113 年 國立成功大學環境醫學研究所甲組在職生《工業衛生》

此題主要在探討腕隧道症候群（Carpal Tunnel Syndrome, CTS）的定義、高風險職業以及預防措施，屬於職業病與人因工程的範疇。

核心觀念：
腕隧道症候群是一種因正中神經在手腕處的腕隧道內受到壓迫而引起的周邊神經病變。其發生與重複性手部動作、不當姿勢、手部震動及其他個人因素有關。

詳解：

1. 什麼是與工作相關的腕隧道症候群？ (3%)
   與工作相關的腕隧道症候群（Work-related Carpal Tunnel Syndrome, WR-CTS）是指，由於工作相關的暴露（如重複性的手腕動作、不當的手腕姿勢、手部震動、長時間的抓握或壓迫等）導致或加劇了腕隧道症候群的發生。其特徵是正中神經在手腕的腕隧道內受到壓迫，引起手部（特別是拇指、食指、中指及部分無名指）的疼痛、麻木、刺痛感，嚴重時可能導致手部肌肉無力及萎縮。

2. 列出兩種容易罹患與工作相關腕隧道症候群的職業。(4%)
   以下列出兩種高風險職業：

   • 生產線作業員/裝配工人： 經常需要進行重複性的手部精細動作，例如組裝電子零件、包裝商品等，這些動作常伴隨不當的手腕姿勢和過度的力量。
   • 電腦使用者/文書處理人員： 長時間使用電腦，重複打字、滑鼠操作，且常維持手腕彎曲或過度伸展的姿勢，容易對正中神經造成壓迫。

此題考驗對統計學中標準差（Standard Deviation, SD）與變異係數（Coefficient of Variation, CV）的計算與應用，屬於工業衛生採樣與數據分析的基礎知識。

核心觀念：
標準差衡量數據點相對於平均值的離散程度；變異係數則是以標準差除以平均值，表示相對變異性，不受數據本身量級的影響，便於比較不同數據集的變異程度。

詳解：

首先，需要將所有數據統一單位。常見的做法是將所有數值轉換為 µg/m³ 或 ppm。由於題目給出混合單位，我們需要利用臭氧（O₃）的分子量（約 48 g/mol）和理想氣體定律進行轉換。在標準狀況下（STP：0°C, 1 atm），1 mole 的氣體體積為 22.4 L。若以常溫常壓（NTP：25°C, 1 atm）估算，1 mole 氣體體積約為 24.5 L。為簡化計算，且題目未指定溫度壓力，我們採用常見的工業衛生轉換關係：
1 ppm O₃ ≈ 2000 µg/m³ (此轉換因子在 25°C, 1 atm 下，分子量 48 g/mol)。

讓我們將所有數據轉換為 µg/m³：

• 90 µg/m³ (已是 µg/m³)
• 0.1 ppm = 0.1 × 2000 µg/m³ = 200 µg/m³
• 120 µg/m³ (已是 µg/m³)
• 0.2 ppm = 0.2 × 2000 µg/m³ = 400 µg/m³
• 50 µg/m³ (已是 µg/m³)

因此，我們得到一組新的數據集（µg/m³）：{90, 200, 120, 400, 50}。
共 n = 5 個數據點。

1. 計算標準差 (Standard Deviation, SD) (6%)

首先計算平均值 ($\bar{x}$):
$\bar{x} = \frac{90 + 200 + 120 + 400 + 50}{5} = \frac{860}{5} = 172 \text{ µg/m³}$

接著計算變異數 ($s^2$)，由於這是樣本數據，我們使用樣本標準差的公式（分母為 n-1）：
$s^2 = \frac{\sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2}{n-1}$

計算 $(x_i - \bar{x})^2$:

• $(90 - 172)^2 = (-82)^2 = 6724$
• $(200 - 172)^2 = (28)^2 = 784$
• $(120 - 172)^2 = (-52)^2 = 2704$
• $(400 - 172)^2 = (228)^2 = 51984$
• $(50 - 172)^2 = (-122)^2 = 14884$

$\sum (x_i - \bar{x})^2 = 6724 + 784 + 2704 + 51984 + 14884 = 77080$

$s^2 = \frac{77080}{5-1} = \frac{77080}{4} = 19270$

此題考驗對個人防護具（呼吸防護具）中「指定防護因子」（Assigned Protection Factor, APF）的理解及其在不同類型呼吸器中的應用。

核心觀念：
指定防護因子（APF）是 OSHA (Occupational Safety and Health Administration) 所定義，指在正常使用情況下，呼吸器可將工作場所空氣中的污染物濃度降低到其額定值（如 OSHA PEL 或 ACGIH TLV）的多少倍。APF 值越高，表示該呼吸器提供的保護程度越高。

詳解：

1. 什麼是指定防護因子 (APF)? (4%)
   指定防護因子 (Assigned Protection Factor, APF) 是指，在特定條件下，呼吸器能夠將使用者吸入空氣中的污染物濃度，降低到工作場所允許暴露極限（例如 OSHA 的 PEL 或 ACGIH 的 TLV）的倍數。APF 是基於呼吸器的設計、密封性、過濾效率以及標準化測試條件下得出的保護能力指標。它用於幫助雇主選擇適合特定污染物濃度和職業暴露限值的呼吸器。例如，一個 APF 為 10 的呼吸器，表示它能將污染物濃度降低到原來的 1/10，使其低於暴露限值。

2. 請列出以下指定防護因子 (APF) 從高到低的順序 (8%):

   根據 NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) 和 OSHA 的相關指引，不同類型呼吸器的 APF 值如下（此處列出常見值，實際值可能因特定型號或更新標準而有細微差異）：

   • (B) Self-Contained Breathing Apparatus (SCBA)：自給式呼吸器。通常是最高等級的保護，特別是正壓式 SCBA，提供獨立的氣源。

     • 正壓式 SCBA: APF = 10,000 (或更高，依標準而定，通常是最高等級)
     • （註：若題目中的 SCBA 指的是壓力需求式（pressure-demand），其 APF 通常是最高的。）

   • (D) Supplied air respirator (SAR)：供氣式呼吸器。提供來自淨化空氣源的呼吸空氣。

     • 正壓式供氣式呼吸器 (Pressure-demand SAR): APF = 10,000
     • 連續流動式供氣式呼吸器 (Continuous flow SAR): APF = 1,000
     • （一般 SAR 的 APF 都很高，僅次於 SCBA 或與其相當，取決於其壓力模式。）

   • (A) Full-face APR：全面罩空氣淨化式呼吸器。APR (Air-Purifying Respirator) 透過濾罐或濾棉去除污染物。全面罩提供臉部密封，因此保護因子較高。

     • 全面罩空氣淨化式呼吸器 (Full-face APR): APF = 50

   • (C) Tight-fitting Powered Air Purifying Respirator (PAPR)：動力送風空氣淨化式呼吸器。PAPR 使用風扇強制空氣通過濾罐或濾棉。

     • 密合型動力送風空氣淨化式呼吸器 (Tight-fitting PAPR): APF = 50 (與全面罩 APR 相同)

此題考驗對暴露評估中變異來源的理解，特別是區分「個體內變異」（within-worker variability）和「個體間變異」（between-worker variability）。

核心觀念：
在職業暴露評估中，測量到的污染物濃度會受到多種因素影響而產生變異。這些變異可以歸類為：

• Within-worker variability (個體內變異)： 指同一位員工在不同時間點（同一天或不同天）或在同一工作任務中，其暴露濃度的變化。
• Between-worker variability (個體間變異)： 指不同員工在相似時間點或執行相似任務時，其暴露濃度的差異。

詳解：

1. 個體內變異 (Within-worker variability) 的主要來源：

個體內變異是指同一位工作者在不同時間點的暴露水平差異。主要來源包括：

• 時間變異 (Temporal variability)：
  • 工作任務的變化： 工作者一天內可能執行多種不同的任務，每種任務的暴露水平不同。例如，在搬運貨物時暴露可能較高，而在辦公室處理文書時暴露可能較低。
  • 作業時間的變化： 即使執行相同的任務，在一天中的不同時間點，污染物濃度也可能因通風系統的運作、生產過程的波動、其他人員的活動等因素而變化。
  • 作業習慣的變化： 同一個工作者在不同時間，其作業速度、動作幅度、休息頻率等可能不同，進而影響暴露。
• 活動模式的變化 (Activity pattern variability)： 工作者一天內在不同區域的移動、不同作業點的停留時間，都會影響其平均暴露水平。
• 個人行為的影響 (Personal behavior)： 例如，工作者在休息時間的活動、是否離開工作區域、是否遵守安全規定等，都會影響其暴露。
• 採樣方法本身的變異： 即使使用相同的採樣設備，在不同時間採樣，也可能由於設備的微小差異、採樣流量的波動、濾膜的吸附特性變化等原因產生變異。

此題主要考驗對生物性氣膠（bioaerosol）採樣方法、採樣器選擇理由以及暴露評估執行方法的理解，屬於工業衛生微生物學與採樣技術的範疇。

核心觀念：
生物性氣膠是指存在於空氣中，由生物體（細菌、病毒、黴菌、花粉、內毒素等）及其代謝產物組成的顆粒。在食品加工廠等環境中，生物性氣膠可能對員工健康造成影響（如過敏、呼吸道疾病、感染等）。採樣生物性氣膠需要特定的採樣器，以便將空氣中的生物性物質收集並用於後續分析。

詳解：

1. 應使用哪種類型的採樣器來評估食品加工廠中生物性氣膠的個人暴露？ (4%)
   評估食品加工廠中生物性氣膠的個人暴露，應使用能夠有效採集空氣中微生物（細菌、黴菌、病毒等）的採樣器。常見的類型包括：

   • 撞擊式採樣器 (Impactor samplers)： 例如，多級撞擊採樣器 (Multi-stage impactors) 或單級撞擊採樣器 (Single-stage impactors)，如 Andersen 採樣器。這類採樣器利用氣流速度將空氣中的顆粒撞擊到培養基表面或其他收集介質上。
   • 濾膜採樣器 (Filter samplers)： 使用特殊材質的濾膜（如聚碳酸酯濾膜、玻璃纖維濾膜、微孔濾膜等），以抽氣方式將空氣通過濾膜，將生物性氣膠截留。
   • 液體洗滌式採樣器 (Liquid impingement samplers)： 例如，氣泡採樣器 (Bubbler samplers)，將空氣通過含有滅菌液體（如無菌水、緩衝液）的裝置，將生物性氣膠溶解或懸浮在液體中。

   在食品加工廠的個人暴露評估中，撞擊式採樣器（特別是針對特定微生物的培養採樣）或濾膜採樣器（用於總菌數、黴菌或特定 DNA/RNA 分析） 是較為常見且合適的選擇。

2. 請寫出理由。(4%)
   選擇上述採樣器的理由如下：

   • 有效收集生物性氣膠： 撞擊式採樣器和濾膜採樣器都能有效地將空氣中的微生物顆粒從氣流中分離出來，收集到培養基或濾膜上，便於後續的培養、鑑定或分子生物學分析。
   • 適用於培養分析： 撞擊式採樣器（如 Andersen 採樣器）直接將微生物撞擊到培養皿上，非常適合進行細菌或黴菌的總數測定、菌落計數和形態學鑑定。
   • 適用於多種分析方法： 濾膜採樣器收集的微生物可用於培養，也可以進行 DNA/RNA 萃取，用於 PCR 檢測特定病原體，或進行內毒素分析。
   • 個人採樣的便利性： 許多針對生物性氣膠的個人採樣器體積較小、重量輕，方便攜帶，適合長時間的個人暴露監測。
   • 針對性： 某些採樣器（如撞擊式）可以根據顆粒大小進行分級採樣，有助於了解不同大小的生物性氣膠對呼吸道的影響。

3. 您將如何進行暴露評估？ (8%)
   進行食品加工廠生物性氣膠的暴露評估，可以按照以下步驟進行：

   • 第一步：危害辨識與風險評估 (Hazard Identification and Risk Assessment)

     • 了解廠內可能存在的生物性危害（如特定微生物、黴菌毒素、內毒素等）及其潛在健康影響。
     • 識別高風險作業區域或任務（如原料處理、發酵、包裝、清潔等）。
     • 初步評估暴露的可能性和嚴重性。

   • 第二步：確定採樣策略 (Sampling Strategy Development)

     • 採樣對象： 確定需要監測的員工群體（如特定崗位員工）。

此題為典型的工業衛生物質平衡與速率計算題，考驗將體積、密度、時間轉換為質量排放速率的能力。

核心觀念：
排放速率 (Emission Rate) 是指單位時間內從某個源釋放到環境中的物質量。通常以質量/時間 (如 g/min, kg/hr) 或體積/時間 (如 L/min) 表示。本題要求計算質量/時間的平均排放速率。

詳解：

1. 計算總質量 (Total Mass)
   首先，我們需要計算 5L 溶劑的總質量。
   已知：

   • 溶劑體積 (Volume, V) = 5 L
   • 溶劑密度 (Density, ρ) = 0.6 g/mL

   在計算質量之前，需將體積單位統一。將 5 L 轉換為 mL：
   $V = 5 \text{ L} \times 1000 \text{ mL/L} = 5000 \text{ mL}$

   利用密度公式計算總質量 (Mass, M)：
   $M = \rho \times V$
   $M = 0.6 \text{ g/mL} \times 5000 \text{ mL}$
   $M = 3000 \text{ g}$

   所以，總共有 3000 克（或 3 公斤）的溶劑蒸發。

2. 計算總時間 (Total Time)
   溶劑在一個 8 小時的班次內完全蒸發。
   已知：

   • 時間 (Time, T) = 8 小時 (hr)

此題要求解釋四個工業衛生相關的名詞，屬於基礎知識概念的測驗。

核心觀念：
這些名詞分別代表了職業暴露限值、局部排氣系統設計參數、採樣品質管制手段以及化學防護裝備的性能指標。

詳解：

1. TLV-C (Threshold Limit Value-Ceiling)

   • 定義： TLV-C 是美國政府工業衛生學會 (ACGIH) 制定的「閾限值」中的一種，稱為「上限值」。它代表了空氣中某化學物質的濃度，工作者在一天 8 小時、一週 40 小時的工作時間內，終生暴露於此濃度下，預期不會產生不良健康效應。
   • 特點： 與 TLV-TWA（8 小時日時量平均值）和 TLV-STEL（15 分鐘短時間暴露極限值）不同，TLV-C 是指空氣中污染物濃度絕對不應超過的極限值，即使是在短時間內也不允許超過。它適用於那些其健康效應與濃度峰值直接相關的物質。

2. 捕集風速 (Capture Velocity)

   • 定義： 捕集風速是指在污染源（如排氣罩開口處）的特定點，維持局部排氣系統有效捕集污染物所需的最低氣流速度。
   • 意義： 局部排氣系統的目的是在污染物釋放出來並擴散到工作環境之前，將其在源頭捕集並抽走。捕集風速是設計局部排氣系統（如排氣罩）時的關鍵參數。它確保了空氣動力學上的「吸力」足以克服污染源的擴散力，將污染物吸入排氣罩內。
   • 應用： 不同的污染源（如焊接煙塵、化學蒸氣、粉塵）需要不同的捕集風速。例如，對於低逸散性的粉塵，可能需要較高的捕集風速；對於高逸散性的蒸氣，則需設計合適的排氣罩形狀並確保足夠的風速。

3. 溶劑空白樣品 (Solvent Blank Sample)

   • 定義： 溶劑空白樣品是一種品質管制（Quality Control, QC）樣品，用於評估在樣品採集、保存、運輸和實驗室分析過程中，所使用的溶劑本身是否會引入污染物，或者是否存在其他潛在的背景污染。

此題考驗對化學防護手套性能評估所需考慮因素的掌握，屬於個人防護裝備（PPE）選擇與應用範疇。

核心觀念：
選擇合適的化學防護手套是保護勞工免受化學品傷害的關鍵。評估手套的性能需要從多個面向進行考量，以確保其能提供足夠且持久的保護。

詳解：

在評估防護手套的性能時，需要考慮以下幾個關鍵因素：

1. 化學品種類與特性 (Type and Properties of Chemicals)：

   • 接觸的化學品： 必須清楚手套將要接觸到的具體化學品種類（酸、鹼、溶劑、氧化劑、特殊化學品等）。
   • 物理狀態： 固體、液體或氣體。
   • 濃度： 純化學品、高濃度溶液還是稀釋溶液。
   • 溫度： 高溫或低溫環境可能影響手套材料的性能。

2. 材料的抗化學性 (Chemical Resistance of Material)：

   • 浸透 (Permeation)： 指化學品通過手套材料的速率。需要關注「浸透時間」（Breakthrough Time, BT），即化學品開始浸透到手套內側所需的時間。BT 越長，保護時間越長。
   • 降解 (Degradation)： 指化學品接觸後，手套材料本身的物理或化學性質發生改變，例如變軟、變硬、變脆、膨脹、收縮、龜裂等，導致手套失去結構完整性和保護能力。
   • 吸附 (Adsorption)： 某些化學品可能被材料表面吸附，雖然不一定發生浸透，但也可能影響手套的性能或對使用者造成間接影響。

3. 使用時間與頻率 (Duration and Frequency of Use)：

   • 單次接觸時間： 每次接觸化學品的時間長短。
   • 總暴露時間： 在整個工作班次中，手套實際與化學品接觸的總時長。
   • 重複使用性： 手套是否為一次性使用，還是可以重複使用？如果可重複使用，需要考慮清洗、儲存對性能的影響。

此題主要考驗對「重體力勞動作業」的認識，包括其定義、常見作業類型以及相應的保護措施，屬於勞工安全衛生管理與人因工程的範疇。

核心觀念：
重體力勞動作業是指需要大量體力消耗，對勞工身體負荷較大的工作。長時間或高強度從事此類作業，容易導致肌肉骨骼傷害、疲勞、心血管系統負擔加重等健康問題。因此，需要有相應的保護措施來降低風險。

詳解：

1. 請舉出三種重體力勞動作業？ (6%)
   重體力勞動作業通常包含以下特徵：頻繁的彎腰、蹲踞、搬運重物、長時間站立或維持不良姿勢、以及高強度的重複性動作。以下是三種常見的重體力勞動作業：

   • 建築業的搬運與施工： 例如，水泥、鋼筋、磚塊等建築材料的搬運，模板的組裝與拆卸，以及長時間的體力勞動（如砌牆、混凝土澆築）。這些作業常涉及搬運重物、重複彎腰、在高處或狹窄空間作業等。
   • 製造業的裝配與搬運： 在汽車製造、機械加工、倉儲物流等行業，常見的重體力作業包括：大型零件的搬運、組裝，貨物的堆碼與搬運（如使用堆高機外的徒手搬運），以及長時間重複性、高力量的裝配動作。
   • 農業或漁業的勞動： 例如，農作物（如稻穀、水果）的採收、搬運；漁獲物的處理、搬運；以及長時間在戶外從事體力消耗大的耕作、捕撈等作業。

   其他例子還包括：鋼鐵廠的冶煉與搬運、港口碼頭的貨物裝卸、礦業的開採與運輸、清潔工的重體力清潔工作等。

2. 請舉出兩種重體力勞動作業勞工保護措施 (4%)
   針對重體力勞動作業，可以從工程改善、行政管理及個人防護等層面採取保護措施。以下是兩種常見且重要的保護措施：

   • 工程改善與人因工程設計 (Engineering Controls and Ergonomic Design)：