108 年 國立臺灣大學環境工程研究所科學與工程甲組《環境衛生概論》

此題主要在測試考生對食品安全相關術語的理解，以及對特定食品添加物（亞硝酸鹽）的風險認知。

(1) 是否同意以上敘述?為什麼?
此敘述前半段關於肉毒桿菌的滋生與亞硝酸鹽的添加有其正確性，但後半段將亞硝酸鹽與次級胺結合產生亞硝胺並連結至「不論有無添加亞硝酸鹽，都可能對健康造成不良影響」的結論，過於簡化且不完全精確。亞硝酸鹽確實可能與食物中的次級胺在高溫或酸性環境下反應生成亞硝胺，而部分亞硝胺已被證實具有致癌性。然而，亞硝酸鹽本身在食品中也扮演著重要的角色，例如抑制肉毒桿菌生長，這是防止肉毒桿菌中毒的關鍵。現代食品加工中，亞硝酸鹽的使用受到嚴格管制，其添加量通常遠低於會產生明顯不良反應的劑量，且其潛在風險與益處（如防止肉毒桿菌中毒）需權衡。因此，直接斷言「不論有無添加都可能對健康造成不良影響」過於武斷，忽略了劑量、作用機制以及風險效益的考量。

我的看法： 部分同意，但結論過於簡化。
理由： 亞硝酸鹽與次級胺反應生成亞硝胺確實是潛在的健康風險，這部分是正確的。然而，亞硝酸鹽的主要功能之一是抑制肉毒桿菌生長，這對預防嚴重的食物中毒至關重要。在合規的食品添加量下，其預防肉毒桿菌中毒的益處可能大於其產生亞硝胺的潛在風險。因此，不能一概而論地說「不論有無添加都對健康造成不良影響」。需要考慮劑量、食品種類、加工條件以及潛在的益處。

【答案】部分同意，理由如上。

(2) 請解釋何謂「無明顯不良反應劑量」(no-observed-adverse-effect-level)?

此題旨在探討美容美甲行業所衍生的環境衛生問題，並要求提出解決方案，評估考生對職業衛生、化學品暴露及環境保護的綜合認知。

「美甲業」可能存在的環境衛生議題，以及為保障人員及顧客健康應採取的解決方案，可從以下幾個面向探討：

一、 環境衛生議題：

1. 化學品暴露風險：

   • 揮發性有機化合物 (VOCs)： 美甲產品，如指甲油、去光水、凝膠（UV/LED 燈固化）、清潔劑、黏合劑等，含有多種化學成分，其中常見的如甲醛、甲苯、鄰苯二甲酸酯類（DBP）、丙酮、乙酸乙酯、異丙醇、丙烯酸酯類等，這些物質揮發後會在空氣中形成 VOCs。
   • 過敏原與刺激物： 某些成分，特別是丙烯酸酯類，是常見的過敏原，可能引起皮膚炎、呼吸道過敏等。
   • 致癌物或潛在致癌物： 如甲醛、苯等，若長期高濃度暴露，可能增加罹癌風險。
   • 紫外線 (UV) 暴露： 使用 UV/LED 燈固化凝膠指甲時，手部會暴露在紫外線下，長期下來可能增加皮膚癌（如黑色素瘤）的風險。

2. 生物性危害：

   • 傳染病傳播： 美甲工具（如指甲剪、銼刀、死皮剪、拋光棒）若未經妥善消毒，可能傳播真菌（如灰指甲）、細菌（如金黃色葡萄球菌）或病毒（如 B 型肝炎、愛滋病等）。
   • 廢棄物處理： 使用過的棉片、化妝棉、指甲油瓶、凝膠殘渣等，若未妥善分類處理，可能造成環境污染。

3. 物理性危害：

   • 粉塵暴露： 打磨指甲或卸甲時產生的細小粉塵，可能被吸入，刺激呼吸道，長期暴露可能導致肺部問題。
   • 噪音： 部分打磨機或通風設備可能產生噪音。

二、 解決相關問題的方案：

1. 強化通風與空氣品質管理：
   • 設置局部排氣系統： 在操作檯上方安裝抽風設備，直接將揮發性物質和粉塵排出室外。
   • 加強整體通風： 確保店內空氣流通，定期更換空氣。
   • 使用空氣清淨機： 搭配活性碳濾網，可有效吸附 VOCs 和異味。

此題主要測試考生對聲學基本概念的理解，包括聲壓級、聽覺感知以及輻射暴露效應的分類。

(1) 何謂「零分貝」(0dB)?
「零分貝」(0 dB) 並非表示沒有聲音，而是指聲壓級（Sound Pressure Level, SPL）等於參考聲壓（reference sound pressure）的狀態。在空氣中，人耳聽覺的參考聲壓通常定義為 $20 \mu Pa$ (微帕斯卡)，這是人耳在 1 kHz 頻率下能聽到的最小聲壓。因此，0 dB SPL 代表聲音的聲壓強度恰好等於這個參考值。換句話說，0 dB SPL 是聽覺的閾值，在這個聲壓值時，人耳剛好能夠聽到聲音。

【答案】指聲壓級等於參考聲壓 ($20 \mu Pa$) 的狀態，代表聽覺的閾值。

(2) 何謂「等響度曲線」(equal-loudness contour)?
等響度曲線，又稱為菲利普曲線（Fletcher-Munson curves）或克倫德爾曲線（Kendal curves），是一系列曲線，用於表示在不同頻率下，人耳感知相同響度（loudness）所需的聲壓級。

此題探討二手菸與三手菸的危害，以及如何評估室內二手菸的健康風險，考驗考生對菸害的深入理解及風險評估能力。

(1) 何謂三手煙(third-hand smoke)?你認為誰最容易受到三手煙暴露的健康危害?為什麼?
三手煙 (Third-hand smoke) 是指香菸、捲菸、雪茄等燃燒後，殘留在環境表面的有害物質，包括尼古丁、焦油、PM2.5 等。這些物質會附著在牆壁、家具、衣物、地毯、玩具等各種表面上，並可能與環境中的其他化學物質（如臭氧、氮氧化物）發生二次反應，產生新的有害化合物。即使在吸菸者離開後，這些殘留的有害物質仍會持續存在，並可能被周圍的人接觸或吸入。

最容易受到三手煙暴露健康危害的對象是：

• 嬰幼兒與兒童：

  • 原因：
    • 較高的接觸頻率與方式： 嬰幼兒和兒童喜歡在地板、地毯上爬行、玩耍，經常將手或物品放入口中，增加了皮膚接觸和食入殘留有害物質的機會。
    • 呼吸頻率較高： 相較於成人，兒童的呼吸頻率較快，單位體重攝入空氣的量更多，因此吸入空氣中殘留有害物質的比例也較高。
    • 免疫系統發育未成熟： 兒童的免疫系統尚未完全發育成熟，對有害物質的抵抗力較弱，更容易受到影響。
    • 行為模式： 喜歡觸摸各種表面，並將手放入口中，直接將有害物質攝入體內。

• 孕婦：

  • 原因： 孕婦暴露於三手煙可能影響胎兒的發育，增加早產、低出生體重、先天缺陷等風險。

• 過敏或呼吸道疾病患者：

  • 原因： 三手煙中的化學物質可能誘發或加劇氣喘、過敏性鼻炎、慢性支氣管炎等呼吸道疾病的症狀。

【答案】三手煙是指殘留在環境表面（如家具、衣物）的菸品燃燒後有害物質。嬰幼兒與兒童最容易受害，因為他們有較高的接觸頻率與食入機會，呼吸頻率較高，且免疫系統發育未成熟。

(2) 假設要評估室內二手煙暴露的健康風險,你會如何進行?
評估室內二手煙（Second-hand smoke, SHS）暴露的健康風險，可以從以下幾個方面進行：

1. 風險評估架構：

   • 危害辨識 (Hazard Identification)： 確定二手煙的組成成分及其已知的健康危害，例如：
     • 致癌物質：如苯、亞硝胺、多環芳香烴 (PAHs)。
     • 刺激物：如醛類、氨。
     • 心血管疾病誘發物：如一氧化碳、尼古丁。
     • 呼吸道疾病誘發物：如 PM2.5、一氧化氮。
   • 劑量-反應評估 (Dose-Response Assessment)： 建立暴露劑量與健康效應（如發生癌症、心臟病、呼吸道疾病的機率）之間的關係。這通常是基於流行病學研究數據。
   • 暴露評估 (Exposure Assessment)： 量化或估計室內人員實際暴露於二手煙的劑量。
   • 風險特徵描述 (Risk Characterization)： 綜合以上資訊，估計特定人群暴露於二手煙後，發生不良健康效應的機率和嚴重程度。

2. 具體評估步驟：

   • 第一步：確定評估範圍與目標。
     • 評估對象：是特定建築物（如住家、辦公室、公共場所）、特定人群（如兒童、員工），還是整體社區？

此題主要測試考生對鉛（Lead, Pb）這種重金屬的毒性、歷史暴露途徑及未來發展趨勢的了解。

鉛暴露的主要健康危害：

鉛是一種全身性毒物，對神經系統、造血系統、腎臟、生殖系統、心血管系統等都有嚴重的毒害作用。尤其對發育中的胎兒和兒童，即使是低劑量的鉛暴露，也會造成不可逆的永久性損害。

1. 神經系統毒性：

   • 兒童： 鉛是兒童最主要的環境神經毒物之一。低劑量暴露會損害兒童的腦部發育，導致智商下降（IQ 降低）、學習障礙、注意力不集中、行為問題（如過動、衝動）、聽力損害等。高劑量暴露可能導致腦病變，出現癲癇、昏迷甚至死亡。
   • 成人： 可能引起周邊神經病變（手腳麻木、無力）、頭痛、記憶力減退、情緒改變、睡眠障礙等。

2. 造血系統毒性：

   • 鉛會抑制血紅素的合成，干擾紅血球的生成，導致貧血（鉛性貧血）。

3. 腎臟毒性：

   • 長期鉛暴露會損害腎小管功能，導致腎功能下降，甚至引起腎衰竭。

4. 生殖系統毒性：

   • 男性： 可能影響精子數量、活動力及形態，導致不孕。
   • 女性： 可能引起月經不調、流產、早產、低出生體重兒。鉛還能通過胎盤進入胎兒體內。

5. 心血管系統毒性：

   • 鉛暴露與高血壓、動脈粥狀硬化等心血管疾病的發生風險增加有關。

6. 消化系統毒性：

   • 可能引起腹痛（鉛絞痛）、便秘、食慾不振、噁心嘔吐等。

7. 其他： 鉛還可能對免疫系統、內分泌系統造成影響。

過去百年來鉛暴露危害的主要類型：

過去百年來，人類社會的工業化進程與鉛的廣泛應用密切相關，導致了不同時期、不同來源的鉛暴露危害：

1. 職業暴露：

   • 採礦與冶煉： 鉛礦的開採、精煉過程中，工人直接暴露於鉛塵和鉛蒸氣。
   • 鉛蓄電池製造： 這是重要的鉛暴露職業，工人接觸鉛板、鉛膏。
   • 焊錫作業： 焊接過程中可能吸入鉛蒸氣。
   • 油漆製造與塗刷： 過去油漆中廣泛使用鉛化合物作為顏料和乾燥劑，油漆工和家庭裝修者暴露風險高。
   • 印刷業： 鉛字印刷時代，排字工人暴露於鉛。
   • 汽油添加劑製造： 過去汽油中添加四乙基鉛作為抗爆劑，相關製造業工人暴露。

2. 環境污染暴露：

   • 汽油燃燒排放： 這是20世紀中後期最主要的環境鉛污染源。汽車尾氣將含鉛汽油燃燒產生的鉛微粒排放到空氣中，導致廣泛的環境污染，尤其是在交通繁忙地區。
   • 含鉛油漆剝落： 舊建築物牆壁上的含鉛油漆剝落、風化，產生鉛塵，尤其影響居住在老舊建築內的兒童。
   • 飲用水污染： 鉛管、鉛焊料用於供水系統，可能導致飲用水中鉛含量超標，成為重要的鉛暴露途徑。
   • 土壤污染： 工業區周邊、交通幹線附近的土壤，因大氣沉降和汽油排放而富集鉛，兒童玩耍時可能經由手口攝入。

此題從人因工程的視角，探討人工智慧（AI）對人類心理壓力的影響，並要求提出應對策略，考驗考生對新興科技與人體適應的連結能力。

AI 人工智慧對人的心理壓力可能的衝擊：

人工智慧的普及，雖然帶來效率提升和便利，但也可能對人類心理產生多方面的壓力衝擊：

1. 失業恐懼與職業不安全感：

   • 衝擊： AI 的自動化能力可能取代大量重複性、流程化的工作，導致部分勞動者面臨失業風險，或對未來工作的不確定性感到焦慮。
   • 理由： AI 在數據分析、客戶服務、製造業、甚至部分專業領域（如法律、醫療診斷輔助）展現出強大的執行能力，對傳統工作模式構成挑戰。

2. 技能落差與學習壓力：

   • 衝擊： 為了適應 AI 時代的工作需求，個人需要不斷學習新技能，更新知識，這可能帶來巨大的學習壓力，尤其對於無法快速適應變化的群體。
   • 理由： AI 的快速發展意味著現有技能可能很快過時，需要持續的再培訓和技能提升，以保持競爭力。

3. 過度依賴與能力退化：

   • 衝擊： 過度依賴 AI 工具（如導航系統、智能助理、自動化決策輔助）可能導致個人某些認知能力（如記憶力、空間導航能力、獨立判斷能力）的退化，進而產生對自身能力的懷疑與壓力。
   • 理由： 當 AI 能輕易提供答案或完成任務時，人們可能減少動腦思考的機會，長期下來削弱了自主解決問題的能力。

4. 資訊超載與決策疲勞：

   • 衝擊： AI 能夠產生和處理海量資訊，在工作和生活中，我們可能需要處理來自 AI 的大量數據、分析報告或建議，這容易導致資訊超載，增加決策的複雜度和壓力。
   • 理由： AI 輔助決策系統提供的選項可能過多，或資訊呈現方式不夠直觀，使得使用者難以在短時間內做出最佳選擇。

5. 人際互動的疏離感與社會連結減弱：

   • 衝擊： AI 驅動的自動化服務（如智能客服、無人商店）可能減少人與人之間的直接互動，長期下來可能導致社會連結的減弱，產生孤獨感和疏離感。
   • 理由： 雖然 AI 提供了便利，但缺乏真實人際互動的情感支持和歸屬感，對心理健康可能產生負面影響。

6. 隱私與監控焦慮：

   • 衝擊： AI 系統在運行過程中需要收集大量個人數據，這引發了對個人隱私被侵犯的擔憂，以及對被持續監控的潛在壓力。
   • 理由： AI 的個性化推薦、行為分析等功能，都建立在對使用者數據的深度挖掘之上，若缺乏透明度和保護機制，容易引起焦慮。

此題旨在測試考生對奈米微粒（nanoparticle）的基本定義、暴露途徑、進入人體的機制以及潛在健康效應的理解。

奈米微粒 (nano-particle) 的定義：

奈米微粒是指尺寸在 1 到 100 奈米 (nm) 範圍內的微小粒子。1 奈米等於十億分之一公尺 ($10^{-9}$ m)。在奈米尺度下，物質的物理、化學和生物學特性會與其宏觀尺寸時的特性有所不同，例如表面積與體積比急劇增大，量子效應等，這使得奈米微粒具有獨特的性質和潛在的生物活性。

人體可能受到奈米微粒暴露的三種類型（主要暴露途徑）：

1. 吸入暴露 (Inhalation)：

   • 來源： 這是最常見且重要的暴露途徑之一。奈米微粒可以來自工業生產（如碳黑、金屬氧化物奈米粒子）、環境污染（如汽車廢氣中的奈米碳粒、燃燒產生的奈米粒子）、消費性產品（如噴霧劑、化妝品中的奈米二氧化鈦或氧化鋅）、醫療應用（如藥物傳輸系統）等。
   • 進入方式： 懸浮在空氣中的奈米微粒，可被呼吸系統吸入，進入鼻腔、氣管、支氣管，甚至深入肺泡。

2. 皮膚接觸暴露 (Dermal Contact)：

   • 來源： 許多消費性產品，如防曬乳、化妝品、紡織品、醫療敷料等，可能含有奈米微粒。
   • 進入方式： 雖然健康的、完整的皮膚屏障對奈米微粒具有一定的阻隔作用，但破損的皮膚、長期的接觸，或某些奈米材料的特定性質（如脂溶性），可能使部分奈米微粒穿透皮膚表層，進入真皮層甚至血液循環。

3. 食入暴露 (Ingestion)：

   • 來源： 奈米微粒可能通過受污染的食物、水、藥物（口服劑型），或因手口接觸（例如，接觸含有奈米微粒的表面後未洗手而進食）進入消化道。
   • 進入方式： 進入消化道的奈米微粒，一部分可能被排出體外，但另一部分可能在腸道內被吸收，進入血液循環，或沉積在腸道壁。

奈米微粒進入人體內的主要機轉：

奈米微粒一旦進入人體，其進入不同組織和器官的機轉與其物理化學性質（尺寸、形狀、表面電荷、溶解度）以及人體的生理屏障有關：

1. 被動擴散與沉降 (Passive Diffusion and Settling)：

   • 呼吸系統： 較大的奈米粒子（接近 100 nm）可能在鼻腔和氣管處因重力沉降而沉積；較小的粒子（< 10 nm）則可能隨氣流深入肺泡。
   • 消化系統： 隨食物或水進入消化道，部分粒子可能通過腸道上皮細胞間隙或細胞本身被吸收。

2. 細胞內吞作用 (Endocytosis)：

   • 細胞可以通過吞噬作用（phagocytosis）或胞飲作用（pinocytosis）將外部的奈米微粒吞入細胞內。這是奈米微粒跨越細胞屏障進入細胞的主要方式，尤其是在肺泡巨噬細胞、腸道上皮細胞等。

此題主要測試考生對游離輻射相關劑量單位及其意義的理解，是環境輻射安全領域的基礎知識。

貝克 (Bq)、格雷 (Gy)、西弗 (Sv) 的意義與應用：

這三個單位分別代表不同的輻射相關物理量，用於描述輻射的產生、吸收和對生物體的影響。

1. 貝克 (Becquerel, Bq)：

   • 意義： 貝克是「放射性活度 (Radioactivity)」的單位。它表示放射性物質中，每秒發生一次原子核衰變的頻率。換句話說，Bq 衡量的是放射源的「強度」或「衰變速率」。
   • 定義： 1 Bq = 1 次衰變/秒。
   • 如何使用： Bq 用來描述放射性物質的量。例如，某種放射性核種的活度是 100 Bq，表示每秒有 100 個原子核在衰變。活度越大，表示放射源越強，但並不直接代表對人體的吸收劑量。

2. 格雷 (Gray, Gy)：

   • 意義： 格雷是「吸收劑量 (Absorbed Dose)」的單位。它表示單位質量（通常是 1 公斤）的物質吸收了多少輻射能量。它衡量的是輻射能量被物質吸收的「量」。
   • 定義： 1 Gy = 1 焦耳/公斤 (J/kg)。
   • 如何使用： Gy 用來描述輻射能量被特定介質（如空氣、水、人體組織）吸收的程度。例如，如果人體某一部分吸收了 0.1 Gy 的輻射，表示每公斤組織吸收了 0.1 焦耳的輻射能量。吸收劑量是物理量，未考慮不同類型輻射對生物體的傷害差異。

3. 西弗 (Sievert, Sv)：

   • 意義： 西弗是「等效劑量 (Equivalent Dose)」和「** प्रभावी劑量 (Effective Dose)**」的單位。它不僅考慮了吸收的輻射能量（吸收劑量），還考慮了不同種類輻射對生物體造成傷害的相對效應（輻射加權因子，$W_R$），以及人體不同器官對輻射的敏感度差異（組織加權因子，$W_T$）。