窒素（NO2）、粒子状物質（PM）の室内空気環境への排出の一因となっている[17,18]。さらに、コンピュータ、コピー機、プリンター、その他の事務機器などの機器は、オゾン（O3）や揮発性化合物を排出する。ポリ塩化ビニル（PVC）床材、寄木細工、リノリウム、ゴムカーペット、接着剤、ラッカー、塗料、シーラント、パーティクルボードなどの一般的な建材は、有害化合物（すなわち、アルカン、芳香族化合物、2-エチルヘキサノール、アセトフェノン、アルキル化芳香族化合物、スチレン、トルエン、グリコール、グリコールスター、テキサノール、ケトン、エステル、シロキサンおよびホルムアルデヒド）[10]を放出している可能性がある。

重要なことは、換気システムの設計と運用がIAQに大きな影響を与えることである。室内の悪臭を新鮮な外気と交換することで、換気は適切なIAQと健康的な室内環境を作り出す。

• (i) 人間の呼吸のために酸素と新鮮な空気を提供する、
• (ii) 室内の空気汚染物質を希釈して有害汚染物質や臭気・蒸気の短期暴露限界に達する、
• (iii) エアゾール濃度の低い外気を使って建物内のエアロゾルを制御する、
• (iv) 内部湿度の制御、および
• (v) 適切な空気分布を作って健康で快適な環境を促進する

など、建物内の換気運用にはいくつかのメリットがある[19]。換気システムは、(i)ファンや送風機などの機械設備を用いる機械換気システム，(ii)機械設備を用いずに室内空気と室外の交換を行う自然換気システムに分類される[20]。自然換気システムは、居住者によく採用されているが、建物や気候によっては不十分な場合もある。また、近年は機械換気方式が一般的になってきており、エネルギー消費量も大きくなってきている。したがって、ハイブリッド換気システムは、機械換気システムと自然換気システムの両方の利点を生かし、エネルギー消費を減らし、持続可能な技術の利用を増やすために設計されている[21]。ハイブリッド換気システムでは、自然換気の欠点は機械的なコンポーネントによって補われることになる[22]。要約すると、建物の暖房・換気・空調（HVAC）システムにおいて、換気は適切なIAQを作り出す上で重要な役割を果たすが、エネルギー消費の原因でもある。したがって、建物の換気システムを改善することは、エネルギー効率を高めるだけでなく、居住者により良いIAQを提供し、その結果として生じる健康問題の可能性を最小限に抑えるための重要な課題である[21]。

3.室内空気環境における主な汚染物質

数多くの室内空気汚染物質が、IAQと人間の健康に有害な影響を与えることが認識されている[23]。主な室内空気汚染物質には、NOx、揮発性および半揮発性有機化合物（VOC）、SO2、O3、CO、PM、ラドン、有害金属、および微生物が含まれる。いくつかの一般的な汚染物質の発生源と健康への影響を表 1に示す。これらの中には、屋内と屋外の両方の環境に存在するものもあれば、屋外の環境から発生するものもある。一般に、室内空気汚染物質は、有機物、無機物、生物、放射性物質に分類することができる[24]。

表1　一般的な室内汚染物質とその人体への影響

汚染物質	情報源	健康への影響	参考文献
位相変調方式	屋外環境、調理、燃焼活動（ろうそくの燃焼、暖炉・ストーブ・暖炉・煙突の使用、たばこの喫煙）、清掃活動	心臓病や肺病の人の早死に、非致死的な心臓発作、不整脈、喘息の悪化、肺機能の低下、呼吸器症状の悪化	[7,25,26,27]
VOCs	塗料、ステイン、ワニス、溶剤、殺虫剤、接着剤、木材殺菌剤、ワックス、ポリッシュ、クレンザー、潤滑剤、シーラント、染料、芳香剤、燃料、プラスチック、コピー機、プリンタ、タバコ製品、香水、ドライクリーニング衣類、建材、家具類	– 目、鼻、喉への刺激 – 頭痛、協調性喪失、吐き気 – 肝臓、腎臓、中枢神経系への障害 – 有機物の中には、発がん性のあるものがある	[34,39,43,44,45]
ノーツー	ガス調理器・暖房器具	– 喘息反応の増強 – 呼吸器系の症状につながる呼吸器系障害	[46]
O3	室外機、コピー機、空気清浄機、除菌機	DNA損傷、肺損傷、喘息、呼吸機能低下	[51,52]
SO2	調理用ストーブ; 暖炉; 外気	– 呼吸器系機能障害 – 喘息、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、循環器系疾患	[60]
COx	調理用ストーブ、タバコの煙、暖炉、発電機およびその他のガソリン式機器、外気	疲労感、胸痛、視力低下、脳機能低下	[64,105]
重金属	Pb, Cd, Zn, Cu, Cr, As, Ni, Hg, Mn, Fe 屋外発生源、燃料消費製品、香炉、喫煙、建材	-がん、脳障害 – 変異原性および発がん性の影響：呼吸器系疾患、心血管系疾患による死亡	[71,106,107]
エアロゾル	タバコの煙、建材、消費財、香炉、掃除、調理	循環器系疾患、呼吸器系疾患、アレルギー、肺がん、刺激性、不快感	[6,108,109]
ラドン(Rn)	土壌ガス、建材、水道水 外気	肺がん	[86,89,90]
農薬	– 殺蟻剤、殺虫剤、殺鼠剤、殺菌剤、除草剤 – 建材：カーペット、テキスタイル、クッション家具 – 屋外環境	目、鼻、喉への刺激。 中枢神経系および腎臓へのダメージ。 癌のリスク増加	[92,93,97,98]
生体アレルゲン	ハウスダスト、ペット、ゴキブリ、カビ・湿気、動物由来の花粉、昆虫、ダニ、植物など	気管支喘息・アレルギー 呼吸器感染症、感作性、呼吸器アレルギー性疾患、喘鳴など	[100,103]
微生物	細菌、ウイルス、真菌は、人、動物、土壌や植物によって運ばれる	発熱、消化器系疾患、感染症、慢性呼吸器系疾患	[100,104]

3.1.粒子状物質

PMは、吸着した有機化学物質や反応性金属と結合した炭素質粒子と定義される。PMの主な成分は、硫酸塩、硝酸塩、エンドトキシン、多環芳香族炭化水素、重金属（鉄、ニッケル、銅、亜鉛、バナジウム）である[7]。PMは、その粒径により、一般に、（i）粗粒子：直径10μm未満のPM10、（ii）微粒子：直径2.5μm未満のPM2.5、（iii）超微粒子：直径0.1μm未満のPM0.1に分類されている。特にPMは吸入されることがあり、肺や心臓に影響を与え、深刻な健康被害をもたらすことが懸念されている。屋内のPM濃度は、しばしば屋外のものを上回ることが示されている[25]。屋内のPM発生源には、（i）屋外環境から移動してくる粒子と、（ii）屋内活動によって発生する粒子がある。調理，化石燃料の燃焼活動，喫煙，機械の操作，家庭での趣味などが、PMが建物内に分布する主な理由である。化石燃料の燃焼によって生じるPM0.1は、PM10やPM2.5と比較して、肺胞だけでなく小気道にも侵入するため、健康への脅威が大きい[26,27]。室内汚染物質の濃度に関する研究によると、調理と喫煙が室内空気中のPMの最大の発生源であり、清掃活動は室内PMへの寄与が少ない場合が多いことが指摘されている[28]。喫煙は室内PM2.5の主な発生源として知られており、喫煙者のいる家庭での推定増加量は25〜45μg/m3であり、冬場の濃度は夏場より大きい[29]。調理活動については、調理活動は、油、木材、食品の燃焼を通じて数百万個の粒子（〜106粒子/cm3）の排出を可能にし、それらのほとんどは超微粒子であることが示された[30,31]。さらに、これらの微粒子は、台所だけでなく、居間や建物内の他の場所にも分布し、それによって居住者の健康に悪影響を及ぼすことがある[31,32]。一方、歩き回ったり、家具の上に座ったりするような他の通常の人間活動は、ハウスダストを再浮遊させ、室内PM濃度の25%に寄与していると考えられる[29]。まとめると、人間活動の発生源強度は、PM2.5では0.03から0.5mg.min-1、PM10では0.1から1.4mg.min-1であることが判明している[33]。

3.2.VOCs

揮発性有機化合物（VOC）は、液体または固体から放出される様々な化学物質を含む気体として認識されている[34]。無色で刺激臭のあるガスであり、パーティクルボード、合板、接着剤など多くの建材から放出されるホルムアルデヒドは、最も普及しているVOCの1つである。屋内環境におけるVOC濃度は、建物の場所に関係なく、屋外よりも少なくとも10倍高い[34,35]。一般に、室内のVOCは4つの主要な発生源から生成される。

• (i) 調理、喫煙、清掃およびパーソナルケア製品の使用を含む人間の活動、
• (ii) 室内での化学反応による生成、
• (iii) 浸透および換気システムによる外気の侵入、および
• (iv) 建材からの発生

[35,36,37,38,39]である。VOC濃度は、空気交換率、家屋の年齢とサイズ、建物の改築、屋外のVOCレベル、ドアと窓の開閉によって影響を受ける可能性がある[40]。さらに、90 分の調理中に約 50 種類のVOCが確認されることが示されている[35]。VOCは沸点（Tb）が低く、室温でも揮発しやすい有機化学物質であるため、WHOは次の4つのグループに分類している：（i）Tb.が50-100℃の非常に揮発性の高い有機化合物（VVOCs）、（ii）Tb.が50-100℃の揮発性の高い有機化合物（VVOCs）。(i) Tbが50～100℃の揮発性有機化合物（VVOC）、(ii) 100℃＜Tb＜240℃の半揮発性有機化合物（VOC）、(iii) 240℃＜Tb＜380℃の半揮発性無機化合物（SVOC）、および (iv)Tb＞380℃の粒子状有機物（POM）である[41,42]。

通常、消費者製品から放出されるVOCへの暴露は、3つの主要な経路を経由して発生する。吸入、摂取、または経皮的接触である。ほとんどの人は、低濃度のVOCに短期間暴露されても深刻な影響を受けないが、長期間の暴露の場合、一部のVOCは人間の健康にとって有害なリスクであると考えられ、潜在的に癌を引き起こす可能性がある[43]。SVOCに関しては、吸入による摂取と比較して、空気から直接経皮的に取り込むことの寄与率が高い[44,45]。

3.3.NOX

窒素酸化物には、一酸化窒素（NO）と二酸化窒素（NO2）の2種類があり、いずれも調理用ストーブやヒーターなどの燃焼源に関連するものである[46]。NOとNO2の環境中濃度は、地域の発生源と吸収源によって大きく異なる。燃焼活動のない建物内の平均濃度は屋外の半分だが、ガスストーブやヒーターが使用されている場合、室内濃度はしばしば屋外レベルを超える。環境下では、NOは急速に酸化されてNO2となるため、通常、NO2は一次汚染物質とみなされる。NO2は水と反応して亜硝酸（HONO）を生成するが、これは強い酸化剤であり、屋内環境の一般的な汚染物質である[47]。NO2の室内レベルは、屋外と屋内の両方の発生源の関数であることが示されている。したがって、室内レベルは、燃焼や地域の交通源に由来する高い屋外レベルの影響を受ける可能性がある。建物と道路の距離が屋内のNO2濃度に大きな影響を与えることが報告されている[48]。さらに、屋外と屋内の空気交換も建物内のNO2濃度に影響を与える[49]。さらに、主な室内発生源として、喫煙や、ストーブ、スペース、オーブン、給湯器、暖炉などの薪、ガス、油、石炭、灯油を燃やす器具が挙げられる[47]。

3.4.オゾン

オゾンは、主に大気中のO2、NOx、VOCの光化学反応によって生成される強力な酸化剤である。しかし、ほとんどの空気中の汚染物質との反応が遅いため、他の室内化学汚染物質を除去するために使用することはできない[50,51]。オゾンは、いくつかの室内汚染物質との迅速な反応を可能にするが、その反応生成物は、人間を刺激し、材料を損傷する可能性がある。室内オゾンの主な発生源は、主に屋外の大気と電気機器の作動によるものである[52]。一般的に屋内のオゾンガスを放出する機械には、コピー機、消毒装置、空気清浄装置、およびその他のオフィス機器が含まれる[53,54,55,56]。これらの機器のオゾン放出メカニズムは2つに分類される。コロナ放電と光化学的なメカニズムである。室内のオゾンレベルは、様々な要因に依存することが示されている。(i) 屋外のオゾンレベル、(ii) 屋内の放出率、(iii) 空気交換率、(iv) 表面除去率、および (v) 他の化学物質と空気中のオゾンとの反応[50]。室内オゾンレベルは、一般に、空気交換率に従って、屋外オゾンレベルの20%から80%の間で変動している[57]。人間は、主に吸入によってオゾンに曝されるが、皮膚への曝露もまた、媒介として認識されている[58]。

3.5.SO2

二酸化硫黄（SO2）は、大気中に存在する硫黄酸化物（SOx）群の中で最も一般的なガスである。SO2は、主に化石燃料の燃焼過程で生成され、エアロゾルやPMと結合して、複雑な一群の明瞭な空気を形成する[59]。屋内のSO2排出源には、排気ガス器具、石油炉、タバコの煙、灯油ストーブ、石炭や薪ストーブなどがある[60]。さらに、外気も室内SO2の主な発生源とみなされている[61]。屋内のSO2濃度は、多くの場合、屋外よりも低い。SO2は再活性化するため、室内の表面に吸収されやすく、室内への排出は通常少ない．建物内の1時間当たりのSO2濃度は、しばしば20ppb以下であることが知られている[62]。呼吸機能を損なう可能性のあるSO2への人間の暴露は、吸入によってのみ行われる。

3.6.COx

室内空気中の一酸化炭素（CO）は、主に調理や暖房などの燃焼プロセスによって生成される。さらに、COは、外気からの浸入によっても室内環境に侵入することがある[63]。室内におけるCOの重要な排出源としては、換気されていない灯油やガスのスペースヒーター、漏れた煙突や炉、炉、ガス給湯器、薪ストーブ、暖炉からのバックドラフト、ガスストーブ、発電機や他のガソリン駆動の機器、タバコの煙などがある[47]。ガスストーブのない建物内のCOの平均濃度は約0.5～5ppmだが、ガスストーブの近くでは5～15ppm、さらには30ppm以上にも及ぶとされる。CO への曝露は、(i) 低濃度では心血管系や神経行動系への影響、(ii) 高濃度では意識障害や死亡などの健康への悪影響を引き起こすことがある[64]。

無色・無臭の気体である二酸化炭素（CO2）は、地球大気の構成成分としてよく知られており、また人間の主要な代謝物でもある[65]。大気中の平均的なCO2濃度は約400ppmであり、これは主に化石燃料の燃焼の結果である[65,66]。近年、室内のCO2濃度は、IAQの評価や換気制御のための基準として適用されている[66,67,68]。ASHRAE規格によると、人間の健康を確保するために、室内のCO2濃度は700ppm以下であることが推奨されている[69]。3000ppmのCO2濃度にさらされると、頭痛の強さ、眠気、疲労、集中力の欠如が増加することが確認されている[65,70]。

3.7.有害金属

重金属は、人間活動や自然のプロセスのいずれかによって大気中に放出される[71]。重金属によるIAPは、屋外の汚染物質（塵や土壌）の浸入、喫煙、燃料消費製品、建築材料など様々な原因がある[55]。室内塵に含まれる重金属は、吸入、摂取、または経皮的接触を介して人体に入り、人体の健康に悪影響を及ぼす可能性がある[72,73]。国際がん研究機関（IARC）によると、室内空気中の重金属は、人間への影響に基づいて、（i）コバルト（Co）、アルミニウム（Al）、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）、亜鉛（Zn）などの非発がん性元素、（ii）ヒ素（As）、クロム（Cr）、カドミウム（Cd）、鉛（Pb）などの発がん性および非発がん性の両方の元素に大きく分類されている[74]（The International Agency for Research on Cancer, IARC）。これらの一般的な重金属（すなわち、As、Cr、Cd、Pb）は、癌を引き起こす可能性が高く[75,76]、CdとPbは、他のいくつかのものとともに、心血管疾患、遅い成長の発達、神経系への損傷などの発癌性の影響を引き起こす可能性がある[73,77,78]。室内空気中のPb 濃度は 5.80 から 639.10 μg/g まで変動し、As, Al, Cr, Cd, Co, Cu, Ni, Fe, Znの最高レベルはそれぞれ約 486.80, 7150.00, 254.00, 8.48, 43.40, 513.00, 471.00, 4801.00, および 2293.56 μg/gだと報告されている[74]（Pb, Cd, Fe, Zn は、室内空気中の最大レベルである）。

3.8.エアロゾル

室内エアロゾルは、室内のさまざまな発生源に由来する一次エアロゾルと、室内のガスと粒子の反応によって形成される二次エアロゾルのいずれかである[79]。さらに、室内に侵入した屋外粒子も室内エアロゾルの発生源となる可能性が高い。二次無機エアロゾルは、人為起源または地殻起源を含む無機元素と水溶性イオンからなるPMであり[6]、二次有機エアロゾル（SOA）は、VOCのガスから粒子への変換過程で形成される[80]。さらに、SOAと不完全燃焼で放出される元素状炭素からなる炭素質エアロゾルは、PM2.5でよく知られた種である[81]。生物エアロゾル（バイオエアロゾル）は、飛散単位（真菌の胞子や植物の花粉）、微生物（バクテリアと古細菌）、または細胞物質からなる大気中のPMのサブセットである[82]。化合物や相（気体、液体、固体）の多様性から、エアロゾルは動的系と見なすことができる[83]。そのため、その粒度分布は、核生成モード（真空掃除状態で<30 nm）から蓄積モード（~100 nm、喫煙、調理、香の燃焼による室内燃焼エアロゾル）、そして微細および粗大モード（>1 μm、再懸濁エアロゾル）へと変化する[84,85]。室内環境での吸入によるエアロゾル暴露は、主に肺（人体の入り口）や心臓や脳といったその他の重要な標的臓器において、多くの健康への悪影響に関連している[79]。

3.9.ラドン

室内ラドンの主な発生源は、建材、土壌ガス、および水道水である[86]。土壌には微量のラジウムが含まれているので、ラドンは土壌の孔を満たすガスに含まれる成分の一つであると思われる。建材からのラドンの放出については、微量のラジウムを含むすべての材料がラドンを放出する可能性がある。建材の中でも、石材、コンクリート、レンガなどの石工材料は、建物の建設に大量に使用されるため、屋内ラドンの主な発生源となる。室内ラドンは、花崗岩または他のラジウムを含む岩石を含む地下水源からの水の使用によっても放出され、そのような水源は一般に10,000 pCi/Lを超えるラドン濃度を含んでいる[87]。最後に、外気も屋内ラドンの発生源と見なされている[88]。建物内のラドンへの人間の被ばくは、主に下層にある土壌ガスの浸透経路を通じて発生する[89]。疫学的研究により、屋内ラドンは、平均ラドン濃度に応じて3%から14%の肺がんリスク上昇を引き起こすことが実証されている[90]。

3.10.農薬

最近では、無機および有機農薬は、含浸や表面コーティングにより、木質建材の保護剤として一般的に利用されている[91]。また、農薬は、細菌、真菌、昆虫、げっ歯類、その他の生物を含む害虫を制御・予防するためにも使用されている[92,93]。室内環境において、農薬は通常半揮発性化合物であり、蒸気圧、製品粘度、水溶性などの特性により、気体または粒子状で存在する可能性がある[94]。また、カーペットや繊維製品などは、有機塩素系農薬の長期的な貯蔵庫の役割を果たす可能性が指摘されている[95,96]。カーペット、繊維製品、クッション家具に使用された場合、繊維中の農薬はポリウレタンフォームパッドに移行すると考えられており[97,98]、したがってカーペット、繊維製品、クッション家具はその生涯において統合的な農薬暴露を反映することができる。さらに、農薬は屋外から建物内に侵入することが可能である。いったん屋内に入ると、日光、極端な温度、雨、その他の要因から保護されるため、数ヶ月から数年にわたり残留する可能性がある[97]。農薬を含む粒子や揮発性化合物の経皮吸収、摂取、吸入は、室内環境における潜在的な暴露経路であると考えられている[92]。農薬への暴露は、（i）短期的な皮膚や目の炎症、めまい、頭痛、吐き気、および（ii）がん、喘息、および糖尿病などの長期的な慢性的影響などの有害な健康リスクと関連している[99]。

3.11.生物学的汚染物質

室内環境における生物学的汚染物質には、生物学的アレルゲン（動物のふけや猫の唾液、ハウスダスト、ゴキブリ、ダニ、花粉など）と微生物（ウイルス、真菌、バクテリア）が含まれる[100]。抗原として知られる生物学的アレルゲンは、多くの昆虫、動物、ダニ、植物、または真菌に由来し、特定の免疫グロブリンE（IgE）抗体と反応して、アレルギー状態を誘発する[101]。アレルゲンの屋内発生源は、主に毛皮を持つペット（犬および猫のふけ）、ハウスダストマイト、カビ、植物、ゴキブリおよびげっ歯類であり[102]、屋外発生源もある[101]。ウイルスや細菌は、人や動物に由来したり、人や動物によって運ばれたりすることが多い。生物学的アレルゲンへの暴露は、感作、呼吸器感染症、呼吸器アレルギー疾患、喘鳴をもたらすことが実証されており[103]、一方、細菌およびウイルスへの屋内暴露は、非感染性および感染性の有害健康結果を引き起こすと思われる[104]。

4.IAQ ガイドラインと規格

長期間の暴露と人為的な室内活動の組み合わせは、たとえ低濃度の大気汚染物質であっても、IAQの劣化と人間の健康への重大なリスクを引き起こすことは明らかである。これらのIAQ問題に直面するため、関連団体や科学界は、IAQの基準やガイドラインを開発し、適用することを試みていた。多くの努力の後，世界のコミュニティは、統合された建物アプローチに基づくIAQガイドラインと基準を確立した[110]。WHOとUSEPAによると、IAQガイドラインの役割は、IAPの有害な結果の防止と公衆衛生の保護のための基準として重要なデータベースを提供することであり、したがって、目標は人間集団に対する可能なリスクを排除するか、少なくとも最小化することである[111]。表2は，いくつかの一般的な汚染物質に対するWHOとUSEPAのIAQガイドラインをまとめたものである[112]。しかし、非占有型（すなわち、住宅，学校，オフィス）のガイドラインを、占有型（産業）の基準と区別することが必要である[113]。一般に、WHOとUSEPAのガイドラインは、特定の期間（すなわち、1時間，24時間，または1）における最大濃度である。さらに、WHOとUSEPAのIAQガイドラインは、通常，家庭，学校，病院，公共施設，オフィス内のIAQの制御に適用されるため、職業部門には適用されないようである[114]。加えて、各国は、それぞれの特定の状況に適した特定の基準またはガイドラインを策定する[115,116]。

表2　主要な室内空気汚染物質に関する室内空気質ガイドライン

汚染物質	濃度レベル(mg/m3)	露光時間	組織図
CO	100	15分	WHO
	60	30分
	30	1 h
	10	8 h
	29	1 h	USEPA
	10	8 h
二酸化炭素	1800	1 h	WHO
ノーツー	0.4	1 h	WHO
	0.15	24 h
	0.1	1年	USEPA
位相変調方式	0.15	24 h	USEPA
	0.05	1年
O3	0.15-0.2	1 h	WHO
	0.1-0.12	8 h
	0.235	1 h	USEPA
SO2	0.5	10分	WHO
	0.35	1 h
	0.365	24 h	USEPA
	0.08	1年
鉛	0.0005-0.001	1年	WHO
	0.0015	3カ月	USEPA
キシレン	8	24 h	WHO
ホルムアルデヒド	0.1	30分	WHO
ラドン	100Bq/m3	1年	WHO

(出典)欧州委員会DG XVII:www.europeansources.info/corporate-author/european-commission-dg-xvii/）。

5.室内環境の酸化能

屋内環境における酸化能については、これまで著しく調査が少なかった。しかし、最近の大気科学における研究では、室内オキシダントとその前駆体に注目するようになり、室内オキシダントとその前駆体の組み合わせを「オキシダント*」と呼ぶことにしている[117]。オゾン（O3）、ヒドロキシルラジカル（OH）、硝酸ラジカル（NO3）が主要なオキシダント*であると想定されている[118]。さらに、過酸化水素（H2O2）、二酸化窒素（NO2）、ヒドロペルオキシラジカル（HO2）、塩素原子（Cl）、アルキルペルオキシラジカル（RO2）も、ある条件下では重要な室内オキシダント*となり得る。室内でのオゾン反応は酸化が支配的と考えられており、室内オキシダント*の研究はオゾンにのみ焦点が当てられていた。最近、ホルムアルデヒド（HCHO）と亜硝酸（HONO）の光分解によるOHラジカルの生成が、室内オキシダント*の重要な発生源であることが示された（図1）[117]。大気中では、OH ラジカルは光酸化サイクルの主要種として知られ、VOCを酸化して二次エアロゾルや他のガス種を形成し、ヒトに毒性や発がん性の影響を与えることがある[119]。OHラジカルの重要な生成経路としては、(i) NOとヒドロペルオキシル(HO2)，(ii) オゾンとアルケン，(iii) オゾン（λ＜320nm），HONO（λ＜400nm），H2O2（λ＜360nm）の光分解反応などがある[120]。