StudyMed医師国家試験

「まぜるな危険」の本当の意味―浴室で発生した黄緑色のガスを見抜く

第106回医師国家試験 G問題 第53問

国試問題にチャレンジ

第106回 G問題 第53問

54歳の女性。眼の違和感,のどの灼熱感および強い咳を主訴に来院した。風呂場でカビと汚れとを除去するために酸性洗剤をスプレーし,直後に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする洗剤をスプレーしたところ,眼の症状に続いてのどの症状が出現し,咳が止まらなくなったため救急外来を受診した。意識は清明。脈拍84/分,整。血圧132/74 mmHg。流涙が著しい。眼球結膜に充血を認める。  この患者の症状の原因物質として最も考えられるのはどれか。

  1. a.塩素
  2. b.硫化水素
  3. c.一酸化炭素
  4. d.二酸化硫黄
  5. e.二酸化窒素

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は家庭内で起きた急性ガス中毒の問題だ。着眼点は2つ。何と何を混ぜたのかという「発生状況」と、症状が眼やのどといった粘膜に出ているのか、それとも意識など全身に出ているのかという「症状の型」だ。まず症状の型から考えてみよう。
医学生医学生
流涙や結膜充血、のどの灼熱感、咳と、ガスが直接触れる場所ばかりに症状が出ていますね。意識は清明です。
ドクタードクター
その通り。ガスが触れた粘膜を直接傷つける「刺激性ガス」の吸入を考える所見だ。これに対して、血液の酸素運搬や細胞の呼吸を障害して全身を低酸素にする「窒息性ガス」では、頭痛や意識障害が主体になる。まずこの2つに分けるのが第一歩なんだ。
医学生医学生
衛生学の講義で、ガスを刺激性と窒息性に分けて覚えた記憶があります。一酸化炭素は窒息性ですよね。
ドクタードクター
そう。一酸化炭素は不完全燃焼で生じる無色・無臭のガスで、ヘモグロビンに酸素よりずっと強く結合して酸素運搬を妨げる。刺激性がないから眼やのどの症状は出ないし、そもそも今回は燃焼が起きていない。では、発生状況から何が生じたと考えるかな。
医学生医学生
次亜塩素酸ナトリウムはカビ取り剤の主成分で、塩素系ですよね。酸性洗剤と混ぜると……塩素ガスでしょうか。
ドクタードクター
正解。次亜塩素酸ナトリウムはアルカリ性の塩素系洗剤で、塩酸などの酸と反応すると塩素ガスを発生する。製品に表示されている「まぜるな危険」は、まさにこの事故を防ぐためのものだ。塩素は黄緑色で刺激臭があり、空気より重いので浴室の床近くに溜まりやすい。粘膜の水分に溶けると塩酸と次亜塩素酸を生じて粘膜を傷害するんだ。
医学生医学生
でも、酸性洗剤で家庭内のガス中毒というと、硫化水素も思い浮かびました。ニュースで話題になっていたような。
ドクタードクター
いいところに気づいたね。硫化水素は、酸性洗剤と硫黄を含む入浴剤や石灰硫黄合剤を混ぜると発生し、自殺に使われて社会問題になった。腐った卵の臭いが特徴だが、細胞呼吸を担うシトクロムcオキシダーゼを阻害するので、高濃度では急速に意識を失い呼吸が止まる。高濃度では嗅覚が麻痺して臭いを感じなくなるのも怖いところだ。今回は混ぜた相手が塩素系洗剤で、意識も清明だから合わない。
医学生医学生
二酸化硫黄は刺激性ガスですよね。症状だけだと区別しにくい気がします。
ドクタードクター
鋭いね。二酸化硫黄は水に溶けやすく、眼や上気道の刺激症状や気管支収縮を起こすから、症状の型は似ている。かつて四日市ぜんそくの原因になった大気汚染物質で、化石燃料の燃焼や火山ガスで生じる。ただ、洗剤の混合では発生しないので、ここは発生状況で除外するんだ。
医学生医学生
二酸化窒素はどうですか。同じく刺激性ガスですよね。
ドクタードクター
二酸化窒素は刺激性ガスでも性格が違う。ここで大事なのが「水溶性」という考え方だ。水に溶けやすいガスは眼や上気道の粘膜ですぐ溶けて、直後から強い症状を出す。溶けにくいガスは上気道を素通りして肺胞まで届き、数時間たってから肺水腫を起こす。二酸化窒素は溶けにくい側の代表で、サイロ内の発酵飼料から生じるサイロ病が有名だ。曝露直後に眼やのどの症状が目立つ今回とは合わない。
医学生医学生
塩素はその中でどの位置なんですか。
ドクタードクター
塩素は中等度の水溶性だ。だから眼や上気道の刺激症状が早くから出る一方で、濃度が高ければ下気道や肺胞まで傷害して、気管支攣縮や肺水腫に至ることもある。
医学生医学生
つまり、症状で刺激性ガスと絞り込み、混ぜたものから塩素と決める、という二段階ですね。ホスゲンも溶けにくい側だったと思います。
ドクタードクター
よく覚えているね。ホスゲンやオゾンも低水溶性で、遅発性肺水腫を起こす。最後に臨床での対応を押さえておこう。塩素ガス中毒には特異的な解毒薬がない。まず新鮮な空気の場所へ移し、眼は大量の流水で十分に洗浄する。酸素投与を行い、気管支攣縮には気管支拡張薬の吸入を使う。重症なら気管挿管や人工呼吸が必要になる。
医学生医学生
救急科の実習で、症状が軽そうでもすぐに帰さないようにと言われたのを思い出しました。
ドクタードクター
大切な視点だ。高濃度の曝露では遅れて肺水腫が出てくることがあるから、呼吸状態や胸部エックス線、動脈血ガスで経過を観察する。そして、この事故は予防できるものだから、患者さんへの「混ぜない、換気する」という指導も医師の大事な役割だよ。

まとめ

次亜塩素酸ナトリウムを含む塩素系洗剤と酸性洗剤を混ぜると塩素ガスが発生し、流涙・結膜充血、咽頭の灼熱感、咳嗽といった粘膜刺激症状を起こします。原因ガスの推定では、粘膜を直接傷つける刺激性ガスか、意識障害など全身性の低酸素を起こす窒息性ガス(一酸化炭素、硫化水素など)かを症状で見分け、発生状況で物質を特定します。刺激性ガスの障害部位は水溶性でおおよそ決まり、二酸化硫黄など高水溶性のガスは上気道、塩素は中等度で上気道から肺まで、二酸化窒素やホスゲンなど低水溶性のガスは遅発性肺水腫を起こします。塩素ガス中毒に解毒薬はなく、曝露環境からの離脱、眼の洗浄、酸素投与などの対症療法と、遅発性肺水腫に備えた経過観察が重要です。家庭内で起こりうる中毒を理解しておくことは、救急診療だけでなく予防の啓発にも役立ちます。

解答・解説

正解はaです

所見の整理

・風呂場という換気の悪い閉鎖空間で、酸性洗剤を噴霧した直後に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする塩素系洗剤を噴霧している。 ・曝露直後から眼の違和感、次いでのどの灼熱感と止まらない咳が出現した。 ・意識は清明で、脈拍・血圧に異常はない。 ・著明な流涙と眼球結膜の充血がある。

診断へのプロセス

症状は曝露直後に始まり、眼(結膜)→咽頭→気道の順に、ガスが直接触れた粘膜に刺激症状が出ている。意識障害や循環の異常など全身性の中毒症状はない。したがって、細胞呼吸や酸素運搬を障害する全身毒性のガス(一酸化炭素、高濃度の硫化水素など)ではなく、粘膜を直接傷害する刺激性ガスの吸入と考えられる。 次に、どのガスが発生したかを状況から推定する。次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)はアルカリ性の塩素系洗剤の主成分であり、酸と混ざると塩素ガスを発生する。塩酸を含む酸性洗剤との反応であれば、NaClO + 2HCl → NaCl + H2O + Cl2 となる。「まぜるな危険」の表示はこの事故を防ぐためのものであり、本例は家庭内で典型的に起こる塩素ガス中毒である。

設問の考え方

刺激性ガスの障害部位は水への溶けやすさ(水溶性)でおおよそ決まる。水に溶けやすいガスは眼や上気道の粘膜ですぐに溶けて症状を起こし、溶けにくいガスは肺の奥まで到達して遅れて肺水腫を起こす。塩素は中等度の水溶性で、眼・上気道の刺激症状を早期に起こしつつ、濃度が高ければ下気道や肺胞も傷害する。発生状況と症状の双方から、原因物質は塩素と判断できる。

選択肢考察

  1. ○a.  塩素

    次亜塩素酸ナトリウムを含む塩素系洗剤と酸性洗剤が混ざると塩素ガス(Cl2)が発生する。塩素は黄緑色で刺激臭のある気体で、空気より重いため浴室の床近くなどに滞留しやすい。粘膜の水分に溶けると塩酸と次亜塩素酸を生じ、粘膜を直接傷害する。中等度の水溶性のため、流涙・結膜充血などの眼症状、咽頭痛・灼熱感、咳嗽が早期から出現し、高濃度では気管支攣縮や肺水腫に至る。本例の発生状況と症状経過に完全に合致する。

  2. ×b.  硫化水素

    硫化水素(H2S)は腐った卵のような臭いをもつ気体で、火山ガス・温泉、下水道やマンホール内などで発生する。家庭では、酸性洗剤と硫黄を含む入浴剤や農薬(石灰硫黄合剤)を混ぜることで発生し、自殺に用いられた事例が社会問題となった。ミトコンドリアのシトクロムcオキシダーゼを阻害して細胞呼吸を止めるため、高濃度では急速な意識消失・呼吸停止を来す。また高濃度では嗅覚が麻痺して臭いを感じなくなる点も危険である。本例は塩素系洗剤との混合であり、意識も清明で、硫化水素中毒は考えにくい。

  3. ×c.  一酸化炭素

    一酸化炭素(CO)は炭素を含む物質の不完全燃焼で生じる無色・無臭の気体で、火災、換気不良の室内での練炭・ストーブ使用、排気ガスなどが原因となる。ヘモグロビンとの親和性が酸素の約200倍以上と高く、一酸化炭素ヘモグロビン(CO-Hb)を形成して酸素運搬を障害し、頭痛・悪心・意識障害などの全身症状を起こす。刺激性がないため眼や気道の刺激症状は起こさない。本例の状況では燃焼がなく、症状も合わない。

  4. ×d.  二酸化硫黄

    二酸化硫黄(SO2、亜硫酸ガス)は硫黄を含む化石燃料の燃焼や火山ガスで生じる刺激臭のある気体である。水溶性が高く、主に眼・上気道の粘膜刺激症状や気管支収縮を起こし、かつて四日市ぜんそくなど大気汚染による公害病の原因となった。症状の型は本例と似る部分もあるが、洗剤の混合で発生するものではなく、状況に合わない。

  5. ×e.  二酸化窒素

    二酸化窒素(NO2)は赤褐色の気体で、自動車の排気ガスや工場などの燃焼、サイロ内で発酵した飼料からの発生(サイロ病:silo-filler's disease)などが知られる。水に溶けにくいため上気道ではあまり吸収されず肺胞まで到達し、曝露時の刺激症状は比較的軽いが、数時間後に遅発性の肺水腫を起こすのが特徴である。洗剤の混合では発生せず、曝露直後から眼・上気道症状が目立つ本例には合わない。

刺激性ガスと水溶性による障害部位

・水溶性が高い(アンモニア、二酸化硫黄、塩化水素など): 眼・鼻・咽頭など上気道の粘膜で溶け、曝露直後から強い刺激症状が出る。刺激が強いため曝露から逃げやすい。 ・水溶性が中等度(塩素など): 眼・上気道症状に加えて、高濃度では下気道・肺胞も傷害する。 ・水溶性が低い(二酸化窒素、ホスゲン、オゾンなど): 上気道症状は乏しく、肺胞まで到達して数時間後に遅発性肺水腫を起こす。自覚症状が軽くても経過観察が必要である。

窒息性ガスとの違い

一酸化炭素(ヘモグロビンの酸素運搬障害)、硫化水素・シアン化水素(シトクロムcオキシダーゼ阻害による細胞呼吸障害)などは全身性の低酸素状態を起こし、意識障害が主体となる。

家庭内での「混ぜるな危険」

・塩素系(次亜塩素酸ナトリウム)+酸性(塩酸など)→ 塩素ガス ・酸性洗剤+硫黄を含む入浴剤・石灰硫黄合剤 → 硫化水素 塩素系と酸性タイプの製品には「まぜるな危険」の表示が義務付けられている。

塩素ガス中毒の対応

直ちに曝露環境から離れて新鮮な空気の場所へ移し、眼は大量の流水で十分に洗浄する。酸素投与を行い、気管支攣縮には気管支拡張薬の吸入を用いる。重症例では気管挿管・人工呼吸を要する。高濃度曝露では遅れて肺水腫が生じうるため、呼吸状態・胸部X線・動脈血ガスで経過を観察する。特異的な解毒薬はない。

POINT

・次亜塩素酸ナトリウム(塩素系洗剤)+酸性洗剤 → 塩素ガスが発生する(「まぜるな危険」)。 ・塩素ガス中毒: 流涙・結膜充血、咽頭の灼熱感、咳嗽などの粘膜刺激症状。高濃度で肺水腫。 ・刺激性ガスの障害部位は水溶性で決まる。高水溶性は上気道、低水溶性(NO2、ホスゲン)は遅発性肺水腫。 ・酸性洗剤+硫黄含有入浴剤 → 硫化水素(腐卵臭、細胞呼吸障害で意識消失)。 ・一酸化炭素は無色・無臭で刺激性がなく、CO-Hb形成による全身性の低酸素を起こす。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。