113 高普考高考三級 化學安全 化學品健康風險評估溝通與管理 考古題詳解

113 年・高普考・高考三級・化學安全
試題代碼 化學品健康風險評估溝通與管理

第 一 題30 分

近年國際上多個國家與組織關注全氟/多氟烷基物質(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)可能造成的健康風險,美國與歐盟等國家也訂定了 PFAS 於飲用水與食品中的管制標準。

試以評估我國飲用水中 PFAS 之風險為例,說明執行 PFAS 風險評估時需要哪些數據、執行風險評估的步驟為何,以及如何利用風險評估結果訂定管制標準?

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核心觀念

本題考查化學品健康風險評估的四個步驟,以及如何把毒理與暴露資料轉換成飲用水管制標準。風險評估的基本架構是:

  1. 危害辨識:判斷 PFAS 是否會造成不良健康效應,以及受影響的器官或族群。
  2. 劑量反應評估:分析暴露劑量與健康效應的關係,推導毒性參考值。
  3. 暴露量評估:估算民眾由飲水等途徑接觸 PFAS 的濃度、頻率與持續時間。
  4. 風險特徵描述:整合危害與暴露資訊,量化風險並說明不確定性。

PFAS 是一群具有持久性、種類繁多的含氟化學物質,評估時須明確指出納入哪些物質,例如 PFOA、PFOS、PFHxS 等。不同 PFAS 的毒性、暴露來源及分析方法不盡相同,不能只以「PFAS 總量」取代各物質的資料。

解題方法:先建資料,再依四步驟評估

一、需要蒐集的資料

(一)化學物質與環境資料

  • PFAS 的種類、化學特性、用途、持久性與環境流布情形。
  • 國內飲用水水源、淨水場及供水系統的檢測濃度與檢出率。
  • 採樣地點、時間、頻率、季節變化,以及分析方法的檢出極限、定量極限與品質管制資料。
  • 各 PFAS 單項濃度及共存情形;評估混合物時須保留各成分濃度。

(二)毒理與健康資料

  • 人體流行病學及動物毒理研究,包括研究族群、暴露劑量、暴露期間與健康結果。
  • 可能的健康效應及敏感生命階段,例如發育期、兒童或孕婦。
  • 關鍵研究、關鍵效應與劑量反應資料,用以推導 NOAEL、LOAEL 或基準劑量下限(BMDL)等起始點。
  • 毒性參考值,如每日容許攝入量(TDI)或口服參考劑量(RfD),以及推導時採用的不確定係數。

(三)暴露與族群資料

  • 飲水攝取量及體重,並納入不同年齡、生命階段與高攝取族群。
  • 飲水是否為主要來源,並估計飲食、室內環境或其他來源的暴露量。
  • 暴露頻率、期間及是否以終身暴露為評估情境。
  • 具代表性的族群分布資料;除平均情境外,也應評估高暴露族群。

(四)管制執行資料

  • 國內檢測能力、可達成的分析極限與供水系統處理能力。
  • 管制標準的採樣、檢測、通報與改善可行性,以及政策上需考量的成本與效益。

二、依四步驟執行風險評估

第一步:危害辨識

彙整人體與動物研究,判斷各 PFAS 是否會造成健康危害,確認可能的健康終點、暴露途徑及敏感族群,並評估證據強度。應優先關注具較高敏感性或較早出現的健康效應。

第二步:劑量反應評估

選定關鍵研究與關鍵效應,從劑量反應資料推得起始點,再考量物種差異、個體差異、資料不足及研究期間等因素,推導健康基準值,例如 RfD 或 TDI。這個基準值代表在特定假設與不確定性考量下,用來保護健康的每日暴露量,不是飲用水濃度標準。

第三步:暴露量評估

以飲水濃度、飲水量與體重估算每日飲水暴露劑量:

飲水暴露劑量=C×IRBW\text{飲水暴露劑量} = \frac{C \times IR}{BW}

其中,CC 為飲水中 PFAS 濃度(例如 mg/L\mathrm{mg/L}),IRIR 為每日飲水量(L/day\mathrm{L/day}),BWBW 為體重(kg\mathrm{kg}),結果單位為 mg/(kg⋅day)\mathrm{mg/(kg\cdot day)}。

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第 二 題20 分

您是某縣市環境保護局之稽核人員,在稽核一家化工廠倉庫時,發現工廠中屯放以下物質:

  • 乙醛(推估揮發後工廠環境濃度為 60 ppm)
  • 乙腈(推估揮發後工廠環境濃度為 50 ppm)
  • 正丁烷(推估揮發後工廠環境濃度為 200 ppm)

請依據風險管理的方法,識別、評估及排序風險順位,並提出建議改善措施。

已知乙醛、乙腈及正丁烷的勞工作業場所容許暴露標準分別為 100 ppm、40 ppm 以及 800 ppm。

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核心觀念

本題考查風險管理的基本流程:先辨識危害物質與暴露情境,再以暴露量和適用的容許暴露標準評估風險,接著排序並提出控制措施。容許暴露標準是評估工作場所暴露的重要基準;暴露濃度高於標準,表示應優先改善。

本題以題目提供的「勞工作業場所容許暴露標準」為準,並假設估計的環境濃度可代表勞工可能的吸入暴露濃度。題目未提供暴露時間、個人採樣資料或各物質的毒性作用差異,因此排序採各物質濃度相對於其容許暴露標準的比值,不據此推定實際健康風險的完整大小。涉及法規標準時,以命題當年(民國 113 年)題目所列標準為準。

解題方法

以暴露比值作為初步篩選指標:

Ri=CiLiR_i=\frac{C_i}{L_i}

其中,CiC_i 為推估環境濃度,LiL_i 為題目提供的容許暴露標準。Ri>1R_i>1 代表濃度超過標準;Ri<1R_i<1 代表低於標準。比值越高,表示相對於該物質標準的暴露程度越高,改善優先性越高。

逐項計算:

  • 乙醛: R乙醛=60100=0.60R_{\text{乙醛}}=\frac{60}{100}=0.60 推估濃度為標準的 60%60\%,低於標準。

  • 乙腈: R乙腈=5040=1.25R_{\text{乙腈}}=\frac{50}{40}=1.25 推估濃度為標準的 125%125\%,超標 25%25\%。

  • 正丁烷: R正丁烷=200800=0.25R_{\text{正丁烷}}=\frac{200}{800}=0.25 推估濃度為標準的 25%25\%,低於標準。

依比值由高至低排序:

乙腈 (1.25)>乙醛 (0.60)>正丁烷 (0.25)\text{乙腈 }(1.25)>\text{乙醛 }(0.60)>\text{正丁烷 }(0.25)
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第 三 題25 分

請詳述致癌物質與非致癌物質的劑量反應之評估暨計算方法,並說明兩者差異之處與不同的理由。

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核心觀念

本題考查健康風險評估中的劑量反應評估:將人體估算暴露量與毒理基準比較,量化致癌風險或非致癌危害。計算前須先確認物質的危害特性、暴露途徑、暴露期間,以及適用的毒理參數。

致癌評估常用癌症斜率因子(Cancer Slope Factor, CSF 或 SF)或吸入單位風險(Unit Risk, UR);非致癌評估常用參考劑量(Reference Dose, RfD)或參考濃度(Reference Concentration, RfC)。口服劑量常以 mg/kg ⁣− ⁣day\mathrm{mg/kg\!-\!day} 表示,斜率因子的單位為 (mg/kg ⁣− ⁣day)−1(\mathrm{mg/kg\!-\!day})^{-1}。

本題未涉及特定法條;以下依命題當年(民國 113 年)通行的健康風險評估架構說明。

解題方法

一、先求暴露劑量

口服或皮膚暴露常以平均每日劑量(Average Daily Dose, ADD)表示:

ADD=C×IR×EF×EDBW×ATADD=\frac{C\times IR\times EF\times ED}{BW\times AT}

其中:

  • CC:介質中化學物濃度。
  • IRIR:攝入或接觸速率。
  • EFEF:每年暴露頻率。
  • EDED:暴露年數。
  • BWBW:體重。
  • ATAT:平均時間,與暴露期間及評估終點相配合。

非致癌評估通常以相應期間的每日劑量計算 ADD;致癌評估則將暴露期間的總劑量平均至終生,計算終生平均每日劑量(Lifetime Average Daily Dose, LADD)。簡化表示為:

LADD=C×IR×EF×EDBW×LTLADD=\frac{C\times IR\times EF\times ED}{BW\times LT}

其中 LTLT 為終生平均時間(以日計)。若暴露條件跨不同年齡或期間,須分段計算後加總。

吸入暴露亦可用濃度作評估,例如將估算暴露濃度與吸入參考濃度 RfC 或吸入單位風險 UR 比較。

二、致癌物質的劑量反應評估與計算

致癌劑量反應評估先依動物試驗或人體流行病學資料,選定關鍵腫瘤終點及劑量反應模型,再將觀察到的劑量範圍外推至較低的人體暴露範圍。常見程序包括以基準劑量下限(BMDL)或其他適當起始點作為點估計(Point of Departure, POD),並依作用機制及資料選用低劑量外推模式。

若採線性低劑量外推,斜率因子代表低劑量區間每增加單位劑量所對應的額外致癌風險。口服致癌風險計算為:

Riskcancer=LADD×SFRisk_{\text{cancer}}=LADD\times SF

若暴露時間、劑量或其他條件要求修正,應依所採評估方法納入相應調整因子。若有多種致癌物,通常將各物質的風險加總:

Risktotal=∑iLADDi×SFiRisk_{\text{total}}=\sum_i LADD_i\times SF_i

吸入途徑若提供 UR,則常以終生暴露濃度乘以 UR 估算風險:

Riskinhalation=EClifetime×URRisk_{\text{inhalation}}=EC_{\text{lifetime}}\times UR

風險值是額外終生致癌機率的估計值,不是個人必然罹癌的判定。例如 10−510^{-5} 表示模型估計的額外風險約為十萬分之一。線性模型下,劑量加倍,估算風險也約加倍。

三、非致癌物質的劑量反應評估與計算

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第 四 題25 分

您是環境部化學物質管理署之官員,近期某工廠欲進口某種新化學物質 500 公斤。若此新化學物質為 CMR 物質,請問廠商申請新化學物質登錄必須包含哪些資訊?(10 分)如何取得這些資訊?(15 分)

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核心觀念

本題考《毒性及關注化學物質管理法》第 30 條及《新化學物質及既有化學物質資料登錄辦法》的新化學物質登錄制度。依命題當年(民國 113 年)法規為準。

登錄類別原則上按預估每年製造或輸入量決定,不是單看一次進口量:標準登錄為每年達 1 公噸;簡易登錄為每年達 100 公斤、未滿 1 公噸;少量登錄為每年未滿 100 公斤。因此,題示 500 公斤若為該物質的年輸入量,原屬簡易登錄。

但法規所稱 CMR,是指符合 CNS 15030 致癌、生殖細胞致突變性或生殖毒性第一級分類的物質。依同辦法第 7 條,簡易或少量登錄的新化學物質若屬 CMR,中央主管機關得要求依標準登錄項目提出資料。因此,作答時要交代簡易登錄的起點,也要說明主管機關得要求補足標準登錄資料。

解題方法:應包含哪些資訊

若主管機關要求依標準登錄資料項目辦理,應涵蓋下列九大項:

  1. 登錄人及物質基本辨識資訊:登錄人資料、物質名稱、組成、辨識資料等。
  2. 製造、輸入、用途及暴露資訊:製造或輸入量、用途、使用對象、暴露情境與可能暴露途徑。
  3. 危害分類與標示:物理性危害、健康危害、環境危害及標示內容。
  4. 安全使用資訊:急救、滅火、洩漏處理、處置與儲存、運輸、暴露控制與個人防護、安定性與反應性、廢棄處置。
  5. 物理與化學特性資訊。
  6. 毒理資訊。
  7. 生態毒理資訊。
  8. 危害評估資訊。
  9. 暴露評估資訊。

CMR 之所以影響資料要求,是因為它具有嚴重健康危害;即使年輸入量未達標準登錄門檻,主管機關仍可要求提交標準登錄項目,以評估危害、暴露及風險。

如何取得這些資訊

依資料類型,循序蒐集、評估並整理成登錄資料:

  • 辨識、組成與運作資料:向製造商或供應商取得物質名稱、CAS 編號、組成與純度、雜質、製程及預估輸入量;向進口與使用部門確認用途、使用量、使用對象、包裝、儲存與操作方式。
  • 危害分類、標示與安全使用資料:蒐集供應商的安全資料表(SDS)、標示資料及既有危害分類資料,依 CNS 15030 判定分類;
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