使い捨てマスクが繰り返し使用される場合のマイクロプラスチック粒子への吸入曝露の評価

特にCovid-19のパンデミック中に、感染症を防ぐためにマスクを着用することは一般的です。ただし、使い捨てマスクが不適切に再利用されると、マイクロプラスチック（MP）への吸入曝露に関する懸念が生じます。この研究では、シミュレートされた着用条件で再利用すると、使い捨てマスクが吸入可能なMPを放出するかどうかを評価しました。すべての実験は、一定の吸気流を備えた制御されたテストチャンバーのセットアップを使用して実施されました。ポリプロピレン（外層と中層のPP）とポリエチレン（内層のPE）を含む組成物を含む3層材料を備えた市販の医療マスクをテスト材料として使用しました。手摩擦の有無にかかわらず新しいマスク、および再利用された医療用マスクがテストされました。物理的特性（数、サイズ、形状）と化学組成（ポリマー）は、蛍光染色、蛍光顕微鏡、およびマイクロフォーリア変換赤外線分光法（μFTIR）などのさまざまな分析技術を使用して特定されました。走査型電子顕微鏡（SEM）を使用して、異なる層の再利用されたマスクの表面構造を精査し、MP生成の背後にあるメカニズムを解明しました。調査結果は、手摩擦にさらされた真新しいマスクが、MPの累積カウントが高いことを示し、手摩擦のない人よりも平均約1.5倍高いことを明らかにしました。フラグメントは、主に物理的耐摩耗メカニズムを介して、再利用されたマスクから放出されたMPSの間のすべての選択されたサイズのクラスで主要な形状であり、総MPの90％を超えています。PE粒子の数はPP粒子よりも高かったため、マスクの内層が中央層と外層を組み合わせたよりも吸入可能なMPSに寄与したことを示しています。再利用されたマスクからのリリースされた議員は、8時間の着用の後にピークに達しました。これは、定期的にマスクを交換することが予防策として機能し、MPSへの吸入曝露の関連する健康リスクを軽減することを意味します。

Wearing masks to prevent infectious diseases, especially during the COVID-19 pandemic, is common. However, concerns arise about inhalation exposure to microplastics (MPs) when disposable masks are improperly reused. In this study, we assessed whether disposable masks release inhalable MPs when reused in simulated wearing conditions. All experiments were conducted using a controlled test chamber setup with a constant inspiratory flow. Commercially available medical masks with a three-layer material, composition comprising polypropylene (PP in the outer and middle layers) and polyethylene (PE in the inner layer), were used as the test material. Brand-new masks with and without hand rubbing, as well as reused medical masks, were tested. Physical properties (number, size, and shape) and chemical composition (polymers) were identified using various analytical techniques such as fluorescence staining, fluorescence microscopy, and micro-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (μFTIR). Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to scrutinize the surface structure of reused masks across different layers, elucidating the mechanism behind the MP generation. The findings revealed that brand-new masks subjected to hand rubbing exhibited a higher cumulative count of MPs, averaging approximately 1.5 times more than those without hand rubbing. Fragments remained the predominant shape across all selected size classes among the released MPs from reused masks, primarily through a physical abrasion mechanism, accounting for >90 % of the total MPs. The numbers of PE particles were higher than PP particles, indicating that the inner layer of the mask contributed more inhalable MPs than the middle and outer layers combined. The released MPs from reused masks reached their peak after 8 h of wearing. This implies that regularly replacing masks serves as a preventive measure and mitigates associated health risks of inhalation exposure to MPs.