109 專技高考高等考試 職業衛生技師 作業環境監測 考古題詳解

核心觀念

本題考的是：如何依監測目的選擇生物氣膠採樣器，並理解採樣器如何把空氣中的微生物收集到可分析的介質中。生物氣膠包括細菌、真菌、病毒、孢子、花粉等生物來源粒子；採樣結果會受粒徑、採樣流量與時間、採集介質、微生物存活能力及分析方法影響。

採樣目的可分為兩大類：

• 測定可培養、具活性的微生物：以培養法計算菌落形成單位（CFU），但無法涵蓋不能在所選培養條件下生長的微生物。
• 測定總量或辨認特定微生物：可用顯微鏡、免疫分析或分子生物方法；這些方法通常不能單靠檢出結果判斷微生物是否仍具活性。

採樣器提供的是空氣樣本與微生物特性資料，可作為危害辨識與控制評估的依據。呼吸防護具選擇仍須一併考量危害種類、暴露程度、作業條件、防護具認證及密合度等因素。

解題方法

依「粒子如何被收集」分類，再分別說明採集機制、可用分析及限制。常見主動式採樣器包括固體撞擊式、液體衝擊式、過濾式、離心式與靜電式；另可用沉降法作定性或半定量調查。說明採樣器後，再交代樣本如何換算濃度及如何解讀。

主動採樣器通常以幫浦抽取已知體積空氣，採樣體積為：

$$V=Q\times t$$

其中 $V$ 為採樣空氣體積，$Q$ 為流量，$t$ 為採樣時間。若結果以 CFU 表示，基本濃度換算為：

$$C=\frac{N}{V}$$

其中 $C$ 為空氣中可培養微生物濃度（CFU/m³），$N$ 為採樣後計得的菌落數。實務計算還須納入稀釋倍數、採樣液體積、回收比例，以及多孔撞擊器的正孔校正等因素。

採樣器類型與分析

一、固體撞擊式採樣器（impactor）

**採集機制與設計原理：**幫浦使空氣通過狹縫或多孔板，氣流急轉或改變方向；具有足夠慣性的微生物粒子無法隨氣流轉彎，因而撞擊在培養基、黏著表面或其他收集基材上。安德森撞擊器（Andersen impactor）可由多級噴孔分級收集，依粒子慣性差異提供粒徑分布資訊。

**優點：**樣本可直接落在培養基上，便於培養、菌落計數與後續菌種鑑定；多級撞擊器還可提供微生物粒子的空氣動力學粒徑資訊。

**缺點：**撞擊衝擊、乾燥、培養基表面過度負載及粒子反彈，都可能降低微生物存活或造成計數偏差。菌落可能由多個微生物聚集體形成，因此 CFU 不等於實際個體總數。

**資料處理與樣本分析：**培養後計數菌落，依採樣空氣體積換算 CFU/m³；多級採樣器分別計數各級培養皿，可比較粒徑級距。若撞擊器為多孔設計，需依儀器方法進行正孔校正，避免多個粒子落在同一孔位造成低估。菌落可再以形態、生化、顯微鏡或分子方法鑑定。

二、液體衝擊式採樣器（impinger）

**採集機制與設計原理：**空氣經噴嘴高速進入採樣器，粒子因慣性撞擊液面或液體中的收集區，進入液體介質。常見例子包括全玻璃衝擊器（AGI）與液體採樣器。

**優點：**樣本集中於液體，便於混勻、分裝、稀釋與濃縮；可將樣本用於培養、顯微鏡、核酸或免疫分析。相較乾式收集，液體介質較能減少樣本乾燥，適合需要保留微生物活性的分析。

**缺點：**採樣過程中的高速衝擊可能損傷微生物；小粒子可能未被有效捕集，且液體蒸發、採樣液濺失或微生物附著於器壁，都會影響回收率。採樣與運送期間若未妥善保存，微生物可能失活或增殖，改變結果。

**資料處理與樣本分析：**將採樣液混勻後直接培養或系列稀釋培養；也可將全部或部分採樣液過濾，再培養濾膜。若採樣液體積為 $V_L$、培養所代表的液體體積為 $v$，稀釋倍數為 $d$，則以菌落數回推整份採樣液的微生物量，再除以採樣空氣體積，換算成 CFU/m³。採樣液亦可供顯微鏡計數、核酸檢測或免疫分析。

三、過濾式採樣器（filter sampler）

**採集機制與設計原理：**以幫浦使空氣通過濾材，微生物粒子因慣性撞擊、攔截、擴散或靜電作用留在濾材上。常用濾材包括明膠、聚碳酸酯及其他適合後續分析的膜材。

**優點：**裝置通常輕便，適合個人採樣及長時間收集；可收集較大量空氣，濾膜可用於顯微鏡、核酸、免疫分析，部分濾材也可轉移至培養基進行培養。

核心觀念

本題考查雇主如何依《勞工作業環境監測實施辦法》第 10 條，規劃採樣策略並訂定監測計畫。以下以命題當年（民國 109 年）法規為準。

當時第 10 條要求雇主在實施監測前，依作業環境危害特性、監測目的及中央主管機關公告的相關指引規劃採樣策略，訂定監測計畫，確實執行並依實際需要檢討更新；計畫也應公開揭示，必要時向勞工代表說明。計畫的具體項目與內容，應依當時《作業環境監測指引》第十點作答。

採樣策略，是在保障勞工健康及符合法規要求的前提下，以合理的方法和程序決定監測處所及採樣規劃。相似暴露族群，則是工作型態、危害種類、暴露時間及濃度大致相同，暴露狀況相似的一群勞工。

解題方法

依《作業環境監測指引》第十點逐項整理，說明計畫如何從辨識危害、分組、安排採樣，進一步完成分析與評估。作答時要寫出各項的實質內容，不能只抄項目名稱。

監測計畫應有項目與內容

1. 危害辨識及資料收集 依作業場所的危害及先期審查結果，以系統化方式辨識、評估勞工暴露情形，確認應實施監測的作業場所，並納入物理性及化學性危害因子。規劃採樣策略時，應蒐集足夠的現況資料，例如場所配置、工作性質、危害種類及對應製程、個人防護具與控制措施。

本題考《高溫作業勞工作息時間標準》第 2 條及第 3 條。以「綜合溫度熱指數」判定，英文為 WBGT（Wet Bulb Globe Temperature）；實際判定使用勞工工作日的「時量平均綜合溫度熱指數」，並依工作強度對照標準，決定每小時作業與休息時間。

以民國 109 年法規為準。當時適用的《高溫作業勞工作息時間標準》為民國 103 年 7 月 1 日修正版本。

（二）影響冷熱舒適感的四項因素及 WBGT 的反映方式

人體對外在環境的冷熱感受，主要受氣溫、濕度、風速及熱輻射四項環境因素影響。WBGT 透過自然濕球、黑球及乾球溫度，綜合反映這些因素：

舒適感影響因素	WBGT 中的反映方式	說明
氣溫	乾球溫度	乾球溫度反映周遭空氣的溫度。戶外有日曬時，公式納入乾球溫度。
濕度	自然濕球溫度	自然濕球溫度受空氣濕度及空氣流動影響；濕度越高，汗液蒸發散熱越受限制，人體越容易蓄熱。
風速	自然濕球溫度	自然濕球溫度計未以強制通風方式測定，會隨周遭空氣流動而變化，因此反映自然通風對蒸發散熱的影響。
熱輻射	黑球溫度	黑球吸收周遭輻射熱，測得的黑球溫度反映日曬、爐體或熱物料等輻射熱影響。

依第 3 條，計算式如下：

• 戶外有日曬：

$$WBGT=0.7T_{nwb}+0.2T_g+0.1T_{db}$$

• 戶內或戶外無日曬：

$$WBGT=0.7T_{nwb}+0.3T_g$$

核心觀念

本題考查全程個人採樣結果換算成氣狀有害物的 ppm 濃度，以及依共同毒性標的器官判斷混合暴露是否具有相加效應。

以命題當年（民國 109 年）法規為準，依《勞工作業場所容許暴露標準》第 8 條，全程工作日的時量平均濃度不得超過相當於 8 小時日時量平均容許濃度；第 9 條規定，若數種有害物具有相加效應，將各物質濃度除以各自容許濃度後加總，總和大於 1 即超出容許濃度。本題依毒性標的器官分組：甲、乙同為中樞神經毒性，丙、丁同為肝臟毒性，分別計算加成指數。

解題方法

採樣涵蓋 10 小時全程，採樣流量率為 $50\ \mathrm{mL/min}$，因此採樣體積為：

$$V=50\times 10\times 60=30{,}000\ \mathrm{mL}=30\ \mathrm{L}=0.030\ \mathrm{m^3}$$

採樣條件下的氣體莫耳體積為：

$$V_m=\frac{RT}{P} =\frac{0.082057\times(33+273.15)}{755/760} \approx25.43\ \mathrm{L/mol}$$

氣狀物由質量濃度換算為 ppm：

$$\mathrm{ppm} =\frac{\mathrm{mg/m^3}\times V_m}{\text{分子量}} =\frac{(\text{採集質量}/0.030)\times25.43}{\text{分子量}}$$

逐一計算如下：

有機溶劑	質量濃度（mg/m³）	暴露濃度（ppm）