114 高普考高考三級 職業安全衛生 職業衛生暴露風險評估 考古題詳解

114 年・高普考・高考三級・職業安全衛生
試題代碼 職業衛生暴露風險評估

第 一 題5 分

何謂暴露實態(Exposure Profile)?(5 分)

假設某暴露於甲苯(PEL-TWA=100 ppmPEL\text{-}TWA=100\ \mathrm{ppm})的相似暴露族群(SEG; Similar Exposure Group),經實施作業環境監測,隨機採樣 10 筆個人樣本後,統計分析結果發現其幾何平均值(GM; Geometric Mean)為 35 ppm,幾何標準偏差(GSD; Geometric Standard Deviation)為 2.5,第 95 百分位值(X95X_{95})為 85 ppm,試評論前述作業環境監測結果是否足以描述該 SEG 之暴露實態。(10 分)

依前述評論,未來可以採取哪些策略以完整描述該 SEG 之暴露實態?(10 分)

參考資料:

表:95% 信心水準下的依 X95/OELX_{95}/OEL 估計所需的大約樣本數(檢定力 = 90%)

X95/OELX_{95}/OELGSD = 1.5GSD = 2GSD = 2.5GSD = 3GSD = 3.5
0.7553138231326418
0.501330476582
0.25610162025
0.14681012
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核心觀念

本題考查相似暴露族群(SEG)之暴露實態建立、對數常態分布統計分析,以及以第 9595 百分位暴露濃度 X95X_{95} 與職業暴露限值(OEL)比較,判斷監測樣本是否足以代表族群暴露情形。

暴露實態(Exposure Profile)是指某一 SEG 在特定作業、製程與暴露條件下,暴露濃度的完整統計與作業描述,包括:

  1. 暴露濃度之中央趨勢,例如幾何平均值(GM)。
  2. 暴露變異程度,例如幾何標準偏差(GSD)。
  3. 高暴露端之分布情形,例如 X95X_{95}。
  4. 超過 OEL 的機率或比例。
  5. 影響暴露之決定因子,例如作業內容、物質使用量、通風狀況、工作時間、季節及個人防護具等。
  6. 同一工作者日間、日與日之間,以及不同工作者間的變異。

因此,暴露實態並非只取得少數濃度測定值,而是要能合理描述該 SEG 的暴露分布及其主要變異來源。

解題方法

一、計算 X95/OELX_{95}/OEL

題目給定:

OEL=PEL-TWA=100 ppmOEL=PEL\text{-}TWA=100\ \mathrm{ppm} X95=85 ppmX_{95}=85\ \mathrm{ppm}

因此:

X95OEL=85100=0.85\frac{X_{95}}{OEL} = \frac{85}{100} = 0.85

表示估計之第 9595 百分位暴露濃度為 OEL 的 85%85\%,表面上低於 OEL,但仍須考慮樣本數、統計不確定性及資料一致性。

二、依參考表判斷樣本數

本題:

GSD=2.5GSD=2.5

且:

X95OEL=0.85\frac{X_{95}}{OEL}=0.85

參考表中,GSD=2.5GSD=2.5 時:

  • X95/OEL=0.75X_{95}/OEL=0.75,約需 231231 個樣本;
  • X95/OEL=0.50X_{95}/OEL=0.50,約需 4747 個樣本。

本題的 0.850.85 高於表中最高的 0.750.75,因此所需樣本數應大於 231231 個。題目僅提供概略表格,無法由表中直接得到精確樣本數,但可確定 1010 個樣本遠低於所需數量。

三、檢查 GM、GSD 與 X95X_{95} 是否一致

若暴露濃度符合對數常態分布,則:

X95=GM×GSD1.645X_{95}=GM\times GSD^{1.645}

題目給定:

GM=35 ppm,GSD=2.5GM=35\ \mathrm{ppm},\qquad GSD=2.5

故依公式推算:

X95=35×2.51.645≈35×4.53≈158.6 ppmX_{95} = 35\times 2.5^{1.645} \approx 35\times 4.53 \approx 158.6\ \mathrm{ppm}

此結果與題目給定的 X95=85 ppmX_{95}=85\ \mathrm{ppm} 不一致。

因此,題目資料具有下列問題之一:

  • X95=85 ppmX_{95}=85\ \mathrm{ppm} 是以樣本直接估計的經驗百分位數,而 GM、GSD 是另一種統計估計值;
  • 暴露資料不符合對數常態分布;
  • 樣本數太少,導致統計估計不穩定;
  • 題目所給統計量未使用同一套分布假設或估計方法。

監測結果之評論

前述 1010 筆個人樣本不足以完整描述該 SEG 的暴露實態,理由如下:

1. 樣本數明顯不足

在 95%95\% 信心水準及 90%90\% 檢定力下,當 GSD=2.5GSD=2.5 且 X95/OEL=0.75X_{95}/OEL=0.75 時,約需 231231 個樣本;本題比值為 0.850.85,所需樣本數更大。

相較之下,實際僅有 1010 筆樣本,無法以足夠的統計把握度估計 SEG 的第 9595 百分位暴露濃度。

2. X95X_{95} 的估計不穩定

第 9595 百分位位於分布的高暴露尾端,必須有足夠樣本才能觀察高濃度事件。僅有 1010 筆資料時,任何一筆高濃度或低濃度結果,都可能大幅改變 X95X_{95}。

因此,雖然 85 ppm<100 ppm85\ \mathrm{ppm}<100\ \mathrm{ppm},不能直接認定該 SEG 已充分符合 OEL。

3. 暴露變異程度不小

GSD=2.5GSD=2.5

代表暴露濃度具有相當程度的對數變異。GSD 越大,暴露分布越分散,越需要較多樣本才能可靠估計 X95X_{95}。

4. 統計量彼此不一致

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第 二 題15 分

何謂關鍵相似暴露族群(Critical Similar Exposure Group)?(15 分)

並說明識別關鍵相似暴露族群之重要性。(10 分)

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核心觀念

本題考查職業衛生暴露評估的兩個層次:先依工作與暴露狀況將勞工劃分為相似暴露族群(Similar Exposure Group, SEG),再依健康風險及評估優先順序,找出應優先處理的關鍵相似暴露族群(Critical Similar Exposure Group, CSEG)。

SEG 是指從事相同或相似工作,且因暴露因子、作業環境、製程、工作方法及控制措施相近,預期具有相似暴露型態的一群勞工。分群的目的,是以具代表性的暴露資料推估族群成員的暴露情形;分群不能只看職稱,還須考量實際工作內容與暴露條件。

CSEG 是在已辨識的 SEG 中,依其暴露與健康危害風險等資訊,判定應優先進行暴露評估、控制或管理的族群。它是一種風險管理上的優先排序概念,不是另一種暴露量測方法,也不代表該族群已經確定超過容許暴露標準。

解題方法

作答可分成「定義」與「重要性」兩部分:

  1. 先說明 SEG 的分組基礎,指出 CSEG 是從 SEG 中辨識出的優先處理對象。
  2. 再說明為何要優先辨識:資源有限時,先處理健康危害嚴重、暴露可能較高或評估不確定性較大的族群,並據此安排監測與控制。
  3. 最後補上評估結果的用途:判斷暴露可接受性、決定改善措施,並透過後續監測確認改善成效。

識別關鍵相似暴露族群的重要性

  1. 保護勞工健康 優先找出可能有較高暴露或較嚴重健康危害的族群,及早採取工程控制、作業管理或個人防護措施,降低過度暴露及健康傷害的風險。
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第 三 題25 分

試說明我國高溫作業熱危害評估方法,並描述其與美國政府工業衛生師協會(ACGIH; American Conference of Governmental Industrial Hygienists)方法之差異。(25 分)

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核心觀念

本題重點是比較兩種用途不同的熱危害評估方法:

  1. 我國戶外高氣溫作業的預防指引:以氣溫、相對濕度查得「熱指數」,分級評估戶外熱危害風險,再依風險等級採取預防措施。
  2. 我國法定特定高溫作業的作息管理:以綜合溫度熱指數(WBGT)及工作負荷,判斷工作與休息時間。
  3. ACGIH 熱應力與熱應變評估:以 WBGT 為環境指標,並納入代謝率、衣著修正值、工作休息安排及熱適應狀態,與其熱應力建議值比較。

熱應力(heat stress)是環境與工作造成的外在熱負荷;熱應變(heat strain)是人體對熱負荷的生理反應。熱危害評估須同時留意環境、作業強度、衣著與個人狀況,不能只看氣溫。

**法規年度:以下以命題當年(民國 114 年)法規為準。**當年戶外熱危害預防指引為民國 112 年 6 月 1 日修正版;該指引於民國 114 年 6 月 20 日修正,現行指引已修正。另《職業安全衛生設施規則》及《高溫作業勞工作息時間標準》亦為本題相關法源。

解題方法

作答時先分清楚「熱指數」與「WBGT」的用途,再依序說明各自的評估步驟及與 ACGIH 的差異。切勿將我國戶外指引的熱指數,誤當成法定高溫作業作息標準所用的 WBGT。

一、我國戶外高氣溫作業:熱指數分級評估

命題年度適用的戶外指引,主要針對高氣溫環境下的戶外作業。雇主依作業所在地或鄰近氣象觀測資料,取得氣溫與相對濕度,查指引附表的熱指數,再依熱危害風險等級採取相應措施。若缺乏具代表性的氣象資料,應以現場具代表性的溫度及相對濕度量測值評估。

熱指數是由氣溫與相對濕度估算人體感受熱壓力的指標;濕度越高,汗液越不易蒸發散熱,同一氣溫下熱負荷通常越大。熱指數依表查得,不是 WBGT,也不是以乾球、自然濕球、黑球溫度代入 WBGT 公式計算。

評估後,應依風險等級採取熱危害預防措施,例如提供飲水與陰涼休息處、調整作業時間及工作負荷、增加巡視、確認勞工健康狀況、安排熱適應,並建立熱疾病通報及緊急應變措施。依《職業安全衛生設施規則》第 324 條之 6,雇主應視天候狀況採取戶外熱疾病預防措施;該條規定的是防護義務,並非熱指數計算公式。

二、我國特定高溫作業:WBGT 與作息時間標準

《高溫作業勞工作息時間標準》適用於規定所列的特定高溫作業,例如鍋爐房、熔煉、鑄造、鍛造及燒窯等作業。其環境評估指標為 WBGT,公式如下:

戶外有日曬:

WBGT=0.7Tnwb+0.2Tg+0.1TdbWBGT=0.7T_{nwb}+0.2T_g+0.1T_{db}

戶內或戶外無日曬:

WBGT=0.7Tnwb+0.3TgWBGT=0.7T_{nwb}+0.3T_g

其中 TnwbT_{nwb} 為自然濕球溫度、TgT_g 為黑球溫度、TdbT_{db} 為乾球溫度。自然濕球溫度反映濕度及蒸發散熱條件,黑球溫度反映輻射熱,乾球溫度則反映空氣溫度。

勞工若在不同工作區域或工作、休息場所間移動,應按各處 WBGT 與停留時間計算時量平均值:

WBGTTWA=∑i=1nWBGTiti∑i=1ntiWBGT_{\mathrm{TWA}} =\frac{\sum_{i=1}^{n}WBGT_i t_i}{\sum_{i=1}^{n}t_i}

再依工作強度及《高溫作業勞工作息時間標準》的表列門檻,分配連續工作與休息時間。標準將工作分為輕、中度、重工作;同一 WBGT 下,工作越重,容許連續作業的環境條件越嚴格,所需休息也越多。連續暴露達一小時以上者以每小時評估;

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第 四 題15 分

試說明飽和蒸汽壓(Saturation Vapor Pressure)模式應用於職業暴露評估之適用情形、使用限制及數學概念模式。(15 分)

使用飽和蒸汽壓模式常與「十分之一暴露原則」(Rule of 10th Exposure)搭配使用來實施暴露評估,請說明何謂「十分之一暴露原則」。(10 分)

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核心觀念

飽和蒸汽壓模式是以化學物質在特定溫度下的蒸汽壓,估算其在空氣中達到氣液平衡時的最高理論蒸氣濃度。它主要用於初步暴露評估:在現場資料有限時,快速篩選可能需要優先評估或採樣的揮發性物質。

此模式估算的是「飽和蒸氣濃度」,不是勞工實際暴露濃度。實際暴露還會受蒸發量、通風、作業方式、工作位置等因素影響,故應把結果視為篩選參考或保守上限,不宜直接當成實測值或法規符合性判定。

適用情形與使用限制

適用情形

  • 評估常溫或作業溫度下具有揮發性的液態化學物質。
  • 現場資訊有限,需快速比較不同物質的揮發潛勢,或排列後續監測優先順序。
  • 作為暴露評估的初步篩選;若估算值顯示可能接近或超過容許暴露標準,應再以適當的定量模式或作業環境監測確認。

使用限制

  • 假設化學物質與空氣達到氣液平衡,並有足夠物質持續蒸發;實際作業通常未必能達到飽和。
  • 蒸汽壓會隨溫度改變,須採用與作業溫度相符的數值。
  • 單純以純物質蒸汽壓計算時,未反映混合物成分及活度;混合物須考慮各成分的分壓,例如理想溶液可用拉午耳定律估算。
  • 未納入蒸發速率、使用量、暴露時間、空間大小、換氣量、局部排氣效果、污染源與勞工距離等因素。
  • 估算濃度可能與現場實際暴露差異很大,不能取代個人採樣或可靠的暴露定量模式。

數學概念模式

在溫度固定、蒸氣與空氣達平衡,且可視為理想氣體的條件下,蒸氣體積分率約等於蒸氣分壓與總壓之比。若純物質液面上的蒸汽壓為 PvP_v,環境總壓為 PatmP_{\mathrm{atm}},飽和蒸氣濃度為:

Csat(ppm)=PvPatm×106C_{\mathrm{sat}}(\mathrm{ppm}) = \frac{P_v}{P_{\mathrm{atm}}}\times 10^6

其中 PvP_v 與 PatmP_{\mathrm{atm}} 必須使用相同壓力單位。例如,若蒸汽壓以 mmHg 表示,且大氣壓取 760 mmHg760\ \mathrm{mmHg},則:

Csat(ppm)=Pv(mmHg)760×106C_{\mathrm{sat}}(\mathrm{ppm}) = \frac{P_v(\mathrm{mmHg})}{760}\times 10^6
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