108 年 國立成功大學環境醫學研究所甲組《作業環境測定》

本題主要在測試考生對於作業環境測定與職業衛生評估基本名詞的理解程度。

(1) 主動採樣 (Active sampling)：
主動採樣是一種採樣技術，透過外部動力（如幫浦）將空氣強制通過採樣介質，以收集特定污染物。這種方法通常用於測量空氣中的氣體、蒸氣或懸浮微粒。其優點是採樣體積可以精確控制，且採樣速率穩定。
【答案】主動採樣是利用幫浦等裝置，強制將一定體積的空氣通過採樣介質，以收集空氣污染物的方法。

(2) 整合採樣 (Integrated sampling)：
整合採樣是指在一段較長的時間內，連續或間歇性地收集空氣樣本，並將這些樣本合併分析。這樣做的目的是為了獲得該時間段內污染物的平均濃度，以反映長期暴露的情況，例如八小時日時量平均值 (TWA, Time-Weighted Average)。
【答案】整合採樣是將一段時間內收集到的多個空氣樣本合併起來進行分析，以獲得該時間段內的平均污染物濃度。

本題旨在評估考生作為一位工業衛生師，規劃公司環境監測計畫的能力。一個完善的環境監測計畫應包含以下關鍵要素：

規劃公司環境監測計畫的步驟：

1. 確定監測目標 (Define Monitoring Objectives)：

   • 首先需明確監測的目的，是為了符合法規要求（如勞工作業環境空氣中化學物質容許濃度標準）、評估員工暴露程度、驗證工程控制成效、調查職業病潛在原因、或作為風險評估的基礎？
   • 需考量公司營運的特性、使用的化學物質、作業流程、潛在的暴露源等。

2. 識別潛在危害與暴露源 (Identify Potential Hazards and Exposure Sources)：

   • 列出公司內所有可能產生危害的作業區域、製程、設備及使用的化學物質。
   • 進行初步的危害評估，了解哪些物質或作業可能對員工造成健康危害。

3. 確定監測對象與範圍 (Determine Monitoring Targets and Scope)：

   • 人員： 確定哪些員工群體需要納入監測範圍，例如特定崗位、暴露風險較高的員工、或隨機抽樣的代表性員工。
   • 區域： 確定哪些作業區域需要進行監測。
   • 污染物： 確定需要監測的具體污染物（如粉塵、特定化學蒸氣、噪音、高溫等）。

4. 選擇適當的採樣策略與方法 (Select Appropriate Sampling Strategies and Methods)：

   • 採樣頻率與時機： 根據法規要求、危害程度、製程變動性等因素，決定採樣的頻率（例如每年一次、每季一次）及採樣時機（例如正常作業時、特定製程階段）。
   • 採樣類型： 決定採用個人採樣 (personal sampling) 或區域採樣 (area sampling)，以及是主動採樣 (active sampling) 還是被動採樣 (passive sampling)。
   • 採樣方法與介質： 選擇符合標準的採樣方法和採樣介質（如濾膜、活性碳管、採樣袋），確保其適用性與準確性。

本題主要在測試考生如何根據採樣數據，評估員工的實際暴露程度，並與法規標準進行比較。

核心觀念：
評估員工暴露的關鍵是計算員工在採樣期間的平均暴露濃度，並與法規設定的容許暴露標準 (Permissible Exposure Limit, PEL) 進行比較。

題目數據：

• Toluene PEL-TWA = 100 ppm
• Sampling result (平均暴露濃度, $C_{avg}$) = 95 ppm
• $C_{VA}$ (Volume of air sampled, 採樣體積) = 0.03 m³ (假設單位為 m³, 這是常見的採樣體積單位)
• $C_{VP}$ (Volume of air pumped, 泵浦抽氣體積) = 0.04 m³ (假設單位為 m³)

解題步驟：

1. 理解採樣結果的意義：
   題目中提到「sampling result, $C_{VA}$, and $C_{VP}$ are 95 ppm, 0.03, and 0.04, respectively」。
   • "sampling result = 95 ppm" 這通常代表的是透過分析採樣介質（這裡的活性碳管）所得到的污染物濃度。在個人採樣中，這個數值代表的是該採樣期間員工的平均暴露濃度。
   • $C_{VA}$ 與 $C_{VP}$ 的符號定義在題目中並未明確說明，但根據上下文和常見的採樣公式，它們很可能代表採樣體積或相關的參數。然而，由於題目直接給出了「sampling result = 95 ppm」，這已經是經過分析計算得到的平均濃度，我們可以直接使用這個值來評估暴露。
   • 重要假設： 題目中 "sampling result" 直接給出 95 ppm，這應是已經計算好的該採樣期間的平均濃度。若題目是要讓考生計算平均濃度，則需要提供總污染物量 (mass) 和採樣體積 (volume) 或採樣時間 (time) 與採樣流率 (flow rate)。由於直接給出 95 ppm，我們就以此為基礎。

本題主要測試考生對於粒狀物採樣中，異速採樣 (isokinetic sampling) 的定義，以及其與超異速 (super-isokinetic) 和次異速 (sub-isokinetic) 採樣的區別，並探討這些採樣方式對採樣探頭吸入效率的影響。

核心觀念：
異速採樣是為了確保採樣過程中，進入採樣探頭的氣體流速與未受干擾的自由流空氣流速相同，藉此獲得代表性的粒狀物濃度。粒狀物的慣性會影響其隨氣體流動的行為，進而影響採樣的準確性。

定義：

1. 異速採樣 (Isokinetic sampling)：
   當採樣探頭的入口處的平均採樣氣體流速，與未受採樣探頭干擾的自由流空氣（或氣體）的平均流速在同一個點上相等，且方向一致時，即為異速採樣。

   • 數學表達： $v_s = v_f$
     其中 $v_s$ 是採樣探頭入口的平均採樣速度，$v_f$ 是自由流速度。
   • 目的： 確保粒徑較大的粒子因慣性不會過度或不足地進入採樣探頭，從而獲得代表性的粒狀物濃度。

2. 超異速採樣 (Super-isokinetic sampling)：
   當採樣探頭的平均採樣氣體流速大於自由流空氣的平均流速時，即為超異速採樣。

   • 數學表達： $v_s > v_f$
   • 結果： 探頭入口會產生一個「負壓」或「吸力」較強的區域。

3. 次異速採樣 (Sub-isokinetic sampling)：
   當採樣探頭的平均採樣氣體流速小於自由流空氣的平均流速時，即為次異速採樣。

   • 數學表達： $v_s < v_f$
   • 結果： 探頭入口產生的「吸力」較弱。

對粒狀物吸入效率的影響 (Effects on aerosol aspiration efficiency of a thin-walled probe)：

吸入效率 (Aspiration efficiency, $E_a$) 指的是進入採樣探頭的粒狀物質量與自由流空氣中該粒狀物質量之比。

1. 異速採樣 ($v_s = v_f$)：
   • 在理想情況下，異速採樣可以達到 100% 的吸入效率，即進入探頭的粒子比例與空氣中相同。

本題主要測試考生對「暴露模式」(Exposure modeling) 的理解，包括其定義、在暴露評估中的作用，以及特定模型（飽和蒸氣壓模型）的限制。

核心觀念：
暴露評估是職業衛生和環境科學中的關鍵環節，當無法直接測量暴露時，模型是一種重要的工具。

1. 什麼是「暴露模式」 (Exposure modeling)？ (5%)

暴露模式是一種數學或計算方法，用於估計或預測人員或生態系統暴露於特定污染物、危害或環境因素的程度。它透過使用一系列輸入參數（如污染物釋放率、環境傳輸途徑、人體行為模式、暴露時間等）來模擬暴露過程，從而估算出暴露劑量或濃度。

換句話說，暴露模式是利用數學方程式或電腦程式，根據已知的資訊（如排放量、物理化學性質、暴露行為等）來推算人們可能接觸到多少污染物。

2. 「暴露模式」在「暴露評估」中的作用是什麼？ (5%)

暴露評估 (Exposure assessment) 的目標是確定個體或群體接觸特定危害的程度。暴露模式在暴露評估中扮演著至關重要的輔助角色，主要體現在以下幾個方面：

• 填補數據空白： 當缺乏實際測量數據時（例如，新開發的化學品、過去的暴露情境、難以進行個人採樣的場景），暴露模式可以提供估計值。
• 預測與模擬： 能夠預測不同情境下的暴露水平，例如評估工程控制措施（如通風系統）的效果，或預測未來可能的暴露情況。
• 篩選與優先排序： 可用於初步篩選大量潛在暴露源或化學品，將資源集中用於暴露風險較高的項目。
• 情境分析： 評估不同暴露途徑（吸入、皮膚接觸、食入）或不同人群（如工人、一般民眾）的相對暴露貢獻。
• 支持風險評估： 暴露評估是健康風險評估 (Health Risk Assessment) 的關鍵輸入之一，模式估算的暴露數據是進行劑量-反應評估和風險描述的基礎。

3. 如果使用「飽和蒸氣壓模型」 (Saturation pressure model) 進行暴露評估，其限制是什麼？ (10%)

飽和蒸氣壓模型 (Saturation pressure model)，有時也稱為「蒸氣壓模型」或「揮發性模型」，通常用於估計揮發性有機化合物 (VOCs) 在特定環境（如室內空氣）中的濃度。其基本原理是假設污染物在釋放源（如揮發性液體）與空氣之間達到蒸氣壓平衡。