112 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中常用名詞的定義與理解。

(1) Similar exposure group (SEG)：
相似暴露族群（SEG）是指一群具有相似暴露特徵的勞工，例如從事相同作業、使用相似設備、在相似環境條件下工作，因此其暴露水準預期也相似。在進行暴露評估時，將勞工劃分為 SEG 有助於簡化採樣計畫，並能更有效地代表整個群體。

【答案】將具有相似暴露特徵（如作業內容、工作環境、時間長度等）的勞工歸為同一群體，以便於進行抽樣與暴露評估。

(2) Random sampling：
隨機抽樣是一種抽樣方法，其中樣本中的每個個體都有相等且獨立的機會被選中。在作業環境測定中，隨機抽樣確保了樣本的代表性，避免了偏差，使得測量結果能夠更準確地推論至整體勞工群體或暴露期間。

【答案】一種抽樣方法，其中樣本中的每個單位（如時間點、勞工、採樣位置）都有相等且獨立的機會被選取。

(3) Total coefficient of variation ($CV_T$)：
總變異係數 ($CV_T$) 是衡量數據離散程度的指標，通常用於評估測量結果的精確度與準確度。在暴露評估中，$CV_T$ 常用來描述特定污染物在工作場所濃度變異的程度，它包含了分析誤差以及源於時間和空間的真實暴露變異。

本題考驗學生計算暴露劑量與吸收劑量的能力，並需考量物質在體內的滯留率。由於題目未標明污染物種類，故我們假設此污染物為可被吸收且有部分滯留者。

核心觀念：

1. 劑量計算：將暴露濃度、呼吸率、工作時間轉換為每日吸入劑量。
2. 吸收劑量：考慮物質在體內的滯留率（吸收率），計算實際進入體內的劑量。
3. 總吸收劑量：將每日吸收劑量乘以總工作天數，得出總吸收劑量。

計算步驟：

首先，我們需要計算每日吸入的污染物總量。

1. 每日吸入污染物總量 (mg/day)：

   • 暴露濃度 = 1 mg/m³
   • 呼吸率 = 20 L/min = 20 * 60 L/hr = 1200 L/hr = 1.2 m³/hr
   • 工作班次時長 = 8 hrs/day
   • 每日吸入污染物總量 = 暴露濃度 × 呼吸率 × 工作班次時長
   • 每日吸入污染物總量 = (1 mg/m³) × (1.2 m³/hr) × (8 hrs/day) = 9.6 mg/day

2. Normalized absorber dose per day (mg/day)：
   題目假設污染物「永久滯留」50%，這表示只有 50% 的污染物會被身體吸收進入體內。因此，每日吸收劑量為每日吸入量的 50%。

   • Normalized absorber dose per day = 每日吸入污染物總量 × 滯留率
   • Normalized absorber dose per day = 9.6 mg/day × 50% = 4.8 mg/day

本題主要在測試考生對「均勻混合箱模型」（Well-Mixed Box Model）的理解，以及其在暴露評估中的應用與限制。

核心觀念：

1. 模型定義：理解均勻混合箱模型的假設與基本原理。
2. 應用：說明該模型如何在暴露評估中使用。
3. 限制：闡述該模型在實際應用中可能遇到的問題與不足之處。

詳解：

「均勻混合箱模型」 (Well-Mixed Box Model) 的描述：

均勻混合箱模型是一個簡化的數學模型，用於描述一個封閉或半封閉空間（例如一個房間、一個工作區域）內污染物濃度的變化。其核心假設是：

• 均勻混合：進入空間的污染物會立即且均勻地混合到空間內的空氣中，使得空間內的污染物濃度在任何位置都是相同的。
• 穩態或準穩態：模型通常假設污染物濃度在短時間內變化不大，或者在污染物進入和移除（如通風）的速率達到平衡時，濃度維持穩定。

在數學上，這個模型通常可以表示為一個簡單的微分方程。若污染物以速率 $G$ (如 mg/min) 進入空間，空間體積為 $V$ (m³)，且空氣以速率 $Q$ (如 m³/min) 進行通風（假設通風空氣不含污染物），則空間內污染物濃度 $C(t)$ (mg/m³) 的變化可以描述為：

$V \frac{dC(t)}{dt} = G - Q \cdot C(t)$

若假設污染物進入速率 $G$ 和移除速率 $Q$ 恆定，且初始濃度為 $C(0)$，則此微分方程的解為：

$C(t) = \frac{G}{Q} + (C(0) - \frac{G}{Q}) e^{-\frac{Q}{V}t}$

在穩態（當 $t \to \infty$ 時）下，污染物濃度會趨近於 $C_{steady-state} = \frac{G}{Q}$。

在暴露評估中的應用：

均勻混合箱模型在暴露評估中主要用於：

1. 預測室內空氣濃度：當已知污染物的產生速率（例如，某種化學品的揮發速率）和通風換氣率時，可以用來預測室內空氣中污染物的濃度。
2. 評估控制措施的效果：例如，評估增加通風量（提高 $Q$）對降低室內污染物濃度的影響。

本題考驗學生設計作業環境測定採樣策略的能力，特別是針對游離二氧化矽（Free Silica）此類常見的粉塵污染物。設計策略時，需考慮污染物的特性、勞工的工作型態，以及相關法規要求。

核心觀念：

1. 污染物特性：游離二氧化矽是吸入性粉塵，可能引起肺塵病（矽肺）。其暴露主要透過吸入空氣中的粉塵顆粒。
2. 採樣目的：評估勞工的吸入暴露劑量，判斷是否符合勞工作業環境空氣中游離二氧化矽濃度標準，並作為改善工作環境的依據。
3. 採樣方法：個人採樣（Personal Sampling）是評估勞工實際吸入暴露的最佳方法。
4. 採樣計畫：需考慮採樣頻率、採樣時間、採樣點位、採樣流量、採樣時間長度、樣品分析方法等。
5. 法規遵循：需參考國家相關的作業環境測定法規（如勞動部職業安全衛生法規）。

採樣策略設計：

以下為針對評估勞工游離二氧化矽暴露的採樣策略設計：

1. 目標確立：

   • 評估工作場所勞工暴露於游離二氧化矽的程度。
   • 確認勞工暴露濃度是否超過勞動部訂定的「勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中關於游離二氧化矽的標準值（例如，依據不同結晶型態，如石英，可能有不同的容許濃度，通常以百分比或 mg/m³ 表示）。
   • 收集數據以制定或評估改善工程控制與個人防護措施的效果。

2. 採樣對象與採樣族群劃分：

   • 辨識高風險作業：首先，需識別最可能產生游離二氧化矽粉塵的作業，例如：
     • 營造業（混凝土切割、鑽孔、拆除、砂石處理）
     • 鑄造業（噴砂、型砂處理）
     • 陶瓷、玻璃製造業（原料處理、研磨）
     • 礦業、隧道工程
     • 石材加工業
   • 建立相似暴露族群 (SEG)：在上述高風險作業中，將作業內容、工作時間、暴露環境相似的勞工劃分為相似暴露族群 (SEG)。例如，在營造工地，將「操作混凝土切割機的勞工」、「處理砂石的勞工」、「進行拆除作業的勞工」等劃分為不同的 SEG。

3. 採樣頻率與時間：

   • 頻率：
     • 新設或改善之工作場所，應至少實施一次。
     • 若勞工暴露濃度有明顯變化，或工作方法、材料、設備有變動時，應重新實施。
     • 依據勞動部「勞工健康保護規則」及相關規定，應定期實施，頻率通常依據暴露水準而定（例如，若暴露濃度高於改善建議值，可能需要更頻繁的監測）。一般而言，一年至少一次是常見的基礎頻率。
   • 時間：
     • 個人採樣：應在勞工執行代表性作業時進行，採樣時間應涵蓋其工作班次中暴露最高、最頻繁的時段，或整個工作班次（全班次採樣）。
     • 採樣時間長度：確保採樣時間足夠長，以收集足夠的樣本量，同時能代表勞工的平均暴露。對於游離二氧化矽這類粉塵，通常建議採樣時間為 6-8 小時，以代表一個完整班次。

4. 採樣方法與儀器：

   • 採樣方式：個人採樣（Personal Sampling）是首選方法，將採樣器直接佩戴在勞工的呼吸帶附近，以最真實地反映勞工吸入的劑量。
   • 採樣介質：使用濾材（如玻璃纖維濾紙或聚碳酸酯濾膜）來收集空氣中的粉塵顆粒。