113 專技高考高等考試 職業衛生技師 作業環境控制工程 考古題詳解

核心觀念與解題方法

本題考查作業環境控制中的五個基本術語，涵蓋局部排氣通風、實驗室生物危害管理、噪音量測、照明品質及熱危害評估。每小題作答時，依序說明「定義、適用情境、控制重要性」，並在相關處補上判讀原則或公式。

（一）搬運風速

**定義：**搬運風速（transport velocity）是排氣管道內使污染物隨氣流輸送、不致沉降或堆積的最低設計風速。主要用於含粉塵、煙塵或其他可沉降粒子的局部排氣系統；與罩口用來捕集污染物的「捕集風速」不同。

**適用情況與重要性：**設計或檢查含粒狀污染物的排氣管道時，應依污染物的粒徑、密度、濃度及管道配置，選擇適當的搬運風速。風速過低，粉塵可能沉積於管底，使有效管徑縮小、壓損增加，甚至堵塞並降低捕集效能；風速過高則可能增加噪音、磨耗、能耗及系統壓損。因此應達到能穩定輸送污染物的設計值，同時避免不必要的過高風速。

（二）生物安全等級

**定義：**生物安全等級（Biosafety Level, BSL）是依病原微生物的危害特性、操作方式及暴露途徑，設定實驗室所需的操作規範、防護設備與設施防護等級。常分為 BSL-1 至 BSL-4，等級愈高，所需的防護與隔離措施愈嚴格。

**適用情況與重要性：**適用於處理感染性生物材料的實驗室、醫療檢驗場所及相關研究工作。BSL-1 用於對健康成人危害極低的材料；BSL-2 用於具有中度個人危害、但通常有預防或治療方法的材料；BSL-3 用於可經氣膠傳播、可能造成嚴重疾病的材料；BSL-4 用於具有高度個人危害、可造成危及生命疾病且防治方式有限的材料。

BSL 是實驗室的防護等級，須依危害、傳播途徑和實際操作共同判定，不能只依病原名稱決定。等級設定會影響人員訓練、門禁、操作程序、生物安全櫃等主要防護設備，以及負壓、氣流方向等設施設計，可降低工作者感染及病原外逸風險。

（三）自由音場

**定義：**自由音場（free sound field）是聲音傳播時可忽略邊界反射影響的聲場，測得的聲音主要來自聲源本身。在理想自由音場中，點聲源向外傳播的聲能分布於愈大的球面上，聲壓級隨距離增加而下降。

**適用情況與重要性：**適用於聲源聲學特性量測、噪音評估及聲音傳播分析；實際上常以室外遠離反射面的環境，或具吸音設計的無響室近似自由音場。對理想點聲源而言，距離加倍時聲壓級約降低 $6\ \mathrm{dB}$，可用來理解自由場中的距離衰減。

核心觀念

本題分成兩部分：先辨識工作場所可能出現的生物性危害，再依危害來源、傳播途徑及暴露者規劃預防控制。生物性危害是由病原微生物或其他生物性因子造成感染、過敏、中毒或其他健康影響；常見暴露途徑包括吸入、接觸、攝入及生物媒介叮咬。

法規部分以命題當年（民國 113 年）法規為準。職業安全衛生法要求雇主採取必要安全衛生設備及措施；職業安全衛生設施規則亦訂有生物病原體相關防護規定。現行法已修正，實際適用時應依最新法規條文辦理。

解題方法

第一小題可按「病原體與生物來源」分類，並以其造成的健康效應補充說明。第二小題則依控制層級，從危害辨識、源頭控制、傳播途徑阻斷、工作者防護及健康管理逐層作答，並以感染控制計畫串連執行、訓練及檢討。

一、工作場所生物性危害的潛在危害類型（8 分）

1. 細菌：可引起感染或毒素相關疾病，例如結核病、炭疽病、鉤端螺旋體病。
2. 病毒：可經飛沫、血液、體液或媒介傳播，例如流感、肝炎及其他職業相關病毒感染。
3. 真菌及黴菌：可造成感染、過敏或呼吸道疾病；黴菌孢子及其代謝物亦可能引起健康影響。
4. 寄生蟲：包括原蟲、蠕蟲等，可經污染食物、土壤、媒介或皮膚侵入人體。
5. 生物毒素及微生物產物：如細菌毒素、黴菌毒素，可能經吸入、攝入或皮膚接觸造成中毒或刺激。
6. 動物及其排泄物、分泌物或組織：可能帶有病原體，也可能引起過敏或刺激反應；另有動物咬傷、抓傷等傷害。
7. 植物及其花粉、孢子或汁液：可能造成過敏、皮膚炎或刺激性反應。
8. 節肢動物及其他生物媒介：如蚊、蟎、蝨、跳蚤、蜂等，可能叮咬、螫傷、引發過敏，或傳播病原體。

生物性危害造成的健康效應可概括為感染、過敏、中毒及直接傷害；危害大小與病原體特性、暴露量、暴露途徑及工作者易感性有關。

二、工作場所生物性危害的預防及控制（12 分）

核心觀念

本題考查懸吊式氣罩（canopy hood）的開口尺寸、排氣量、捕集風速與入口風速之間的關係。題目給定 ACGIH 設計式：

$Q=1.4PVD$

其中：

• $Q$：氣罩排氣量，單位 $\mathrm{m^3/s}$
• $P$：電鍍槽開口周長，單位 $\mathrm{m}$
• $V$：捕集風速，單位 $\mathrm{m/s}$
• $D$：氣罩開口至電鍍槽開口的垂直距離，單位 $\mathrm{m}$

計算氣罩開口面積時，依懸吊式氣罩的設計尺寸，氣罩開口每側須較槽體開口外伸約 $0.4D$。若槽體與氣罩均為正方形，氣罩開口邊長為：

$L_h=L_t+2(0.4D)$

入口風速則由排氣量除以氣罩開口面積求得：

$V_{\text{入口}}=\frac{Q}{A_h}$

解題方法

先由電鍍槽尺寸求周長 $P$。第一小題以已知捕集風速及垂直距離計算排氣量，再計算氣罩開口尺寸與入口風速。第二小題為提升捕集效果，降低氣罩與槽體的距離至 $0.5\ \mathrm{m}$；採用題目給定的氣罩入口設計風速 $0.5\ \mathrm{m/s}$，依新開口尺寸計算排氣量，再由 ACGIH 公式反算捕集風速。

（一）原設計

電鍍槽為邊長 $2.5\ \mathrm{m}$ 的正方形，因此：

$P=4(2.5)=10\ \mathrm{m}$

原氣罩與槽口的垂直距離為 $D=1\ \mathrm{m}$。氣罩開口每側外伸 $0.4D=0.4\ \mathrm{m}$，故氣罩開口邊長為：

$L_h=2.5+2(0.4)(1)=3.3\ \mathrm{m}$

氣罩開口面積：

$A_h=3.3^2=10.89\ \mathrm{m^2}$

題目給定設計捕集風速 $V=0.5\ \mathrm{m/s}$，代入排氣量公式：

$Q=1.4(10)(0.5)(1)=7.0\ \mathrm{m^3/s}$

氣罩入口風速為：

核心觀念

本題考查室內污染物的完全混合稀釋模型，以及《職業安全衛生設施規則》第 312 條的機械通風換氣標準。法規部分以命題當年（民國 113 年）規定為準；第 312 條後續無相關修正。

室內空氣體積為 $V$、新鮮空氣換氣量為 $Q$、二氧化碳產生量為 $G$ 時，題目給定的濃度公式為：

其中 $C_{in}$ 是背景濃度，$C_0$ 是室內初始濃度。穩定後的濃度為 $C_{in}+G/Q$；若初始濃度低於穩定值，室內濃度會逐漸上升並趨近穩定值。

解題方法

先由空間尺寸求室內容積，再將每小時換氣次數換算為每分鐘新鮮空氣量。二氧化碳產生量則由每人呼出量乘以人數求得。使用公式前，$G$、$Q$、$V$、$t$ 的單位須一致。

（一）活動開始 30 分鐘及 3 小時後的濃度

室內容積：

每小時換氣 2 次，故每小時新鮮空氣量為：

80 人每人每分鐘呼出 $0.3$ L 二氧化碳，換算為：

題目指定 $C_0=C_{in}=400$ ppm，因此公式可化為：

其中 $\frac{0.024}{8.4}\times10^6=2857.14$ ppm，且 $\frac{Q}{V}=\frac{1}{30}\ \text{min}^{-1}$。

活動開始 30 分鐘後，$t=30$ 分鐘：

活動開始 3 小時後，$t=180$ 分鐘：

（二）使室內二氧化碳維持在 1000 ppm 以內

要使長時間濃度不超過 1000 ppm，穩定濃度須符合：

代入背景濃度與二氧化碳產生量：

解得：