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
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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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:
其中, 為飲水中 PFAS 濃度(例如 ), 為每日飲水量(), 為體重(),結果單位為 。
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:
其中, 為推估環境濃度, 為題目提供的容許暴露標準。 代表濃度超過標準; 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: 推估濃度為標準的 ,低於標準。
-
乙腈: 推估濃度為標準的 ,超標 。
-
正丁烷: 推估濃度為標準的 ,低於標準。
依比值由高至低排序:
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 表示,斜率因子的單位為 。
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:
其中:
- :介質中化學物濃度。
- :攝入或接觸速率。
- :每年暴露頻率。
- :暴露年數。
- :體重。
- :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:
其中 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:
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:
吸入途徑若提供 UR,則常以終生暴露濃度乘以 UR 估算風險:
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 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
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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 物理與化學特性資訊。
- 毒理資訊。
- 生態毒理資訊。
- 危害評估資訊。
- 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;