無生物毒素の吸入と口腔吸収の潜在的な原因としてのフェイスマスクの着用 - スコープレビュー （論文の翻訳）
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115858
Kai Kisielinski
Stefan Hockertz
Oliver Hirsch
Stephan Korupp
Bernd Klosterhalfen
Andreas Schnepf
Gerald Dyker
Under a Creative Commons license
open access
【ハイライト】
・フェイスマスクはバクテリア、汚れ、プラスチック繊維をろ過しますが、健康に害を及ぼす可能性もあります。
・マスクからの粒子や潜在的に有毒な物質を吸入することが可能です。
・マイクロおよびナノプラスチックの放出と含有量が高いことがわかりました。
• 揮発性有機化合物、アクロレイン、フタル酸エステルの過剰が証明されました。
• また、キシレン、パー/ポリフルオロアルキル物質、およびPb、Cd、Co、Cu、Sb、TiO2にも。
【要旨】
【背景】
2020年から2023年にかけて、世界中の多くの人々が義務と法律に基づいて、その日の大部分のマスクを着用することを余儀なくされました。私たちは、無生物毒素の含有量と放出に対するフェイスマスクの可能性を研究することを目指しました。
【方法】
1003件の研究のスコープレビューが実施されました（PubMed/MEDLINEのデータベース検索、定性的および定量的評価）。
【結果】
631枚のマスク（273枚の外科用、228枚の不織布マスク、130枚のN95マスク）の内容および/または放出を評価する24件の研究（実験時間17分から15日）が含まれていました。ほとんどの研究（63%）は、揮発性有機化合物（VOC）、キシレン、アクロレイン、パー/ポリフルオロアルキル物質（PFAS）、フタル酸エステル（ジ(2-エチルヘキシル）-フタル酸エステル、DEHPを含む）およびPb、Cd、Co、Cu、SbおよびTiO2についても、高いマイクロアンダノプラスチック（MPおよびNP）放出と超過の驚くべき結果を示しました。
【議論】
もちろん、マスクは私たちが呼吸する空気からより大きな汚れやプラスチック粒子や繊維をろ過し、特定の適応がありますが、私たちのデータによると、リスクも伴います。アプリケーションに応じて、リスクベネフィット分析が必要です。
【結論】
間違いなく、SARS-CoV-2パンデミック中のマスク義務は、気道までの距離がほぼゼロで、人口レベルで健康を脅かし、発がん性を持つ毒素への潜在的に有害な露出の追加ソースを生み出しています。
【グラフィカルアブストラクト】
【キーワード】
外科用マスク N95マスク 毒性 健康リスク評価 マイクロプラスチック 揮発性有機化合物（VOC） 重金属 フタル酸塩 有機化合物
1.はじめに
2020年から2023年にかけて、SARS-CoV2パンデミックによって引き起こされ、政府によって義務付けられ、口と鼻を覆うことは、世界中の多くの人々にとって日常生活の新しい通常の一部となっています（COVID-19パンデミック時のフェイスカバーポリシー、2023）。これは、WHOの勧告（世界保健機関（WHO）、2020年）、法律（Knobloch et al.、2023; Verordnung zum Schutz vor Neuinfizierungen mit dem Coronavirus SARS-CoV-2、2023）、および病院や医療グループの制度的義務（Helios führt allgemeine Maskenpflicht ein、2020; Helios führt Maskenscanner in allen Kliniken ein、2020）に基づいて、パンデミックの開始以来、マスク着用が義務付けられている医療専門家にとって特に関連性があります。さらに、多くの国では、子供たちは学校で一日の大部分を着用することを義務付けられていました（Ladhani、2022; Thomson、2022）。公共交通機関を利用する多くの通勤者についても言及する必要があります（COVID-19パンデミック時のフェイスカバーポリシー、2023年）。
フェイスマスクの利用可能な特性は、炭化水素、フタル酸エステル、有機リン酸エステル化合物、アミド、パラフィン、オレフィン、ポリエチレンテレフタレートオリゴマー、マイクロプラスチックなどの化学物質の存在を明らかにしています（Kutralam-Muniasamy et al., 2022; Li et al., 2021a; Liu et al., 2022a; Muensterman et al., 2022)。環境調査から、COVID-19パンデミックは環境汚染によって悪化し、懸念の増加を伴う（またはもたらした）ことが知られています。人間の健康に影響を与えるマイクロプラスチックとナノプラスチックの取り込み、毒性、分子標的に関する最近の包括的なレビューでは、吸入リスクの源としてフェイスマスクが有意に言及されています（Khan and Jia、2023）。また、多数の環境毒物学レビュー（Chen et al., 2022;Ganespillai et al., 2022）は、化学添加物（Aerts et al., 2020; Raval and Sangani, 2021）および（マイクロ）プラスチック繊維（Li et al., 2022; Morgana et al., 2021; Shen et al., 2021）の放出により、フェイスマスクの着用から間接的な（環境的）健康リスクをもたらします。フェイスマスクは、いくつかの生態系を乱し、それらの生物相に影響を与える汚染物質（マイクロプラスチック/繊維/化合物）を放出します（Masud et al.、2023; Oliveira et al.、2023）。これらの汚染物質は、幅広い水生および陸生生物に多臓器毒性を誘発する可能性があります。繊維は局所的な反応を引き起こす可能性があり、その添加物と吸収された汚染物質は、遺伝子毒性、生殖毒性、発がん性、変異原性を引き起こす可能性があります（Gasperi et al.、2018; Torres-Agullo et al.、2021）。フェイスマスクから放出されるマイクロプラスチックとマイクロファイバーは、フェイスマスクの構造（顕微鏡メッシュ）が抗生物質耐性病原体を含む微生物群集に好ましいベース基盤を提供する可能性があるため、環境における病原体（Patrício Silva et al.、2021）と抗生物質耐性遺伝子（ARG）の分散にも寄与する可能性があります（Zhou et al.、2022）。フェイスマスクの生態毒性学的影響は、放出された破片だけでなく、ポリマーマトリックスに存在する化学添加物にも関係しています。脊椎動物を含む水生および土壌生物は、酸化ストレス、酸化DNA損傷、免疫機能の変動、生存能力の低下、神経毒性、生殖の抑制、繁殖性の低下、成長の遅れなど、組織や臓器に関する障害に苦しむ可能性があります（Oliveira et al.、2023）。さらに、巨視的なレベルでは、動物に直接摂取して絡むリスクがあります（Oliveira et al.、2023）。
しかし、これまでのところ、フェイスマスクの使用に関連する直接的なリスクとその人間の健康への影響は、全体的な視点ではなく、科学的な観点からのみ調査されてきました（Potluri and Needham、2005）。潜在的に、消費者と密接に接触するフェイスマスクは、毒物学的に関連する物質の放出とそれらへの継続的な暴露により、人間の健康に即時の脅威をもたらす可能性があります（Jin et al.、2021; Liu et al.、2022a）。人間はほぼゼロ距離でマスクからの放射を吸い込み、マスク成分が豊富な湿ったデッドスペースに由来する水滴を飲み込みます。この点で、理論的には、マスクを着用すると、他の多くの環境源よりも曝露のリスクが高い可能性があります（Chang et al.、2022）。この文脈では、マスクを着用しながら主に口腔呼吸の現象を強調しています（Kisielinski et al.、2021; Wyszyńska et al.、2022）、主に鼻を介して、より大きなろ過を伴う通常の妨げられない呼吸とは対照的です。口腔呼吸は、マスクからより深い気道に粒子や毒素を直接吸い込む危険性を高めます（Everard et al.、1993; Heyder et al.、1986; ICRP、1994）。
可塑剤、フタル酸エステル、UV安定剤、ビスフェノールAなど、マスクの製造プロセスで使用される化学毒性添加剤は、すでに浸出し、人間の健康に悪影響を引き起こすことが示されています（De-la-Torre et al.、2021）。保護/共役経路の発達が低い子供（Faustman et al.、2000）は、フェイスマスクの放出の多くに対して特に脆弱です。いくつかの研究では、皮膚に対する人間の健康リスクの増加がないことが明らかになりました（Estevan et al.、2022）。一方、他の科学出版物は、マスク使用後の鼻粘膜にナノ（<1 µm）とマイクロプラスチック（<3 mm）を示すことができ、着用者の健康リスクを推測することができました（Klimek et al.、2020; Ma et al.、2021）。
興味深いことに、世界中で、フェイスマスクがかなりの暴露リスクをもたらすため、パンデミック中に特定の制度的規制措置が講じられました（Azoulay et al.、2021; BfArM、2020; Corona-Maske im Rückruf、2020;Government of Canada、2021; Habich、2020; Information de sécurité - Action de sécurité de Sécurité de Santé publique - ANSM、2021; La AEMPS informa de los resultados de la investigación efectuada sobre las mascarillas quirúrgicas tipo IIr grafeno, 2021; Masken-Rückruf bei Müller, 2020; Mast et al., 2021; Maynard, 2021; Raval and Sangani, 2021)。
全体として、フェイスマスクによる摂取と吸入のリスクに焦点を当てた科学的関心が高まっています。なぜなら、人口レベルでの長期的な皮膚接触、吸入、摂取曝露を意味する世界的な前例のない使用（2020–2023）のためです。それにもかかわらず、人間がマスクを着用することによる可能性のあるリスクに関する全体的な知識は不足しています。私たちの知る限り、2019年のパンデミックの開始以来、これまでのところ、この複雑なトピックに関する包括的な科学的レビューは実現されていません。
科学的報告と、マスクが潜在的に有毒物質の吸入を引き起こす可能性があるという議論の余地のない事実（Li et al.、2022; Mast et al.、2023; Masud et al.、2023; Palmieri et al.、2021）に触発され、マスクからの有毒含有量と放出に関する信頼できる科学的データを評価するために、このトピックに関するスコープレビューを実施することにしました。さらに、私たちは当初、フェイスマスクの使用に関連する毒素の閾値の潜在的な超過の評価を目指しました。
2.方法
2.1。検索と検索の戦略
PubMed/MEDLINE（NIH、国立医学図書館）データベース（PubMed、2023）は、2022年12月31日まで検索されました。PICOスキーム（Huang et al.、2006）で定義された基準による特定の検索用語は、（（フェイスマスク）または（フェイスマスク）または（外科用マスク）または（FFP1）または（FFP2）または（FFP3）または（N95）または（KF94）または（KN95））および（（毒性）または（有毒）または（環境衛生））でした。公開されたデータの量を増やすために、追加の研究を見つけるために、含まれている記事からの引用をレビューしました。該当する場合は、他の情報源を通じて特定された追加の記録も考慮されました。
2.2。包含と除外の基準
目的は、使用中に吸入または摂取される可能性のある無生物毒素の最大含有量と放出に対する保護フェイスマスクの可能性を研究することでした。したがって、人気のある布マスク、外科用マスク/FFP1、N95/KN95/KF94/FFP2、FFP3マスクが関心の分野でした。フェイスマスクの製造内容のみが考慮されました。CO2を含む自然な呼気成分などの他の物質は無視されました。考慮された主な知見は、定量化可能な含有量とフェイスマスクからの臨床的に関連する潜在的な毒素の放出でした。
マスクがびしょ濡れになったり、曲がっていたり、くしゃくしゃになったり、呼吸中にマスクを通過する気流によって物質が放出される最悪のシナリオを想定すると、マスク組織分析だけでなく、水での洗い流し試験や、掃除機や呼吸シミュレーション実験などの同様のテスト設定も考慮されました。これは、簡素化されたリスク評価の一環として、最悪のシナリオの下で一般の人々の日常的な使用を表すことを意図していました。しかし、廃棄後のマスクからの毒素の放出のみを目的とした研究を除外し、分解をシミュレートします。たとえば、洗浄、消化実験などを含む塩辛い海水でケースレポート、ケースシリーズ、専門家の意見、プレプリントも除外されました。
研究の定性的包含基準は、結果の有効な再現可能な提示、評価されたマスクの理解可能な募集、結果の信頼性、他のマスク研究と結果への移行可能性、明確な焦点と既存の証拠との比較可能性でした。
定量的包含基準は、適切で正確な方法、有効な処理、結果の有効な測定、評価されたマスクの代表的な選択、および十分に再現可能な分析方法でした。
2.3。データの抽出と分析
2人の独立した研究者が適格な研究を特定し、スクリーニングしました（図。1）。選択された論文は、すべての著者によって最終的な適格性についてチェックされました。研究デザイン、方法論、分析および実験方法、一次および二次結果、および言語が評価されました。除外と理由は文書化されています。含まれた研究に関して、次のデータが表に抽出されました：著者と年、研究の方法と種類、サンプルサイズとマスクの種類、結果/検査物質、内容、放出、主な調査結果、およびリスク。最も関連性のある有毒物質のみが抽出表に含まれていました。コンテンツとリリースに関する研究は、それぞれ別々の表で提示されています。毒物学的アプローチにより、マスクの最大含有量/放出データに焦点を当てました。このようなアプローチは、最悪のシナリオを伴う毒物学的分析で一般的です。これにより、コミュニティのメンバーのリスク見積もりを導き出すことができました。論文に指定されていない場合、化合物の正確な最大マスク含有量/放出を表すデータは、元の作品の測定データに基づいて導き出され、抽出表の最後の列として提示されました。例えば、浸出や排気蒸気試験などのデータに基づいて。
図。1.PRISMAによるスコープレビューのフローチャート。
2.4。計算と超過分析
私たちの研究で唯一の基本的な算術計算のため、ソフトウェアLibre Office Calc（Calc | Libre office、2023）が使用されました。含まれている出版物で認識されない場合、（最も適切な）しきい値制限を参照して、フェイスマスクからの有毒物質の含有量と放出の比較分析をさらに実行しました。そのような制限は、例えば周囲の空気に対して、国内または国際的な機関や組織によって与えられています。たとえば、米国環境保護庁（USEPA）（US EPA、2016a）、WHO（WHOの大気質ガイドラインは何ですか？、2021年）、ドイツ連邦環境庁（Luft、2023）、欧州連合（EU）の目標制限（EU、大気質、2022）のデータが考慮されました。同様に、Oeko-Tex（Oeko-Tex® Service GmbH、2023）などの国際的な高品質および標準組織からの繊維含有量のしきい値が使用されました。計算され抽出された超過結果は、ディスカッションセクションで考慮され、別々の表で提示されました。テキストと表は、Libre Officeソフトウェア（LibreOffice、2023）で生成されました。
データ比較の目的で、含まれた研究の結果は標準化され、主に報告されていないとしても、マスクあたりの値に変換されています。これらの計算のために、一次研究からのデータが収集されました。必要なパラメータが一次研究で徹底的に指定されていない場合（例：マスクの表面や重量）、以前の科学出版物に記載されている有効な値を使用しました。マスクの平均重量は、測定範囲内で特定のマスク重量を与える研究から推定されました（ゴムバンドとノーズクリップのないマスクの平均重量、および該当する場合はバルブなし）（Fernández-Arribas et al.、2021）。したがって、使い捨て/繊維/コミュニティマスクは2.5g（Xie et al.、2021、2022）、外科用マスクは3g、FFP2/KN95は4g、FFP3マスクは5gに設定されました（Fernández-Arribas et al.、2021）。標準的なN95呼吸器の表面積が175 cm2（0.0175 m2）であると仮定しながら、マスクの平均表面積は約230 cm2（0.023 m2）（Rengasamy et al.、2009）に設定されました。しかし、一部の著者は一次評価でより大きな表面積を述べているため、この仮定は最悪のシナリオではありません（Zuri et al.、2022）。呼吸計算では、10 m3/12 hの呼吸量を計算するUSEPAの値を参照しました（米国EPA、1989）。しかし、呼吸パターンの高い変動性を考慮して、安静時の成人が毎分約12～18回の呼吸（平均15）呼吸し、0.5リットルを交換すると仮定しました。これは約0.5 m3/hに相当します。したがって、1 m3/2時間が正常範囲内であると簡単な計算を四捨五入しました（Benchetrit、2000）。正確な計算方法は、論文全体を通して継続的に言及されています（例：議論の説明、または表の脚注として）。
3.結果
3.1。一般的な調査結果
元の1003件の結果のうち、24件の研究（2.4%）が最終的に含まれました（図。1）。これはレビューで異常に低いレートではありません（Kisielinski et al.、2023a）。選択は、包含および除外基準と適用された品質評価に厳密に基づいていました（方法セクション、包含および除外基準を参照）。含まれた論文のうち、2021年に11件、2022年に13件が発行され、マスク毒素のトピックに対するごく最近の科学的関心を表しています。含まれた論文、内容/リリースは、17分から15日間の実験期間にわたって、130のN95マスク、273の外科用マスク、228の不織布/使い捨てマスクを含む631枚のマスクで評価されました。全体として、含まれた研究のうち、11はマスクの毒素含有量を測定し、12はマスクの毒素放出を測定し、そのうちの1つは両方を測定しました。
3.2。分析された物質クラス
マスクによるマイクロプラスチック（MP）の放出を測定した論文の10件（Chen et al.、2021; Delgado-Gallardo et al.、2022;Dissanayake et al.、2021; Li et al.、2021a; Liang et al.、2022;Liu et al.、2022b; Ma et al.、2021; Meier et al.、2022; Sullivan et al.、2021; Zuri et al.、2022）、含まれる論文の42%を占めています。また、ナノプラスチック（NP）の放出は、含まれた3つの研究（Delgado-Gallardo et al., 2022; Ma et al., 2021; Sullivan et al., 2021）によって文書化されました。
含まれた研究のうち、フェイスマスクに関連する揮発性有機化合物（VOC）を5つ測定し、そのうち3つは放出（Chang et al.、2022; Hui Li et al.、2022; Kerkeling et al.、2021）、2つは内容（Jin et al.、2021; Xie et al.、2021）。2つの研究では、フェイスマスクの有機リン酸エステル（OPE）含有量を測定し、摂取量を推定しました（Fernández-Arribas et al.、2021; Xie et al.、2021）。フェイスマスクの多環芳香族炭化水素（PAH）含有量を測定した研究は2つだけです（Jin et al.、2021; Xie et al.、2021）。フェイスマスクのフタル酸とフタル酸エステル（PAE）の排出と含有量を測定した8つの研究が見つかりました（Fernández-Arribas et al.、2021; Jin et al.、2021; Liu et al.、2022b; Min et al.、2021; Vimalkumar et al.、2022; Wang et al.、2022; Xie et al.、2022; Zuri et al.、2022）。フェイスマスクのUVフィルターと有機リン酸難燃剤（OPFR）の含有量を評価した研究は1つだけです（Xie et al.、2021）。ある研究では、マスクからのパーフルオロアルキル物質とポリフルオロアルキル物質（PFAS）を評価し、さらに曝露推定を行いました（Muensterman et al.、2022）。7つの研究で微量元素と重金属を調査し、5つは主にフェイスマスクの成分（Delgado-Gallardo et al., 2022; Hui Li et al., 2022; Liu et al., 2022b; Meier et al., 2022; Sullivan et al., 2021）と2つはフェイスマスクの内容（Bussan et al., 2022; Verleysen et al., 2022）を調査しました。
フェイスマスクからの汚染物質の放出に関する研究では、次の方法が使用されました：真空ポンプ（Li et al.、2021a）、空気ベースのシェフィールド頭呼吸シミュレーション（Meier et al.、2022）、フローセルとマイクロチャンバー（Chang et al.、2022; Kerkeling et al.、2021）およびろ過された水の放出/浸出（Chang et al.、2022; Delgado-Gallardo et al.、2022;Dissanayake et al.、2021; Hui Li et al.、2022; Liang et al.、2022; Liu et al.、2022b; Ma et al.、2021; Meier et al.、2022; Sullivan et al.、2021; Zuri et al.、2022）。
評価された有毒物質と私たちの研究質問は、図にまとめられています。2.
図。2.含まれた研究で評価された有毒物質クラスと毒性に関する研究質問をまとめたグラフィック表現。
3.3。特別な発見
興味深いことに、N95マスクは、他のマスクタイプよりもMP/NP、OPE、OPFR、PAHのより高いコンテンツとリリースを示しました。
対照的に、VOC、PAE、重金属に関しては、外科用マスクはN95マスクよりも高いレベルと放出に関与しています。これに関する限り、不織布マスクはサージカルマスクに匹敵します。
フェイスマスクの毒素に関する評価された研究に関するすべての関連結果（研究タイプ、目的、マスクタイプ、結果、調査結果、特別なリスク、最大フェイスマスク含有量/放出）は、抽出表にまとめられています。表1はフェイスマスク含有量に関する結果を示し、表2は毒素の放出に関する結果を示しています。
表1。毒素のマスク含有量に関する実験的および分析的研究の抽出表（特性と主な知見）。最大限のコンテンツは、比較と標準化のために使用され、必要に応じて独自の計算が実行されました（脚注と材料と方法のセクションを参照）。
凡例：太字=重要な事実、赤=限界値に関連する有害コンテンツの結果（ディスカッションセクションを参照）。
省略：BBP=ブチルベンジルフタル酸、BBzP=ブチルベンジルフタル酸、BMPP=ビス（4-メチル-2-ペンチル）フタル酸エステル、BW=体重、CBS=ジブチルセバク酸ジブチル、DAP=フタル酸ジブチル、DBA=ジブチルアピート、DEA=ジエチル、DEHA=ジ(2-エチルヘキシル)アジピン酸、DiBa=ジブチゾチルアデチン酸、DCP=ジフェニルクレシル、DBEP=ビス(2-n-ブトキシエチル)フタレート、DBP=ジブチル、DCBI-MS=デコロナビームイオン質量分析法、DCHP=ジシクロヘキシルフタル酸、DDP=フタル酸ジデシル酸、DEHP=ビス(2-エチルヘキシル炉原子吸収分光法、HEHP=ヘキシル-2-エチルヘキシルフタル酸塩、HP=トリヘキシルリン酸、HPLC=高性能液体クロマトグラフィー、HRMS=高解像度質量分析法、ICP-MS=誘導結合プラズマ質量分析法、ICP-OES=誘導結合プラズマ光放射分光法、IDPP=リン酸イソデシルジフェニル、LDIR=レーザー赤外線イメージングシステム、LC-MS=液体クロマトグラフィー-質量分析法、LC-qTOF=液体クロマトグラフィー四極飛行時間質量分析法、MP=マイクロプラスチック(<3 mm)、NP=ナノプラスチック(<1 µm)、OPE=有機リン酸エステル、OPFR=有機リン難燃剤、PAEs=フタル酸エステル芳香族エステル、PA=ポリアミド、PAHs=多環式水素吸収、TDClPP=トリス(1,3-ジクロロ-2-プロピル)リン酸、TEHP=トリス(2-エチルヘキシル)リン酸、TEP=トリエチルリン酸、THP=トリヘキシルリン酸、TnBP=トリ-n-ブチルリン酸、TPHP=リン酸トリフェニル、TPP=リン酸トリプロピル、TPPO=トリフェニルホスフィン酸化物、TVOC=総VOC、UPLC-MS=質量分析計に結合した超高性能液体クロマトグラフィー、VOC=揮発性有機化合物。
脚注：*元の出版物に最大値が与えられていない場合、平均値と標準偏差が使用されます。研究値に与えられていない必要なパラメータが計算された場合（材料と方法を参照）、マスクの推定重量：使い捨て/繊維コミュニティ2.5 g（Xie et al.、2021、2022）、外科用3 g、N95 4 g（Fernández-Arribas et al.、2021）、標準N95呼吸器の表面面積が175 cm2（0.0175 m2）であると仮定して、平均外科用/使い捨て/繊維マスクの表面積は約230 cm2（0.023 m2）（Rengasamy et al.、2009）に設定されました（Roberge et al.、2010）。
表2。毒素のマスク放出に関する含まれた実験的および分析的研究の抽出表（特徴と主な知見）。最大リリースは、比較と標準化に使用され、必要に応じて独自の計算が実行されました（脚注と材料と方法のセクションを参照）。
凡例：太字=重要な事実、赤=限界値に関連する危険な放出の結果（ディスカッションセクションを参照）。
略語：BBP=フタル酸ブチル、BMPP=ビス(4-メチル-2-ペンチル)フタル酸エステル、DBP=フタル酸ジブチル、DEP=ジ-フタル酸ジエチル、DEHP=ビス(2-エチルヘキシル)フタル酸エステル、DMP=ジメチルフタル酸エステル、DnHP=ジ-n-ヘキシル、DNOP=ジ-n-オクチルフタル酸エステル、DNP=ジ-フタル酸ジニル、DNP=フタル酸ジアル酸、DPP=2,4-ジテル-ブチルフェノール、EDX線分光法、EPFR=環境持続性フリーラジカル、FEG-SEM=フィールドガン発光ガン走査型電子顕微鏡、FESEM=電体スキャン顕微鏡、FFP=フィルターフェース、FID=炎イオン化UPLC-MS = 質量分析計に結合した超高性能液体クロマトグラフィー、VOC = 揮発性有機化合物
脚注：*元の出版物に最大値が与えられていない場合、平均値と標準偏差が使用されます。研究値に与えられていない必要なパラメータが計算された場合（材料と方法を参照）、マスクの推定重量：使い捨て/繊維コミュニティ2.5 g（Xie et al.、2021、2022）、外科用3 g、N95 4 g（Fernández-Arribas et al.、2021）、標準N95呼吸器の表面面積が175 cm2（0.0175 m2）であると仮定して、平均外科用/使い捨て/繊維マスクの表面積は約230 cm2（0.023 m2）（Rengasamy et al.、2009）に設定されました（Roberge et al.、2010）。
4.議論
私たちのレビューの結果は、マスクの製造/生産の成分が潜在的な毒性特性に重要な役割を果たしていることを示しています。また、特定の内容物/排出の値が精査されたすべてのマスクタイプ（N95、外科用、不織布）で驚くほど高く、最悪のシナリオでは、ほぼゼロ距離で有毒物質を吸入する着用者に健康リスクをもたらす可能性があるという明確な証拠も発見しました。次の小見出しでは、特定の有毒物質の起源、放出、およびリスクについて議論し、マスクからの含有量と放出の結果と、利用可能な場合、国際機関や機関からの空気または繊維濃度の閾値限界値と比較します。
4.1。マイクロファイバー、マイクロおよびナノプラスチック（MPおよびNP）
4.1.1。マスクからのMPとNP - 起源
繰り返し単位（プラスチックポリマー）を持つ合成高分子は、すべてのタイプのフェイスマスクの主要成分です（Khan and Jia、2023）。この事実は、マスクがプラスチック繊維と粒子放出の重要な源である原因です（Chen et al., 2021; Delgado-Gallardo et al., 2022;Dissanayake et al., 2021; Li et al., 2021a; Liang et al., 2022;Liu et al., 2022b; Ma et al., 2021; Meier et al., 2022; Sullivan et al., 2021; Zuri et al., 2022)。したがって、フェイスマスクの大量消費は、マイクロプラスチック（MPs <5 mm）またはナノプラスチック（NPs <1 µm）汚染の巨大な追加源を生み出しました（Aragaw、2020; Fadare and Okoffo、2020; Hasan et al.、2021; Huang et al.、2021a; Parashar and Hait、2021）。マスク製造材料は、ポリプロピレン（PP）が最も広く使用されている特定のポリマーで構成されています（Xu and Ren、2021）、ポリエチレン（PE）、ポリスチレン（PA）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、またはポリエステル（PES）も合成繊維で一般的に使用されています（Ma et al.、2021; Potluri and Needham、2005; Zuri et al.、2022）。特に、マイクロファイバーとフェイスマスク（中間層）のメルトブローフィルターの破片から作られたナノファイバーは、マスクを着用している間のMPとNPの粉塵放出と吸入リスクに寄与します（Khan and Jia、2023）。これらの不織布を製造する場合、熱可塑性ポリマーをコンベアコレクターに吹き飛ばすために高速熱風が適用されます（Hutten、2007）。NPとMPは、これらの微細な繊維の製造プロセス中に生成され、フェイスマスクにMPの主要な供給源として機能する可能性を与えます（Liu et al.、2022b）。外科用マスクは通常、3層と1つの溶融吹き繊維層で構成されていますが（Fadare and Okoffo、2020）、FFP2/N95マスクは5層、そのうち2つの溶融繊維層（Zuri et al.、2022）。
4.1.2。マスクからのMPとNP - リリースと摂取
現代世界ではプラスチック粒子への曝露が継続的に増加しています（Prata et al.、2019）が、SARS-CoV-2パンデミック2020年から2023年（COVID-19パンデミック中のフェイスカバーポリシー、2023）の間、世界中でマスクを着用する義務により、この曝露はさらに増加しました（Tesfaldet and Ndeh、2022）。最近の環境研究では、プラスチックベースの個人用保護具（PPE）が環境にかなりの量のNPとMPを放出すると報告されています（De-la-Torre et al.、2021; Fadare and Okoffo、2020）。フェイスマスクから放出されたNPとMPは、広範囲に分布している海洋生物でも検出されました（Chen et al.、2021; Khan and Jia、2023）。一度放出されると、マスクに由来するこれらのMPとNP（MP、< 5 mm、NP、< 1 µm）は、経口摂取と吸入に関して、人間に間接的な環境健康リスクをもたらします（Du et al.、2022）。
しかし、手元の研究結果によると、マスク呼吸ゾーンから気道へのユーザーにとって重大な直接吸入リスクも存在します（Chen et al., 2021; Delgado-Gallardo et al., 2022; Dissanayake et al., 2021; Li et al., 2021a; Liang et al., 2022; Liu et al., 2022b;Ma et al., 2021; Meier et al., 2022; Sullivan et al., 2021; Zuri et al., 2022)、他の論文ですでに想定されているように（Du et al., 2022; Han and He, 2021; Khan and Jia, 2023; Kisielinski et al., 2021）。MPsがマスク着用直後に鼻粘液から検出されたという事実（Klimek et al.、2020; Ma et al.、2021）は、MPがマスクを着用している間に直接吸入できるという証拠を示しています。この追加の吸入リスクは、Li et al（Li et al.、2021a）による多様なマスクタイプ（N95、外科用およびその他）による呼吸シミュレーションによって実験室で証明されました。しかし、この研究は超クリーンラボでは実施されなかった（汚染制御対策は適用されなかった）ため、ブランク測定（マスクなし）の制御空気がマスクの取り扱いによってすでに汚染された空気に対応していないかどうかは明らかではありません。したがって、その研究のコントロール値（マスクなし）は、マスクからプラスチックが放出される追加の証拠を提供する可能性があるため、慎重に解釈する必要があります。
興味深いことに、MPとNPのリリースは、外科用マスクと比較してN95タイプで主に高くなります（Delgado-Gallardo et al.、2022; Dissanayake et al.、2021; Huang et al.、2021a; Liang et al.、2022; Ma et al.、2021; Zuri et al.、2022）。この事実は、2つのメルトブローを含むより多くの層が原因であり、したがってN95マスクの全体的なプラスチック含有量と重量が高くなる可能性があります。文献によると、マスクの再利用はマイクロプラスチックの放出のリスクさえ高めます。マスクが新品か使用済みかにかかわらず、フェイスマスクから放出された球形タイプのMPとNPを吸入するリスクは依然として重要です（Huang et al.、2021a; Li et al.、2021a）。問題は、マスクの下にひげを生やしたり、ポケットからマスクを引き出したりするなど、機械的ストレスがマスクのマイクロプラスチックの物理的な摩耗に寄与する可能性があることです（Khan and Jia、2023）。
評価された文献では、24時間以内にマスクあたり最大5390粒子のMPの最大放出の可能性（Zuri et al.、2022）と24時間の間に0.831 mg/N95マスク（粒子と繊維）の最大質量損失（Liang et al.、2022）を発見しました。使用されるフィルターと分析方法に応じて、リリース実験ではマスクの破片のさまざまなサイズが記述されます。放出された繊維については、25 µmから2.5 mmのサイズ範囲（Dissanayake et al.、2021; Meier et al.、2022;Sullivan et al.、2021）とサージカルマスクあたり3152本の繊維（Meier et al.、2022）を見つけました。放出された粒子については、89 nm (Verleysen et al., 2022) から 500 µm (Sullivan et al., 2021) のサイズ範囲が見つかりました。他にも多くの寸法 (Chen et al., 2021; Delgado-Gallardo et al., 2022; Li et al., 2021a; Liang et al., 2022; Liu et al., 2022b; Ma et al., 2021;Zuri et al., 2022)。注目すべきは、シリコンウェーハの正確な分析と探査のための走査型電子顕微鏡（SEM）を使用した研究では、関与する粒子のほとんどが1 µm未満であると説明しています（Ma et al.、2021）。
外科用マスクとN95マスクは、病院周辺や短期間など、非常に特殊な目的で着用するように設計されています（Buzzin et al.、2022）。摩擦と湿気の多い環境が大幅な繊維の摩耗を促進し、長期間着用する人々のポケットにしわくちゃになっている場合、含まれている論文（Chen et al.、2021;Li et al.、2021a; Liang et al.、2022）に示されているように、高いマイクロプラスチックの放出が可能です。
しかし、例えば、平均呼吸が1 m3の2時間、n/m3として与えられた周囲空気中の既知のMP濃度と比較して、一定期間マスクを着用している間のプラスチック放出を比較することは興味深いことです。例えば、アメリカ合衆国（USA）のマスクに依存しない平均空挺MP濃度は、2019年に5.6 n/m3（屋外）と12.6 n/m3（屋内）と高く、> 59%が50 µm未満のMPでした（Gaston et al.、2020）。中国の上海では、空中MP濃度は最大4.18で、平均1.42±1.42で、サイズ範囲は23–5000µmでした（Liu et al.、2019）。2017年のパリでの分析研究では、室内空気の濃度が0.4～59.4 n/m3で、33.3%がポリマーを含むと評価されました。屋外繊維濃度は0.3–1.5 n/m3で、50 µm未満の多数の吸入可能なMPの存在（Dris et al.、2017）。
MPとは対照的に、現在まで、空中NPの量または濃度に関する情報はありません（Yee et al.、2021）。
抽出表（表2）のデータによると、平均合計2 m3の空気を吸いながら4時間適切にマスクを着用するケースシナリオを想定すると、マスクの使用と呼吸中に、前述の空気中MP値（米国、中国、フランス）の平均濃度が大幅に超過されます（Ma et al.、2021）。最悪の場合の仮定の下では、4時間の間にマスクMPが放出されるという分析実験と同じくらい高いでしょう。（2021）、マスクを4時間着用した被験者は最大2200 n/m3を吸い込み、米国の屋外空気の環境空気中のMP含有量を約400倍、中国とパリでも約1500倍に上回ります。パリの室内空気中のMP濃度に関しては、マスクはマイクロプラスチック粒子の37倍の増加の原因となります。さらに、マイクロプラスチックのマスク放出は、環境で知られているよりも小さなMP粒子（さらにはNP）の非常に高い濃度にシフトします（Delgado-Gallardo et al.、2022; Liu et al.、2022b; Ma et al.、2021）。
Cox et al.は、食物と吸入による人間のMPの摂取は、1日あたり203～312粒子の範囲であると推定しています（Cox et al.、2019）。私たちの結果は、マスクを着用すると、MPの毎日の吸入量が10～22倍に増加する可能性があることを示しています（表2）1時間から4時間の着用時間で解放されることを前提に示しています（Ma et al.、2021; Meier et al.、2022）。しかし、他の最悪の場合のリリースシナリオ（摩耗時間>4時間）では、MPの毎日の吸入はより高い係数でさらに増加します（表2）（Li et al.、2021a; Zuri et al.、2022）。
興味深いことに、イランのテヘランでは、ストリートダスト摂取によるMPの推定1日摂取量（EDI）値は、子供が0.6～4.0、成人1日あたり0.3～2.0粒子の範囲です（Dehghani et al.、2017）。それにもかかわらず、イランのアサルエ県など、一部の汚染された地域では、子供と大人のMPのEDI値はそれぞれ0.7-103.3と0.3-51.7粒子/dでした（Abbasi et al.、2023; Huang et al.、2021a）。
その結果、私たちの結果は、マスクを着用すると、MPの吸入値が高い要因増加する可能性があることを示しています。呼吸中に3090粒子/マスクのMPがわずか2時間で最大放出され（Li et al.、2021a）、24時間で5390粒子/マスクの最大MP浸出が可能（Zuri et al.、2022）（表2）、最悪のシナリオを想定すると、マスクを着用している間、上記の推定1日の摂取量（重度汚染地域であっても）が30倍以上大幅に超えられる可能性があります（Li et al.、2021a; Meier et al.、2022）（表2、図。3）。
図。3.
最悪の場合、パンデミック前の周囲の空気値（m3空気あたりn粒子）と比較して、2時間の間に多様なフェイスマスクからマイクロプラスチック（MP）が放出されるシナリオ。呼吸するユーザーの周囲の空気とフェイスマスクの状況との間に非常に大きな違いがあるため、対数スケールのグラフ。凡例：Liu 2019（Liu et al.、2019）、Gaston 2020（Gaston et al.、2020）、およびDris 2017（Dris et al.、2017）から取得した周囲の空気のマイクロプラスチック含有量。前述の研究（表2）（Chen et al.、2021; Li et al.、2021a; Liang et al.、2022; Ma et al.、2021; Meier et al.、2022;Zuri et al.、2022）を参照して、マスクからの最悪の場合の微小プラスチック粒子放出を1 m3に正規化しました（2時間のフェイスマスクを着用すると約1 m3の呼吸に対応し、粒子の放出が線形であると仮定します）。ご注意：Maのみが超微粒子フィルタリング方法とSEMを使用しました（Ma et al.、2021）。
これは、着用者に直接関係する可能性があります。そして、パンデミック時のように人気のある大量マスクの使用が確立されている場合、これは、マスクを個人的に使用しなくても、微細および超微粒子への追加の環境露出を伴う粒子の全体的な放出の増加により、すべての人々にも関連します（Khan and Jia、2023; Li et al.、2022; Masud et al.、2023; Morgana et al.、2021; Oliveira et al.、2023; Shen et al.、2021）。したがって、個人にとって、マスクを着用していない場合でも、主要な環境大気汚染は、特に屋内では、すべてのマスクによるマスク使用率と粒子放出の影響を受けます。もちろん、マスクによる内部直接粒子放出、つまりマスクを使用している間にそのような粒子を深く吸入することが主なリスクであり、混雑した教室やショッピングモールなどでマスクが多数使用されているため、粒子濃度が増加する可能性があります。常に、フェイスマスク適用の実際の意図に応じて、リスクベネフィット分析が必要です。例えば、マスクの使用は、マスクの呼吸を含む粒子の放出が、マスクなしで呼吸することによる潜在的な粒子負荷よりも低い場合、もっともらしいかもしれません。極端な状況、つまり極端なほこりや煙などで作業する場合、マスクは確かに理にかなっていますが、これは日常生活には当てはまりません。一般の人々は、粉砕機の後ろや燃焼エリアを常に歩いているわけではありません。残念ながら、特に実際の状況では、そのようなリスクベネフィット評価は存在せず、大気汚染物質から一般の人々を保護するマスクの有効性に関する信頼できるデータが少なすぎます。PM2.5を含むユビキタス汚染物質に対するフィルターとしてのマスクの利点に関して、日常の大気汚染に対するフェイスマスクの有効性、または人々がそれらをどのように使用しているかをテストした臨床研究はほとんどありません。人々の曝露と健康状態が大きく異なるため、個々のリスクを予測することは困難です（Huang and Morawska、2019）。特に、理論上のマスク効率は現実の条件によって低下します。漏れの場合、欠陥または不適合により、マスク面積の1%に影響を及ぼし、ろ過効率は50%低下します。ギャップがマスク面積の2%の場合、効率は75%低下します（Drewnick et al.、2021）。さらに、実際のろ過効率は、外科用マスクとN95マスクでそれぞれ12.4%と46.3%の理論上の実験室ろ過効率よりも大幅に低いです（Shah et al.、2021）。細菌ろ過効率（BFE）の国内および国際規格は、EU-EN 14683やUSA-ASTM F2101などの医療用マスクに数十年前から存在しており、一般的な承認の前提条件です。N95の場合、少なくとも0.3 µmまでの微粒子の95%のろ過能力が存在する（NIOSH、2020）。したがって、上記の現実世界の条件を考慮せずにも、厳格な規範的な観点から、同じくPM2.5画分に属する0.3 µm未満の粒子のN95マスクによる有意なフィルタリングは疑わしいようです。
確かに、環境マイクロプラスチックの負担とフェイスマスクに関する現実世界のシナリオでは、多くの変数を伴う数学的な課題があります。間違いなく、多数の変数の重要性と相互作用を明らかにするために、さらなる研究が必要です。それまでは、人間の安全を確保するために、私たちの分析は、少なくとも一般の人々では、マスクの使用に注意を促す必要があります。マスクを着用するリスクは、マスクを着用しないよりも低くなければならないため、そのような保護アプローチに必要な最悪の場合の考慮事項を使用して、予備的な毒性リスク評価を確保しました（健康と消費者総局、2013年）。
4.1.3。MP（NP）の制限
医療用マスクからのMPおよびNPのリリースに関する規制基準は、これまでのところ確立されていません。
対照的に、粒子状物質による危険を減らすための世界中の主要な公衆衛生および環境団体による努力は強化されています（US EPA、2016b）。
MPは、直径に応じて、粒子> 10 µm、粒子 < 10 µm (PM10)、粒子 < 2.5 µm (PM2.5)、および超微粒子 < 0.1 µm に分類されます (Kelly and Fussell, 2012)。10 µmを超える大きな粒子は、呼吸時に上気道と衝突すると想定されていますが、PM10は細気管支に入り、PM2.5と超微粒子は肺胞を貫通することができます（Kelly and Fussell, 2012;Prata et al., 2019; Wieland et al., 2022）。MPの形は、細胞や組織との相互作用（形状特異的毒性）を変化させることによって毒性に影響を与えます（Allegri et al.、2016;Wieland et al.、2022）。さらに、微粒子の表面電荷は、その毒性（粒子ポテンシャル、結合を含む細胞および組織とのMPの静電相互作用）に影響を与える可能性があります（Peltonen and Hirvonen、2008; Silva et al.、2014; Wieland et al.、2022）。
分子のMP吸着、軟化剤の浸出、微生物は、さらに毒性を変化させることができます。MPは、吸着毒素または病原性細菌および真菌の担体として作用する可能性があり（Buzzin et al.、2022）、人間の健康に影響を与える可能性を拡大します（Sun et al.、2021; Wieland et al.、2022）。
比較的新しく現代的な環境被害であるマイクロプラスチック粒子に関しては、公式の制限はほとんど存在しません（Rahman et al.、2021）。たとえば、更新されたWHO大気質ガイドライン（AQG）は、PM2.5の年間平均濃度が5 µg/m3を超えてはならないと述べており、24時間平均曝露は1年3～4日以上15 µg/m3を超えてはならないと述べています（世界保健機関（WHO、2021）。
私たちのデータ（表2）によると、最悪のシナリオでは、マスクを着用している間、これらのしきい値が超過しているように見えます。マスク1枚あたり1時間あたり34.63 µg MP（N95）の放出が可能かもしれません（Liang et al.、2022）。適切な微粒子フィルタリング（シリコンウェーバーなど）と分析方法（例：SEM）はマスク放出粒子（Ma et al.、2021）に存在し、放出されたより小さな粒子の正確なサイズを推定するために使用できるのはこれらのみです。実際、Ma et al.は、少なくともPM2.5に相当する非常に小さな粒子が主に< 1 µmであることを検出しました（Kelly and Fussell, 2012; Ma et al., 2021）。したがって、最悪のシナリオでは、フェイスマスク、特にN95マスクを着用すると、24時間平均曝露15 µg/m3のWHO PM2.5ガイドラインを大幅に超える可能性があると想定できます（表3A）。また、5 µg/m3 PM2.5の年間平均濃度は、例えば、2020年から2023年の間に法律で施行されたマスク着用中に、多くの国でマスクを定期的および/または日常的に使用している可能性があります（COVID-19パンデミック中のフェイスカバーポリシー、2023）。ASTM規格（F1862、F2100、F2101、F2299）およびNIOSH規制（42 CFR 84）を含む既存の医療用マスク規格は、米国（米国（米国））の医療用フェイスマスクおよび外科用マスクを規制するFDAによって採用されています。食品医薬品局FDA、2023）、これらの製品に存在する可能性のあるマイクロ（ナノ）プラスチックなどの通気性のある破片を規制します。マスクと呼吸器に関するISO規格（ISO 22609、16900）、EU規格（EN 140、143、149、14683）、および中国規格（GB 19083、2626; GB/T 32610、38880; YY 0469; YY/T 0969）は、特定のタイプのマイクロプラスチック関連の危険に関連する情報を提供しません。しかし、私たちのデータによると、特にパンデミックの間、多くの日常生活や仕事において、それらは必要であるように見えました。したがって、フェイスマスクの長期使用の安全性に関するこの明らかな規制ギャップについて疑問を提起する必要があります（Han and He、2021）。
表3A。最悪の場合、マスクを着用している間、マイクロプラスチック、MP（PM2.5）の例示的な限界閾値超過。（原著参照）
凡例：MP=マイクロプラスチック、PM2.5=粒子状物質（≤2.5µm）、WHO=世界保健機関。
脚注：*831 µg/24 h（N95）と678 µm/24 h（外科）から計算（Liang et al.、2022）。粒子は、主に2.5 µm以下であると想定されています（Ma et al.、2021）。USEPA（US EPA、1989）によると、呼吸する空気は12時間で10m³と推定されています。最初の24時間の粒子放出は、N95とサージカルマスクでそれぞれ34.63 µg/hと28.25 µg/h）であると推定されています（Liang et al.、2022）。
**詳細については、議論のセクション、MP/NPの制限を参照してください。
4.1.4。MPとNPのリスク
現代社会にはますます多くの人工物が含まれるため、繊維と粒子の毒物学はますます重要になっています（Donaldson and Seaton、2012; Riediker et al.、2019）。注目すべきは、医療やインプラントの適用の過程で放出されたプラスチック粒子が、さまざまな組織で望ましくない反応を引き起こすことが何十年も前から知られているという事実です（Kisielinski et al.、2003a、2003b、2004; Klinge and Klosterhalfen、2018; Klosterhalfen et al.、2005）。しかし何よりも、マイクロプラスチックの呼吸はますます健康リスクの懸念になっています（Gasperi et al.、2018）。マスク使用後の鼻粘液で見つかったMP（Klimek et al.、2020; Ma et al.、2021）およびフェイスマスクを使用した後の子供、高齢者、またはその他の敏感な個人による喉の炎症または気道の不快感の苦情は、マスクと人工呼吸器から吸入されたかなりの量の吸入可能な破片の兆候を警告しています（Howie et al.、1986; Prata、2018）。厳格なマスク義務があり、パンデミック中に導入されてから1年後の2021年に調査された欧州市民の下気道にMPが隔離されたという非常に最近の証拠があります（Baeza-Martínez et al.、2022）。関係者は、フェイスマスクの義務が法律によって施行され、広く守られている地域から来ました（COVID-19パンデミック中のフェイスカバーポリシー、2023年）。別の科学者チームは、フェイスマスクの最も一般的な成分である主にポリプロピレンとポリエチレンを含む肺のすべての部分にマイクロプラスチック粒子（Jenner et al.、2022）を含む同様の調査期間に類似した結果を示す可能性があります（Zuri et al.、2022）。したがって、マスク着用と最近ヒトの肺で検出された大量のMPの相関関係が決定的であるように見える（Khan and Jia、2023;Klimek et al.、2020; Ma et al.、2021）。一般的に、フェイスマスクはマイクロプラスチックの吸入リスク（Khan and Jia、2023）に寄与し、したがってマスク使用者を直ちに健康リスクにさらすと結論付けることができます（Almeida and de Souza、2021; Gasperi et al.、2018; Kutralam-Muniasamy et al.、2023; Prata et al.、2020）。呼吸抵抗の増加により、マスクを着用すると鼻の空気の流れに重大な損傷を与える可能性があるという事実に特別な注意を払う必要があります（Kisielinski et al.、2021; Lee and Wang、2011）。マスクの存在により、人々は口を開けて呼吸する自然な傾向があります。つまり、鼻の気流を迂回すると呼吸抵抗が減少します（Kisielinski et al.、2021; Wyszyńska et al.、2022）。通常、自然な鼻呼吸の下で（Thomas、2013）粒子は、鼻腔からより大きな細気管支まで、サイズに依存する方法で呼吸気道にさらに上向きに沈着します。鼻は、粒子サイズと空気流量に応じて鼻腔に入る異物粒子を効果的にろ過し、粒子サイズが小さいほどろ過効率が低下します。したがって、通常、より小さな粒子（<1–3 µm）のみが肺組織の奥深くに拡散し、拡散、沈降、静電効果などの多くのメカニズムによって肺胞に沈着します。この関係（粒子サイズ-拡散と堆積の深さ）は、人間全体で一定です（Heyder et al.、1986; Thomas、2013）。ほとんどの人間は、マスクを着用している間、口腔呼吸に戻ることが多い（Kisielinski et al.、2021; Wyszyńska et al.、2022）。これにより、鼻腔のろ過を迂回して気管支や肺に直接吸入される可能性のある粒子の量とサイズが大幅に増加します（ICRP、1994）。放射性標識エアロゾルを使用したヒト研究では、科学者たちは、平均4.4 µm（範囲3.8–5.1 µm）の粒子直径について、口から呼吸するときの肺の沈着（+37%）が鼻（75%対38%）を大幅に増加させることを発見しました（Everard et al.、1993）。したがって、気道までの距離がほぼゼロであることと、口呼吸が優勢であることを考慮すると、マスクからの粒子の放出とマスク呼吸ゾーンでの出現は、マスクなしの状態（優勢な鼻呼吸）の通常の空気中の同様の粒子の存在よりも悪い（優勢な口呼吸）ように見えます。これは、積極的な喫煙と受動的な喫煙の違いに匹敵するようですが、口呼吸を介してほぼゼロの距離で粒子を直接頻繁に吸い込むため、アクティブ喫煙者のリスクが高くなります（Barnoya and Glantz、2005）。この点で、マスク呼吸ゾーン（粒子が放出された）からの（主に経口）呼吸の評価における室内空気限界値の使用は、比較に完全に適切ではないようです。注目すべきは、吸入された超微粒子が肺胞を貫通し、血流に入ることができることです（Wieland et al.、2022）。さらに、世界中で使用されているマスクの起源の証拠を持つ人間の血液中のマイクロプラスチックに関する科学的レポートが存在します（Kannan and Vimalkumar、2021;Leslie et al.、2022）。
MPへの曝露は、酸化ストレス、炎症性病変を介して毒性を引き起こす可能性があり、代謝障害、神経毒性、およびヒトの癌リスクの増加の可能性があります（Rahman et al.、2021）。
WHOによると、大気汚染（MPとNPを含む）は、非感染性疾患の2番目に高い危険因子です（世界保健機関、2019年）。
長期暴露の場合、PM2.5とPM10の両方が心血管疾患、呼吸器疾患、肺がんなど、あらゆる原因による死亡率の増加と関連しているという明確な証拠があります。そして、協会は、PM2.5の以前の2005年のWHOガイドラインの10 µg/m3曝露レベルを下回った（Chen and Hoek、2020;WHO、2005）。
さらに、空気力学的直径が10以下2.5μm（PM10、PM2.5）以下の粒子状物質への短期暴露でさえ、心血管、呼吸器、および脳血管死亡率の増加と正の相関があります（Orellano et al.、2020）。
マイクロおよびナノプラスチックの毒性効果は、免疫機能の破壊を伴う炎症（IL1-q、IL-1ß、IL-6、IL-8、IL-10の増加）酸化ストレスとアポトーシス（ROS、ERストレスの増加）、ならびに代謝恒常性障害（K+チャネルのチャネル機能の変化、小胞輸送の遮断、異性生物症、腸管機能障害、吸収障害、エネルギー代謝障害）、神経毒性（AChE活性化）、生殖毒性およびDNA損傷（DNA破壊）（Lai et al.、2022; Sangkham et al.、2022; Yee et al.、2021）が含まれます。
COVID-19パンデミックはフェイスマスクの汚染を増加させ、フェイスマスクからのナノファイバーの放出は、生殖と成長さえも阻害すると報告されています（Kwak and An、2021）。NPとMPへの曝露はまた、精細管を損傷し、精子細胞にアポトーシスを引き起こし、精子の運動性と濃度を低下させ、精子の異常の頻度を増加させます（Li et al.、2021b）。
しかし、吸入されたマスクの破片によるさらに害があります。フェイスマスクのマイクロファイバーと粒子は、有害な汚染物質の重要な手段として機能する可能性があります（Delgado-Gallardo et al.、2022; Kutralam-Muniasamy et al.、2022; Sun et al.、2021）。プラスチックには通常、原モノマーからの化学物質と、その特性を改善するためのさまざまな種類の添加剤が含まれています。MP粒子は、有毒なPAHの変換と蓄積にとって非常に重要な担体であることが示されています（参照セクションを参照）（Sun et al.、2021）。さらに、プラスチックは重金属（Delgado-Gallardo et al.、2022）や微生物（Sangkham et al.、2022）を含む周囲の化学物質（Campanale et al.、2020; Sun et al.、2021;Yee et al.、2021）からの化学物質も吸収します。さらに、マスクの上およびマスク内の微生物の増殖は科学的に証明されています（Buzzin et al.、2022; Kisielinski and Wojtasik、2022; Kisielinski et al.、2023b）。
これらすべてのメカニズムは、マスクから放出されるMPとNPの悪影響を増強することができます。
最後に、ウイルスを空気中にロードしたプラスチック粒子がウイルスの半減期を延長し、トロイの木馬効果を通じてウイルスの人間への感染を促進したため、COVID-19パンデミックを悪化させるMPとNPの重要な役割が議論されています。感染の増加、その結果、COVID-19の症例の増加は、MPとNPの認識されたソースである外科用マスクの生産と使用の増加につながります（Khan and Jia、2023）。Fögen 2022（Fögen、2022）の調査結果は、マスクの使用がCOVID-19の死亡率と致死率の増加と相関していることを示している米国のデータを使用したこれらのプロセスによるものです。この現象は、EUでSpira（Spira、2022）によって発見されたフェイスマスク関連の死亡率の上昇を説明することもできます。N95マスクによるNPとMPの呼吸過多の可能性（Chen et al.、2021; Delgado-Gallardo et al.、2022; Dissanayake et al.、2021; Li et al.、2021a; Liang et al.、2022; Liu et al.、2022b;Ma et al.、2021; Meier et al.、2022; Sullivan et al.、2021; Zuri et al.、2022）は、医療用マスクの使用中の鼻閉塞、鼻後分泌物、粘膜粘膜クリアランス機能の障害の原因である可能性があります（Cengiz and Can、2022）。したがって、粘膜の自己洗浄障害は、人口レベルでのフェイスマスクの使用の下で、感染を助発し、呼吸器感染症の減少ではなく、逆の効果を引き起こす可能性があります（Fögen、2022; Spira、2022）。それに応じて、ドイツ（Tenenbaum et al.、2022）と米国（Ma、2022）では、長期間のマスク義務が法律によって施行された（COVID-19パンデミック時のフェイスカバーポリシー、2023）でより高い呼吸器感染症率が観察されています。さらに、韓国、台湾、香港、シンガポール（Fearnley and Wu、2022）のように、マスクの使用が熱心に守られている社会でも、特にオミクロン（New COVID-19 Cases Worldwide、2023）の間に、COVID-19の発生率は急速に拡大することができました。
注目すべきは、ナノ粒子に関する問題でもあります。女性は特にNP毒性に対してより脆弱であり、これは生殖能力と胎児の発育に影響を与える可能性があります（Brohi et al.、2017）。さらに、さまざまな種類のNPは、男性の生殖細胞に悪影響を及ぼします（Brohi et al.、2017）。さらに、環境ハザードとしてのNPは、アレルギー性喘息、胸膜、間質性肺疾患、さらには肉腫を引き起こす可能性があります（Bonner、2010; Hansen et al.、2006）。
4.2。有機化合物と有機汚染物質：総VOC（TVOC）を含む一般的な揮発性有機化合物（VOC）
4.2.1。マスクからのVOC - 起源
揮発性有機化合物（VOC）は比較的小さな有機化合物で、通常5～20個の炭素原子を含み、一般的に50～200の分子量を示します。ダルトン（ローワン、2011）。フェイスマスクと一緒に、それらは残留物と見なされ、おそらくプラスチックポリマーろ過材料の製造に使用される化石燃料ベースの石油化学製品に由来します（Jin et al.、2021; Xie et al.、2021）。フェイスマスクポリマーに含まれる長鎖有機分子は、使用時にVOCを放出することができます（Hui Li et al.、2022）。フェイスマスクの内層は主にポリプロピレンとポリエチレンポリマーであるため、酸化反応により分解すると脂肪族化合物が生成されます（Hui Li et al.、2022）。研究によると、例えばポリエチレン（マスクの主な内容物の1つ）の分解は、いくつかのVOC（例えば、脂肪族化合物4-メチルヘプタン、オクタデカン、テトラコサン、2-4-ジメチルヘプト-1-エン）を放出することが示されています（Hui Li et al.、2022）。フェイスマスク繊維ポリマーの溶剤紡績プロセスは、大量の有機溶剤を使用し、例えばメタノールは、N95マスクの粒子保持フィルターとして広く使用されているセルロースアセテートおよびトリアセテート繊維の商業生産で現在使用されている主要な有機溶媒です。したがって、メタノールはN95呼吸器の総VOC排出量の52%を占めています（Chang et al.、2022）。フェイスマスクで一般的に検出される他のVOCの例は、ブテン、ペンテン、プロペン、プロペン、プロピン（Chang et al.、2022）、アクロレイン、グリオキサール、デカナル（Jin et al.、2021）、キシレン、トルエン、ベンゼン、カプロラクタム、アルデヒド（Kerkeling et al.、2021）、メチルヘプタン（Hui Li et al.、2022）です。
4.2.2.VOCs – 放出/摂取
含まれた研究の結果は、マスク呼吸ゾーンのVOC濃度がマスク内のVOC残留物のレベルと正の相関関係にあることを示しています（Jin et al.、2021）。VOCは、非常に超揮発性有機化合物（VVOC）と、異なる放出特性を持つ半揮発性有機化合物（SVOC）に分けられます（Shrubsole et al.、2019）。入手可能なデータによると、マスクを着用しながら吸入することでVOCを摂取する可能性のある量は憂慮すべきものです。マスク使用の最初の数分での総VOC放出は、最初の17分間にN95マスクの403 mg/m3の濃度まで上がる可能性があります（Kerkeling et al.、2021）。フェイスマスクの総VOC排出量は、最初の1時間で1000 µg/m3の濃度を超え、次の6時間の間に外科用マスクで平均445 µg/m3、N95呼吸器で406 µg/m3に達します（Chang et al.、2022）。子供のフェイスマスクでは、これらの値は836 µg/m3（Chang et al.、2022）でもはるかに高く、室内空気から知られている通常のレベルと比較して憂慮すべきものです。さまざまな国（ヨーロッパ、日本、オーストラリア、中国を含む）の屋内環境で観察された総VOC濃度は、平均44.3から415 µg/m3の範囲で、最大値は3.36 mg/m3です（Shrubsole et al.、2019）。興味深いことに、私たちのデータによると、N95/FFPのフェイスマスク着用は、屋内空気濃度値を971倍超える可能性があり、最大室内空気濃度と比較しても120倍になります（Kerkeling et al.、2021）。
4.2.3。VOCの制限
フェイスマスク中の化学物質残留物に関する規制基準は確立されていません（Jin et al.、2021）。しかし、消費者製品からのVOC排出は、世界中の多くの国で規制されています（Salthammer、2022; US EPA、2015a）。Oeko-TexのStandard 100のような繊維規格は、消費者の健康に害を及ぼさない繊維の生産と配送における正確な手順を定義し、VOCの制限も含まれます（Oeko-Tex® Standard 100、2023）。空気中のVOCの標準的な定義は、ヨーロッパの建物でも決定されます（Shrubsole et al.、2019）。大気質に関するガイドライン（世界保健機関、2000年）にはVOCが言及されており、WHO（世界保健機関、2010年）の追加ガイドには選択されたVOC汚染物質に関するものがあります。一部の国では、VOCの室内空気品質（IAQ）値を規制として提示しています（Tsai、2019）。欧州連合（EU）の場合、欧州共同体は0.3 mg/m3のTVOCの目標ガイドライン値を用意しており、個々のVOCはこの目標ガイドラインの10%を超えてはなりません（Fromme et al.、2019;Mølhave et al.、1997; Public Services and Procurement Canada、Government of Canada、2002; Seifert、1999; Tsai、2019; Tuomi and Vainiotalo、2016）。しかし、総VOC（TVOC）の概念は、混合物を研究する必要性から進化し、個々のVOCの合計を表すだけです（Jantunen et al.、1997）。したがって、測定としてのTVOCは、個々の化合物の性質、それらの濃度、および可能性のある毒性についてほとんど明らかにしません（Shrubsole et al.、2019）。したがって、TVOCは毒物学に基づくパラメータではなく、限られた数のスクリーニング目的にのみ適しています（Salthammer、2022）。
たとえば、総VOCのドイツの衛生的な屋内ガイド値は、健康リスクのために衛生的な観点から> 1 mg/m³を疑わしいとし、> 3 mg/m³を疑わしいとし、> 10 mg/m³を許容できないとみなしています（Umweltbundesamt、2007、Umweltbundesamt、2013）。屋内空気中のTVOCレベルは、いわゆるALARA原則（Salthammer、2022; Tuomi and Vainiotalo、2016）に準拠して、合理的に達成可能な限り低く保たれるべきであることが合意されています。マスク呼吸ゾーンからの総VOC（TVOC）の吸入は、環境説明と比較して非常に高い可能性があるという事実（Kerkeling et al.、2021）に関して、含まれた研究で文書化された最大結果とそれらの機関からの推奨事項を比較することは興味深いです（Umweltbundesamt、2007、Umweltbundesamt、2013）。不穏なことに、いくつかの含まれた研究では、TVOC濃度はすべてのN95マスクによって超過され、部分的に40倍以上（最初の17分間のN95マスクの403 mg/m3濃度）（Kerkeling et al.、2021）衛生的な空気質の許容できない制限（>10 mg/m³）（Umweltbundesamt、2007、Umweltbundesamt、2013）を超えています。0.5 mg/m3 TVOCのOeko-Tex Standard 100制限は、N95マスクを着用した最初の17分間で806倍を超える可能性があります（Kerkeling et al.、2021）。マスク着用時間が長くなると、これらの濃度は減少しますが、それでも手術用マスクの下で最初の1時間で2倍、子供のマスクの下で6時間目まで1.7倍の濃度制限を超えます（Chang et al.、2022）。
また、実験では、マスクが放出したキシレン濃度も超え（Kerkeling et al.、2021）、例えばドイツ連邦環境庁（Umweltbundesamt、2007、Umweltbundesamt、2013）に従って即時行動が必要な値を入力しました。さらに、Kerkeling et al.のデータによると、安静時にマスクを使用することにより、平均呼吸は0.236 m3で17分間（最大キシレン濃度は12 mg/m3、算術平均は529 µg/m3）（Kerkeling et al.、2021）はmg/kg（マスクの重さが4gであると仮定して計算）のキシレン濃度は、織物のOeko-Tex標準100制限値（10 mg/kg）（Oeko-Tex® Standard 100、2023）よりも平均3倍（そして最悪の場合70.8倍）高くなります。別の特定のVOC、アクロリンは、マスク着用の最初の30分間に、すべてのテストされたすべてのマスクの後ろの呼吸ゾーンで0.049μg/m3以上に増加しました。マスク（Jin et al.、2021）、EPA（US EPA、Acrolein、2003; US EPA National Center for Environmental Assessment、2003）によって設定されたアクロレイン（0.02 μg/m3）の吸入基準濃度（RfC; 顕著なリスクを生さない毎日の吸入曝露濃度）を超えています。さらに、最高レベルのアクロレイン残基（0.64 μg/マスク）を含むマスクを着用すると、マスクの呼吸ゾーンのアクロレイン濃度が0.5 μg/m3以上に上昇し、1時間RfCを上回りました（Jin et al.、2021）。さらに、N95やテキスタイルマスクを含む多様なフェイスマスクの評価で、Xieらは、すべてのマスクサンプルの73.6%が半VOCの累積発がん性リスク（CR）を計算したと報告しました（Xie et al.、2021）。
4.2.4。VOC - リスク
VOCは呼吸器刺激物であり、疑われるまたは既知の発がん物質です（Jin et al.、2021）。300 µg/m3の範囲を超える1日平均（8時間）のTVOC曝露は、急性の知覚された不快感、ならびに目および呼吸器系の一時的な刺激症状に関連しているという証拠があります（Tuomi and Vainiotalo、2016）。平均TVOC濃度が3000 µg/m3を超えると、苦情の数が増加しますが、平均濃度が25 mg/m3を超えると、目と気道の刺激症状の有病率が増加します（Tuomi and Vainiotalo、2016）。さらに、WHOによると、VOCに対して報告された健康への影響は、感覚刺激から行動、神経毒性、肝毒性、遺伝子毒性効果まで多岐にわたります（世界保健機関、2000年）。私たちの結果（TVOC、表2）（Chang et al.、2022; Hui Li et al.、2022; Jin et al.、2021; Kerkeling et al.、2021; Xie et al.、2021）によると、フェイスマスクに示されているVOCの混合物への曝露は、いわゆるシックビルディング症候群（SBS）の重要な引き金になる可能性があります（世界保健機関、2000）。SBSのような症状は、フェイスマスクの有害な影響に関する最近の包括的なレビューでマスクの使用に関連しています（Kisielinski et al.、2021、2023a）。マスク着用中にすぐに発生する症状の一部は、フェイスマスクから放出される有毒化学物質によって引き起こされる可能性があります。
WHOの論文によると、神経毒性、遺伝子毒性、発がん性はVOCにさらされてから長時間後に発現し、効果の閾値濃度がないと想定されているため、リスク推定は非常に低い濃度に拡張されます（Jantunen et al.、1997）、ALARA原則が必要です（Salthammer、2022）。
米国環境保護庁とイングランド公衆衛生局は、目や気道の刺激、アレルギーや喘息、中枢神経系の症状、肝臓や腎臓の損傷、がんのリスクなど、VOCの潜在的な健康への影響をリストアップしています（Shrubsole et al.、2019）。フェイスマスクから放出される一部のVOCは、代謝毒性特性（例えば、代謝産物の主な毒性作用を持つメタノール）を持ち、短期間の曝露はめまい、視力障害、頭痛を引き起こします（Chang et al.、2022）。残念ながら、そのようなVOCの多くのクラスに特に脆弱な学校の子供たちは（Bayati et al.、2021）は、SARS-CoV-2パンデミック（Ladhani、2022;Thomson、2022）の間、長期間にわたってフェイスマスクを着用することを義務付けられています。
4.3。特定の有機化合物：有機リン酸エステル（OPE）と有機リン酸難燃剤（OPFR）
4.3.1。マスクからのOPEとOPFR - 起源
有機リンエステル（OPE）は、酸素と共役したリン酸塩を含む有機化合物のクラスです（Yang et al.、2022）。加塑剤としてよく使用されるOPEは、マスク素材をより柔らかくし、より柔軟にするために添加されますが、有機リン難燃剤（OPFRは特別な種類のOPE）は、発火を防ぐために設計されたフェイスマスクコンポーネントへの化学添加剤です（Fernández-Arribas et al.、2021; Xie et al.、2021）。フェイスマスクは難燃性で製造されており、OPFRは通常、マスク組織製造プロセス中にそのような難燃剤として適用されます（Xie et al.、2022）。他の医療用マスクよりも多くのOPFRがN95マスクの製造に関与しています（Xie et al.、2021）。医療用マスクで検出される最も一般的なOPEは、リン酸トリエチル（TEP）、リン酸トリフェニル（TPHP）、リン酸トリ-n-ブチル（TnBP）、リン酸トリス（T-2-エチルヘキシル）リン酸（TEHP）、トリス（1,3-ジクロロ-2-プロピル）リン酸（TDClPP）、およびトリス（2-クロロイソプロピル）リン酸（TCIPP）（Fernández-Arribas et al.、2021; Xie et al.、2021）。
4.3.2。マスクからのOPEとOPFR - リリース/インテーク
マスクサンプルの最大92.5%にOPFRが含まれています（Xie et al.、2021）。KN95マスクのOPFRの総濃度の中央値は224 ng/gでした（Xie et al.、2021）。含まれた研究で分析されたすべてのマスクは、FFP3で最大27.7 µg/マスクの最大値でOPE汚染を示しました。N95マスクの最大OPE値は20.4 µg、外科用マスクの最大OPE値は0.717 µgでした（Fernández-Arribas et al.、2021）。興味深いことに、より高いOPEレベルはN95マスクで発見され、最も低い値は外科用マスクでした。Fernandes-Arribasらによると、マスク使用中の推定OPE吸入率は約10%でしたが、実験テストでは、吸入時にマスクと顔の間に存在する湿度、および夏期または運動中のより高い暴露温度（現実世界のシナリオ）を考慮していませんでした。これらの要因は、マスクからの可塑剤のより高い排出に影響を与える可能性があるため、これらの結果は、吸入できる可塑剤の実際の量を過小評価する可能性があります（Fernández-Arribas et al.、2021）。
4.3.3。OPEとOPFRの制限
フェイスマスクの有機添加物に関する特定の規制はありません（Fernández-Arribas et al.、2021）。
しかし、米国環境保護庁（USEPA）は、一部のOPEの経口基準用量（RfD）と口腔がん勾配因子（SFO）を定期的に更新しています（US EPA、2015b）。
同様に、欧州連合（EU）は、特定のOPEの危険分類と表示に関する規制と基準を導入しました（規則（EC）No 1272/2008）（規則（EC）No 1272/2008、2008）。
織物の場合、Oeko-Tex規格標準100は難燃剤含有量の制限を設定しています（Oeko-Tex®標準100、2023）。
Xie et al.とFernandes-Arribasは、フェイスマスクからOPEとOPFRSの明らかなリスクを推測していません（Fernández-Arribas et al.、2021; Xie et al.、2021）。ただし、OPE曝露は、屋内/屋外吸入、粉塵摂取、皮膚吸収、食事摂取などの他の経路でも発生することに注意することが重要です。これらすべての曝露の合計（マスクの使用を含む）は、値を確立された安全制限に近づける（またはそれ以上）可能性があります（Fernández-Arribas et al.、2021）。
4.3.4。OPEとOPFR-リスク
OPEは喘息やアレルギーに関連しており、一部は癌のリスクを秘めています（US EPA、2015b）。
OPFRSとOPEは、主に人体でジアルおよびジアルキルリン酸エステル（DAP）に代謝され（Yang et al.、2022）、不妊症、DNA酸化ストレス、腎臓病、妊婦の場合、うつ病、注意力障害、子孫からの離脱を含む行動発達障害を含むDAPに関連する多くの健康リスクが報告されています（Yang et al.、2022）。トリ-n-ブチルリン酸（TnBP）などの特別なOPEは、内分泌および生殖機能および神経系の発達を混乱させることが観察されています（He et al.、2020）。疫学研究では、トリス(1,3-ジクロロ-2-プロピル)リン酸（TDClPP）への曝露が精液の質の低下と関連していると報告されています（He et al.、2020）。したがって、Fernandez-Arribasらは、OPEへの暴露を検討する際に、N95マスクが最も推奨されないことを示唆しています（Fernández-Arribas et al.、2021）。
4.4。特定の有機化合物：UVフィルター
4.4.1。マスクのUVフィルター - 起源
有機UVフィルターは、その化学構造により、高度な共役によって紫外線を吸収できる化学物質のグループです（Huang et al.、2021b）。UVフィルターは、日焼け止め製品の成分であるだけでなく、プラスチック、テキスタイル、フェイスマスクなどの他の製品にも広く使用されており、紫外線による光分解から保護します（Huang et al.、2021b）。フェイスマスクで検出されたいくつかの単純な一般的なUVフィルターの例は、ベンゾチアゾール、オキシベンゾン、オクトクリレン、ベンゾフェノン、オクチルサリチル酸、オクチルメトキシシンナメート、オクトクリレンです（Xie et al.、2021）。
4.4.2.マスクからのUVフィルター-リリース/インテーク
UVフィルターは、SVOC曝露の40%（平均値）を占め、マスクサンプルの96.2%で検出されています（Xie et al.、2021）。UVフィルターの含有量については、異なるタイプのマスク間で有意差は見つからなかった（Xie et al.、2021）。含まれた研究（Xie et al.、2021）のデータで計算された多様なマスクのUVフィルターの総レベルの中央値は、マスクあたり約3.43 µg（平均マスク重量3.15 g）であり、フェイスマスクからのUVフィルターの1日の曝露量の中央値は0.99 ng/kg体重/日（Xie et al.、2021）です。
4.4.3。UVフィルターの制限
フェイスマスク中の化学物質残留物に対する規制基準は確立されていませんが、世界中で合計45の有機UVフィルターは、2から20%の範囲の制限で化粧品添加物としてのみ許可されています（Huang et al.、2021b）。織物の場合、Oeko-Tex規格標準100はUVフィルター含有量の制限も0.1%（Oeko-Tex®標準100、2023）に設定しています。中国東部からの室内粉塵サンプルでは、4つのUVフィルターの総濃度は66.6から56,123 ng/gの範囲でした（Huang et al.、2021b）。
含まれた研究（表2）（Xie et al.、2021）からのフェイスマスクのUVフィルター濃度に関しては、マスク着用中の曝露は、室内粉塵（Huang et al.、2021b）などの他の高曝露源よりも有意に高くないようです。しかし、マスクのUVフィルターの最大濃度は約3.43 µg/g（Xie et al.、2021）は、特に0.1%未満のOeko-Tex制限に関して、批判的に検討する必要があります（Oeko-Tex® Standard 100、2023）。さらに、マスクがマスク組織自体に由来する多くのマイクロプラスチックを吸入するリスクがあるという事実に関して（室内空気と比較して吸入されるマイクロプラスチック粒子の37倍の増加、上記のマイクロプラスチックセクションと表2、図3を参照してください）、フェイスマスクは間違いなくUVフィルターへの毎日の総曝露を拡大することができます。
4.4.4。UVフィルター–リスク
親油性が高いUVフィルターは、皮膚吸収、経口摂取、または脂肪組織への吸入後に蓄積する傾向があります（Huang et al.、2021b）。研究から、UVフィルターは胎盤、ヒト胚、ヒト精子に悪影響を及ぼす潜在的な内分泌破壊を秘めていることが知られています。可能性のある毒性影響には男性の不妊症が含まれ、UVフィルターのスルホン化合物は、DNAアルキル化剤（ミュータンス）および遺伝子毒性剤として作用することが報告されています（Jesus et al.、2022）。さらに、有機UVフィルターと酸化ストレス、糖尿病、変形性関節症、呼吸器/アレルギー疾患、乳がん、多嚢胞性卵巣症候群、思春期の男の子のテストステロン低下、健康な女性や妊婦のエストラジオール、卵胞刺激ホルモン、黄体形成ホルモンの低下などのいくつかの病気を含む肥満が関連しているという報告があります（Huang et al.、2021b）。
4.5。特定の有機化合物：フタル酸とフタル酸エステル（PAE）
4.5.1。マスクからのフタル酸とPAE - 起源
フタル酸とフタル酸エステル（PAE）は低分子量有機化合物であり、一般的に可塑剤として使用され、マスクのプラスチック材料に柔らかさ、柔軟性、耐久性を与えるために添加されます（Jin et al.、2021; Min et al.、2021; Zuri et al.、2022）。
4.5.2。マスクからのフタル酸とPAE - 放出/摂取
PAEはポリマーに共有結合しておらず、水素結合またはファンデルワールス力によってプラスチックマトリックスと結合するだけであるため、PAEはマスクの材料から簡単に漏れる可能性があります（Min et al.、2021）。興味深いことに、外科用マスクはN95マスクよりも高いレベルと放出に関与しています。
Xie et al., 2022は、フタル酸の総濃度を最大37.7 µg /gまで測定し、マスクに191.64 µgに貢献しました（Xie et al.、2022）。Minらは分析研究で、フタル酸ジヘキシル（DHXP）などのいくつかのPAEが0.9μg/g/gまたは200μg/m2を超えることを発見しました（Min et al.、2021）。検出された最も頻繁なフタル酸エステルは、DEXP、DEHP、DAP、BBPでした（Min et al.、2021）。
Vimalkumarらのデータに基づく計算によると。（表1）、テキスタイルマスクの既知のPAEの最大レベルは、DEPで5.85 µg、di-iso-ブチルフタル酸（DiBP）で6.325 µg、DBPで5.025 µg、DEHPで19.175 µg、フタル酸ベンジル酸ブチル（BBzP）で13.75 µgでした（Vimalkumar et al.、2022）。
4.5.3。フタル酸とPAEの制限
フェイスマスク中のフタル酸とPAESに関する規制は存在しません（Fernández-Arribas et al., 2021; Jin et al., 2021; Liu et al., 2022a; Min et al., 2021; Wang et al., 2022; Xie et al., 2021, Xie et al., 2022; Zuri et al., 2022)。EUは、フタル酸塩含有量が材料の重量で0.1%を超える商品（DEHP、DBP、BBP、DiBPの合計）の配置を禁止しています（委員会規則EU No.126/2013、2013）。いくつかの含まれた研究は、マスクのこの制限を超える可能性があると指摘しています（Min et al.、2021; Vimalkumar et al.、2022; Xie et al.、2022; Zuri et al.、2022）。したがって、Zuri et al.、2022は、フタル酸の総濃度がFFP（N95）で35 µg/マスク、外科用マスクで25.3 µg/マスクであることを発見しました（Zuri et al.、2022）。
Xie et al.、2022による分析研究では、50のマスクサンプルを持つ不織布マスクのフタル酸の総濃度は、累積リスク計算で潜在的な発がん性リスクを示しました（Xie et al.、2022）。前述の研究におけるDEHPの最大使い捨てテキスタイルマスク濃度（36.73 µg/g）は、Oeko-Tex Standard 100（重量の0.01%）によって確立されたフタル酸/可塑剤の閾値制限を367倍超えます。 N95マスク（6.3 µg/g）の場合、超過は63倍になります（Oeko-Tex® Standard 100、2023; Xie et al.、2022）。
4.5.4。フタル酸とPAE - リスク
フタル酸への曝露は、喘息、肥満、生殖発達障害、内分泌かく乱、および不妊症に関連しています（Jin et al.、2021; Wang and Qian、2021）。さらに、フタル酸とPAEは、人間のホルモンバランスと発達に悪影響を及ぼす可能性のある内分泌かく乱物質として知られており、発がん性もあります（Min et al.、2021; Wang and Qian、2021）。したがって、PAEも発がん性、催奇形性、変異原性である「3つの原因」物質に属します（Zuri et al.、2022）。
驚くべきことに、既知のアンドロゲン拮抗薬であり、男性の生殖機能と発がん性に永続的な影響を与えることが示されているDEHPは、Jin et al（Jin et al.、2021）によって1450 ng/マスクの濃度でテストされたマスクサンプルの3分の1で検出されました。フタル酸は、内分泌を乱す化学物質として、生殖、神経、発達系に有害であり、子供は成人よりも曝露レベルが高く、フタル酸塩に対してより脆弱です（Wang and Qian、2021）。
4.6。特定の有機化合物：多環芳香族炭化水素（PAH）
4.6.1。マスクからのPAH - 起源
多環芳香族炭化水素（PAH）は、2つ以上の融合芳香族炭化水素環を含む危険な有機物質のクラスに属します（Sun et al.、2021）。一般的に、PAHは意図的にマスクに添加されるのではなく、可塑剤やフィラーとして一般的に使用される原材料に存在します（Xie et al.、2021）。したがって、PAHは石油由来の材料から製造されたプラスチック製品に遍在しており、フェイスマスクなどのポリマーベースのプラスチックにとどまる可能性があります（Jin et al.、2021）。
フェイスマスクに含まれるPAHの例は、ナフタレン、フッ素、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、ピレン、ベンゾアントラセン、クリセン、ベンゾ（a）ピレン（Xie et al.、2021）です。
4.6.2。マスクからのPAH - 放出/摂取
Xieらの分析研究では、マスクサンプルの90.6%でPAHを検出しました（Xie et al.、2021）。ナフタレンは、マスク媒介のPAH（5296 ng/外科用マスク）が最も豊富で、総PAHレベルの80%以上を占めています（5563 ng/外科用マスク）（Jin et al.、2021）。
4.6.3。PAHの制限
すでに2011年に、労働安全衛生局（OSHA）は、2011年に空気中のPAHの8時間加重平均（TWA）制限を0.2 mg/m3に設定しました（多環芳香族炭化水素（PAH）、2021）。ECHA CMRD指令2004/37/ECは、発がん性であるいくつかのPAHへの曝露を可能な限り制限するためのアドバイスをリストアップし、アドバイスしています（指令、2004/37/EC、2004）。
ただし、Oeko-Tex規格では、プラスチックおよび合成繊維を使用した繊維で最大10 mg/kgのPAHが許可されています（Oeko-Tex® Standard 100、2023）。
4.6.4。PAHs - リスク
PAHに関しては、SARS-CoV-2-パンデミックの間、人口のほぼすべての部分による世界中で前例のないフェイスマスクの使用（人口レベルでの長期暴露）（COVID-19パンデミック中のフェイスマスクポリシー、2023年）は、健康リスクをもたらす可能性があります。
PAHは、「3つの原因」物質（発がん性、催奇形性、変異原性）の典型的なクラスです。分子構造の環の数が増えるにつれて、PAHの毒性は強くなります（Sun et al.、2021）。発がん性および催奇形性、遺伝子毒性、生殖および内分泌破壊効果、免疫毒性および神経毒性を含むPAHの副作用に関する証拠が存在する（Sun et al.、2021）。
ベンゾ[a]ピレンは、タバコの煙によって引き起こされる肺がんの主な原因となる、よく知られており、広範囲に研究されている発がん物質です。また、ベンゾ[a]ピレンを含むすす刺激に起因する精巣膜の腫瘍である煙突掃除がんの主な原因でもあります（Bukowska et al.、2022; Sun et al.、2021）。したがって、Xie et al.は、乳児用マスクでさえ、かなりの濃度でベンゾ[a]ピレンを数回検出したことは注目に値します（Xie et al.、2021）。Xieらは、テストされたマスクの70%以上が「発がん性リスクの安全レベルを超えている」とまとめた。
4.7。特定の有機化合物：ペルフルオロアルキルおよびポリフルオロアルキル物質（PFAS）
4.7.1。マスクからのPFAS - 起源
ポリフルオロアルキルおよびペルフルオロアルキル物質（PFAS）は、高フッ素化有機化合物のファミリーです（Sunderland et al.、2019）。フェイスマスクは、粒子や病原体（細菌、真菌）の吸入を防ぐだけでなく、液体（例えば、身体）を撃退するように設計されています。多くの撥水織物では、忌避係数は、特殊機器のコンポーネントでもあるPFASの潜在的な存在を示しています（Muensterman et al.、2022;Sunderland et al.、2019）。さらに、フェイスマスクの豊富さは、製造に使用されるPFASの影響を受けた水や、機械の維持または操作に使用されるコンポーネントのPFASなどのソースに由来する可能性があります。炭素-フッ素結合（非常に強い）は、他の特殊な化学的性質とともに、多くのPFASが環境条件下で著しく分解されないという事実の原因です（Sunderland et al.、2019）。
4.7.2。マスクからのPFAS - リリース/摂取
マスクの不揮発性PFASのうち、ペルフルオロアルキルカルボキシル酸塩（PFCA）が最も豊富で、続いてフルオロテロマーベースのPFASとペルフルオロアルキルスルホン酸塩（PFSA）（Muensterman et al.、2022）が続いた。不揮発性PFASはすべてのフェイスマスクで発見され、評価された9つのフェイスマスクのうち5つ（55.5%）で揮発性PFASが見つかりました（Muensterman et al.、2022）。総フッ素は、ほとんどのフェイスマスクで定量化可能で、40,000 nmol F/cm2の範囲でした。合計されたPFAS濃度は最大2900 µg/m2の範囲でした（Muensterman et al.、2022）。人間の曝露の推定では、高レベルのPFASで治療されたマスクを着用して長期間にわたって曝露の顕著な原因になる可能性があります。高い身体活動は、摂取および皮膚曝露経路の合計よりも70%（子供）、700%（女性）、および400%（男性）の吸入曝露推定値を増加させました（Muensterman et al.、2022）。
4.7.3。PFASの制限
フェイスマスクのPFASの規制基準は確立されていません。私たちの計算は、マスクのPFAS濃度の不穏な値を示しています。対照的に、米国環境保護庁（EPA）は、飲料水中の個々のPFASの制限を、濃度が1兆分の1（10-12）で可能な限りゼロに近づけることを望んでいます。PFOAの場合は0.004 ppt、PFOSの場合は0.02 ppt（米国EPA、2020年）。同様に、欧州委員会は長期的にすべてのPFASを禁止することを目指していますが、2021年1月に発効した飲料水指令には、すべてのPFASに0.5 µg/lの制限が含まれています（人間の消費を目的とした水質に関する指令（EU）2020/2184）（指令（EU）2020/2184、2020;パーおよびポリフルオロアルキル物質PFAS-ECHA、2023）。驚くべきことに、Muensterman et al.は、中程度の身体活動レベルでPFASが豊富なマスクを着用した子供の吸入による曝露を7.04 µg/kg体重/日と推定し、デンマーク環境省のデータ（Kjølholt et al.、2015; Muensterman et al.、2022）のデータに基づいて、6:2フルオロテロマーアルコール（FTOH）の基準用量を1日あたり5 µg/kg体重を超えています。さらに、布製マスクの平均重量が2.5g、外科用マスクの平均重量が2.5g（Fernández-Arribas et al.、2021;Xie et al.、2022）、平均マスク表面が0.023 m2（Rengasamy et al.、2009）で計算すると、マスクPFAS含有量はOeko-Texノルム濃度250 µg/kg（Oeko-Tex® Standard 100、2023）を超えます。サージカルマスクでは1.4倍（352.7 µg/kg）、布マスクは33.5（8372 µg/kg）の係数（Muensterman et al.、2022）。
4.7.4。PFAS – リスク
PFASの場合、がんリスクの増加の証拠が存在する（Sunderland et al.、2019）。また、糖尿病、太りすぎ、肥満、心臓病などの代謝性疾患と同様に、PFAS曝露に関連する免疫抑制と感染感受性の増加を示す確かなデータもあります（Sunderland et al.、2019）。また、妊婦に関しては、注意欠陥多動性障害（ADHD）や小児期の乱れた行動、IQ低下などの神経心理学的機能など、PFASの子孫に対する神経発達的影響があります（Sunderland et al.、2019）。これらのリスクは、EPAがPFASの制限をできるだけゼロに近づけたい理由を説明しています（US EPA、2020）。
4.8。TiO2を含む微量元素と（重い）金属
4.8.1。マスクからの微量元素と重金属 - 起源
特に、外科用マスクとKN95マスクの両方は、さまざまな化学プロセスによって合成される合成熱可塑性カーボンポリマーで構成されており、さまざまな重金属触媒（Sb、Ti、Zr、Sn）が必要です（Bussan et al.、2022）。
さらに、触媒機能に加えて、金属と重金属は、難燃剤（SbおよびAl）、顔料（Pb、Cd、Cr、Cu）、安定剤（PbおよびCd）などのポリマー製造の他のいくつかの段階に関与しています（Bussan et al.、2022）。一部のマスクには、繊維内に意図的に二酸化チタンのナノ粒子が結合されており、この化合物は抗菌特性を示すため（Delgado-Gallardo et al.、2022）。さらに、TiO2粒子は、白色着色剤またはマット剤として、または紫外線によるポリマーの分解を低減する耐久性を確保するために適用されます（Verleysen et al.、2022）。さらに、ポリマーマトリックスに組み込まれたCuナノ粒子は、抗菌特性を持つポリマーナノコンポジットを開発するために使用されます（Bussan et al.、2022）。さらに、フェイスマスクはいくつかのフィルター層とノーズワイヤーの金属フレームで製造されているため、検出された微量元素と重金属の一部は、ステンレス鋼製のノーズワイヤーに由来する可能性があります。ステンレス鋼は亜鉛メッキによって製造され、例えば亜鉛メッキ鋼に使用される亜鉛、および微量の鉛が汚染する可能性があります（Hui Li et al.、2022）。しかし、環境から蓄積された金属、マスクに塗布された染料などの添加剤からの金属、および粒子状または非粒子状の他の供給源からの金属も、マスクサンプルで検出されると想定されています（Meier et al.、2022）。
4.8.2。マスクからの微量元素と重金属 - 放出/摂取
マスク中の微量元素と重金属は、湿った息と唾液を介してマスク着用者に到達する可能性があります。汚染されたマスクを広範囲に使用する人や、マスク素材を噛んだり遊んだりする可能性のある子供に曝露が発生する可能性があります。また、人間の唾液には、金属浸出を促進する可能性のある多数の酵素が含まれていることを指摘することも重要です（Bussan et al.、2022）。
彼らの唾液実験で、Bussanらは、微量元素がそれらを含むマスクから浸出する可能性が高いことを示すことができました。具体的には、生理食塩水に6時間さらされると、Pbは60%近く浸出しました（Bussan et al.、2022）。
適切に、他の毒素の放出に加えて、Liらは、外科用マスクにCd、Cr、Pbなどのいくつかの種類の潜在的に有毒な金属が含まれていることを証明し、次の濃度の順序でそれらを浸出しました：Pb > Cr > Cd（Hui Li et al.、2022）。
Verleysenらは、実験研究で、再利用可能なテキスタイルマスクあたり最大152,345μgのTiO2総質量を記述しました（Verleysen et al.、2022）。吸入可能な繊維表面の推定TiO2質量は17から4394μgの範囲であり、フェイスマスクが集中的に着用されるシナリオで吸入によるTiO2への許容暴露レベルの1220倍（Verelysenらによって計算された3.6μg）を体系的に超えました（Verleysen et al.、2022）。
4.8.3。微量元素と重金属の制限
私たちの知る限り、微量元素や重金属に関するフェイスマスクの基準は存在しません。Oeko-TexのStandard 100などの繊維規格は、消費者の健康に害を及ぼさない繊維の毒素の含有量を定義し、微量元素と金属の制限も含まれます（Oeko-Tex® Standard 100、2023）。Sullivanらのデータに基づく計算によると。（表1）、Oeko-Tex標準によって設定されたこれらのしきい値は、Pb、Cd、Sbの最悪のシナリオでそれぞれ3.4、1.92、1.31の係数を超えます（Oeko-Tex® Standard 100、2023; Sullivan et al.、2021）。
同様に、Bussanらのデータによる計算では、Pb（外科）、Cu（外科）、およびSb（KN95）の限界値がそれぞれ66.5、8.2、および3の係数を超えていることも示されました（Bussan et al.、2022; Oeko-Tex® Standard 100、2023）。また、Z. LiuらがCd、Pb、Coについて報告した最大結果に関しては、Oeko-Tex Standard 100レベルはそれぞれ2.2倍、1.1倍、1.3倍になります（Liu et al.、2022b; Oeko-Tex® Standard 100、2023）。
4.8.4。微量元素と重金属 - リスク
重金属は、神経障害や筋肉疾患など、特定の金属とその濃度に応じて、いくつかの異なる効果をもたらす可能性があります（Delgado-Gallardo et al.、2022）。TiO2-ナノ粒子は酸化ストレスを引き起こし、遺伝子毒性効果をもたらす可能性があります（Delgado-Gallardo et al.、2022）。さらに、TiO2は吸入するとヒト発がん物質の疑いがあります（Verleysen et al.、2022）。同様に、Cd、Co、Cr、Pbの摂取は、子供と成人の両方に潜在的な発がん性リスクがあると報告されています（Liu et al.、2022b）。Pbへの曝露が少ない場合でも、神経学的損傷を引き起こし、胎児の発育に有害になる可能性があります（Sullivan et al.、2021）。吸入および摂取されたPbは、重度の脳損傷、生殖器系の損傷、およびより高い濃度で死亡を引き起こす可能性があります（Bussan et al.、2022）。Sbは発がん性のある可能性があり、塵肺、慢性気管支炎、慢性肺気腫、胸膜癒着、呼吸器刺激を引き起こす可能性があります（Bussan et al.、2022）。このように、Cr、Ni、Coに対する接触アレルギーは最も一般的な金属アレルギーであり、成人一般人口の約1～3%が影響を受けます（Liu et al.、2022b）。さらに、複数の金属と金属の相互作用、例えばCd、Cu、Ni、およびZnは、混合物の毒性を高める可能性があります（Liu et al.、2022b）。
4.9。科学と監督当局への影響
パンデミックのずっと前に、マスクは、人間を保護するために医療と医療（特に手術、外科用マスク）、および一部の製造業（主にFFP2とFFP3、N95）の両方で導入されました（Belkin、1997; Hodous and Coffey、1994; Kisielinski et al.、2021; Lee et al.、2008; Matuschek et al.、2020）、感染または汚染を防止または最小化することを目指していました（Gralton and McLaws、2010; Kisielinski et al.、2021; Kisielinski et al.、2023a; Lee et al.、2008; Liu et al.、2023; Loeb et al.、2009;Ntlailane and Wichmann、2019; Qian et al.、1998;Rengasamy et al.、2009; Samaranayake et al.、2020; Smith et al.、2016; Willeke et al., 1996)。これは一次予防によるものですが、二次予防または三次予防としてマスクを使用することもあります。これらの適応症には、例えば、次のような望ましい保護効果が含まれます。1）吸入（自己保護）からの労働者、2）細菌を含んだ外科医の呼吸/エアロゾルからの傷（ソースコントロール）、3）結核などの伝染患者からの環境（ソースコントロール）、4）伝染患者からのエアロゾルからの個人と医療スタッフ（自己保護）。それにもかかわらず、医療現場でのフェイスマスクの実際の有効性は、2020年以前からずっと議論の余地があり（Vincent and Edwards、2016）、手術室での彼らの役割でさえ議論の余地があります（Burdick and Maibach、2021）。人口にマスクの使用を要求するリスクと利点は、エビデンスに基づく医学に従って倫理的および医学的観点から評価されなければなりません（Kisielinski et al.、2021、2023a; Sandlund et al.、2023; WHO、2001; World Medical Association、2013）。マスクを要求するには、実際の副作用とリスクは、マスクを着用しないリスクよりも低くなければなりません。臨床試験に基づくゴールドスタンダードのコクラン評価では、ウイルス性呼吸器感染症の予防に有効性の実質的な証拠は見つからなかった（Jefferson et al.、2023）。それに応じて、最近の研究の系統的レビューでは、COVID-19から自分自身または周囲の人々を守るために、子供をマスクすることの利点の証拠を見つけることができませんでした（Sandlund et al.、2023）。そして、3209人の参加者を対象とした最近の横断的研究では、いくつかの混乱の可能性はありますが、マスク着用がCOVID-19感染のリスクの増加（+33%から+40%）に関連していることさえわかっています（Elgersma et al.、2023）。
現在、フェイスマスクの品質管理は、ASTM F2101およびEN 14683（Forouzandeh et al., 2021; Rengasamy et al., 2009)、BS EN 14683:2019（Jin et al.、2021）および微生物集団、例えば、ISO 11737–1（Jin et al.、2021）などのろ過効率に焦点を当てていますが、それらに含まれる有害化学物質のレベルには対処していません。私たちのスコープレビューでは、フェイスマスクに含まれるいくつかの有害成分の繰り返しの検出と、WHO、EPA、欧州連合（EU）、およびドイツ連邦環境庁の制度的制限しきい値を超える懸念の計算された排出量と内容が明らかになったため、この事実を再考する必要があります（表3A、表3B、表3Cを参照）。さらに、マスクには、健康維持Oeko-Tex Standard 100ラベルが許可するよりも、特定の物質の含有量が高い。したがって、一部のマスクと個々のマスク着用条件（皮膚接触、ほぼゼロ距離での吸入、経口摂取）に対する健康上の懸念を除外することはできません。この点で、マスクを着用すると、多くの環境源よりも曝露のリスクが高くなります。したがって、マスクの個々の毒素に対する特別でカスタマイズされたリスク評価が必要であるようです。マスクに含まれる毒素の証拠は、特に人口の多様な感受性のある部分（子供、妊婦、青少年など）による世界的な使用を考えると、厄介なものです。
この文脈では、子供は保護/結合経路の発達が低いため、負の環境要因に対する感受性が高い小さな成人であるだけでなく、妊婦とともに毒素に対する感受性が高い特別なサブグループを形成することも考慮する必要があります（Faustman et al.、2000）。曝露基準は、子供のリスクの予測に関連する情報に基づいているべきであり、発達とともに発生するそのようなトキソキネティックの違いを考慮する必要があります。レビューされた研究の一部の著者は、マスクを着用している子供のVOC、フタル酸エステル、PFASの許容できない毒素レベルを報告しています（Chang et al.、2022;Muensterman et al.、2022; Xie et al.、2021、2022）。これらの有毒物質には、催奇形性、変異原性、発がん性があります。私たちは、フェイスマスクの毒素から子供たちを守るための行動が緊急に必要であると信じています。SARS-CoV-2感染による重症または致死性疾患のリスクが最も低いにもかかわらず（Bagus et al.、2021; Pezzullo et al.、2023; Sorg et al.、2022）、パンデミック中の決定的な形成年の間に、子供たちは彼らの生活に最も不均衡な混乱に耐えてきました（Ladhani、2022）。興味深いことに、研究の系統的レビューでは、COVID-19から自分自身または周囲の人々を保護するために、子供をマスクすることの利点の証拠を見つけることができませんでした（Sandlund et al.、2023）。毒物学的リスクは、マスクの生理学的、心理的、社会学的影響によって悪化します。実際には、マスクは、特に妊婦、子供、青年、高齢者や体調不良者（Ahmad et al.、2001; Kisielinski et al.、2021、2023a; Ryu and Kim、2023; Sukul et al.、2022; Walach et al.、2022）にさまざまなリスクをもたらすという強力な証拠があります。それらは、生理学（Al-Allaff et al.、2021;Kisielinski et al.、2021、2023a; Law et al.、2021; Patel et al.、2023; Sukul et al.、2022; Vakharia et al.、2021）、心理学、そして最も明らかに、社会的相互作用（Carbon et al.、2022;GOV.UK、2022; Grundmann et al.、2021; Kisielinski et al.、2021; Mathis、2023;McKenna et al., 2022; Pavlova et al., 2023; Proverbio and Cerri, 2022; Schönweitz et al., 2022;Sönnichsen et al., 2022; Truong et al., 2021; Villani et al., 2022).
小児期の発達への影響は特に懸念されています。それらは、特に子供たちにとって学習を妨げます（Carbon、2020; Carbon et al.、2022; Kisielinski et al.、2023a; Ladhani、2022; Schwarz et al.、2021; Sezer et al.、2023; Shobako、2022; Thomson、2022; Walach et al.、2022）。これらの副作用は最近、いわゆるマスク誘発性疲労症候群MIESとして要約されています（Kisielinski et al.、2021、2023a; Sukul et al.、2022）。興味深いことに、一部の著者（Elgersma et al.、2023; Fögen、2022; Spira、2022）は、マスク着用コホート（Fögen、2022; Spira、2022）でSARS-CoV-2感染率と死亡率が有意に高いことを発見しました。しかし、私たちが発見したデータによると、長時間のマスク着用により、健康な子供や早寿に追加の毒素依存性発育リスクがある可能性があります。
研究者は、特別なマスクの状況も、室内空気や製品基準に単純に頼らずに異なる評価を必要とすることを計算で示しました (Jin et al., 2021; Verleysen et al., 2022; Xie et al., 2021)。
含まれた24のフェイスマスク研究のうち15（63%）は、無生物毒素の濃度が高濃度または過剰であることが示されました（制度的および組織的制限）（表3A、表3B、表3C）。そのうち、MPとNPに関する5つの研究では、外科用マスクとN95マスクの両方を超える可能性があり（Li et al.、2021a; Liang et al.、2022; Ma et al.、2021; Meier et al.、2022; Zuri et al.、2022）が非常に高かったレベル（表3A）。6つの論文は、TVOC、VOC、フタル酸エステル、アクロレイン、DEHP、およびPFAを含む有機化合物（表3B）の制度的および組織的な制限を超えるレベル（繊維、外科用およびN95マスク）を示しました（Chang et al.、2022; Jin et al.、2021;Kerkeling et al.、2021; Liu et al.、2022b; Muensterman et al.、2022; Xie et al.、2021、2022）。
表3B。マスクを着用している最悪シナリオで、有機化合物の例示的な限界閾値超過（原著参照）
凡例：AgBB= Auschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten（建築製品の健康評価委員会、ドイツ連邦環境庁）、DEHP=ジ(2-エチルヘキシル)フタル酸エステル、FTOH= 6:2フルオロテロマーアルコール、kg-bw=体重当たりキログラム、PFAS=ポリおよびパーフルオロアルキル物質、SVOC=半揮発性有機化合物、TVOC=総揮発性有機化合物、米国EPA=米国環境保護庁、VOC=揮発性有機化合物。
脚注：
*必要に応じて、N95呼吸器の表面積は175 cm2（0.0175 m2）（Roberge et al.、2010）、外科用/テキスタイルマスクの表面積は230 cm2（0.023 m2）（Rengasamy et al.、2009）にユニットを変換する必要がありました。研究で与えられていない場合、平均重量は布マスクで2.5g（Xie et al.、2021、2022）、外科用マスクで3g、N95マスクで4gに設定されました（Fernández-Arribas et al.、2021）。USEPA（US EPA、1989）によると、呼吸する空気は12時間で10m³と推定されました。ご注意：最初の数時間のVOCの放出は指数関数的に減少することが知られています（Chang et al.、2022）。
**詳細については、議論のセクション、VOC、PFAS、フタル酸エステルの制限を参照してください。
表3Cからわかるように、4つの研究では、繊維、外科用、N95マスク（Bussan et al.、2022; Liu et al.、2022b; Sullivan et al.、2021; Verleysen et al.、2022）のPb、Cd、Co、Cu、Sb、TiO25を含む微量元素と重金属の過剰が明らかになりました。
表3C。マスクを着用している最悪シナリオで、無機毒素と化合物の例示的な限界閾値超過。（原著参照）
凡例：Cd=カドミウン、Co=コバルト、Cu=銅、Pb=プラム（鉛）、Sb=スチビウム（アンチモン）、TiO2=二酸化チタン。
脚注：*研究で与えられていない場合、平均重量は布製マスク（Xie et al.、2021、2022）で2.5g、外科用マスクで3g、N95マスクで4gに設定されました（Fernández-Arribas et al.、2021）。
**詳細については、微量元素と重金属の制限に関するディスカッションセクションを参照してください。
図4のチャートは、さまざまなマスクタイプにおける限界しきい値の超過の違いを示しており、毒素クラス（マイクロプラスチック、有機および無機毒素）ごとに分類された研究です。有機毒素に関しては、N95と高い限界値を超えるテキスタイルマスクが顕著ですが、マイクロプラスチックの場合、N95は外科用マスクよりも高い超過の原因であるようです。無機毒素の場合、テキスタイルマスクとサージカルマスクが主な供給源のようです。しかし、これらの傾向を明らかにするには、より多くの研究が必要です。
図。4.毒素クラスごとに分解された、異なるマスクタイプと研究の計算された超過係数の比較。限界値超過の大きな差によるy軸の対数スケール。限界値の参照と値は、表3A、B、C、および研究、計算、および評価された物質に関する詳細に記載されています。
図5は、限界値を超える原因となる可能性のある有毒物質とクラスを要約し、その結果、潜在的な寿命を短縮する効果をもたらします。
図。5.表3A、3B、および3Cに示すように、マスク着用者の潜在的な毒性の原因となり、最悪の場合、寿命の短縮に寄与する可能性のある有毒物質とクラスの概要。
さらに、報告されたすべての化学物質は、マスク呼吸ゾーン（マスクデッドスペース）で、互いに、および人間の代謝（Zannoni et al.、2022）から生じる呼気化合物との化学反応の可能性があります。例えば酸化。このため、マスク呼吸ゾーンは気道の入り口で「化学反応器」として機能する可能性があります。この現象は、人間の健康に対する新しい種類の脅威を伴うさらなる有毒化合物につながる可能性があります。マスクのデッドスペースは、温度が高いだけでなく、湿度が高く（Kisielinski et al.、2021）多くの化学反応を促進することを考慮する必要があります。毒素の混合物から生じる毒性効果を増幅する追加の可能性があることは言及すべきではありません。
マスクの使用は、閾値を超えなくても、気道、肺、および化学物質、重金属、マイクロおよびナノプラスチックによる臓器への負荷をさらに増加させる可能性があります。そして、いくつかの有毒化合物への屋内空気への露出（例：パンデミック中にWHOによって推奨された）（世界保健機関（WHO）、2020）の屋内使用に関する累積的な効果がある可能性があります。VOCs、MPs、NPs）は、それ自体が屋外よりも高い（Kerkeling et al.、2021）。いくつかの物質は超微細です（例：TiO2、NPs）および別のリスクおよび毒性学的評価が必要です（Bonner、2010; Brohi et al.、2017; Ma et al.、2021; Verleysen et al.、2022）。興味深いことに、フェイスマスクにはこれまでのところ毒物学の規制はありません。
SARS-CoV-2パンデミックの間、ウイルス感染に対するフェイスマスクの有効性を支持する広範な説明にもかかわらず（Kisielinski et al.、2023a）、最高のエビデンスベースの機関（Jefferson et al.、2023）からでさえ、呼吸器ウイルス感染に対する有効性の証拠は弱いだけです。摂取して吸入できるフェイスマスクから放出される複数の有毒物質の結果（表2、表3A、表3B、表3C、図4と図5）に関して、SARS-CoV-2-パンデミック2020-2023の間に、多くの国で一般人口に対する法律によるマスク義務の導入は、経験的および科学的観点から疑問視的に見えます。
弱い抗ウイルス効果（Elgersma et al., 2023; Jefferson et al., 2023; Kisielinski et al., 2023a;Sandlund et al., 2023）と、呼吸器ウイルス感染を予防するフェイスマスクの有効性に関する中程度または強力な経験的証拠の欠如（Jefferson et al., 2023; Kisielinski et al., 2021, 2023a）を考慮すると、SARS-CoV-2パンデミック中に頻繁にマスクを着用すると、健康に悪影響を及ぼし、寿命を延ばす可能性があります（図4および5）。環境科学から、多くの慢性的な閾値以下の毒性効果が評価され、記述され、「サイレントキラー効果」と名付けられました（Alasfar and Isaifan、2021; Houston、1991; Huckelba and Van Lange、2020; Nawrot and Staessen, 2006; Shaldon and Vienken, 2009; Zaynab et al., 2021）。マスク着用は毒素曝露に関連している可能性があり、世界中で前例のない使用が発生したため、一般人口に関連する毒性の影響は同様の効果に寄与する可能性があります（Alasfar and Isaifan、2021; Houston、1991;Huckelba and Van Lange, 2020; Kisielinski et al., 2021;Nawrot and Staessen, 2006; Redlich et al., 1997; Shaldon and Vienken, 2009; Zaynab et al., 2021）。したがって、徹底的なリスクベネフィット分析がなければ、SARS-CoV2パンデミックで起こったように、科学の証拠（マスクの有効性とマスク有害物質含有量の標準化に関して）に反して、法律でマスク義務を強制することは、将来的に繰り返すべきではありません。
5.制限
このレビューは、特に結果の評価に関して、網羅的であると主張していません。これは、吸入毒物学は非常に複雑な分野であり、毒性効果が互いに強化される可能性があるため、特に複合曝露は別々に考慮する必要があるためです。
表では、最大値を引用します。これらが利用できない場合は、平均値を引用します。このようにして、毒物学では非常に一般的な最悪のケースの考慮を保証します（健康と消費者総局、2013）。人間の安全を確保するために毒性評価を行っていないため、この最悪の場合の考慮事項は正当であるだけでなく、必要です。私たちのレビューに含まれる研究のほとんどはin vitro研究であり、実際の状況下では異なる可能性のある多様な毒素への生体内人間の曝露の推定データのみを提供します。マスクがポケットなどでしわくちゃになったり、推奨されているように1日中に頻繁に交換したりする可能性があるため、私たちの推定および議論された説明は実際の生活とは異なる可能性があります（Chen et al.、2021; 世界保健機関、2020）。さらに、呼吸数、潮汐量などの暫定的な予備計算のために平均生理学的変数を取りましたが、呼吸パターンの多様性と個性（Benchetrit、2000）は、ある被験者にはより多くの害があり、他の被験者には害が少ない可能性があるため、考慮する価値があります。それに応じて、一部の著者は、急速な呼吸の下でそれぞれ身体活動におけるより高い毒素曝露を示す可能性があります（Muensterman et al.、2022）（Ma et al.、2021）。
マイクロプラスチックの放出は、最悪のシナリオ（液体抽出など）で評価されました。(Chen et al., 2021;Delgado-Gallardo et al., 2022; Dissanayake et al., 2021;Liang et al., 2022; Ma et al., 2021; Meier et al., 2022)。しかし、呼吸モデルを使用したより現実的な空気ベースのシナリオ（例：シェフィールドの頭）は、異なる結果を示す可能性があります（Meier et al.、2022）。残念ながら、これまでに実施されたそのような研究が少なすぎて、より現実的なマイクロプラスチック吸入リスク評価に関するさらなる評価を行うことができませんでした。それにもかかわらず、呼吸シミュレーションを用いた研究では、マイクロプラスチックなどの重大な吸入リスクが示されています（Li et al.、2021a）。上記の見積もりでは、計算にWHOの制限を適用しました（WHO、2005）。しかし、多くの国では、例えば、わずかに異なる規制が存在する。ドイツ（Mitteilungen der Ad-hoc-Arbeitsgruppe、2008）および欧州連合（指令、2008/50/EC、2008）でも規制されています。さらに、環境空気中の粒子状物質に関するWHO大気質ガイドライン（AQG）などの制限しきい値は、マスク着用状況に1対1で移行することはできません。したがって、私たちの比較と計算は、マスクを使用している間、主に口腔呼吸（鼻ろ過が少ない）でほぼゼロ距離で粒子を吸入することは、主に鼻呼吸で周囲の空気を吸い込むのとは異なる状態を表す可能性があるため、予備的な探索分析としてのみ機能する必要があります。
動物毒素による人間の健康リスクを説明する、この問題に関する多くの科学的証拠もありますが、レビューでは吸入可能な生物のリスクに対処しませんでした（Delanghe et al.、2021;Kisielinski and Wojtasik、2022; Kisielinski et al.、2023b;Luksamijarulkul et al.、2014; Park et al.、2022; Sachdev et al.、2020; Zhiqing et al.、2018）。
マスクを着用している間に可能性のある毒素を直接吸収することに起因する直接的な人間の健康リスクに集中したため、汚染や生物生態系の損傷を含む環境への影響を完全に考慮することはできませんでした。しかし、これらの結果は、人間に間接的な健康を脅かす影響も及ぼす可能性があります（Masud et al.、2023）（例えば、栄養サークル経由）。
毒素を別々に検討しましたが、それらの混合物と相互作用は、各物質自体よりも高い毒性に寄与する可能性があります。さらに、気道の入り口にある「化学反応器」であると仮定するマスク呼吸ゾーンでの化学反応のさらなるリスク（Zannoni et al.、2022）を評価することができませんでした。
また、マスクのデッドスペースから吸入されたCO2の毒物学的リスクには対処しませんでした。なぜなら、CO2はフェイスマスクの製造された内容ではないからです。さらに、最近のレビュー（Kisielinski et al.、2023a）で広範囲に評価されています。