108 地方特考三等 衛生檢驗 毒物學 考古題詳解

核心觀念

本題考查劑量－反應關係與治療窗。藥物在適當劑量下產生治療效果；劑量增加或個體對藥物較敏感時，可能出現不良或毒性效果；暴露再嚴重時可能造成致死效果。三者不是截然分開的劑量區段，而是隨劑量及個體差異而變化的反應。

劑量－反應曲線常以累積百分比表示：橫軸為藥物劑量（常取對數），縱軸為出現指定反應的個體百分比。治療、毒性及致死反應可分別繪成不同曲線，各曲線的中位劑量為：

• $ED_{50}$：使 50% 個體達到指定治療效果的有效劑量。
• $TD_{50}$：使 50% 個體出現指定毒性效果的毒性劑量。
• $LD_{50}$：使 50% 個體死亡的致死劑量；藥物臨床研究通常以 $LD_{50}$ 表示動物實驗資料，不作為人體臨床用藥的安全界線。

$ED_{50}$、$TD_{50}$、$LD_{50}$ 是群體統計指標，並非每位個體都在該劑量出現相同反應。

解題方法

先比較三種反應曲線的位置與重疊程度，再以治療窗及治療指數說明安全性：

1. 若治療曲線與毒性曲線相距較遠，表示多數人達到治療效果時，尚未進入容易發生毒性的劑量範圍，安全範圍較大。
2. 若兩曲線接近或重疊，部分病人達到治療效果時已出現毒性，調整劑量與監測濃度就格外重要。
3. 劑量再升高，毒性程度與發生率通常上升，嚴重時可能造成器官衰竭或死亡；但毒性反應與致死反應各有其劑量－反應曲線，不能把毒性劑量直接等同於致死劑量。

治療指數常用下式表示：

核心觀念

本題考查砷化鎵（gallium arsenide, GaAs）在半導體產業中的職業暴露，以及砷化物的急性、慢性毒性與致病機轉。砷是類金屬，並非典型重金屬；砷化鎵的毒性不能直接等同於可溶性無機砷，因其溶解度低，吸入後會在肺部滯留並逐步釋出砷、鎵，呈現局部肺部效應與全身性砷暴露。

解題方法

依「污染來源 → 暴露途徑 → 臨床症狀 → 致病機轉」作答，並分開說明砷化鎵粉塵與其他無機砷化物。這樣能交代題目所問的三部分，也能避免將不同砷化合物的毒性混為一談。

一、污染來源與暴露途徑

職業來源以半導體製程為主。砷化鎵用於晶圓及光電元件製造，晶體生長、磊晶、晶圓切割、研磨、拋光、設備清理及廢料處理，都會產生或接觸砷化鎵粉塵。作業人員以吸入粉塵為主要暴露途徑；手部沾染後經口攝入也會造成暴露。

半導體製程另使用砷烷（arsine）等含砷氣體。設備洩漏或維修失當會造成吸入暴露，砷烷急性中毒尤其以溶血為重要特徵。

環境來源包括含砷地層造成地下水污染、冶煉及工業排放，以及含砷廢水或廢棄物處理不當。受污染的飲水與食物會造成經口攝入，形成長期無機砷暴露。

二、中毒症狀

（一）砷化鎵粉塵暴露

吸入粉塵後，肺部是重要的暴露部位，可出現呼吸道刺激、肺部發炎及組織損傷。砷化鎵在生物組織中逐漸釋出砷與鎵；砷進入血液後可分布至其他器官，腎臟亦是受影響的器官之一。長期職業暴露須注意慢性肺部變化及砷相關致癌風險。

（二）無機砷中毒

• 急性中毒：​噁心、嘔吐、腹痛及大量水樣腹瀉，嚴重時發生脫水、低血壓、心律不整、休克及腎功能損害；亦可出現周邊神經症狀。
• 慢性中毒：​皮膚色素沉著、斑駁性膚色改變、掌蹠角化、周邊神經病變及血球異常；長期暴露會增加皮膚、肺及膀胱等癌症風險。

核心觀念

本題考查懸浮微粒的粒徑分類、呼吸道清除機制，以及微粒暴露對人體的健康影響。PM 的數字指微粒的氣動粒徑，單位為微米（$\mu\text{m}$）；氣動粒徑是依微粒在空氣中的運動特性換算的粒徑，不等同於只看微粒的幾何直徑。

• PM$_{10}$（懸浮微粒）：氣動粒徑小於或等於 $10\,\mu\text{m}$ 的微粒。
• PM$_{2.5}$（細懸浮微粒）：氣動粒徑小於或等於 $2.5\,\mu\text{m}$ 的微粒。
• PM$_{2.5}$ 是 PM$_{10}$ 的一部分；PM$_{10}$ 中粒徑大於 $2.5\,\mu\text{m}$、小於或等於 $10\,\mu\text{m}$ 的部分，常稱為粗懸浮微粒。

空氣品質指標（AQI）是將臭氧（O$_3$）、PM$_{2.5}$、PM$_{10}$、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO$_2$）及二氧化氮（NO$_2$）等污染物濃度換算為各自的副指標，再以其中最大值作為該測站當日 AQI。AQI 是供民眾判讀空氣品質及健康風險的指標，不是污染物濃度本身。

解題方法

作答時可依「粒徑定義 → 沉積部位與清除方式 → 健康傷害」三層說明。兩種微粒的關鍵差異在粒徑：較大的微粒較容易沉積於鼻腔及上呼吸道；較細的 PM$_{2.5}$ 可深入細支氣管及肺泡，較不易由上呼吸道直接攔截，因此健康影響可能延伸至肺部深處及全身。

呼吸系統的防禦機制

1. 鼻腔過濾與上呼吸道攔截：鼻毛、鼻腔黏液及呼吸道彎曲處可攔截部分較大的微粒。咳嗽與打噴嚏可將刺激物排出。
2. 黏液纖毛清除作用：呼吸道黏液捕捉微粒及微生物；纖毛朝咽部規律擺動，將黏液往上推送，再經吞嚥或咳出清除。

核心觀念

本題考查三個重點：游離輻射的來源、種類與防護原則，以及人體短時間接受高劑量輻射後的急性輻射症候群。游離輻射是能量足以使物質原子或分子游離的輻射；其生物效應與輻射種類、吸收劑量、照射時間及受照部位有關。

解題方法

依題目順序作答：先列出核災以外的天然與人為來源，再按輻射的物理形式分類，接著寫出三項基本防護原則，最後依高劑量全身照射後的症狀發展，說明急性輻射症候群。

一、核災以外的游離輻射來源

天然來源包括：

• 宇宙射線：來自外太空，海拔愈高，通常受到的宇宙射線愈多。
• 地殼及建材中的天然放射性核種：例如鈾、釷及其衰變產物。
• 氡氣：天然放射性核種衰變產生的氣體，可由地層進入室內，經吸入造成暴露。
• 體內天然放射性核種：例如食物及水中的天然放射性核種進入人體後造成的內部暴露。

人為來源包括：

• 醫療用途：X 光攝影、電腦斷層掃描、核醫診斷及放射治療。
• 工業與研究用途：工業射線照相、材料檢測、放射性示蹤及實驗室放射源。
• 核能與核燃料相關作業：包括核電廠運轉、燃料處理及放射性廢棄物管理。
• 消費性或其他用途：部分裝置、儀器及特定產品使用的放射性物質或輻射源。

二、游離輻射的種類

可依輻射的物理形式分為下列兩大類：

1. 粒子輻射

• α 粒子：游離能力強、穿透力弱；通常無法穿透皮膚表層，但放射性物質若被吸入或吞入，內部暴露可造成傷害。
• β 粒子：穿透力較 α 粒子強，可由適當厚度的塑膠或金屬板材屏蔽。
• 中子：不帶電，穿透力較強；屏蔽時常使用含氫材料，例如水或聚乙烯。

2. 電磁波輻射

• X 射線與 γ 射線：均為高能電磁波，穿透力較強，常以鉛、混凝土等材料屏蔽。X 射線通常由電子活動產生；γ 射線則通常來自原子核轉變。

三、輻射防護三原則