112 專技高考高等考試 職業衛生技師 暴露與風險評估 考古題詳解

112 年・專技高考・高等考試・職業衛生技師
試題代碼 暴露與風險評估

第 一 題25 分

職業衛生界常應用貝氏決策分析技術(BDA: Bayesian decision analysis)於勞工暴露評估,試說明應用時事前機率分布(Prior distribution)、近似機率分布(Likelihood distribution)與事後機率分布(Posterior distribution)之意義,如何應用於暴露風險分級管理及使用貝氏決策分析技術應注意事項。

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核心觀念

本題在考貝氏決策分析(Bayesian decision analysis, BDA)如何整合既有資訊與現場量測,更新對勞工暴露狀況的判斷,並將不確定性轉化為暴露風險分級與管理決策。核心關係是:

事前資訊+量測資料⟶更新後的暴露判斷⟶管理行動\text{事前資訊}+\text{量測資料}\longrightarrow\text{更新後的暴露判斷}\longrightarrow\text{管理行動}

三種分布的意義如下:

  • 事前機率分布(Prior distribution):取得本次量測資料之前,對待估參數或暴露狀況的機率描述。資訊可來自相似製程或族群的既有量測、過往監測資料、專家知識及製程特性。它不是任意假設,而是把量測前已掌握的知識以機率方式表示。
  • 近似機率分布(Likelihood distribution):在假設某一參數或暴露狀況成立時,觀察到目前量測資料的相對可能性。它描述的是「不同參數值會產生目前這組資料的可能程度」,本身不是參數的事前分布,也不直接等於參數為真的機率。
  • 事後機率分布(Posterior distribution):將事前分布與本次量測資料結合後,得到對參數或暴露狀況的更新判斷。依貝氏定理:
f(θ∣y)=f(y∣θ)f(θ)f(y)∝f(y∣θ)f(θ)f(\theta\mid y) =\frac{f(y\mid\theta)f(\theta)}{f(y)} \propto f(y\mid\theta)f(\theta)

其中 θ\theta 為待估參數,yy 為量測資料;f(θ)f(\theta) 是事前分布,f(y∣θ)f(y\mid\theta) 是概似函數,f(θ∣y)f(\theta\mid y) 是事後分布,而 f(y)f(y) 為使事後分布積分為 11 的正規化常數。

暴露資料常呈右偏,並以對數常態模型描述。若 XX 為暴露濃度,常令 ln⁡X\ln X 服從常態分布;進一步以幾何平均數(GM)、幾何標準差(GSD)或超過職業暴露限值的機率作為評估對象。採用何種模型及參數,須符合資料型態與採樣設計。

解題方法

作答可依「先驗資訊、現場資料、更新結果、管理決策」的順序說明:

  1. 界定評估對象與決策標準:確認作業、暴露族群、暴露期間、評估參數及適用的職業暴露限值(OEL)。決策標準可包括暴露濃度是否超限,或超限機率是否高於預先訂定的管理門檻。
  2. 建立事前分布:整理相似作業或同一暴露族群的歷史資料、製程資訊及專業知識,作為本次評估的先驗資訊。歷史資料與當前作業越相似,越適合提供先驗資訊。
  3. 建立量測資料的概似:依量測結果及其抽樣方式,建立資料在不同暴露參數假設下的概似。例如,若模型假設對數暴露值為常態分布,可用該模型描述觀察到的樣本資料。
  4. 計算事後分布:依貝氏定理結合事前分布與概似,更新對暴露參數的認知。事後分布可用來估計超過 OEL 的機率、參數區間及不確定性。
  5. 將更新結果連結管理行動:依事後超限機率或其他預設風險指標,分級安排控制措施、改善時程及後續監測。管理門檻應依適用制度或事先訂定的決策規則,不可把統計結果直接當作法定判定。

若以超過 OEL 的機率作為分級依據,可表示為:

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第 二 題25 分

試說明二暴露區模式(Two-Zone model)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。

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核心觀念

二暴露區模式(Two-Zone Model),又稱近場—遠場模式(Near-Field/Far-Field Model, NF/FF),用於估計空氣中污染物在工作場所的濃度分布。它把工作空間概念化為兩個區域:

  • 近場(near field, NF):污染源周圍、勞工呼吸帶附近的區域,污染物濃度通常較高。
  • 遠場(far field, FF):近場以外的其餘工作空間,並包圍近場;其濃度通常較低。

這個模式補足「整個房間瞬間完全混合、各處濃度相同」的一區模式之不足,特別適合用來分別估計靠近污染源的作業者與較遠處人員的吸入暴露濃度。

解題方法與數學概念模式

作答時,依序說明「區域劃分、質量平衡、適用情形、使用限制」即可。數學核心是對近場與遠場分別建立污染物質量平衡方程式。

設:

  • CN(t)C_N(t)、CF(t)C_F(t):時間 tt 的近場及遠場濃度。
  • VNV_N、VFV_F:近場及遠場體積。
  • GG:污染物進入空氣的排放率。
  • β\beta:近場與遠場間的空氣交換率。
  • QQ:工作場所換氣量,假設外氣潔淨,換氣排出污染物。
  • tt:時間。

在污染物由近場釋出、區域內各自完全混合、近場與遠場交換空氣且工作場所持續換氣的簡化假設下,質量平衡式為:

VNdCNdt=G−β(CN−CF)−QCNV_N\frac{dC_N}{dt} = G-\beta(C_N-C_F)-Q C_N VFdCFdt=β(CN−CF)−QCFV_F\frac{dC_F}{dt} = \beta(C_N-C_F)-Q C_F

左側代表各區域內污染物質量的累積變化;右側依序列出污染物生成、區域間交換,以及換氣移除的影響。近場釋出的污染物先提高近場濃度,再經空氣交換影響遠場;換氣則降低區域內的污染物濃度。

若考慮作業開始時的初始濃度 CN(0)C_N(0)、CF(0)C_F(0),便可由這組微分方程求得兩區濃度隨時間的變化。若排放率及其他條件固定,達穩態時有:

dCNdt=dCFdt=0\frac{dC_N}{dt}=\frac{dC_F}{dt}=0

此時可解聯立方程估計近場與遠場穩態濃度。考題未提供排放率、區域體積或換氣參數,因此本題重點是說明模型概念與方程,不進行數值計算。

適用情形

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第 三 題25 分

試說明生物指標(Biomarker)及其分類。

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核心觀念

生物指標(biomarker)是可測量的生物學特徵,用來反映個體接觸危害因子後,體內吸收、作用或健康效應的情形。職業衛生上常藉由檢測血液、尿液、呼氣或其他生物檢體,評估勞工的暴露或其可能造成的生物反應。

生物指標可依所反映的意義分為三類:

  1. 暴露指標(biomarker of exposure):反映危害因子進入人體的量,或其在體內的劑量。
  2. 效應指標(biomarker of effect):反映危害因子對人體造成的生化、生理或其他功能變化。
  3. 易感性指標(biomarker of susceptibility):反映個體對危害因子暴露或其效應的先天或後天易感程度。

解題方法

本題是名詞解釋題,作答時先說明生物指標的功能與用途,再依「接觸量—生物作用—個體差異」的脈絡說明三種分類。每一類應交代其所反映的內容,並搭配代表例子,以區別彼此。

生物指標的分類

一、暴露指標

暴露指標用來評估危害因子是否進入人體,以及人體內部劑量或其代謝產物的量。檢測對象可以是原物質、代謝物,或與生物分子結合的產物。

例如:

  • 尿中鉛或血中鉛,可作為鉛暴露的指標。
  • 尿中馬尿酸,可作為甲苯暴露的代謝指標。
  • 血中膽鹼酯酶抑制程度,可反映有機磷農藥暴露的生物效應;若用來代表對有機磷的生物作用程度,則屬效應指標。
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第 四 題25 分

試說明生物偵測與作業環境監測之關係。

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核心觀念

本題考的是兩種暴露評估工具的測量對象、所反映的暴露資訊,以及如何互相補足。

  • 作業環境監測:測量工作場所空氣或其他環境中的有害因子濃度,藉此評估勞工可能接觸到的外在暴露情形。依《職業安全衛生法施行細則》第 17 條,作業環境監測是對工作場所的環境及作業情形實施必要的調查、測定與評估。
  • 生物偵測:分析勞工的血液、尿液等生物檢體中,有害物質本身、其代謝物或相關生物效應指標,以評估有害物質進入人體後的內在暴露或生物效應。

兩者的關係可概括為:作業環境監測看「工作環境中有多少有害因子」,生物偵測看「有多少有害物質進入人體,或已造成何種生物效應」。法規與法源敘述以命題當年(民國 112 年)為準。

解題方法

作答時依「測量對象—反映意義—優缺點—整合應用」說明,即可完整呈現兩者關係。

比較面向作業環境監測生物偵測
測量對象工作場所中的有害因子濃度血液、尿液等檢體中的有害物、代謝物或生物效應指標
主要反映外在暴露或環境污染程度人體內在劑量、吸收量或生物效應
重要優點可找出污染來源、暴露區域及改善作業環境的方向可整合吸入、皮膚吸收、攝入等途徑,也能反映個人防護具使用、工作習慣等因素造成的個體差異
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