勞安所研究報告勞安所研究報告

電銲金屬燻煙採樣方法探討與評估

IOSH102-A321

勞動部勞動及職業安全衛生研究所

102年度研究計畫 IOSH102-A321

電銲金屬燻煙採樣方法 探討與評估

Welding Metal Fume Sampling Method Study and Assessment

GPN1010300685定價新台幣200元

IOSH102-A321

電銲金屬燻煙採樣方法探討與評估

Welding Metal Fume Sampling Method Study and Assessment

勞動部勞動及職業安全衛生研究所

IOSH102-A321

電銲金屬燻煙採樣方法探討與評估

Welding Metal Fume Sampling Method Study and Assessment

研究主持人劉宏信吳宗鋼陳成裕 計畫主辦單位行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 研究期間中華民國 102 年 03 月 01 日至 102 年 12 月 31 日

勞動部勞動及職業安全衛生研究所 中華民國 103 年 03 月

摘 要 鋼鐵業鑄造業及銲接等作業場所會產生大量金屬燻煙微粒大部分屬於奈米微

粒的範圍其粒徑大約在 002~081 μm 之間當被吸入體內會對人體造成傷害目前

我國金屬粉塵採樣是參考 CLA 3011 採樣分析方法使用混合纖維素酯濾紙捕集金屬粉

塵該方法主要是參考美國 NIOSH 7300 方法訂定的濾紙捕集金屬粉塵採樣方法雖然

可以捕集微粒但易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集因此本研究探討現

行方法是否能有效捕集金屬燻煙並尋找更有效之捕集方法

本研究收集及探討各國的金屬燻煙採樣方法文獻資料並針對金屬燻煙設計出不

同但更有效的採樣方法本研究在實驗室利用電銲產生高濃度的金屬燻煙進行測試

該方法的捕集效率及確認可行性後至工廠現場進行作業環境量測以探討不同採樣

方法對勞工的健康風險評估的差異性

研究文獻主要都參考 NIOSH 7300 方法捕集金屬燻煙本研究在濾紙採樣匣之後

加上多孔性衝擊瓶捕集微粒證實濾紙捕集方法確實無法完全捕集金屬燻煙濾紙所

捕集的金屬燻煙濃度會小於後端衝擊瓶之濃度的一半顯示大部分金屬燻煙都穿透濾

紙至工廠量測採樣也證實原採樣方法無法完全捕集金屬燻煙經實驗評估以 MCE 濾

紙串聯兩管含有 2硝酸溶液之吸收液的衝擊瓶和以 1 Lmin 的採樣流率有較好的金

屬燻煙捕集效率

受測的 2 間公司由使用衝擊瓶採樣分析結果計算之健康風險值比可接受健康風險

（10-6）高且使用衝擊瓶所得之健康風險值與濾紙採樣相比最多差了 1384 倍依

據研究結果建議修改現行採樣方法以免低估金屬燻煙暴露之健康風險

關鍵詞電銲金屬燻煙採樣方法健康風險評估

i

Abstract Operations in the steel and foundry industries and welding processes all produce large

amounts of metal fumes Most of these fumes contain nano-particles with sizes of 002 to

081 μm and when inhaled they may cause harm to humans The current recommended

sampling method in Taiwan is the CLA 3011 method which is based primarily on the

NIOSH 7300 method and uses mixed cellulose ester (MCE) filters to capture metal particles

However these filters may fail to capture sub-micro particles and gaseous substances This

study evaluated the current sampling method to determine whether it can efficiently collect

metal fumes or whether a more efficient sampling method should be developed

After collecting and studying information on different metal fume sampling methods

we designed a different and more efficient method Using high-concentration welding metal

fumes produced in a laboratory we further studied the collection efficiency and feasibility of

the new sampling method which was used for environmental monitoring We also studied

differences in the assessment of metal fume exposure health risk resulting from the use of

different sampling methods

Most of the studies reported in the literature used the NIOSH 7300 method of metal

fume sampling By adding impingers after the MCE filters we confirmed that filter sampling

could not completely capture metal fume particles Metal fume concentrations in the MCE

filters were less than one-half of the metal fume concentrations collected by the impingers

which indicates that most metal fume particles slipped through the filters Environmental

monitoring of two factories producing metal fumes exhibited the same results Serially

connecting MCE filters with two impingers containing a 2 nitric acid solution and using a

1 Lmin sampling rate resulted in a relatively good capture efficiency in metal fume

sampling

Calculation of the results of health risk assessment from metal fume sampling using

our new sampling method in the two factories producing metal fumes revealed that the

health risk of metal fume exposure was higher than the acceptable value (10-6) Moreover

the health risk of metal fume exposure calculated by our new sampling method was shown to

be 1384 times higher than the health risk calculated by the current sampling method which

uses MCE filters only Therefore in order to avoid underestimation of the health risk of

metal fume exposure the current sampling method for metal fume sampling needs to be

ii

modified

Key Words Welding metal Fume Sampling Method Health Risk Assessment

iii

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

iv

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

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IOSH102-A321

電銲金屬燻煙採樣方法探討與評估

Welding Metal Fume Sampling Method Study and Assessment

勞動部勞動及職業安全衛生研究所

IOSH102-A321

電銲金屬燻煙採樣方法探討與評估

Welding Metal Fume Sampling Method Study and Assessment

研究主持人劉宏信吳宗鋼陳成裕 計畫主辦單位行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 研究期間中華民國 102 年 03 月 01 日至 102 年 12 月 31 日

勞動部勞動及職業安全衛生研究所 中華民國 103 年 03 月

摘 要 鋼鐵業鑄造業及銲接等作業場所會產生大量金屬燻煙微粒大部分屬於奈米微

粒的範圍其粒徑大約在 002~081 μm 之間當被吸入體內會對人體造成傷害目前

我國金屬粉塵採樣是參考 CLA 3011 採樣分析方法使用混合纖維素酯濾紙捕集金屬粉

塵該方法主要是參考美國 NIOSH 7300 方法訂定的濾紙捕集金屬粉塵採樣方法雖然

可以捕集微粒但易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集因此本研究探討現

行方法是否能有效捕集金屬燻煙並尋找更有效之捕集方法

本研究收集及探討各國的金屬燻煙採樣方法文獻資料並針對金屬燻煙設計出不

同但更有效的採樣方法本研究在實驗室利用電銲產生高濃度的金屬燻煙進行測試

該方法的捕集效率及確認可行性後至工廠現場進行作業環境量測以探討不同採樣

方法對勞工的健康風險評估的差異性

研究文獻主要都參考 NIOSH 7300 方法捕集金屬燻煙本研究在濾紙採樣匣之後

加上多孔性衝擊瓶捕集微粒證實濾紙捕集方法確實無法完全捕集金屬燻煙濾紙所

捕集的金屬燻煙濃度會小於後端衝擊瓶之濃度的一半顯示大部分金屬燻煙都穿透濾

紙至工廠量測採樣也證實原採樣方法無法完全捕集金屬燻煙經實驗評估以 MCE 濾

紙串聯兩管含有 2硝酸溶液之吸收液的衝擊瓶和以 1 Lmin 的採樣流率有較好的金

屬燻煙捕集效率

受測的 2 間公司由使用衝擊瓶採樣分析結果計算之健康風險值比可接受健康風險

（10-6）高且使用衝擊瓶所得之健康風險值與濾紙採樣相比最多差了 1384 倍依

據研究結果建議修改現行採樣方法以免低估金屬燻煙暴露之健康風險

關鍵詞電銲金屬燻煙採樣方法健康風險評估

i

Abstract Operations in the steel and foundry industries and welding processes all produce large

amounts of metal fumes Most of these fumes contain nano-particles with sizes of 002 to

081 μm and when inhaled they may cause harm to humans The current recommended

sampling method in Taiwan is the CLA 3011 method which is based primarily on the

NIOSH 7300 method and uses mixed cellulose ester (MCE) filters to capture metal particles

However these filters may fail to capture sub-micro particles and gaseous substances This

study evaluated the current sampling method to determine whether it can efficiently collect

metal fumes or whether a more efficient sampling method should be developed

After collecting and studying information on different metal fume sampling methods

we designed a different and more efficient method Using high-concentration welding metal

fumes produced in a laboratory we further studied the collection efficiency and feasibility of

the new sampling method which was used for environmental monitoring We also studied

differences in the assessment of metal fume exposure health risk resulting from the use of

different sampling methods

Most of the studies reported in the literature used the NIOSH 7300 method of metal

fume sampling By adding impingers after the MCE filters we confirmed that filter sampling

could not completely capture metal fume particles Metal fume concentrations in the MCE

filters were less than one-half of the metal fume concentrations collected by the impingers

which indicates that most metal fume particles slipped through the filters Environmental

monitoring of two factories producing metal fumes exhibited the same results Serially

connecting MCE filters with two impingers containing a 2 nitric acid solution and using a

1 Lmin sampling rate resulted in a relatively good capture efficiency in metal fume

sampling

Calculation of the results of health risk assessment from metal fume sampling using

our new sampling method in the two factories producing metal fumes revealed that the

health risk of metal fume exposure was higher than the acceptable value (10-6) Moreover

the health risk of metal fume exposure calculated by our new sampling method was shown to

be 1384 times higher than the health risk calculated by the current sampling method which

uses MCE filters only Therefore in order to avoid underestimation of the health risk of

metal fume exposure the current sampling method for metal fume sampling needs to be

ii

modified

Key Words Welding metal Fume Sampling Method Health Risk Assessment

iii

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

iv

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

IOSH102-A321

電銲金屬燻煙採樣方法探討與評估

Welding Metal Fume Sampling Method Study and Assessment

研究主持人劉宏信吳宗鋼陳成裕 計畫主辦單位行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 研究期間中華民國 102 年 03 月 01 日至 102 年 12 月 31 日

勞動部勞動及職業安全衛生研究所 中華民國 103 年 03 月

摘 要 鋼鐵業鑄造業及銲接等作業場所會產生大量金屬燻煙微粒大部分屬於奈米微

粒的範圍其粒徑大約在 002~081 μm 之間當被吸入體內會對人體造成傷害目前

我國金屬粉塵採樣是參考 CLA 3011 採樣分析方法使用混合纖維素酯濾紙捕集金屬粉

塵該方法主要是參考美國 NIOSH 7300 方法訂定的濾紙捕集金屬粉塵採樣方法雖然

可以捕集微粒但易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集因此本研究探討現

行方法是否能有效捕集金屬燻煙並尋找更有效之捕集方法

本研究收集及探討各國的金屬燻煙採樣方法文獻資料並針對金屬燻煙設計出不

同但更有效的採樣方法本研究在實驗室利用電銲產生高濃度的金屬燻煙進行測試

該方法的捕集效率及確認可行性後至工廠現場進行作業環境量測以探討不同採樣

方法對勞工的健康風險評估的差異性

研究文獻主要都參考 NIOSH 7300 方法捕集金屬燻煙本研究在濾紙採樣匣之後

加上多孔性衝擊瓶捕集微粒證實濾紙捕集方法確實無法完全捕集金屬燻煙濾紙所

捕集的金屬燻煙濃度會小於後端衝擊瓶之濃度的一半顯示大部分金屬燻煙都穿透濾

紙至工廠量測採樣也證實原採樣方法無法完全捕集金屬燻煙經實驗評估以 MCE 濾

紙串聯兩管含有 2硝酸溶液之吸收液的衝擊瓶和以 1 Lmin 的採樣流率有較好的金

屬燻煙捕集效率

受測的 2 間公司由使用衝擊瓶採樣分析結果計算之健康風險值比可接受健康風險

（10-6）高且使用衝擊瓶所得之健康風險值與濾紙採樣相比最多差了 1384 倍依

據研究結果建議修改現行採樣方法以免低估金屬燻煙暴露之健康風險

關鍵詞電銲金屬燻煙採樣方法健康風險評估

i

Abstract Operations in the steel and foundry industries and welding processes all produce large

amounts of metal fumes Most of these fumes contain nano-particles with sizes of 002 to

081 μm and when inhaled they may cause harm to humans The current recommended

sampling method in Taiwan is the CLA 3011 method which is based primarily on the

NIOSH 7300 method and uses mixed cellulose ester (MCE) filters to capture metal particles

However these filters may fail to capture sub-micro particles and gaseous substances This

study evaluated the current sampling method to determine whether it can efficiently collect

metal fumes or whether a more efficient sampling method should be developed

After collecting and studying information on different metal fume sampling methods

we designed a different and more efficient method Using high-concentration welding metal

fumes produced in a laboratory we further studied the collection efficiency and feasibility of

the new sampling method which was used for environmental monitoring We also studied

differences in the assessment of metal fume exposure health risk resulting from the use of

different sampling methods

Most of the studies reported in the literature used the NIOSH 7300 method of metal

fume sampling By adding impingers after the MCE filters we confirmed that filter sampling

could not completely capture metal fume particles Metal fume concentrations in the MCE

filters were less than one-half of the metal fume concentrations collected by the impingers

which indicates that most metal fume particles slipped through the filters Environmental

monitoring of two factories producing metal fumes exhibited the same results Serially

connecting MCE filters with two impingers containing a 2 nitric acid solution and using a

1 Lmin sampling rate resulted in a relatively good capture efficiency in metal fume

sampling

Calculation of the results of health risk assessment from metal fume sampling using

our new sampling method in the two factories producing metal fumes revealed that the

health risk of metal fume exposure was higher than the acceptable value (10-6) Moreover

the health risk of metal fume exposure calculated by our new sampling method was shown to

be 1384 times higher than the health risk calculated by the current sampling method which

uses MCE filters only Therefore in order to avoid underestimation of the health risk of

metal fume exposure the current sampling method for metal fume sampling needs to be

ii

modified

Key Words Welding metal Fume Sampling Method Health Risk Assessment

iii

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

iv

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

摘 要 鋼鐵業鑄造業及銲接等作業場所會產生大量金屬燻煙微粒大部分屬於奈米微

粒的範圍其粒徑大約在 002~081 μm 之間當被吸入體內會對人體造成傷害目前

我國金屬粉塵採樣是參考 CLA 3011 採樣分析方法使用混合纖維素酯濾紙捕集金屬粉

塵該方法主要是參考美國 NIOSH 7300 方法訂定的濾紙捕集金屬粉塵採樣方法雖然

可以捕集微粒但易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集因此本研究探討現

行方法是否能有效捕集金屬燻煙並尋找更有效之捕集方法

本研究收集及探討各國的金屬燻煙採樣方法文獻資料並針對金屬燻煙設計出不

同但更有效的採樣方法本研究在實驗室利用電銲產生高濃度的金屬燻煙進行測試

該方法的捕集效率及確認可行性後至工廠現場進行作業環境量測以探討不同採樣

方法對勞工的健康風險評估的差異性

研究文獻主要都參考 NIOSH 7300 方法捕集金屬燻煙本研究在濾紙採樣匣之後

加上多孔性衝擊瓶捕集微粒證實濾紙捕集方法確實無法完全捕集金屬燻煙濾紙所

捕集的金屬燻煙濃度會小於後端衝擊瓶之濃度的一半顯示大部分金屬燻煙都穿透濾

紙至工廠量測採樣也證實原採樣方法無法完全捕集金屬燻煙經實驗評估以 MCE 濾

紙串聯兩管含有 2硝酸溶液之吸收液的衝擊瓶和以 1 Lmin 的採樣流率有較好的金

屬燻煙捕集效率

受測的 2 間公司由使用衝擊瓶採樣分析結果計算之健康風險值比可接受健康風險

（10-6）高且使用衝擊瓶所得之健康風險值與濾紙採樣相比最多差了 1384 倍依

據研究結果建議修改現行採樣方法以免低估金屬燻煙暴露之健康風險

關鍵詞電銲金屬燻煙採樣方法健康風險評估

i

Abstract Operations in the steel and foundry industries and welding processes all produce large

amounts of metal fumes Most of these fumes contain nano-particles with sizes of 002 to

081 μm and when inhaled they may cause harm to humans The current recommended

sampling method in Taiwan is the CLA 3011 method which is based primarily on the

NIOSH 7300 method and uses mixed cellulose ester (MCE) filters to capture metal particles

However these filters may fail to capture sub-micro particles and gaseous substances This

study evaluated the current sampling method to determine whether it can efficiently collect

metal fumes or whether a more efficient sampling method should be developed

After collecting and studying information on different metal fume sampling methods

we designed a different and more efficient method Using high-concentration welding metal

fumes produced in a laboratory we further studied the collection efficiency and feasibility of

the new sampling method which was used for environmental monitoring We also studied

differences in the assessment of metal fume exposure health risk resulting from the use of

different sampling methods

Most of the studies reported in the literature used the NIOSH 7300 method of metal

fume sampling By adding impingers after the MCE filters we confirmed that filter sampling

could not completely capture metal fume particles Metal fume concentrations in the MCE

filters were less than one-half of the metal fume concentrations collected by the impingers

which indicates that most metal fume particles slipped through the filters Environmental

monitoring of two factories producing metal fumes exhibited the same results Serially

connecting MCE filters with two impingers containing a 2 nitric acid solution and using a

1 Lmin sampling rate resulted in a relatively good capture efficiency in metal fume

sampling

Calculation of the results of health risk assessment from metal fume sampling using

our new sampling method in the two factories producing metal fumes revealed that the

health risk of metal fume exposure was higher than the acceptable value (10-6) Moreover

the health risk of metal fume exposure calculated by our new sampling method was shown to

be 1384 times higher than the health risk calculated by the current sampling method which

uses MCE filters only Therefore in order to avoid underestimation of the health risk of

metal fume exposure the current sampling method for metal fume sampling needs to be

ii

modified

Key Words Welding metal Fume Sampling Method Health Risk Assessment

iii

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

iv

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

Abstract Operations in the steel and foundry industries and welding processes all produce large

amounts of metal fumes Most of these fumes contain nano-particles with sizes of 002 to

081 μm and when inhaled they may cause harm to humans The current recommended

sampling method in Taiwan is the CLA 3011 method which is based primarily on the

NIOSH 7300 method and uses mixed cellulose ester (MCE) filters to capture metal particles

However these filters may fail to capture sub-micro particles and gaseous substances This

study evaluated the current sampling method to determine whether it can efficiently collect

metal fumes or whether a more efficient sampling method should be developed

After collecting and studying information on different metal fume sampling methods

we designed a different and more efficient method Using high-concentration welding metal

fumes produced in a laboratory we further studied the collection efficiency and feasibility of

the new sampling method which was used for environmental monitoring We also studied

differences in the assessment of metal fume exposure health risk resulting from the use of

different sampling methods

Most of the studies reported in the literature used the NIOSH 7300 method of metal

fume sampling By adding impingers after the MCE filters we confirmed that filter sampling

could not completely capture metal fume particles Metal fume concentrations in the MCE

filters were less than one-half of the metal fume concentrations collected by the impingers

which indicates that most metal fume particles slipped through the filters Environmental

monitoring of two factories producing metal fumes exhibited the same results Serially

connecting MCE filters with two impingers containing a 2 nitric acid solution and using a

1 Lmin sampling rate resulted in a relatively good capture efficiency in metal fume

sampling

Calculation of the results of health risk assessment from metal fume sampling using

our new sampling method in the two factories producing metal fumes revealed that the

health risk of metal fume exposure was higher than the acceptable value (10-6) Moreover

the health risk of metal fume exposure calculated by our new sampling method was shown to

be 1384 times higher than the health risk calculated by the current sampling method which

uses MCE filters only Therefore in order to avoid underestimation of the health risk of

metal fume exposure the current sampling method for metal fume sampling needs to be

ii

modified

Key Words Welding metal Fume Sampling Method Health Risk Assessment

iii

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

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附錄一 各金屬檢量線 49

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圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

modified

Key Words Welding metal Fume Sampling Method Health Risk Assessment

iii

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

iv

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

目 錄 摘 要 i

Abstract ii

目 錄 iv

圖目錄 vi

表目錄 vii

第一章 計畫概述 1

第一節 前言 1

第二節 金屬燻煙可能危害 4

第三節 目的 9

第四節 工作項目 10

第二章 文獻探討 11

第三章 研究主旨 14

第四章 研究方法與步驟 15

第一節 製造電銲金屬燻煙 15

第二節 金屬燻煙採集 15

第三節 研究步驟 19

第四節 風險評估計算 19

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合 21

第五章 結果與討論 24

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較 24

第二節 討論 38

第六章 結論與建議 42

第一節 結論 42

第二節 建議 43

誌 謝 44

參考文獻 45

iv

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

附錄一 各金屬檢量線 49

v

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

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生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

圖目錄 圖 1 計畫架構（分項計畫） 10

圖 2 樣品前處理流程圖 17

圖 3 採樣示意圖 22

圖 4 衝擊瓶 22

圖 5 衝擊瓶架 23

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式 23

vi

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

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金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

表目錄 表 1 國內外現行採樣方法比較 3

表 2 重金屬危害表 8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA） 9

表 4 金屬燻煙採樣方法類別 13

表 5 致癌物斜率與參考劑量 20

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度 24

表 7 不同成份之金屬 25

表 8 參與研究之對象 25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數 26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率 27

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率 27

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素 28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素 29

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率 29

表 15 濾紙之捕集效率 30

表 16 濾紙種類及特性比較 30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素 31

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率 31

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素 32

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率 33

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素 33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素 34

表 24 使用 08 ΜM MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素 34

表 25 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素 35

表 26 使用 08 ΜM MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率 35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較 36

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值 38

vii

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限 53

viii

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

第一章 計畫概述

第一節 前言

基本金屬工業與電銲作業產生之金屬燻煙的粒徑大約在 002~081 μm 之間大部

分之金屬燻煙是屬於奈米微粒容易吸入體內對人體造成傷害2009 年中國七名奈米

技術油漆工廠女工在缺乏防護措施下因吸入過量的奈米粉塵顆粒導致肺部永久性

損傷其中兩人死亡此為首次證實奈米對人體健康傷害之案例這七名勞工在此油

漆工廠工作 5~13 個月不等負責在聚苯乙烯板上噴漆由於吸入了奈米微粒的粉塵

之後出現了呼吸困難與臉頰手臂起紅疹的現象這些女工在心肺部位周圍都出現過

量的液體危害到她們的呼吸與心臟功能她們的肺部組織與積液裏存在著直徑三十

奈米的微粒粉塵與工廠內的奈米原料顆粒相符北京朝陽醫院職業病與臨床毒物學

部門的宋玉國醫生在《歐洲呼吸道器官科學雜誌》對此案發表的研究報告說「長期

暴露在奈米粒子中且缺乏安全防護可能致使人體肺部嚴重損傷奈米粒子微小的顆

粒能穿透人體的自然屏障特別是透過受傷的皮膚或是呼吸攝入奈米物質在工作場

所對人體健康之潛在危害持續引起熱烈研究愛丁堡大學癌症研究中心研究報告顯

示實驗動物肺部內的奈米金屬氧化物粒子會隨時間而產生不同的誘發癌症反應

多數動物研究結果都表示奈米微粒被吸入體內後有能力穿透肺部間質而進入體內

組織循環系統以及器官因此該奈米物質對人體呼吸道可能具較高的危害性[1]老

鼠吸入大量奈米碳管之後肺部傷害明顯增加[2]奈米微粒可能引發像石綿一樣或類

似的健康效應[3-4]也有研究已指出即使老鼠曝露於如三氧化二鐵的低劑量奈米微

粒環境也會引發腦部神經細胞病變[5]另一個值得關注的是奈米物質在人體內流動

之問題動物實驗證實奈米微粒不祇能夠經由吸入對肺部造成損害也因被吸入的微

粒會經由肺部而穿透細胞膜進入血液循環系統或經由神經而轉移至中樞神經系統

並擴散至腦部[6-7]亦即奈米微粒一旦進入人體不一定只沉積在特定的器官組織

有可能發生全身性擴散特別是擴散至中樞神經與大腦

金屬燻煙係金屬在高溫加熱至熔點時則部分金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣

中氧氣氧化成金屬氧化物即統稱為燻煙[8]基於以上資料顯示金屬燻煙大部分為奈

米危害如何正確採樣評估對勞工暴露影響是非常重要的依據而根據統計顯示一般

1

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

工業化國家大約有 02~2勞工從事電銲作業[9]基本金屬工業又是工業化國家之基

礎從事相關工作勞工為數眾多目前已知金屬燻煙會導致人體的健康危害[10]勞委

會公佈之「作業環境空氣中有害物容許濃度標準」中也針對許多金屬訂出容許濃度標

準為探討金屬燻煙採樣方法之捕集效率本研究將利用電銲所產生之金屬燻煙做為

研究採樣方法捕集效率之方法

銲接（Welding）是利用熔合方式將金屬接合最常見的方法全世界至少有超過兩

百萬名銲工使用銲接技術電銲作業是我國工業技術發展中相當重要的技術電銲作

業在工業上的運用非常地廣泛例如汽車工業建築業製造業造船業航空業

等銲接技術包含保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）氣體遮護電銲

（Gas Metal Arc Welding GMAW）包藥電銲（Flux-Cored Arc Welding FCAW）氣

體鎢電銲（Gas Tungsten Arc Welding GTAW）淺弧電銲（Submerged arc welding SAW）

等類型[11-13]而我國國內一般最常見的電銲方式為手動電銲（Manual Metal Arc

MMA）也就是保護塗料電銲（Shield Metal Arc Welding SMAW）有超過 50的

銲接工作都是使用手動電銲其原理是塗料會在由電弧所形成的熔池中溶解而同時

塗料氣化形成遮護使銲點與空氣隔絕後進行銲接[14]電銲作業環境常存在多種潛在

的危害包括熱危害（有燒燙傷的危險）噪音（造成聽力損失）有害氣體（造

成中毒或損傷）非游離輻射或閃光（使眼睛紅腫熱痛流淚嚴重時易罹患白內障）

與金屬燻煙（Fume）等[15]除了銲接作業外鑄造業工作場所大多會使用回收之廢

鐵由於來源不同可能會有各種成分金屬[16]於熔爐過程會有各種金屬燻煙在鑄件

處理時會去除毛邊使成品光滑磨毛邊過程中會有金屬粉塵逸散[17]國內電弧爐作

業勞工的重金屬暴露調查研究指出煉製普通碳鋼的爐塵灰成分以鐵和鋅最高其餘

為鉛錳鉻煉製不鏽鋼時除了鐵及鋅以外還有鉻鎳和錳最多主要是因為金

屬熔溶液中含多量的合金元素[18]大多鑄造廠內皆設有熔爐其工作場所與電弧爐作

業廠所相似皆有高溫熔爐且粉塵濃度極高等等特性煉製不同鋼材使用之熔爐也

不盡相同煉鐵過程多使用熔鐵爐而煉鋼則以電弧爐或感應爐為主鑄造業勞工在

此工作環境下工作會有暴露重金屬粉塵之虞[19]

其中金屬燻煙的暴露為主要的健康危害來源之一吸入可能會造成鼻腔黏膜的受

損而鼻出血或者是支氣管炎及其他部疾病的產生[20]根據行政院勞工委員會勞工安全

2

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

衛生研究所對於國內電銲業勞工的重金屬燻煙暴露調查發現電銲作業較常暴露的重

金屬有鐵鉛鎘錳鎳與鉻等[21-22]而根據 Stepniewski 等人研究指出電銲燻

煙包含了鈷矽鎂鋅和銅而這些會造成嚴重的肺部疾病以及神經學上的傷害

美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration OSHA）指出銲接

燻煙的分析中主要有十三種金屬元素分別為鈷鈹鎘鉻銅鐵錳鎳鉛

銻釩鋅鉬電銲過程中會產生不同成份的金屬燻煙雇主倘若沒有提供適當的

防護具或是缺乏相關的環境控制工程時極有可能會對銲工身體健康造成重大之危

害主要原因為進行銲接時所產生的高溫（3300 以上）其溫度遠高於大部分金屬

的沸點易使金屬汽化產生氧化金屬煙燻因金屬燻煙粒徑約在 002~081 microm 之間

故大部分金屬燻煙是屬於奈米微粒這是可被人體所吸入的動物實驗顯示奈米微粒

可以引起急性肺部發炎[23]甚至在疾病動物引發血栓而慢性暴露則可以引起肺部纖

維化反應研究也顯示奈米微粒不僅可經肺部進入循環系統也可經由上呼吸道進入

腦部[24]工作場所中進行的金屬燻煙採樣國內係依照行政院勞工委員會所制定的『作

業環境空氣中有害物標準分析參考方法』使用濾紙的方式採集金屬燻煙分析步驟

根據 NIOSH 7300 方法而國外針對金屬燻煙的採集則是依據 NIOSH 7300 方法進

行作業環境空氣粉塵測定如下表 1 所示

表 1 國內外現行採樣方法比較

勞委會 NIOSH

方法編號 CLA 3011 7300

採樣介質 纖維素酯濾紙 纖維素酯濾紙 聚氯乙烯濾紙

濾紙孔徑 08 μm 08 μm 5 μm

濾紙直徑 37 mm 37 mm

流 率 1-4 Lmin 1-4 Lmin

於粉塵工作場所環境測定方面通常會選用傳統式的採樣器（濾紙匣）進行粒狀

汙染物的採集但濾紙容易受溫度濕度及靜電影響並且有著捕集效率的問題過

去有關於濾紙捕集效率的相關性研究中往往都是針對濾紙對粒狀汙染物的捕集探

討而可能忽略部分次微米粒狀物穿越濾紙以及氣狀汙染物的捕集這與其他研究指

3

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

出存在於尿中的金屬成份極有可能是來自於 100 奈米以下燻煙粉塵的結果相互呼應

因此測定肺泡區沉積表面積可能比測定重量濃度更能反應勞工暴露危害情形10 μm 以

上的大微粒一般會沉降於上呼吸道藉由呼吸系統清除機制清除而後進入咽喉進行

吞噬作用（Swallow）但 10 μm 以下的可呼吸性微粒比較容易進入人體下呼吸道若

是小於 1 μm 者就有可能造成較大的健康危害這是因為它們能夠深入至人體肺部而

難以透過呼吸道的清除機制進行清除其他更小的如次微米粒子（Sub-micro 01~1 μm）

會沉積於肺部當中或極細微粒（Ultrafine lt 50 nm）則可能穿過肺部循環到達身體其他

部位進入至肺部沉積的呼吸性粒子或極細微粒由肺泡裡的巨噬細胞吞噬但巨噬

細胞有可能因吞噬作用而超過負荷導致微粒穿過上皮細胞（Epithelium）而到達組織

或是粒子過於細微而穿過上皮細胞因而進入血液或淋巴系統電銲燻煙大多屬於 1 μm

以下的微粒故其所可能造成的健康危害效應將是不容忽視的電銲過程中所產生的

燻煙經由吸入或食入的途徑進入人體造成危害經常性電銲作業會造成肺部的疾病

包括癌症電銲燻煙也會增加勞工罹患神經退化性疾病的風險評估電銲工人的健康

效應相當複雜除了來自本身銲接母材外不同工作型態或製程的影響也會產生不同

的燻煙也可能來自於工件本身使用的銲條銲料電極成分等亦或是電銲作業的

方式也都會影響所產生的燻煙與有害氣體成分差異這些電銲燻煙成分相當複雜必

須依照作業型態的不同考慮燻煙的成分與健康效應評估假如不幸暴露到過高劑量

的重金屬可能會對人體造成不良的影響嚴重的話可能致癌或引發神經內臟的

毒害輕微者可能引發頭暈嘔吐等不適的症狀

第二節 金屬燻煙可能危害

下列為金屬燻煙經常暴露之成份及其可能危害[25]若採樣方法不同可能對勞工

暴露會產生不同的風險評估因此探討金屬燻煙之採樣方法是否適當是非常重要的

一鐵（Iron）

雖然是人體必須的重要元素之一但也可能會對人體造成氧化性危害[26]長期

吸入含有鐵之粉塵可能造成塵肺症電銲過程所產生的金屬燻煙以鐵為主要成分雖

其毒性危害較低但其他具有毒性的金屬包含鉻鎳鉛等主要來源為含此類金屬

4

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

的合金鋼與電銲條電銲燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大多屬於可呼吸性粉塵容

易沉積於肺部而造成危害氧化鐵是電銲燻煙的主要成分在一般的碳鋼與不鏽鋼電

銲中常見[27]主要以 Fe2O3Fe3O4 化合態存在相關的危害文獻中指出從事銲接的

勞工肺部 X 光檢查中易發現鐵會沉積於肺中形成塊狀的小陰影形成的大量陰影與

長期吸入的電銲燻煙有關所以暴露於氧化鐵燻煙會造成鐵肺症（Siderosis）也就是

造成肺部陰影的主因雖然不會造成肺部功能的損失但此一現象可能遮蔽更嚴重病

症的診斷而有研究指出電銲作業勞工因長期吸入氧化鐵燻煙當鐵進入人體藉由循

環系統到達腎臟會對生殖與膀胱造成影響且有可能提高腎臟細胞罹癌的風險

二鋅（Zinc）

產生急性中毒時會有噁心嘔吐腹痛血便發燒等症狀吸入氯化鋅（Zinc

Chloride）的煙霧微粒會引起咳嗽呼吸困難等嚴重時會變成呼吸窘迫症急性腎衰

竭甚至死亡慢性鋅中毒則是會引起血銅濃度大幅下降貧血白血球稀少症免疫

力受損體重減輕等症狀（毒理資料庫）電銲燻煙成份是氧化鋅其暴露恕限值與

氧化鐵一樣為 5 mgm3新形成的氧化鋅燻煙會導致短暫的金屬燻煙熱（Metal fume

fever）現象稱為鋅寒（Zinc chill）或黃銅寒（Brass chill）其特徵是在喉嚨後部會

有金屬味同時有輕微的頭痛接著有數小時的寒顫而且有類似感染流行性感冒的病

狀此一現象通常與鍍鋅或漆鋅防銹鋼材的電銲作業有關而且只有剛形成的氧化鋅

燻煙粒徑較小能夠進入肺的內部氧化鋅燻煙有快速凝聚的特性幾分鐘之後較大

的燻煙粒子就無法進入肺部了針對這類病症正確的診斷是非常重要且必要的因

為許多更嚴重的金屬中毒有著一樣或是類似的病況

三鎘（Cadmium）

依照國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer IARC）分類

為 Group 1 致癌物（Carcinogenic to Humans）以曾經在日本發生的ldquo痛痛病rdquo最為有名

但吸入鎘卻比起攝取鎘的暴露管道來的危險許多這是因為經由吸入性的暴露人體

的器官則會直接受到金屬暴露吸入性的鎘暴露會導致肺氣腫以及肺炎食入性的鎘

暴露則會導致胃腸道的擾亂嘔吐尿蛋白軟骨病肝功能障礙高血壓以及貧

血最後導致腎臟的損傷而有時在製程上為擁有光亮的金屬表面或增強抗腐蝕性

工件常有使用鍍鎘或漆鎘的方式處理對於這類金屬的電銲作業必須注意鎘燻煙的產

5

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

生鎘是電銲作業中勞工可能暴露燻煙中毒性極高的有害物嚴重而且致命的肺部過

敏可能會在沒有任何警告性過敏徵兆的燻煙濃度下引發因吸入鎘燻煙而中毒的最初

徵狀常會被誤判為金屬燻煙熱這些現象包括病情在進一步惡化之前有數小時表

面上似乎康復的假徵兆長時間的低濃度鎘燻煙暴露會導致如肺氣腫的肺部傷害與腎

功能損失

四鉻（Chromium）

自然界中鉻存在的方式以三價為主而工業上則以六價鉻 最常被使用[28]一般

用於電鍍皮革油漆顏料染料和合金等產業上六價鉻是所有鉻的氧化態中最具

毒性者鉻對黏膜皮膚會有刺激性有研究指出在鉻酸鹽生產廠工作的工人發現有

鼻中隔穿孔的現象發生亦會造成氣管炎肺氣腫肺癌等疾病此外鉻也會引發腎

小管細胞死亡肝受損肝炎以及貧血食入大量的六價鉻會造成胃的潰爛或痙孿

也會對肝臟及腎臟造成傷害甚至會死亡IARC 目前已將六價鉻的相關化合物歸類為

Group 1（Carcinogenic to Humans）為確定的人體致癌物質而美國環境保護署（US

Environmental Protection Agencyrsquos EPA）歸類為 Group A為人類致癌物質

五鎳（Nickel）

鎳暴露主要出現在不鏽鋼鉻鋼與鎳合金電銲中另外電銲所使用的電極塗料

或銲條其組成成分中若含有鎳也可能會造成鎳的暴露其健康危害可分為急性與慢

性兩大類急性健康效應主要包含燻煙會刺激呼吸道造成咳嗽呼吸急促呼吸

困難胸緊金屬燻煙熱（寒冷發熱感冒症狀）嚴重者 4 到 13 天可能會死亡

慢性健康效應則包括造成肺癌及鼻竇癌氣喘過敏症鎳癢症和肺病鎳除了會對

皮膚造成過敏肺部纖維化等不良影響外本身或其化合物的致癌性也是需要探討評

估IARC 認為鎳的化合物具有致癌性鎳則可能對人有致癌性將其列為 Group 1

（Carcinogenic to Humans）可能會引起肺癌

六錳（Manganese）

錳是人體必需的微量元素但過度的錳暴露會造成精神病及帕金森氏症目前也

有許多臨床研究指出錳的神經毒性與人體許多生理以及細胞組成過程有關暴露到急

性高劑量的錳可能會有發冷發燒噁心咳嗽等症狀至於慢性錳中毒會造成認知

上的障礙及情緒困擾意識錯亂行動笨拙後期會行動困難[29]研究發現孩童長

6

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

時間飲入含有高濃度錳之井水可能會造成學習障礙

七鈷（Cobalt）

鈷是一種天然存在的元素用於製造飛機發動機磁鐵研磨切割工具人工

髖關節與膝關節也用作於彩色玻璃陶瓷與油漆放射性鈷被用於商業和醫療用途

非放射性的鈷已被發現其會經由食物或水的暴露而造成人類或動物罹患癌症動物實

驗中發現具雜質的鈷或當鈷直接進入肌肉或皮膚內會導致癌症的產生根據實驗室中

動物研究的報告顯示國際癌症研究中心（IARC）已將鈷與鈷的化合物認定為對人體

是可能的致癌物質 Group 2B （Possibly carcinogenic to humans）暴露於鈷的方式可

以經由吸入食入或飲用甚至是礦物開採而被暴露鈷是維生素 B12 的一部分

暴露於高濃度的鈷會導致肺與心臟的影響以及皮炎的產生動物暴露高濃度鈷對肝臟

和腎臟有影響在動物實驗中以觀察到暴露非放射性鈷會導致新生兒缺陷暴露於放

射性鈷也會造成發育方面的影響

八鉛（Lead）

環境中的鉛幾乎無所不在但大多是由燃燒化石燃料開採礦業以及工業製造

等人為活動所產生鉛可用於製造電池彈藥金屬製品老舊的房子過去在配裝水

管管線時可能使用了含鉛的銲條鉛便從銲條溶出進入水中或是待在含鉛油漆區域

或是在有使用鉛的作業場所工作而暴露到鉛會經由吸入或食入而進入體內鉛會影

響神經系統成人及孩童皆然鉛暴露會使血壓有些許的升高也會引起貧血會造

成腦部以及腎臟的嚴重損害懷孕中的婦女若暴露到高濃度的鉛將可能造成流產而

男性則會損害製造精子的器官從動物實驗中得知大鼠和小鼠餵食高劑量的某種鉛化

合物會形成腎臟腫瘤美國衛生與健康服務部（Department of Health and Human Services

DHHS）認定鉛及其化合物可以合理地預期為致癌物而美國環境保護署（EPA）訂定

鉛為人類可能的致癌物國際癌症研究中心（IARC）已將鉛認定為對人體是可能的致

癌物質 Group 2B（Possibly carcinogenic to humans）但對於有機鉛化合物則尚無足夠

的資料可以將其認定其為人類致癌物胎兒會經由母體而暴露到鉛可能會造成心智

能力降低以及減少生長發育

九銅（Copper）

銅是一種存在於自然環境中的金屬也用來製造很多產品像是線路水管以及

7

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

金屬薄板銅的化合物可做為水質處理以及木頭皮革及布的防腐劑人類可能藉由

呼吸空氣飲用水食用食物在銅礦場工作或是研磨含銅的金屬而暴露到銅銅對

健康來說是必需的但高濃度的銅是有害的吸入高濃度的銅會導致鼻子及喉嚨的刺

激攝入高濃度的銅會造成肝腎損害美國環保署已經判定銅並非人類的致癌物

電銲燻煙中的重金屬危害資料收集整理如表 2 所示電銲相關金屬的容許標準如

表 3 所示[30]

表 2 重金屬危害表

名稱 健康危害 致癌性分類

鉻(Cr)

對黏膜皮膚會有刺激性如鼻中隔穿孔

氣管炎肺氣腫等疾病腎小管細胞死亡

肝受損肝炎以及貧血

Group 1a

Group Ab

鐵(Fe) 鐵肺症造成生殖與膀胱的影響 NA

鉛(Pb) 會影響神經系統及消化系統的運作 Group 2Ba

鎳(Ni)

急性健康效應

咳嗽呼吸急促呼吸困難胸緊金屬燻煙熱

慢性健康效應

造成肺癌及鼻竇癌有氣喘過敏症鎳癢症和肺病

Group 1a

鎘(Cd) 肺氣腫的肺部傷害與腎功能損失 Group 1a

錳(Mn) 精神病及帕金森氏症 NA

鈷(Co) 肺疾病及神經學毒性 Group 2Ba

銅(Cu) 會引起肝硬化腹瀉嘔吐運動障礙和知覺神經障礙 NA

鋅(Zn) 金屬燻煙熱 NA

aInternational Agency for Research on Cancer（IARC）

bUS Environmental Protection Agency（EPA）

8

表 3 空氣中有害物容許濃度（TWA）

物質名稱 勞委會-PEL

(mgm3)

OSHA-PEL

(mgm3)

NIOSH-REL

(mgm3)

ACGIH-TLV

(mgm3)

鉻(Cr VI) 005 0005 0001 005

鐵(FeO Fe3O4) 10 10 5 5

鉛(Pb) 005 005 005 005

鎳(Ni) 1 1 0015 02

鎘(Cd) 005 0005

人類致癌物

as low as

possible

001

錳(Mn) 1 5

Ceiling

1

（STEL3） 02

鈷(Co) 005 01 005 002

銅(Cu) 1

02 01 01 02

鋅(氧化鋅 ZnO) 5 5

可呼吸性粉塵

5

（Ceiling15）

2

（STEL10）

可呼吸性粉塵

以該物質之燻煙（Fume）計算

第三節 目的

目前為止國內外所規範以濾紙捕集金屬燻煙為標準的採樣方法對於基本金屬工

業金屬燻煙及電銲燻煙所產生之次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集效率值得探討由

於先前部分研究顯示金屬燻煙有部分未被捕捉容易造成暴露評估時的低估現象因

此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾紙與濾

紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討於衝擊

瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或電銲金

屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異

9

另利用 ICP-MS（Inductively coupled plasma-mass spectrometry）分析金屬成份與濃

度判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之需要

第四節 工作項目

圖 1 計畫架構（分項計畫）

工作項目可概要的分為 5 大項

一國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集

二不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較

三不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

四利用現行採樣方法與新方法至工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健

康影響

五撰寫調查評估報告

10

第二章 文獻探討金屬燻煙（Metal fume）係金屬在高溫加熱的情況下溫度達到其熔點使部分

金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣中氧氣氧化成金屬氧化物即為蒸氣或燃燒氣態產

物凝結產生之固態粒子通常存於銲接工作及其它有對金屬施以高溫之機械設備或製

程皆屬於會產生燻煙的工業在高溫狀況下金屬等之氧化物容易形成 1 μm 以下

之微粒 50為可進入肺泡區的可呼吸性微粒會使人導致流鼻水喉頭乾燥乾咳

胸部壓迫感發燒等過敏性反應物質的大小在奈米化之後不論是物性化性或活

性等各方面都會產生明顯的改變物質本身的改變可能會產生對環境與人體安全健

康上的危害風險[31-32]

物質在奈米化之後由於其表面積改變因此相較於大粒徑微粒其具有較大的生

物活性此外奈米微粒也可能有別於一般微米粒徑微粒其可以直接穿透人體之屏

蔽系統（如細胞膜有傷口皮膚等）並隨著循環系統在體內流布所以物質一旦奈米

化之後其人體暴露狀況人體器官的吸收沉積及毒性等問題可能都與原物質截然

不同[33-34]因此勞工吸入電銲過程產生的氣體與燻煙後會造成健康方面不良的影

響

電銲燻煙的危害暴露評估不能只歸因於單一物質其他金屬也需列入考量電銲

燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大部分為可呼吸性粉塵[35]容易進入肺部沉積造成危

害[36]

電銲過程中所產生的燻煙大多經由吸入的途徑進入人體造成危害經常性的電

銲作業會造成肺部的疾病包括癌症[37]流行病學觀點則指出電銲造成勞工的健康效應

相當廣泛包含了金屬燻煙熱肺部發炎慢性支氣管炎肺功能減弱增加勞工罹

患神經退化性疾病的風險[38]評估電銲工人的健康效應相當複雜不同工作型態或製

程的影響會產生不同的燻煙這些電銲燻煙成分相當複雜必須依照作業型態的不同

考慮燻煙的成分與健康效應[39]

電銲作業型態差異影響燻煙生成率（Fume formation rates FFR）可能會受電流

電壓電銲溫度等影響[40]而溫度是影響燻煙生成的重要因素高燻煙生成率與揮發

金屬氣體的量有關而越高的電銲溫度使金屬氣體的增加而燻煙產生量也就越高[41]

研究指出提高電銲作業溫度會使燻煙成核粒子增加粒子數濃度也相對提高[42]

11

目前我國的勞工作業環境測定中最常以總粉塵用來評估勞工於工作場所的粉塵

暴露但總粉塵採樣卻無法代表空氣中微粒的實際分佈情形亦無法真正代表人體真

正吸入微粒的量而且電銲燻煙大多屬於次級微米氣膠容易進入人體的肺泡區沉積

因此研究電銲燻煙作業勞工的暴露評估除了使用目前我國現行的採樣方法更應

該針對次微米的部分來探討目前的採樣方法是否可行以利於瞭解勞工暴露危害風

險最後再進一步執行暴露評估和採樣方法的擬定

所以本研究使用衝擊瓶與我國現行的空氣中的金屬採樣等方式來測定作業環境

空氣中各種有害物質之濃度衝擊瓶的原理是利用衝擊的方式使有害物質被高速的

氣流帶動衝擊在瓶底而被留存在吸收液（硝酸）內再將此溶液經由 ICP-MS 分析

可瞭解所採集空氣中有害物質含量下表 4 為我國與美國針對空氣中金屬微粒的採樣

方法

12

表 4 金屬燻煙採樣方法類別

政府

單位 IOSH NIOSH OSHA

方法

名稱 CLA2202 CLA2302 CLA2303 CLA3001 CLA3007 CLA3009 CLA3011 7300 7301 7303 1006 ID-105 ID-121 ID-125G ID-126

採樣

介質 MCE(08 μm37 mm)

MCE(08 μm37 mm) MCE(08 μm37 mm)

PVC(50 μm37 mm)

採樣

流率(Lmin) 1~4 1~3 1~3 1~2 1~15 1~4 1~4 1~4 20

採樣

體積(L) 25~1000 25~1500 5~200 250~1200 150~450 200~1200 NA NA 480 480~960 480

480

(含Ag960)

分析

儀器 GFAASa FAASb FAASb FAASb FAASb FAASb ICP-AESc ICP-AESc ICP-MSd GFAASa

AAS

AESab

c

ICP-AESc

1 a石墨爐式原子吸收光譜儀（AA-GFS）b火焰式原子吸收光譜儀（AA-Flame）c感應耦合電漿原子放射光譜儀（ICP-AES）d感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）

2 NIOSH 7303 未使用 PVC(50 μm37 mm)之採樣介質進行採樣

13

第三章 研究主旨 近年來奈米危害研究已發展相當快速且已知非常多的危害會發生對勞工將有

嚴重影響金屬燻煙屬於奈米之暴露但截至目前為止國內外所規範的標準採樣方

法皆以濾紙捕集金屬燻煙易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集使得金屬

燻煙有可能未被捕捉對勞工將容易造成暴露評估時的低估現象

因此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾

紙與濾紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討

於衝擊瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或

電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異另利用 ICP-MS 分析金屬成

份判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之須要進而評估在工

廠現場採樣金屬燻煙評估現行方法與新方法對評估暴露勞工所可能產生的健康風險

差異

本研究將針對可能有金屬燻煙暴露之行業及作業場所進行訪視除藉由收集目前

國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻設計不同之採樣方法進行金屬燻

煙採樣之效率比較探討目前金屬燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是

否符合法令之須要進而評估在不同金屬熔爐或電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產

生的健康風險差異

確定最佳之採樣方法後將規劃對於可能金屬燻煙暴露之行業作業區域及作業場

所暴露勞工進行採樣釐清國內勞工之金屬燻煙暴露劑量及評估健康風險

14

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

另利用 ICP-MS（Inductively coupled plasma-mass spectrometry）分析金屬成份與濃

度判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之需要

第四節 工作項目

圖 1 計畫架構（分項計畫）

工作項目可概要的分為 5 大項

一國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集

二不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較

三不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

四利用現行採樣方法與新方法至工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健

康影響

五撰寫調查評估報告

10

第二章 文獻探討金屬燻煙（Metal fume）係金屬在高溫加熱的情況下溫度達到其熔點使部分

金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣中氧氣氧化成金屬氧化物即為蒸氣或燃燒氣態產

物凝結產生之固態粒子通常存於銲接工作及其它有對金屬施以高溫之機械設備或製

程皆屬於會產生燻煙的工業在高溫狀況下金屬等之氧化物容易形成 1 μm 以下

之微粒 50為可進入肺泡區的可呼吸性微粒會使人導致流鼻水喉頭乾燥乾咳

胸部壓迫感發燒等過敏性反應物質的大小在奈米化之後不論是物性化性或活

性等各方面都會產生明顯的改變物質本身的改變可能會產生對環境與人體安全健

康上的危害風險[31-32]

物質在奈米化之後由於其表面積改變因此相較於大粒徑微粒其具有較大的生

物活性此外奈米微粒也可能有別於一般微米粒徑微粒其可以直接穿透人體之屏

蔽系統（如細胞膜有傷口皮膚等）並隨著循環系統在體內流布所以物質一旦奈米

化之後其人體暴露狀況人體器官的吸收沉積及毒性等問題可能都與原物質截然

不同[33-34]因此勞工吸入電銲過程產生的氣體與燻煙後會造成健康方面不良的影

響

電銲燻煙的危害暴露評估不能只歸因於單一物質其他金屬也需列入考量電銲

燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大部分為可呼吸性粉塵[35]容易進入肺部沉積造成危

害[36]

電銲過程中所產生的燻煙大多經由吸入的途徑進入人體造成危害經常性的電

銲作業會造成肺部的疾病包括癌症[37]流行病學觀點則指出電銲造成勞工的健康效應

相當廣泛包含了金屬燻煙熱肺部發炎慢性支氣管炎肺功能減弱增加勞工罹

患神經退化性疾病的風險[38]評估電銲工人的健康效應相當複雜不同工作型態或製

程的影響會產生不同的燻煙這些電銲燻煙成分相當複雜必須依照作業型態的不同

考慮燻煙的成分與健康效應[39]

電銲作業型態差異影響燻煙生成率（Fume formation rates FFR）可能會受電流

電壓電銲溫度等影響[40]而溫度是影響燻煙生成的重要因素高燻煙生成率與揮發

金屬氣體的量有關而越高的電銲溫度使金屬氣體的增加而燻煙產生量也就越高[41]

研究指出提高電銲作業溫度會使燻煙成核粒子增加粒子數濃度也相對提高[42]

11

目前我國的勞工作業環境測定中最常以總粉塵用來評估勞工於工作場所的粉塵

暴露但總粉塵採樣卻無法代表空氣中微粒的實際分佈情形亦無法真正代表人體真

正吸入微粒的量而且電銲燻煙大多屬於次級微米氣膠容易進入人體的肺泡區沉積

因此研究電銲燻煙作業勞工的暴露評估除了使用目前我國現行的採樣方法更應

該針對次微米的部分來探討目前的採樣方法是否可行以利於瞭解勞工暴露危害風

險最後再進一步執行暴露評估和採樣方法的擬定

所以本研究使用衝擊瓶與我國現行的空氣中的金屬採樣等方式來測定作業環境

空氣中各種有害物質之濃度衝擊瓶的原理是利用衝擊的方式使有害物質被高速的

氣流帶動衝擊在瓶底而被留存在吸收液（硝酸）內再將此溶液經由 ICP-MS 分析

可瞭解所採集空氣中有害物質含量下表 4 為我國與美國針對空氣中金屬微粒的採樣

方法

12

表 4 金屬燻煙採樣方法類別

政府

單位 IOSH NIOSH OSHA

方法

名稱 CLA2202 CLA2302 CLA2303 CLA3001 CLA3007 CLA3009 CLA3011 7300 7301 7303 1006 ID-105 ID-121 ID-125G ID-126

採樣

介質 MCE(08 μm37 mm)

MCE(08 μm37 mm) MCE(08 μm37 mm)

PVC(50 μm37 mm)

採樣

流率(Lmin) 1~4 1~3 1~3 1~2 1~15 1~4 1~4 1~4 20

採樣

體積(L) 25~1000 25~1500 5~200 250~1200 150~450 200~1200 NA NA 480 480~960 480

480

(含Ag960)

分析

儀器 GFAASa FAASb FAASb FAASb FAASb FAASb ICP-AESc ICP-AESc ICP-MSd GFAASa

AAS

AESab

c

ICP-AESc

1 a石墨爐式原子吸收光譜儀（AA-GFS）b火焰式原子吸收光譜儀（AA-Flame）c感應耦合電漿原子放射光譜儀（ICP-AES）d感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）

2 NIOSH 7303 未使用 PVC(50 μm37 mm)之採樣介質進行採樣

13

第三章 研究主旨 近年來奈米危害研究已發展相當快速且已知非常多的危害會發生對勞工將有

嚴重影響金屬燻煙屬於奈米之暴露但截至目前為止國內外所規範的標準採樣方

法皆以濾紙捕集金屬燻煙易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集使得金屬

燻煙有可能未被捕捉對勞工將容易造成暴露評估時的低估現象

因此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾

紙與濾紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討

於衝擊瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或

電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異另利用 ICP-MS 分析金屬成

份判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之須要進而評估在工

廠現場採樣金屬燻煙評估現行方法與新方法對評估暴露勞工所可能產生的健康風險

差異

本研究將針對可能有金屬燻煙暴露之行業及作業場所進行訪視除藉由收集目前

國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻設計不同之採樣方法進行金屬燻

煙採樣之效率比較探討目前金屬燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是

否符合法令之須要進而評估在不同金屬熔爐或電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產

生的健康風險差異

確定最佳之採樣方法後將規劃對於可能金屬燻煙暴露之行業作業區域及作業場

所暴露勞工進行採樣釐清國內勞工之金屬燻煙暴露劑量及評估健康風險

14

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

第二章 文獻探討金屬燻煙（Metal fume）係金屬在高溫加熱的情況下溫度達到其熔點使部分

金屬蒸發成蒸氣金屬蒸氣被空氣中氧氣氧化成金屬氧化物即為蒸氣或燃燒氣態產

物凝結產生之固態粒子通常存於銲接工作及其它有對金屬施以高溫之機械設備或製

程皆屬於會產生燻煙的工業在高溫狀況下金屬等之氧化物容易形成 1 μm 以下

之微粒 50為可進入肺泡區的可呼吸性微粒會使人導致流鼻水喉頭乾燥乾咳

胸部壓迫感發燒等過敏性反應物質的大小在奈米化之後不論是物性化性或活

性等各方面都會產生明顯的改變物質本身的改變可能會產生對環境與人體安全健

康上的危害風險[31-32]

物質在奈米化之後由於其表面積改變因此相較於大粒徑微粒其具有較大的生

物活性此外奈米微粒也可能有別於一般微米粒徑微粒其可以直接穿透人體之屏

蔽系統（如細胞膜有傷口皮膚等）並隨著循環系統在體內流布所以物質一旦奈米

化之後其人體暴露狀況人體器官的吸收沉積及毒性等問題可能都與原物質截然

不同[33-34]因此勞工吸入電銲過程產生的氣體與燻煙後會造成健康方面不良的影

響

電銲燻煙的危害暴露評估不能只歸因於單一物質其他金屬也需列入考量電銲

燻煙的粒徑範圍約為 01~2 μm大部分為可呼吸性粉塵[35]容易進入肺部沉積造成危

害[36]

電銲過程中所產生的燻煙大多經由吸入的途徑進入人體造成危害經常性的電

銲作業會造成肺部的疾病包括癌症[37]流行病學觀點則指出電銲造成勞工的健康效應

相當廣泛包含了金屬燻煙熱肺部發炎慢性支氣管炎肺功能減弱增加勞工罹

患神經退化性疾病的風險[38]評估電銲工人的健康效應相當複雜不同工作型態或製

程的影響會產生不同的燻煙這些電銲燻煙成分相當複雜必須依照作業型態的不同

考慮燻煙的成分與健康效應[39]

電銲作業型態差異影響燻煙生成率（Fume formation rates FFR）可能會受電流

電壓電銲溫度等影響[40]而溫度是影響燻煙生成的重要因素高燻煙生成率與揮發

金屬氣體的量有關而越高的電銲溫度使金屬氣體的增加而燻煙產生量也就越高[41]

研究指出提高電銲作業溫度會使燻煙成核粒子增加粒子數濃度也相對提高[42]

11

目前我國的勞工作業環境測定中最常以總粉塵用來評估勞工於工作場所的粉塵

暴露但總粉塵採樣卻無法代表空氣中微粒的實際分佈情形亦無法真正代表人體真

正吸入微粒的量而且電銲燻煙大多屬於次級微米氣膠容易進入人體的肺泡區沉積

因此研究電銲燻煙作業勞工的暴露評估除了使用目前我國現行的採樣方法更應

該針對次微米的部分來探討目前的採樣方法是否可行以利於瞭解勞工暴露危害風

險最後再進一步執行暴露評估和採樣方法的擬定

所以本研究使用衝擊瓶與我國現行的空氣中的金屬採樣等方式來測定作業環境

空氣中各種有害物質之濃度衝擊瓶的原理是利用衝擊的方式使有害物質被高速的

氣流帶動衝擊在瓶底而被留存在吸收液（硝酸）內再將此溶液經由 ICP-MS 分析

可瞭解所採集空氣中有害物質含量下表 4 為我國與美國針對空氣中金屬微粒的採樣

方法

12

表 4 金屬燻煙採樣方法類別

政府

單位 IOSH NIOSH OSHA

方法

名稱 CLA2202 CLA2302 CLA2303 CLA3001 CLA3007 CLA3009 CLA3011 7300 7301 7303 1006 ID-105 ID-121 ID-125G ID-126

採樣

介質 MCE(08 μm37 mm)

MCE(08 μm37 mm) MCE(08 μm37 mm)

PVC(50 μm37 mm)

採樣

流率(Lmin) 1~4 1~3 1~3 1~2 1~15 1~4 1~4 1~4 20

採樣

體積(L) 25~1000 25~1500 5~200 250~1200 150~450 200~1200 NA NA 480 480~960 480

480

(含Ag960)

分析

儀器 GFAASa FAASb FAASb FAASb FAASb FAASb ICP-AESc ICP-AESc ICP-MSd GFAASa

AAS

AESab

c

ICP-AESc

1 a石墨爐式原子吸收光譜儀（AA-GFS）b火焰式原子吸收光譜儀（AA-Flame）c感應耦合電漿原子放射光譜儀（ICP-AES）d感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）

2 NIOSH 7303 未使用 PVC(50 μm37 mm)之採樣介質進行採樣

13

第三章 研究主旨 近年來奈米危害研究已發展相當快速且已知非常多的危害會發生對勞工將有

嚴重影響金屬燻煙屬於奈米之暴露但截至目前為止國內外所規範的標準採樣方

法皆以濾紙捕集金屬燻煙易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集使得金屬

燻煙有可能未被捕捉對勞工將容易造成暴露評估時的低估現象

因此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾

紙與濾紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討

於衝擊瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或

電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異另利用 ICP-MS 分析金屬成

份判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之須要進而評估在工

廠現場採樣金屬燻煙評估現行方法與新方法對評估暴露勞工所可能產生的健康風險

差異

本研究將針對可能有金屬燻煙暴露之行業及作業場所進行訪視除藉由收集目前

國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻設計不同之採樣方法進行金屬燻

煙採樣之效率比較探討目前金屬燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是

否符合法令之須要進而評估在不同金屬熔爐或電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產

生的健康風險差異

確定最佳之採樣方法後將規劃對於可能金屬燻煙暴露之行業作業區域及作業場

所暴露勞工進行採樣釐清國內勞工之金屬燻煙暴露劑量及評估健康風險

14

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

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目前我國的勞工作業環境測定中最常以總粉塵用來評估勞工於工作場所的粉塵

暴露但總粉塵採樣卻無法代表空氣中微粒的實際分佈情形亦無法真正代表人體真

正吸入微粒的量而且電銲燻煙大多屬於次級微米氣膠容易進入人體的肺泡區沉積

因此研究電銲燻煙作業勞工的暴露評估除了使用目前我國現行的採樣方法更應

該針對次微米的部分來探討目前的採樣方法是否可行以利於瞭解勞工暴露危害風

險最後再進一步執行暴露評估和採樣方法的擬定

所以本研究使用衝擊瓶與我國現行的空氣中的金屬採樣等方式來測定作業環境

空氣中各種有害物質之濃度衝擊瓶的原理是利用衝擊的方式使有害物質被高速的

氣流帶動衝擊在瓶底而被留存在吸收液（硝酸）內再將此溶液經由 ICP-MS 分析

可瞭解所採集空氣中有害物質含量下表 4 為我國與美國針對空氣中金屬微粒的採樣

方法

12

表 4 金屬燻煙採樣方法類別

政府

單位 IOSH NIOSH OSHA

方法

名稱 CLA2202 CLA2302 CLA2303 CLA3001 CLA3007 CLA3009 CLA3011 7300 7301 7303 1006 ID-105 ID-121 ID-125G ID-126

採樣

介質 MCE(08 μm37 mm)

MCE(08 μm37 mm) MCE(08 μm37 mm)

PVC(50 μm37 mm)

採樣

流率(Lmin) 1~4 1~3 1~3 1~2 1~15 1~4 1~4 1~4 20

採樣

體積(L) 25~1000 25~1500 5~200 250~1200 150~450 200~1200 NA NA 480 480~960 480

480

(含Ag960)

分析

儀器 GFAASa FAASb FAASb FAASb FAASb FAASb ICP-AESc ICP-AESc ICP-MSd GFAASa

AAS

AESab

c

ICP-AESc

1 a石墨爐式原子吸收光譜儀（AA-GFS）b火焰式原子吸收光譜儀（AA-Flame）c感應耦合電漿原子放射光譜儀（ICP-AES）d感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）

2 NIOSH 7303 未使用 PVC(50 μm37 mm)之採樣介質進行採樣

13

第三章 研究主旨 近年來奈米危害研究已發展相當快速且已知非常多的危害會發生對勞工將有

嚴重影響金屬燻煙屬於奈米之暴露但截至目前為止國內外所規範的標準採樣方

法皆以濾紙捕集金屬燻煙易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集使得金屬

燻煙有可能未被捕捉對勞工將容易造成暴露評估時的低估現象

因此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾

紙與濾紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討

於衝擊瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或

電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異另利用 ICP-MS 分析金屬成

份判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之須要進而評估在工

廠現場採樣金屬燻煙評估現行方法與新方法對評估暴露勞工所可能產生的健康風險

差異

本研究將針對可能有金屬燻煙暴露之行業及作業場所進行訪視除藉由收集目前

國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻設計不同之採樣方法進行金屬燻

煙採樣之效率比較探討目前金屬燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是

否符合法令之須要進而評估在不同金屬熔爐或電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產

生的健康風險差異

確定最佳之採樣方法後將規劃對於可能金屬燻煙暴露之行業作業區域及作業場

所暴露勞工進行採樣釐清國內勞工之金屬燻煙暴露劑量及評估健康風險

14

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

表 4 金屬燻煙採樣方法類別

政府

單位 IOSH NIOSH OSHA

方法

名稱 CLA2202 CLA2302 CLA2303 CLA3001 CLA3007 CLA3009 CLA3011 7300 7301 7303 1006 ID-105 ID-121 ID-125G ID-126

採樣

介質 MCE(08 μm37 mm)

MCE(08 μm37 mm) MCE(08 μm37 mm)

PVC(50 μm37 mm)

採樣

流率(Lmin) 1~4 1~3 1~3 1~2 1~15 1~4 1~4 1~4 20

採樣

體積(L) 25~1000 25~1500 5~200 250~1200 150~450 200~1200 NA NA 480 480~960 480

480

(含Ag960)

分析

儀器 GFAASa FAASb FAASb FAASb FAASb FAASb ICP-AESc ICP-AESc ICP-MSd GFAASa

AAS

AESab

c

ICP-AESc

1 a石墨爐式原子吸收光譜儀（AA-GFS）b火焰式原子吸收光譜儀（AA-Flame）c感應耦合電漿原子放射光譜儀（ICP-AES）d感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）

2 NIOSH 7303 未使用 PVC(50 μm37 mm)之採樣介質進行採樣

13

第三章 研究主旨 近年來奈米危害研究已發展相當快速且已知非常多的危害會發生對勞工將有

嚴重影響金屬燻煙屬於奈米之暴露但截至目前為止國內外所規範的標準採樣方

法皆以濾紙捕集金屬燻煙易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集使得金屬

燻煙有可能未被捕捉對勞工將容易造成暴露評估時的低估現象

因此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾

紙與濾紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討

於衝擊瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或

電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異另利用 ICP-MS 分析金屬成

份判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之須要進而評估在工

廠現場採樣金屬燻煙評估現行方法與新方法對評估暴露勞工所可能產生的健康風險

差異

本研究將針對可能有金屬燻煙暴露之行業及作業場所進行訪視除藉由收集目前

國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻設計不同之採樣方法進行金屬燻

煙採樣之效率比較探討目前金屬燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是

否符合法令之須要進而評估在不同金屬熔爐或電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產

生的健康風險差異

確定最佳之採樣方法後將規劃對於可能金屬燻煙暴露之行業作業區域及作業場

所暴露勞工進行採樣釐清國內勞工之金屬燻煙暴露劑量及評估健康風險

14

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

第三章 研究主旨 近年來奈米危害研究已發展相當快速且已知非常多的危害會發生對勞工將有

嚴重影響金屬燻煙屬於奈米之暴露但截至目前為止國內外所規範的標準採樣方

法皆以濾紙捕集金屬燻煙易忽略部分次微米粒狀物與氣狀汙染物的捕集使得金屬

燻煙有可能未被捕捉對勞工將容易造成暴露評估時的低估現象

因此本研究希望透過使用簡單式衝擊瓶氣泡式衝擊瓶不同濾紙不同孔徑濾

紙與濾紙匣搭配不同衝擊瓶等不同採樣方法進行金屬燻煙採樣之效率比較以及探討

於衝擊瓶內添加不同吸收液其金屬燻煙採樣的效率比較進而評估在不同金屬熔爐或

電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產生的健康風險差異另利用 ICP-MS 分析金屬成

份判斷不同金屬燻煙捕集效率差異

藉由收集目前國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻探討目前金屬

燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是否符合法令之須要進而評估在工

廠現場採樣金屬燻煙評估現行方法與新方法對評估暴露勞工所可能產生的健康風險

差異

本研究將針對可能有金屬燻煙暴露之行業及作業場所進行訪視除藉由收集目前

國內外有關金屬燻煙標準採樣方法及其他相關文獻設計不同之採樣方法進行金屬燻

煙採樣之效率比較探討目前金屬燻煙捕集方法是否適合捕集金屬燻煙捕集效率是

否符合法令之須要進而評估在不同金屬熔爐或電銲金屬燻煙成份的暴露下所可能產

生的健康風險差異

確定最佳之採樣方法後將規劃對於可能金屬燻煙暴露之行業作業區域及作業場

所暴露勞工進行採樣釐清國內勞工之金屬燻煙暴露劑量及評估健康風險

14

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

第四章 研究方法與步驟

第一節 製造電銲金屬燻煙

一實驗所使用的母材為中碳鋼搭配常見的市售電銲條（WEL-308L Nippon

Welding Rod Co日本）將電銲機與母材及銲條間組裝實驗進行過程中之

交流電銲機（SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司台灣）使用電壓

為 220 伏特並固定輸出 200 安培之電流

二電銲燻煙主要來源是昇華或溶化態的金屬揮發氣體遇到空氣冷凝後而成包

含金屬或其氧化物但是電銲過程有些粒子的形成並非來自於氣體的冷凝

而是來自於電銲濺散（Welding spatter）的液狀小滴（Liquid droplet）而其

大多都是大粒子且殘留於空氣中電銲濺散其發生原因是電弧高溫會在受銲

金屬的表面上形成一熔池而熔融的金屬與電極塗料形成的金屬液滴飛濺

物也正是所稱的濺散粒子（Spatter article）

三本實驗中電銲燻煙產生的過程為手持夾住銲條的電銲夾使銲條逐漸靠近母

材（中碳鋼）當銲條逐漸靠近母材時與母材產生電弧並於銲條與母材之

間形成熔池使母材與銲條熔接在一起而電銲濺散的濺散粒子會散發於空

氣中產生燻煙

四防護具使用為了降低避免由實驗過程中所產生強光金屬燻煙及有害氣

體等可能造成的危害故須全程佩戴電銲防護面罩電銲絕熱手套及防護口

罩（如 N95 口罩）等個人防護具

第二節 金屬燻煙採集

研究之金屬元素樣本分析程序主要包含樣本前處理利用微波消化法與樣本

測定使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）分析方法如下

一採樣介質實驗過程中採樣介質選用市售不同材質濾紙及孔徑（pore size）

放入三節式濾紙匣（SKC USA）依現行採樣方法採樣分析或於濾紙匣後

依序接上多孔性衝擊瓶與一個含二次水之卻水瓶及一個空的卻水瓶其中衝

15

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

擊瓶之吸收液為各種不同成份及濃度吸收液濾紙稱重前先執行去靜電的動

作每個樣本均以 5 位數天平稱重並記錄置入採樣器後予以編號採樣之

前將組裝好的採樣器與泵浦連同電銲條一併放進防潮箱中恆溫恆濕（28

45）採樣完成後必須先置放於防潮箱中 24 小時後稱重秤完後重後將

採樣濾紙放進 50 times 11 mm 的乾淨盤（亦須進行去除靜電之動作）中其採樣

前後溫度變化需控制在 plusmn 2濕度在 plusmn 5以下以避免採樣濾紙重量受溫

度濕度影響之干擾

二吸收液使用不同濃度（123）的硝酸水溶液當作吸收液不同濃

度的硝酸會形成不同當量的硝酸根離子（NO3minus）進而跟金屬結合

三採樣流速組裝採樣器及泵浦（SKC USA）並作採樣前的流速校正將總

粉塵之採樣泵浦流速調整至 2 Lmin每次校正次數為 10 次並取其平均值

採樣後同樣測量泵浦流速 10 次取其平均值以計算前後流速之平均採樣前

後之泵浦流速必須控制於plusmn 5以下

四採樣時間每次採樣時間為 10 分鐘採樣結束後亦進行採樣後流速校正與濾

紙後重之量測

五濾紙消化將秤重後的濾紙放入 15 mL 微波消化管內加入 25 mL70 HNO3

（GR for analysis ISO Merck）及些許雙氧水（提高濾紙反應的效率）約靜

置 30 分鐘後使其酸與樣本反應穩定（微波消化管內已無氣泡出現）放

入微波箱（hood）進行微波消化加熱消化完成後待其降溫至90時將微

波消化管從微波消化爐中取出放於抽氣櫃內靜置 30 分鐘後將其消化液轉

入10mL 定量瓶中以 3 次水定量至 10 mL 並添加內標準品樣品以濾紙

（045 μm MF Millipore TMMCE）過濾清除內含可能的干擾雜質放入冰箱

4保存以備最後利用 ICP-MS 進行分析如圖 2 所示

16

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

圖 2 樣品前處理流程圖

六消化完畢後的樣品使用感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）進行元素總量分析

使用標準品為複合式元素標準品（ICP multi-element standard solution IV

AccuStandard）基於本次實驗所使用之母材（中碳鋼）組成之成分分別測

定 CoCdCrCuFeMnNiPb 及 Zn 等各種金屬元素含量檢量線

濃度範圍為 01 ppb~200 ppb

七檢量線製作與品管

（一） 檢量線製作

1 見「行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇」之檢量線製作

與品管

2 取市售 1000 μgmL 混合標準標準溶液或 100 μgmL 的混合標準

溶液作為檢量儲備溶液

3 加入已知量的檢量儲備溶液於盛有稀釋用酸的 100 mL 定量瓶

中再稀釋至其刻度並建立 10 種不同之檢量線濃度

（二） 品質管制

17

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

18

1 見行政院勞工委員會採樣分析建議方法通則篇之檢量線製作與

品管

2 每隔 10 個樣本測試一次標準溶液以檢查儀器的狀況是否穩

定

3 每 10 個樣本測試一次添加試驗亦即添加已知量的檢量標準

溶液於空白濾紙上（例如加入 100 μL 的 1000 μgmL 鎘標準溶

液）經消化後之溶液以此檢查回收率

八試藥

（一） 濃硝酸70 HNO3超純級JT Baker

（二） 消化酸溶液HNO3HO28020(vv)將 4 體積的濃硝酸與 1 體

積的去離子水混合

（三） 檢量儲備溶液（Calibration Stock Solution）1000 μgmL（或 100

μgmL）市售單一或混合標準溶液

（四） 氬氣（Argon）9999

（五） 蒸餾水或去離子水

九設備

（一） 個人採樣泵224-44XRSKC

（二） 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS)Agilent 7500

（三） 氣體調節閥ICP-MS 氬氣流量控制用

（四） 燒杯50 mL100 mL500 mL 及 1000 mL

（五） 定量瓶（Volumetric flask）10 mL25 mL50 mL 100 mL

500 mL1000 mL 及 2000 mL

（六） 微量吸管（Gilson）

（七） 定移吸管（Gilson）

（八） 標準衝擊瓶組（標準噴嘴）25 mLSKC

（九） 標準衝擊瓶組（多孔微泡式噴嘴）25 mLSKC

（一〇） 乾式流率校正器Defender 510SKC

（一一） 5 位數天精密天秤XA105DUMETTLER TOLEDO

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（一二） 微波消化爐MARSCEM

（一三） 自動鎖瓶機MARSXpress VesselCEM

（一四） 20 mL 消化瓶組（含管套）MARSXpressCEM

（一五） 交流電銲機SG-200A朝陽重型建材機械製造有限公司

所有玻璃器皿皆經 31（vv）硝酸浸泡 24 小時後以去離子水清洗晾

乾備用

第三節 研究步驟

利用現行採樣方法及新發展之方法至工廠現場量測評估其適用性

第四節 風險評估計算

健康風險評估的對象可分為致癌性物質與非致癌性物質兩種

致癌物風險評估訂定以每日平均暴露劑量（Average Daily Dose ADD）評

估終身暴露在此劑量下不會明顯導致癌症的增加目前可接受致癌風險訂於百萬

分之一（10-6）致癌物風險推估係依據平均終身吸入暴露量乘以一致癌斜率係

數（Cancer Slope Factor CSF）求得致癌斜率係數係參考國外 OEHHA（TAC）

毒理資料庫而參考劑量則由 USEPA（IRIS）資料庫獲得如下表 5 所示

19

表 5 致癌物斜率與參考劑量

重金屬種類 致癌斜率係數（CSF）

(mgkg-day)-1

參考劑量（RfD）

(mgkg-day)

六價鉻(Cr) 42times101 30times10-5

錳(Mn) NA 14times10-5

鐵(Fe) NA 30times10-1

鈷(Co) NA 57times10-5

鎳(Ni) 91times10-1 14times10-5

銅(Cu) NA 40times10-2

鋅(Zn) NA 30times10-1

鎘(Cd) 063times101 10times10-3

鉛(Pb) 42times10-2 35times10-3

非致癌物質風險係以非致癌危害指數（Noncancer Hazard Index NHI）表示

用以評估超過某一特別時間以參考劑量評估類似暴露時間非致癌危害指數

（Noncancer Hazard Index）是以暴露劑量除以參考劑量當暴露劑量大於參考劑

量時顯示有害物的劑量會對人體產生危害非致癌危害指數若是小於 1則表

示為可能接受的範圍 本實驗以吸入途徑計算粒狀污染物的暴露劑量故計算

公式參考美國環保護署「暴露評估準則」針對其中之「終身平均粒狀污染物吸

入暴露（即平均每日劑量）」計算公式（公式 1）如下

ATBWEDEFETIRCADD

timestimestimestimestimes

= 公式 1

C粒狀空氣污染物濃度 Contaminant Concentration（mgm3）

IR攝入率 Intake rate（m3hr）指吸入空氣量假設為 23 m3hr

ET每日暴露時間（hrsday）模擬作業勞工一天工作時數 8 hrsday

EF暴露頻率期間（daysyear）假設工作 50 times 5 daysyear

ED暴露時間（years）假設工作經歷為 30 years

BW體重 Body Weight（kg）一般以 70 kg 計之

20

AT平均壽命（years）一般以 70 years 計之

本研究之健康風險評估方式分成以下兩部分

一致癌物風險（Cancer Risk CR）

CSFADDCR times= 公式 2

二非致癌物之非致癌危害指數（Noncancer Hazard Index NHI）

DRADDNHI

f

= 公式 3

而對於當暴露於多種致癌物質時我們假設沒有協同作用以及節抗作用的

影響故其致癌風險為所有風險的加總值即總風險（RiskT）公式 4 如下

sum= IT RiskRisk 公式 4

公式中RiskT 為暴露所有致癌物之總風險RiskI為致癌物 I 之風險

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合

採樣模式如下圖 3 所示首先將衝擊瓶（圖 4）置入鐵架中（圖 5）在依序

將濾紙匣衝擊瓶與幫浦組合（圖 6）後依採樣方法進行前處理採樣時將採

樣進氣端置入模型上端中距離母材 1 公尺

衝擊瓶（Impingers）是特別設計的玻璃起泡管本研究採用起泡式衝擊瓶

可將空氣傳播的金屬燻煙收集到液體介質（HNO3 溶液）中使用衝擊瓶採樣時

使已知體積的空氣經由含有指定液體的衝擊瓶使定量的空氣起泡液體會與相

關的化學物起化學反應或溶解作用

將衝擊瓶填入合適份量的捕集液體本研究採樣時使用的捕集液體量為 10

mL為了保護幫浦不吸入從衝擊瓶內衝溢出的液體在衝擊瓶與幫浦間加裝一

個緩衝瓶

21

圖 3 採樣示意圖

圖 4 衝擊瓶

22

圖 5 衝擊瓶架

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式

23

第五章 結果與討論本研究執行項目主要包含了國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集進行

不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較與不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較以

及利用現行採樣方法與新方法實際至工廠採樣後評估勞工暴露風險之差異性及

健康影響並撰寫調查評估報告

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度

方法 內容 需完成數量 完成 未完成 達成率()

A

使用衝擊瓶來進

行金屬燻煙捕集

採樣

9 9 0 100

B

參考我國勞委會

CLA 3011 採樣

分析方法所訂

27 27 0 100

A為試驗方法B為我國勞委會之現行方法

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

目前使用 3 種市面上常用於銲接之金屬材料如下表 7 所示

24

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

表 5 致癌物斜率與參考劑量

重金屬種類 致癌斜率係數（CSF）

(mgkg-day)-1

參考劑量（RfD）

(mgkg-day)

六價鉻(Cr) 42times101 30times10-5

錳(Mn) NA 14times10-5

鐵(Fe) NA 30times10-1

鈷(Co) NA 57times10-5

鎳(Ni) 91times10-1 14times10-5

銅(Cu) NA 40times10-2

鋅(Zn) NA 30times10-1

鎘(Cd) 063times101 10times10-3

鉛(Pb) 42times10-2 35times10-3

非致癌物質風險係以非致癌危害指數（Noncancer Hazard Index NHI）表示

用以評估超過某一特別時間以參考劑量評估類似暴露時間非致癌危害指數

（Noncancer Hazard Index）是以暴露劑量除以參考劑量當暴露劑量大於參考劑

量時顯示有害物的劑量會對人體產生危害非致癌危害指數若是小於 1則表

示為可能接受的範圍 本實驗以吸入途徑計算粒狀污染物的暴露劑量故計算

公式參考美國環保護署「暴露評估準則」針對其中之「終身平均粒狀污染物吸

入暴露（即平均每日劑量）」計算公式（公式 1）如下

ATBWEDEFETIRCADD

timestimestimestimestimes

= 公式 1

C粒狀空氣污染物濃度 Contaminant Concentration（mgm3）

IR攝入率 Intake rate（m3hr）指吸入空氣量假設為 23 m3hr

ET每日暴露時間（hrsday）模擬作業勞工一天工作時數 8 hrsday

EF暴露頻率期間（daysyear）假設工作 50 times 5 daysyear

ED暴露時間（years）假設工作經歷為 30 years

BW體重 Body Weight（kg）一般以 70 kg 計之

20

AT平均壽命（years）一般以 70 years 計之

本研究之健康風險評估方式分成以下兩部分

一致癌物風險（Cancer Risk CR）

CSFADDCR times= 公式 2

二非致癌物之非致癌危害指數（Noncancer Hazard Index NHI）

DRADDNHI

f

= 公式 3

而對於當暴露於多種致癌物質時我們假設沒有協同作用以及節抗作用的

影響故其致癌風險為所有風險的加總值即總風險（RiskT）公式 4 如下

sum= IT RiskRisk 公式 4

公式中RiskT 為暴露所有致癌物之總風險RiskI為致癌物 I 之風險

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合

採樣模式如下圖 3 所示首先將衝擊瓶（圖 4）置入鐵架中（圖 5）在依序

將濾紙匣衝擊瓶與幫浦組合（圖 6）後依採樣方法進行前處理採樣時將採

樣進氣端置入模型上端中距離母材 1 公尺

衝擊瓶（Impingers）是特別設計的玻璃起泡管本研究採用起泡式衝擊瓶

可將空氣傳播的金屬燻煙收集到液體介質（HNO3 溶液）中使用衝擊瓶採樣時

使已知體積的空氣經由含有指定液體的衝擊瓶使定量的空氣起泡液體會與相

關的化學物起化學反應或溶解作用

將衝擊瓶填入合適份量的捕集液體本研究採樣時使用的捕集液體量為 10

mL為了保護幫浦不吸入從衝擊瓶內衝溢出的液體在衝擊瓶與幫浦間加裝一

個緩衝瓶

21

圖 3 採樣示意圖

圖 4 衝擊瓶

22

圖 5 衝擊瓶架

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式

23

第五章 結果與討論本研究執行項目主要包含了國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集進行

不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較與不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較以

及利用現行採樣方法與新方法實際至工廠採樣後評估勞工暴露風險之差異性及

健康影響並撰寫調查評估報告

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度

方法 內容 需完成數量 完成 未完成 達成率()

A

使用衝擊瓶來進

行金屬燻煙捕集

採樣

9 9 0 100

B

參考我國勞委會

CLA 3011 採樣

分析方法所訂

27 27 0 100

A為試驗方法B為我國勞委會之現行方法

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

目前使用 3 種市面上常用於銲接之金屬材料如下表 7 所示

24

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

AT平均壽命（years）一般以 70 years 計之

本研究之健康風險評估方式分成以下兩部分

一致癌物風險（Cancer Risk CR）

CSFADDCR times= 公式 2

二非致癌物之非致癌危害指數（Noncancer Hazard Index NHI）

DRADDNHI

f

= 公式 3

而對於當暴露於多種致癌物質時我們假設沒有協同作用以及節抗作用的

影響故其致癌風險為所有風險的加總值即總風險（RiskT）公式 4 如下

sum= IT RiskRisk 公式 4

公式中RiskT 為暴露所有致癌物之總風險RiskI為致癌物 I 之風險

第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合

採樣模式如下圖 3 所示首先將衝擊瓶（圖 4）置入鐵架中（圖 5）在依序

將濾紙匣衝擊瓶與幫浦組合（圖 6）後依採樣方法進行前處理採樣時將採

樣進氣端置入模型上端中距離母材 1 公尺

衝擊瓶（Impingers）是特別設計的玻璃起泡管本研究採用起泡式衝擊瓶

可將空氣傳播的金屬燻煙收集到液體介質（HNO3 溶液）中使用衝擊瓶採樣時

使已知體積的空氣經由含有指定液體的衝擊瓶使定量的空氣起泡液體會與相

關的化學物起化學反應或溶解作用

將衝擊瓶填入合適份量的捕集液體本研究採樣時使用的捕集液體量為 10

mL為了保護幫浦不吸入從衝擊瓶內衝溢出的液體在衝擊瓶與幫浦間加裝一

個緩衝瓶

21

圖 3 採樣示意圖

圖 4 衝擊瓶

22

圖 5 衝擊瓶架

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式

23

第五章 結果與討論本研究執行項目主要包含了國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集進行

不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較與不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較以

及利用現行採樣方法與新方法實際至工廠採樣後評估勞工暴露風險之差異性及

健康影響並撰寫調查評估報告

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度

方法 內容 需完成數量 完成 未完成 達成率()

A

使用衝擊瓶來進

行金屬燻煙捕集

採樣

9 9 0 100

B

參考我國勞委會

CLA 3011 採樣

分析方法所訂

27 27 0 100

A為試驗方法B為我國勞委會之現行方法

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

目前使用 3 種市面上常用於銲接之金屬材料如下表 7 所示

24

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

圖 3 採樣示意圖

圖 4 衝擊瓶

22

圖 5 衝擊瓶架

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式

23

第五章 結果與討論本研究執行項目主要包含了國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集進行

不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較與不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較以

及利用現行採樣方法與新方法實際至工廠採樣後評估勞工暴露風險之差異性及

健康影響並撰寫調查評估報告

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度

方法 內容 需完成數量 完成 未完成 達成率()

A

使用衝擊瓶來進

行金屬燻煙捕集

採樣

9 9 0 100

B

參考我國勞委會

CLA 3011 採樣

分析方法所訂

27 27 0 100

A為試驗方法B為我國勞委會之現行方法

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

目前使用 3 種市面上常用於銲接之金屬材料如下表 7 所示

24

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

圖 5 衝擊瓶架

圖 6 衝擊瓶採樣組裝模式

23

第五章 結果與討論本研究執行項目主要包含了國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集進行

不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較與不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較以

及利用現行採樣方法與新方法實際至工廠採樣後評估勞工暴露風險之差異性及

健康影響並撰寫調查評估報告

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度

方法 內容 需完成數量 完成 未完成 達成率()

A

使用衝擊瓶來進

行金屬燻煙捕集

採樣

9 9 0 100

B

參考我國勞委會

CLA 3011 採樣

分析方法所訂

27 27 0 100

A為試驗方法B為我國勞委會之現行方法

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

目前使用 3 種市面上常用於銲接之金屬材料如下表 7 所示

24

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

第五章 結果與討論本研究執行項目主要包含了國內外金屬燻煙捕集方法文獻資料收集進行

不同金屬燻煙捕集方法捕集效率比較與不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較以

及利用現行採樣方法與新方法實際至工廠採樣後評估勞工暴露風險之差異性及

健康影響並撰寫調查評估報告

表 6 不同金屬燻煙捕集方法成果執行進度

方法 內容 需完成數量 完成 未完成 達成率()

A

使用衝擊瓶來進

行金屬燻煙捕集

採樣

9 9 0 100

B

參考我國勞委會

CLA 3011 採樣

分析方法所訂

27 27 0 100

A為試驗方法B為我國勞委會之現行方法

第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較

目前使用 3 種市面上常用於銲接之金屬材料如下表 7 所示

24

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

表 7 不同成份之金屬

名稱 成份 用途

中碳鋼 鉻鎳鉬鐵碳等 鐵路車輪軌道齒輪曲柄軸和其

它切削零件以及要求高強度耐磨耗

和高韌性的結構零件等

不鏽鋼 鉻鎳鉬鈦鋁銅

氮硫磷和硒等

彈簧鋼構車輪蓋耐蝕容器餐

具傢俱欄桿特用於化學海邊

等易腐蝕環境船舶裝配建材

醫療器材等

低碳鋼 銅釩鈦鈷硼鐵

碳等

常用於製造鏈條鉚釘螺栓軸等

工廠採樣並評估勞工暴露風險之差異性及健康影響收集 2 間不同公司

之金屬燻煙樣本收集如下表 8 所示

表 8 參與研究之對象

編號 名稱 類型 成分

A 國際股份有限公司 育樂用品製造業 鐵（主要）

B 精機鑄造事業 鑄造業 多種金屬

參照我國勞委會（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）所訂之採樣方法分別

使用 MCE 與 PVC 濾紙進行採樣並於濾紙匣後串連 2 管衝擊瓶以評估是否有破

出

下表 9為本研究進行實驗時所使用之參數我們會將銲條的長度採樣時

間與吸收液的體積固定並配合不同的採樣幫浦流率吸收液濃度和母材來進行

比較找出最佳的金屬燻煙捕集方法

25

表 9 金屬燻煙模擬採樣參數

名 稱 內 容

幫浦流率(Lmin) 101520

採樣時間(min) 10

採樣高度(cm) 150

吸收液(10 mL) 1HNO32HNO33HNO3

衝擊瓶管數(n) 3

濾紙種類(孔徑) MCE(08 μm)MCE(50 μm)PVC(50 μm)

濾紙尺寸(mm) 37

濾紙匣(37mm) 三節式濾紙匣透明的苯乙烯材質

銲條長度(cm) 10

銲條尺寸(mm) 32

母材種類 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼

電銲機電流(A) 200

電銲機電壓(V) 220

本研究首先使用不同濃度之硝酸吸收液來進行採樣並評估何種濃度硝酸

吸收液對金屬燻煙的捕集效率較佳結果如下表 10 與 11 所示每一種濃度我們

都會進行 3 重複之試驗並分析鉻錳鐵鈷鎳銅鋅鎘與鉛這是針

對 OSHA 所提出之金屬燻煙最常出現產物與本研究所使用母材中所含有之金屬

所訂定的分析項目

26

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率

硝酸

濃度

()

編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

1

1 1-1

1-2

2-1

2-2

3-1

3-2

1722 1100 9148 006 000 181 12620 022 735 25534

186 378 6211 002 000 009 13250 018 716 20770

2 2242 1202 3127 001 000 125 6543 009 363 13612

274 416 2315 013 000 351 14010 043 568 38825

3 1758 1095 4507 002 000 000 7102 011 326 14801

139 400 9703 001 000 151 22350 022 442 33208

2

1 1-1 1962 1639 9123 004 000 152 42150 168 726 55924

1-2 245 334 15940 003 000 254 13230 012 555 30573

2 2-1 2438 1883 11830 006 000 186 10500 058 532 27433

2-2 333 575 18000 004 000 325 002 037 1859 21135

3 3-1 2218 1910 23160 004 000 145 33070 109 800 61416

3-2 058 360 7646 000 000 000 10820 041 687 19612

3

1 1-1 1649 1368 4109 005 000 000 13340 287 3546 24304

1-2 331 275 13630 007 000 340 12380 234 2351 29548

2 2-1 1624 1389 13710 007 000 110 12900 053 860 30653

2-2 250 705 25530 004 000 154 14220 370 3350 44583

3 3-1 1865 1660 20620 010 000 137 24540 098 2059 50989

3-2 572 346 6568 018 000 361 19750 062 1327 29004

從表 11 中在相同的採樣體積下等參數固定下結果顯示 2之硝酸吸收

液其金屬捕集效率比 1和 3之硝酸吸收液來的佳

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率

硝酸濃度

()

管數

(n=3)

平均重量

(μg) 標準差

平均總重 a 平均總重 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

1 1 17982 4643

48916 049 4892 2 30934 6533

2 1 48258 12899

72031 072 7203 2 23773 4199

3 1 35315 9857

69693 070 6969 2 34378 6252

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

27

此外本研究亦進行我國現行採樣方法（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）

之方法比較分別使用 37 mm 之 MCE（08 μm 與 50 μm）與 PVC（50 μm）

實驗中我們會於濾紙後端串連 2 管衝擊瓶（2硝酸吸收液）以評估是否有穿透

效應結果如下表 12 所示濾紙硝化分析後所得之重量約略小於重量分析時之

重量這是因為濾紙硝化時會去除氧化物使的重量產生變化

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素

濾紙

種類 編號

金屬重量 (μg) 總重

(mg)

濾紙上

粒子重

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb (mg)

MCE

08μm

1 4482 4573 2573 008 000 110 40800 049 654 053 081

2 6501 6453 12450 006 000 000 11280 029 577 037 086

3 4899 5100 26570 005 000 000 9143 032 369 046 083

MCE

5 μm

1 3191 3220 12440 002 000 000 9164 008 359 028 062

2 4383 4762 27770 011 000 577 14460 037 654 053 070

3 4665 4523 22810 009 000 104 17150 036 901 050 069

PVC

5 μm

1 3648 3097 25290 009 000 251 20920 034 1707 055 033

2 6365 6041 41940 021 000 486 22020 037 1562 078 086

3 4015 3428 13440 006 000 000 43770 825 406 066 020

如下表 13分析結果中我們可以看到衝擊瓶仍有捕捉到金屬燻煙且其重

量大於濾紙消化分析所得之重量這表示雖然濾紙有捕集到金屬燻煙但是仍然

有大部分的金屬燻煙穿透濾紙衝擊到衝擊瓶內

28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素

濾紙

材質編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

MCE

08 μm

1 1-1 418 314 9454 011 000 2096 42110 191 4644 59238

1-2 336 652 19870 007 000 275 21930 134 2240 45444

2 2-1 207 618 6661 003 000 313 27350 089 1335 36576

2-2 374 175 5572 003 000 223 15890 075 1872 24184

3 3-1 357 748 25270 005 000 293 31090 271 2538 60572

3-2 100 333 6346 000 000 000 13010 061 894 20744

MCE

5 μm

1 1-1 554 535 19530 007 000 412 25430 106 13460 60034

1-2 993 337 7775 001 000 244 14210 2587 492 26639

2 2-1 464 389 9990 007 000 405 14840 399 4174 30668

2-2 146 201 5809 002 000 224 4048 038 475 10943

3 3-1 260 374 7149 002 000 066 19070 044 767 27732

3-2 429 498 9699 005 000 339 37240 080 1855 50145

PVC

5 μm

1 1-1 474 530 27050 003 000 000 16820 122 5716 50715

1-2 145 321 16780 003 000 045 3029 003 033 20359

2 2-1 055 467 17700 000 000 000 1438 013 100 19773

2-2 390 289 6522 002 000 230 4058 151 2123 13765

3 3-1 365 554 8890 001 000 000 13170 069 6645 29694

3-2 230 653 8281 001 000 000 8123 084 500 17872

下表 14 結果表示以 ICP-MS 分析法來看PVC 濾紙的捕集重量大於 MCE

濾紙但仍然有穿透效應的存在且 PVC 濾紙由於其材質特性（表 16）可能

無法完全消化而造成實驗誤差因此使用 08 μm MCE 濾紙可有的較佳的捕集

效率

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率

組別濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬平均總重 a

(μg)

MCE 08μm

(n=3) 083mg (002)

45554μg

(6525)

52129μg

(11011)

30124μg

(10924) 127807

MCE 5μm (n=3) 067mg (004) 43745μg

(10908)

39478μg

(14585)

29242μg

(16110) 112465

PVC 5μm (n=3) 046mg (028) 66439μg

(9608)

33394μg

(12900)

17332μg

(2719) 117165

a金屬總重（μg）= 濾紙濃度分析平均重+第 1 管衝擊瓶平均重+第 2 管衝擊瓶平均重

29

表 15 是將濾紙重量回推成採樣時暴露腔中的濃度（mgm3）亦可以看得

出 08 μm MCE 濾紙的捕集效率較佳

表 15 濾紙之捕集效率

濾紙材質 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

MCE 08 μm 8300 4555

MCE 5 μm 6700 4375

PVC 5 μm 4600 6644

a以重量分析所得（含氧化物）

bICP-MS 分析所得

表 16 濾紙種類及特性比較

材質 縮寫 孔徑 尺寸 主要性質 空氣採樣應用

纖維素酯

Mixed

Cellulose

Esters

MCE 08 μm

50 μm

37 mm 1親水性

2可溶解適於原子吸光分析

3可形成透明供穿透顯微分析

4易於溶解並且澄清

1金屬粉塵分析

2石綿與人造纖維

聚氯乙烯

Pure

Homopoly

mer PVC

PVC 50 μm 37 mm 1疏水性

2非氧化表面

3不含矽

4低灰含量

5低吸水性

6低淨重適於重量分析

1重量分析

2六價鉻

本研究亦進行不同幫浦流率（Lmin）下衝擊瓶採樣組的金屬燻煙捕集效

率之比較表 17 為衝擊瓶分別經由 10（Lmin）15（Lmin）和 20（Lmin）

等 3 種不同流率採樣後吸收液中所含有的金屬元素

30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素

採樣

流率

(Lmin)

編號 管數金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

10

1 1-1 10350 2785 36890 036 000 355 64070 072 10620 125178

1-2 6691 1065 23970 018 000 000 10920 020 1424 44108

2 2-1 41670 4144 103600 655 000 981 4050 0783 10820 202448

2-2 6940 1187 30900 060 000 304 44810 0428 4636 88880

3 3-1 12910 3220 52220 065 000 208 34780 062 6052 109517

3-2 13870 1195 58670 158 000 363 27630 022 4777 106685

15

1 1-1 39430 4469 154100 661 000 3630 53670 122 21700 277782

1-2 4624 738 21110 015 000 026 35160 056 1153 62882

2 2-1 24620 4948 91800 154 000 1068 31250 325 10090 164255

2-2 13020 327 53190 4678 000 602 13260 094 2021 87192

3 3-1 12520 3810 47270 023 000 509 45340 130 2511 112113

3-2 12350 559 27740 017 000 209 42220 057 3248 86400

20

1 1-1 9431 4771 31380 019 000 666 32850 060 1980 81157

1-2 3626 638 20800 020 000 000 28410 076 616 54186

2 2-1 24170 5061 10760 072 000 698 63640 113 10340 211694

2-2 9277 922 60960 033 000 795 34010 1562 9237 115390

3 3-1 18150 761 10980 139 000 1475 25570 163 20230 176288

3-2 5352 739 38260 026 000 929 23360 254 4893 73813

由於在相同的採樣時間下不同的採樣流率會造成採樣體積（m3）的差異

由下表 18 中可以觀察到 10（Lmin）採樣流率的捕集效率大於 15（Lmin）

和 20（Lmin）採樣流率的捕集效率

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率

幫浦流率

(Lmin)

管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重 a 平均重量 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

10 1 145714 40623

225605 226 22560 2 79891 26326

15 1 184718 69164

263541 264 17570 2 78825 11278

20 1 156380 55119

237509 238 11875 2 81130 25516

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

綜合以上的分析結果可以推論出衝擊瓶採樣應使用 2硝酸吸收液搭配 1

31

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 10 不同濃度之硝酸對各種金屬元素的捕集效率

硝酸

濃度

()

編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

1

1 1-1

1-2

2-1

2-2

3-1

3-2

1722 1100 9148 006 000 181 12620 022 735 25534

186 378 6211 002 000 009 13250 018 716 20770

2 2242 1202 3127 001 000 125 6543 009 363 13612

274 416 2315 013 000 351 14010 043 568 38825

3 1758 1095 4507 002 000 000 7102 011 326 14801

139 400 9703 001 000 151 22350 022 442 33208

2

1 1-1 1962 1639 9123 004 000 152 42150 168 726 55924

1-2 245 334 15940 003 000 254 13230 012 555 30573

2 2-1 2438 1883 11830 006 000 186 10500 058 532 27433

2-2 333 575 18000 004 000 325 002 037 1859 21135

3 3-1 2218 1910 23160 004 000 145 33070 109 800 61416

3-2 058 360 7646 000 000 000 10820 041 687 19612

3

1 1-1 1649 1368 4109 005 000 000 13340 287 3546 24304

1-2 331 275 13630 007 000 340 12380 234 2351 29548

2 2-1 1624 1389 13710 007 000 110 12900 053 860 30653

2-2 250 705 25530 004 000 154 14220 370 3350 44583

3 3-1 1865 1660 20620 010 000 137 24540 098 2059 50989

3-2 572 346 6568 018 000 361 19750 062 1327 29004

從表 11 中在相同的採樣體積下等參數固定下結果顯示 2之硝酸吸收

液其金屬捕集效率比 1和 3之硝酸吸收液來的佳

表 11 不同硝酸濃度之捕集效率

硝酸濃度

()

管數

(n=3)

平均重量

(μg) 標準差

平均總重 a 平均總重 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

1 1 17982 4643

48916 049 4892 2 30934 6533

2 1 48258 12899

72031 072 7203 2 23773 4199

3 1 35315 9857

69693 070 6969 2 34378 6252

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

27

此外本研究亦進行我國現行採樣方法（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）

之方法比較分別使用 37 mm 之 MCE（08 μm 與 50 μm）與 PVC（50 μm）

實驗中我們會於濾紙後端串連 2 管衝擊瓶（2硝酸吸收液）以評估是否有穿透

效應結果如下表 12 所示濾紙硝化分析後所得之重量約略小於重量分析時之

重量這是因為濾紙硝化時會去除氧化物使的重量產生變化

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素

濾紙

種類 編號

金屬重量 (μg) 總重

(mg)

濾紙上

粒子重

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb (mg)

MCE

08μm

1 4482 4573 2573 008 000 110 40800 049 654 053 081

2 6501 6453 12450 006 000 000 11280 029 577 037 086

3 4899 5100 26570 005 000 000 9143 032 369 046 083

MCE

5 μm

1 3191 3220 12440 002 000 000 9164 008 359 028 062

2 4383 4762 27770 011 000 577 14460 037 654 053 070

3 4665 4523 22810 009 000 104 17150 036 901 050 069

PVC

5 μm

1 3648 3097 25290 009 000 251 20920 034 1707 055 033

2 6365 6041 41940 021 000 486 22020 037 1562 078 086

3 4015 3428 13440 006 000 000 43770 825 406 066 020

如下表 13分析結果中我們可以看到衝擊瓶仍有捕捉到金屬燻煙且其重

量大於濾紙消化分析所得之重量這表示雖然濾紙有捕集到金屬燻煙但是仍然

有大部分的金屬燻煙穿透濾紙衝擊到衝擊瓶內

28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素

濾紙

材質編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

MCE

08 μm

1 1-1 418 314 9454 011 000 2096 42110 191 4644 59238

1-2 336 652 19870 007 000 275 21930 134 2240 45444

2 2-1 207 618 6661 003 000 313 27350 089 1335 36576

2-2 374 175 5572 003 000 223 15890 075 1872 24184

3 3-1 357 748 25270 005 000 293 31090 271 2538 60572

3-2 100 333 6346 000 000 000 13010 061 894 20744

MCE

5 μm

1 1-1 554 535 19530 007 000 412 25430 106 13460 60034

1-2 993 337 7775 001 000 244 14210 2587 492 26639

2 2-1 464 389 9990 007 000 405 14840 399 4174 30668

2-2 146 201 5809 002 000 224 4048 038 475 10943

3 3-1 260 374 7149 002 000 066 19070 044 767 27732

3-2 429 498 9699 005 000 339 37240 080 1855 50145

PVC

5 μm

1 1-1 474 530 27050 003 000 000 16820 122 5716 50715

1-2 145 321 16780 003 000 045 3029 003 033 20359

2 2-1 055 467 17700 000 000 000 1438 013 100 19773

2-2 390 289 6522 002 000 230 4058 151 2123 13765

3 3-1 365 554 8890 001 000 000 13170 069 6645 29694

3-2 230 653 8281 001 000 000 8123 084 500 17872

下表 14 結果表示以 ICP-MS 分析法來看PVC 濾紙的捕集重量大於 MCE

濾紙但仍然有穿透效應的存在且 PVC 濾紙由於其材質特性（表 16）可能

無法完全消化而造成實驗誤差因此使用 08 μm MCE 濾紙可有的較佳的捕集

效率

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率

組別濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬平均總重 a

(μg)

MCE 08μm

(n=3) 083mg (002)

45554μg

(6525)

52129μg

(11011)

30124μg

(10924) 127807

MCE 5μm (n=3) 067mg (004) 43745μg

(10908)

39478μg

(14585)

29242μg

(16110) 112465

PVC 5μm (n=3) 046mg (028) 66439μg

(9608)

33394μg

(12900)

17332μg

(2719) 117165

a金屬總重（μg）= 濾紙濃度分析平均重+第 1 管衝擊瓶平均重+第 2 管衝擊瓶平均重

29

表 15 是將濾紙重量回推成採樣時暴露腔中的濃度（mgm3）亦可以看得

出 08 μm MCE 濾紙的捕集效率較佳

表 15 濾紙之捕集效率

濾紙材質 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

MCE 08 μm 8300 4555

MCE 5 μm 6700 4375

PVC 5 μm 4600 6644

a以重量分析所得（含氧化物）

bICP-MS 分析所得

表 16 濾紙種類及特性比較

材質 縮寫 孔徑 尺寸 主要性質 空氣採樣應用

纖維素酯

Mixed

Cellulose

Esters

MCE 08 μm

50 μm

37 mm 1親水性

2可溶解適於原子吸光分析

3可形成透明供穿透顯微分析

4易於溶解並且澄清

1金屬粉塵分析

2石綿與人造纖維

聚氯乙烯

Pure

Homopoly

mer PVC

PVC 50 μm 37 mm 1疏水性

2非氧化表面

3不含矽

4低灰含量

5低吸水性

6低淨重適於重量分析

1重量分析

2六價鉻

本研究亦進行不同幫浦流率（Lmin）下衝擊瓶採樣組的金屬燻煙捕集效

率之比較表 17 為衝擊瓶分別經由 10（Lmin）15（Lmin）和 20（Lmin）

等 3 種不同流率採樣後吸收液中所含有的金屬元素

30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素

採樣

流率

(Lmin)

編號 管數金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

10

1 1-1 10350 2785 36890 036 000 355 64070 072 10620 125178

1-2 6691 1065 23970 018 000 000 10920 020 1424 44108

2 2-1 41670 4144 103600 655 000 981 4050 0783 10820 202448

2-2 6940 1187 30900 060 000 304 44810 0428 4636 88880

3 3-1 12910 3220 52220 065 000 208 34780 062 6052 109517

3-2 13870 1195 58670 158 000 363 27630 022 4777 106685

15

1 1-1 39430 4469 154100 661 000 3630 53670 122 21700 277782

1-2 4624 738 21110 015 000 026 35160 056 1153 62882

2 2-1 24620 4948 91800 154 000 1068 31250 325 10090 164255

2-2 13020 327 53190 4678 000 602 13260 094 2021 87192

3 3-1 12520 3810 47270 023 000 509 45340 130 2511 112113

3-2 12350 559 27740 017 000 209 42220 057 3248 86400

20

1 1-1 9431 4771 31380 019 000 666 32850 060 1980 81157

1-2 3626 638 20800 020 000 000 28410 076 616 54186

2 2-1 24170 5061 10760 072 000 698 63640 113 10340 211694

2-2 9277 922 60960 033 000 795 34010 1562 9237 115390

3 3-1 18150 761 10980 139 000 1475 25570 163 20230 176288

3-2 5352 739 38260 026 000 929 23360 254 4893 73813

由於在相同的採樣時間下不同的採樣流率會造成採樣體積（m3）的差異

由下表 18 中可以觀察到 10（Lmin）採樣流率的捕集效率大於 15（Lmin）

和 20（Lmin）採樣流率的捕集效率

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率

幫浦流率

(Lmin)

管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重 a 平均重量 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

10 1 145714 40623

225605 226 22560 2 79891 26326

15 1 184718 69164

263541 264 17570 2 78825 11278

20 1 156380 55119

237509 238 11875 2 81130 25516

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

綜合以上的分析結果可以推論出衝擊瓶採樣應使用 2硝酸吸收液搭配 1

31

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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此外本研究亦進行我國現行採樣方法（CLA 3011）與美國 NIOSH（7300）

之方法比較分別使用 37 mm 之 MCE（08 μm 與 50 μm）與 PVC（50 μm）

實驗中我們會於濾紙後端串連 2 管衝擊瓶（2硝酸吸收液）以評估是否有穿透

效應結果如下表 12 所示濾紙硝化分析後所得之重量約略小於重量分析時之

重量這是因為濾紙硝化時會去除氧化物使的重量產生變化

表 12 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）的採樣方法中不同濾紙所捕集到的金屬元素

濾紙

種類 編號

金屬重量 (μg) 總重

(mg)

濾紙上

粒子重

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb (mg)

MCE

08μm

1 4482 4573 2573 008 000 110 40800 049 654 053 081

2 6501 6453 12450 006 000 000 11280 029 577 037 086

3 4899 5100 26570 005 000 000 9143 032 369 046 083

MCE

5 μm

1 3191 3220 12440 002 000 000 9164 008 359 028 062

2 4383 4762 27770 011 000 577 14460 037 654 053 070

3 4665 4523 22810 009 000 104 17150 036 901 050 069

PVC

5 μm

1 3648 3097 25290 009 000 251 20920 034 1707 055 033

2 6365 6041 41940 021 000 486 22020 037 1562 078 086

3 4015 3428 13440 006 000 000 43770 825 406 066 020

如下表 13分析結果中我們可以看到衝擊瓶仍有捕捉到金屬燻煙且其重

量大於濾紙消化分析所得之重量這表示雖然濾紙有捕集到金屬燻煙但是仍然

有大部分的金屬燻煙穿透濾紙衝擊到衝擊瓶內

28

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素

濾紙

材質編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

MCE

08 μm

1 1-1 418 314 9454 011 000 2096 42110 191 4644 59238

1-2 336 652 19870 007 000 275 21930 134 2240 45444

2 2-1 207 618 6661 003 000 313 27350 089 1335 36576

2-2 374 175 5572 003 000 223 15890 075 1872 24184

3 3-1 357 748 25270 005 000 293 31090 271 2538 60572

3-2 100 333 6346 000 000 000 13010 061 894 20744

MCE

5 μm

1 1-1 554 535 19530 007 000 412 25430 106 13460 60034

1-2 993 337 7775 001 000 244 14210 2587 492 26639

2 2-1 464 389 9990 007 000 405 14840 399 4174 30668

2-2 146 201 5809 002 000 224 4048 038 475 10943

3 3-1 260 374 7149 002 000 066 19070 044 767 27732

3-2 429 498 9699 005 000 339 37240 080 1855 50145

PVC

5 μm

1 1-1 474 530 27050 003 000 000 16820 122 5716 50715

1-2 145 321 16780 003 000 045 3029 003 033 20359

2 2-1 055 467 17700 000 000 000 1438 013 100 19773

2-2 390 289 6522 002 000 230 4058 151 2123 13765

3 3-1 365 554 8890 001 000 000 13170 069 6645 29694

3-2 230 653 8281 001 000 000 8123 084 500 17872

下表 14 結果表示以 ICP-MS 分析法來看PVC 濾紙的捕集重量大於 MCE

濾紙但仍然有穿透效應的存在且 PVC 濾紙由於其材質特性（表 16）可能

無法完全消化而造成實驗誤差因此使用 08 μm MCE 濾紙可有的較佳的捕集

效率

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率

組別濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬平均總重 a

(μg)

MCE 08μm

(n=3) 083mg (002)

45554μg

(6525)

52129μg

(11011)

30124μg

(10924) 127807

MCE 5μm (n=3) 067mg (004) 43745μg

(10908)

39478μg

(14585)

29242μg

(16110) 112465

PVC 5μm (n=3) 046mg (028) 66439μg

(9608)

33394μg

(12900)

17332μg

(2719) 117165

a金屬總重（μg）= 濾紙濃度分析平均重+第 1 管衝擊瓶平均重+第 2 管衝擊瓶平均重

29

表 15 是將濾紙重量回推成採樣時暴露腔中的濃度（mgm3）亦可以看得

出 08 μm MCE 濾紙的捕集效率較佳

表 15 濾紙之捕集效率

濾紙材質 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

MCE 08 μm 8300 4555

MCE 5 μm 6700 4375

PVC 5 μm 4600 6644

a以重量分析所得（含氧化物）

bICP-MS 分析所得

表 16 濾紙種類及特性比較

材質 縮寫 孔徑 尺寸 主要性質 空氣採樣應用

纖維素酯

Mixed

Cellulose

Esters

MCE 08 μm

50 μm

37 mm 1親水性

2可溶解適於原子吸光分析

3可形成透明供穿透顯微分析

4易於溶解並且澄清

1金屬粉塵分析

2石綿與人造纖維

聚氯乙烯

Pure

Homopoly

mer PVC

PVC 50 μm 37 mm 1疏水性

2非氧化表面

3不含矽

4低灰含量

5低吸水性

6低淨重適於重量分析

1重量分析

2六價鉻

本研究亦進行不同幫浦流率（Lmin）下衝擊瓶採樣組的金屬燻煙捕集效

率之比較表 17 為衝擊瓶分別經由 10（Lmin）15（Lmin）和 20（Lmin）

等 3 種不同流率採樣後吸收液中所含有的金屬元素

30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素

採樣

流率

(Lmin)

編號 管數金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

10

1 1-1 10350 2785 36890 036 000 355 64070 072 10620 125178

1-2 6691 1065 23970 018 000 000 10920 020 1424 44108

2 2-1 41670 4144 103600 655 000 981 4050 0783 10820 202448

2-2 6940 1187 30900 060 000 304 44810 0428 4636 88880

3 3-1 12910 3220 52220 065 000 208 34780 062 6052 109517

3-2 13870 1195 58670 158 000 363 27630 022 4777 106685

15

1 1-1 39430 4469 154100 661 000 3630 53670 122 21700 277782

1-2 4624 738 21110 015 000 026 35160 056 1153 62882

2 2-1 24620 4948 91800 154 000 1068 31250 325 10090 164255

2-2 13020 327 53190 4678 000 602 13260 094 2021 87192

3 3-1 12520 3810 47270 023 000 509 45340 130 2511 112113

3-2 12350 559 27740 017 000 209 42220 057 3248 86400

20

1 1-1 9431 4771 31380 019 000 666 32850 060 1980 81157

1-2 3626 638 20800 020 000 000 28410 076 616 54186

2 2-1 24170 5061 10760 072 000 698 63640 113 10340 211694

2-2 9277 922 60960 033 000 795 34010 1562 9237 115390

3 3-1 18150 761 10980 139 000 1475 25570 163 20230 176288

3-2 5352 739 38260 026 000 929 23360 254 4893 73813

由於在相同的採樣時間下不同的採樣流率會造成採樣體積（m3）的差異

由下表 18 中可以觀察到 10（Lmin）採樣流率的捕集效率大於 15（Lmin）

和 20（Lmin）採樣流率的捕集效率

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率

幫浦流率

(Lmin)

管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重 a 平均重量 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

10 1 145714 40623

225605 226 22560 2 79891 26326

15 1 184718 69164

263541 264 17570 2 78825 11278

20 1 156380 55119

237509 238 11875 2 81130 25516

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

綜合以上的分析結果可以推論出衝擊瓶採樣應使用 2硝酸吸收液搭配 1

31

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 13 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）+衝擊瓶內所捕集到的金屬元素

濾紙

材質編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

MCE

08 μm

1 1-1 418 314 9454 011 000 2096 42110 191 4644 59238

1-2 336 652 19870 007 000 275 21930 134 2240 45444

2 2-1 207 618 6661 003 000 313 27350 089 1335 36576

2-2 374 175 5572 003 000 223 15890 075 1872 24184

3 3-1 357 748 25270 005 000 293 31090 271 2538 60572

3-2 100 333 6346 000 000 000 13010 061 894 20744

MCE

5 μm

1 1-1 554 535 19530 007 000 412 25430 106 13460 60034

1-2 993 337 7775 001 000 244 14210 2587 492 26639

2 2-1 464 389 9990 007 000 405 14840 399 4174 30668

2-2 146 201 5809 002 000 224 4048 038 475 10943

3 3-1 260 374 7149 002 000 066 19070 044 767 27732

3-2 429 498 9699 005 000 339 37240 080 1855 50145

PVC

5 μm

1 1-1 474 530 27050 003 000 000 16820 122 5716 50715

1-2 145 321 16780 003 000 045 3029 003 033 20359

2 2-1 055 467 17700 000 000 000 1438 013 100 19773

2-2 390 289 6522 002 000 230 4058 151 2123 13765

3 3-1 365 554 8890 001 000 000 13170 069 6645 29694

3-2 230 653 8281 001 000 000 8123 084 500 17872

下表 14 結果表示以 ICP-MS 分析法來看PVC 濾紙的捕集重量大於 MCE

濾紙但仍然有穿透效應的存在且 PVC 濾紙由於其材質特性（表 16）可能

無法完全消化而造成實驗誤差因此使用 08 μm MCE 濾紙可有的較佳的捕集

效率

表 14 濾紙搭配多孔性衝擊瓶之捕集效率

組別濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬平均總重 a

(μg)

MCE 08μm

(n=3) 083mg (002)

45554μg

(6525)

52129μg

(11011)

30124μg

(10924) 127807

MCE 5μm (n=3) 067mg (004) 43745μg

(10908)

39478μg

(14585)

29242μg

(16110) 112465

PVC 5μm (n=3) 046mg (028) 66439μg

(9608)

33394μg

(12900)

17332μg

(2719) 117165

a金屬總重（μg）= 濾紙濃度分析平均重+第 1 管衝擊瓶平均重+第 2 管衝擊瓶平均重

29

表 15 是將濾紙重量回推成採樣時暴露腔中的濃度（mgm3）亦可以看得

出 08 μm MCE 濾紙的捕集效率較佳

表 15 濾紙之捕集效率

濾紙材質 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

MCE 08 μm 8300 4555

MCE 5 μm 6700 4375

PVC 5 μm 4600 6644

a以重量分析所得（含氧化物）

bICP-MS 分析所得

表 16 濾紙種類及特性比較

材質 縮寫 孔徑 尺寸 主要性質 空氣採樣應用

纖維素酯

Mixed

Cellulose

Esters

MCE 08 μm

50 μm

37 mm 1親水性

2可溶解適於原子吸光分析

3可形成透明供穿透顯微分析

4易於溶解並且澄清

1金屬粉塵分析

2石綿與人造纖維

聚氯乙烯

Pure

Homopoly

mer PVC

PVC 50 μm 37 mm 1疏水性

2非氧化表面

3不含矽

4低灰含量

5低吸水性

6低淨重適於重量分析

1重量分析

2六價鉻

本研究亦進行不同幫浦流率（Lmin）下衝擊瓶採樣組的金屬燻煙捕集效

率之比較表 17 為衝擊瓶分別經由 10（Lmin）15（Lmin）和 20（Lmin）

等 3 種不同流率採樣後吸收液中所含有的金屬元素

30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素

採樣

流率

(Lmin)

編號 管數金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

10

1 1-1 10350 2785 36890 036 000 355 64070 072 10620 125178

1-2 6691 1065 23970 018 000 000 10920 020 1424 44108

2 2-1 41670 4144 103600 655 000 981 4050 0783 10820 202448

2-2 6940 1187 30900 060 000 304 44810 0428 4636 88880

3 3-1 12910 3220 52220 065 000 208 34780 062 6052 109517

3-2 13870 1195 58670 158 000 363 27630 022 4777 106685

15

1 1-1 39430 4469 154100 661 000 3630 53670 122 21700 277782

1-2 4624 738 21110 015 000 026 35160 056 1153 62882

2 2-1 24620 4948 91800 154 000 1068 31250 325 10090 164255

2-2 13020 327 53190 4678 000 602 13260 094 2021 87192

3 3-1 12520 3810 47270 023 000 509 45340 130 2511 112113

3-2 12350 559 27740 017 000 209 42220 057 3248 86400

20

1 1-1 9431 4771 31380 019 000 666 32850 060 1980 81157

1-2 3626 638 20800 020 000 000 28410 076 616 54186

2 2-1 24170 5061 10760 072 000 698 63640 113 10340 211694

2-2 9277 922 60960 033 000 795 34010 1562 9237 115390

3 3-1 18150 761 10980 139 000 1475 25570 163 20230 176288

3-2 5352 739 38260 026 000 929 23360 254 4893 73813

由於在相同的採樣時間下不同的採樣流率會造成採樣體積（m3）的差異

由下表 18 中可以觀察到 10（Lmin）採樣流率的捕集效率大於 15（Lmin）

和 20（Lmin）採樣流率的捕集效率

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率

幫浦流率

(Lmin)

管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重 a 平均重量 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

10 1 145714 40623

225605 226 22560 2 79891 26326

15 1 184718 69164

263541 264 17570 2 78825 11278

20 1 156380 55119

237509 238 11875 2 81130 25516

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

綜合以上的分析結果可以推論出衝擊瓶採樣應使用 2硝酸吸收液搭配 1

31

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 15 是將濾紙重量回推成採樣時暴露腔中的濃度（mgm3）亦可以看得

出 08 μm MCE 濾紙的捕集效率較佳

表 15 濾紙之捕集效率

濾紙材質 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

MCE 08 μm 8300 4555

MCE 5 μm 6700 4375

PVC 5 μm 4600 6644

a以重量分析所得（含氧化物）

bICP-MS 分析所得

表 16 濾紙種類及特性比較

材質 縮寫 孔徑 尺寸 主要性質 空氣採樣應用

纖維素酯

Mixed

Cellulose

Esters

MCE 08 μm

50 μm

37 mm 1親水性

2可溶解適於原子吸光分析

3可形成透明供穿透顯微分析

4易於溶解並且澄清

1金屬粉塵分析

2石綿與人造纖維

聚氯乙烯

Pure

Homopoly

mer PVC

PVC 50 μm 37 mm 1疏水性

2非氧化表面

3不含矽

4低灰含量

5低吸水性

6低淨重適於重量分析

1重量分析

2六價鉻

本研究亦進行不同幫浦流率（Lmin）下衝擊瓶採樣組的金屬燻煙捕集效

率之比較表 17 為衝擊瓶分別經由 10（Lmin）15（Lmin）和 20（Lmin）

等 3 種不同流率採樣後吸收液中所含有的金屬元素

30

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素

採樣

流率

(Lmin)

編號 管數金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

10

1 1-1 10350 2785 36890 036 000 355 64070 072 10620 125178

1-2 6691 1065 23970 018 000 000 10920 020 1424 44108

2 2-1 41670 4144 103600 655 000 981 4050 0783 10820 202448

2-2 6940 1187 30900 060 000 304 44810 0428 4636 88880

3 3-1 12910 3220 52220 065 000 208 34780 062 6052 109517

3-2 13870 1195 58670 158 000 363 27630 022 4777 106685

15

1 1-1 39430 4469 154100 661 000 3630 53670 122 21700 277782

1-2 4624 738 21110 015 000 026 35160 056 1153 62882

2 2-1 24620 4948 91800 154 000 1068 31250 325 10090 164255

2-2 13020 327 53190 4678 000 602 13260 094 2021 87192

3 3-1 12520 3810 47270 023 000 509 45340 130 2511 112113

3-2 12350 559 27740 017 000 209 42220 057 3248 86400

20

1 1-1 9431 4771 31380 019 000 666 32850 060 1980 81157

1-2 3626 638 20800 020 000 000 28410 076 616 54186

2 2-1 24170 5061 10760 072 000 698 63640 113 10340 211694

2-2 9277 922 60960 033 000 795 34010 1562 9237 115390

3 3-1 18150 761 10980 139 000 1475 25570 163 20230 176288

3-2 5352 739 38260 026 000 929 23360 254 4893 73813

由於在相同的採樣時間下不同的採樣流率會造成採樣體積（m3）的差異

由下表 18 中可以觀察到 10（Lmin）採樣流率的捕集效率大於 15（Lmin）

和 20（Lmin）採樣流率的捕集效率

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率

幫浦流率

(Lmin)

管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重 a 平均重量 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

10 1 145714 40623

225605 226 22560 2 79891 26326

15 1 184718 69164

263541 264 17570 2 78825 11278

20 1 156380 55119

237509 238 11875 2 81130 25516

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

綜合以上的分析結果可以推論出衝擊瓶採樣應使用 2硝酸吸收液搭配 1

31

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 17 多孔性衝擊瓶採樣方法中使用不同採樣流率所捕集到的金屬元素

採樣

流率

(Lmin)

編號 管數金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

10

1 1-1 10350 2785 36890 036 000 355 64070 072 10620 125178

1-2 6691 1065 23970 018 000 000 10920 020 1424 44108

2 2-1 41670 4144 103600 655 000 981 4050 0783 10820 202448

2-2 6940 1187 30900 060 000 304 44810 0428 4636 88880

3 3-1 12910 3220 52220 065 000 208 34780 062 6052 109517

3-2 13870 1195 58670 158 000 363 27630 022 4777 106685

15

1 1-1 39430 4469 154100 661 000 3630 53670 122 21700 277782

1-2 4624 738 21110 015 000 026 35160 056 1153 62882

2 2-1 24620 4948 91800 154 000 1068 31250 325 10090 164255

2-2 13020 327 53190 4678 000 602 13260 094 2021 87192

3 3-1 12520 3810 47270 023 000 509 45340 130 2511 112113

3-2 12350 559 27740 017 000 209 42220 057 3248 86400

20

1 1-1 9431 4771 31380 019 000 666 32850 060 1980 81157

1-2 3626 638 20800 020 000 000 28410 076 616 54186

2 2-1 24170 5061 10760 072 000 698 63640 113 10340 211694

2-2 9277 922 60960 033 000 795 34010 1562 9237 115390

3 3-1 18150 761 10980 139 000 1475 25570 163 20230 176288

3-2 5352 739 38260 026 000 929 23360 254 4893 73813

由於在相同的採樣時間下不同的採樣流率會造成採樣體積（m3）的差異

由下表 18 中可以觀察到 10（Lmin）採樣流率的捕集效率大於 15（Lmin）

和 20（Lmin）採樣流率的捕集效率

表 18 多孔性衝擊瓶採樣方法中不同幫浦流率之捕集效率

幫浦流率

(Lmin)

管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重 a 平均重量 金屬燻煙濃度

(μg) (mg) (mgm3)

10 1 145714 40623

225605 226 22560 2 79891 26326

15 1 184718 69164

263541 264 17570 2 78825 11278

20 1 156380 55119

237509 238 11875 2 81130 25516

a平均總重 = 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

綜合以上的分析結果可以推論出衝擊瓶採樣應使用 2硝酸吸收液搭配 1

31

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

Lmin 之幫浦流率的採樣模式來進行不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較其

結果如下表 19~21 所示

表 19 多孔性衝擊瓶採樣方法中銲接不同金屬母材所捕集到的金屬元素

母材 編號 管數

金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

低 碳 鋼

1 1-1 22740 1987 76280 155 000 1476 28350 192 12120 143300

1-2 24400 374 82180 045 000 515 25860 254 7498 141126

2 2-1 12500 388 29840 020 000 000 29920 060 625 73353

2-2 6523 463 29660 015 000 374 34440 264 4710 76449

3 3-1 5981 2231 33390 028 000 240 53360 139 1823 97192

3-2 5940 1015 17010 004 000 000 37150 224 2678 64021

中 碳 鋼

1 1-1 7373 1737 34730 014 000 175 59330 122 1617 105098

2-1 5261 1917 25250 018 000 203 36310 5327 47530 121816

2 2-1 7279 3254 26500 040 000 644 38030 336 5037 81120

2-2 7872 1974 25730 012 000 000 42110 031 847 78576

3 3-1 1103 6144 21770 012 000 000 12130 030 450 51566

3-2 7005 1594 25340 031 000 000 44310 161 2574 81015

不 鏽 鋼

1 1-1 1700 1493 4597 000 000 000 000 002 1094 8886

2-1 1120 1009 10710 004 000 000 18950 056 992 32841

2 2-1 2249 2134 13380 002 000 000 14290 145 1906 34106

2-2 1789 1459 6946 000 000 000 1720 008 277 12199

3 3-1 2635 2118 23870 003 000 000 000 009 303 28938

3-2 958 901 12210 002 000 000 13580 057 585 28293

表 20 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 管數 (n=3) 平均重量 (μg) 標準差 平均總重 a (μg)

低 碳 鋼1 104615 29034

198480 2 93865 33801

中 碳 鋼1 79261 21894

173063 2 93802 19834

不 鏽 鋼1 23977 10877

48421 2 24444 8856

a平均總重= 第 1 管衝擊瓶平均重量+第 2 管衝擊瓶平均重量

32

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 21 使用多孔性衝擊瓶採樣方法之對不同金屬母材之捕集效率

母材 平均總重 (μg) 平均總重 (mg) 金屬燻煙濃度 (mgm3)

低 碳 鋼 198480 198 19848

中 碳 鋼 173063 173 17306

不 鏽 鋼 48421 048 4842

本研究最後利用現行採樣方法與新方法（衝擊瓶採樣組）分別至 2 間公司

進行空氣中金屬燻煙採樣下表 22~23 為使用衝擊瓶來進行採樣後分析所得之數

據A 公司與 B 公司分別採集 3 個採樣點

表 22 使用多孔性衝擊瓶採樣方法進行現場實地量測所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量 (μg) 總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 232 808 7532 008 000 113 19320 064 2214 30291

1-2 531 1175 22580 014 000 601 30380 132 3986 59399

2 2-1 279 701 9520 011 000 600 9440 133 1499 22183

2-2 547 1113 12270 015 000 689 65690 1668 7915 89907

3 3-1 442 1198 8093 014 000 305 13370 095 2304 25821

3-2 176 683 7112 006 000 181 10580 054 1692 20484

B

1 1-1 518 333 5999 007 000 108 22520 063 1657 31205

1-2 108 291 6633 002 000 000 28240 047 1622 36943

2 2-1 173 382 4423 005 000 000 24320 053 1534 3089

2-2 342 618 23500 008 000 326 22960 042 1524 4932

3 3-1 418 507 6796 002 000 000 53990 056 1665 63434

3-2 431 602 16700 008 000 143 41360 076 1532 60852

33

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 23 使用多孔性衝擊瓶採樣所捕集到的金屬元素

公司名稱 管數

(n=3)

平均重量

(μg)

標準差

(SD)

平均總重

(μg)

A 1 26098 3316

82695 2 56597 28411

B 1 41843 15268

90881 2 49038 9763

除了使用衝擊瓶採樣法外本研究亦使用我國現行採樣方法（CLA 3011）

進行採樣並於其後串聯衝擊瓶採樣組以評估是否有穿透其結果如下表 24~26 所

示

表 24 使用 08 μm MCE 濾紙（配合多孔性衝擊瓶）採樣所捕集到的金屬元素

公司 編號 金屬重量 (μg) 總重

(μg)

濾紙上

粒子重

(mg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 365 8572 7423 007 000 202 25760 047 1613 36274 026

2 416 1086 9732 007 000 266 33910 064 1096 46577 010

3 209 1442 11190 004 000 092 21220 047 947 35151 014

B

1 444 859 5302 008 000 203 20390 057 1257 28520 235

2 306 520 14520 003 000 056 16350 034 655 32444 031

3 2238 432 7033 012 000 336 15580 131 1958 27720 039

由下表 25在 A 公司B 公司2 間公司的數據中可以發現到濾紙後方

所串聯的衝擊瓶組中仍然有捕捉到金屬

34

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

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46

表 25 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣衝擊瓶中所捕集到的金屬元素

公司 編號 管數 金屬重量(μg)

總重

(μg) Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

A

1 1-1 388 431 8382 014 000 339 13830 122 1529 25035

1-2 159 239 7346 005 000 115 14720 076 2019 24679

2 2-1 313 664 11630 007 000 246 44870 078 2726 60534

2-2 613 753 21280 015 000 296 40380 135 2436 65908

3 3-1 698 699 8653 009 000 423 42530 088 2774 55874

3-2 212 725 9849 003 000 046 30140 091 2257 43323

B

1 1-1 432 425 6481 007 000 418 29180 063 1600 38606

1-2 360 498 9248 006 000 184 51110 156 2185 63747

2 2-1 051 099 2213 000 000 000 11680 035 943 15021

2-2 432 580 27430 007 000 235 28340 061 1749 58834

3 3-1 260 667 14760 005 000 228 38770 198 3696 58584

3-2 131 211 3409 002 000 061 20200 046 1595 25655

由下表 26可以觀察到衝擊瓶中所捕捉到的金屬燻煙重量大於濾紙上的粒

子重量

表 26 使用 08 μm MCE 濾紙配合多孔性衝擊瓶採樣金屬燻煙之捕集效率

公司 濾紙重量分析

平均重(SD)

濾紙濃度分析

平均重(SD)

第 1 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 2 管衝擊瓶

平均重(SD)

第 3 管衝擊瓶

平均重(SD)

金屬燻煙

平均總重 (μg)

A 017 mg

(007)

39334 μg

(5142 )

47148 μg

(15751)

44637 μg

(16857) NA 131119

B 101 mg

(094)

29561 μg

(2064 )

37404 μg

(17805)

49412 μg

(16918) NA 116377

從表 27可以從數據中發現衝擊瓶捕捉到的金屬重量使用衝擊瓶採樣的方

式其捕捉效率會高於單純使用濾紙進行採樣

35

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

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46

表 27 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司名稱 衝擊瓶平均總重 a

(μg)

濾紙平均總重 b

(mg)

濾紙+衝擊瓶平均總重 c

(μg)

A 82695 017 131119

B 90881 101 116377

a為經由衝擊瓶採樣組所得將衝擊瓶中吸收液之金屬重量相加

b為濾紙採樣後經由 5 位數天平秤出之重量減去採樣前濾紙重所得之粒子重

c為濾紙搭配衝擊瓶採樣組採樣所得將濾紙消化後與吸收液分別上機分析所得

由下表 28我們根據上表 27 的數據回推現場空氣中金屬燻煙濃度可以更

精確的看到使用衝擊瓶進行金屬燻煙的捕集效率會高於使用濾紙進行採樣

表 28 使用不同採樣方法工作場所現場金屬燻煙捕集效率之比較

公司 採樣點 採樣方法 金屬燻煙濃度 a (mgm3) 金屬燻煙濃度 b (mgm3)

A

1 衝擊瓶 NA 554

MCE 08 μm 166 228

2 衝擊瓶 NA 705

MCE 08 μm 061 296

3 衝擊瓶 NA 290

MCE 08 μm 088 221

B

1 衝擊瓶 NA 396

MCE 08 μm 1354 165

2 衝擊瓶 NA 467

MCE 08 μm 178 186

3 衝擊瓶 NA 708

MCE 08 μm 224 160

a以重量分析所得

b以 ICP-MS 分析所得

致癌物風險部分分別由表 29（A 公司）表 30（B 公司）與中顯示其結

36

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

implications for public health risk assessment and the public perception of

nanotechnology Health Risk Soc 9125ndash144 (2007)

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Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

果當勞工暴露金屬燻煙的情況下評估勞工工作暴露 30 年後具研究結果利

用氣泡式衝集瓶採集後計算其致癌風險發現2 間公司金屬燻煙風險值皆比可接

受風險（10-6）高出許多故由以上這些結果推估勞工在會產生金屬燻煙之空間

作業場所中工作暴露 30 年後致癌的風險是非常高的而比較採樣方法所評

估的結果可發現單純利用氣泡式衝擊瓶所採集的濃度計算出的風險值比濾紙計

算出的風險值最高可達到 1384 倍（A 公司金屬鎘的部分）由此結果可發現利

用濾紙進行採樣時可能會有嚴重低估的現象

非致癌物風險部分分別由表 29（A 公司)表 30（B 公司）中顯示其結果

A 公司與 B 公司中有 8 種金屬（除了金屬鎳以外）的非致癌風險比可接受風險還

要高（NHI lt1為可接受風險）若長期吸入含有金屬燻煙極有可能造成人體健

康問題等病變探討兩種採樣模式在現場採樣之分析結果所計算出的非致癌風

險從結果可以得知由衝擊瓶採樣所計算出的風險值大部分皆比由濾紙採樣所

計算出的風險值來的高最高可達 1610 倍（B 公司的金屬鉛的部分）因此單

純以衝擊瓶計算出的風險值可能比濾紙匣接衝擊瓶還來的精準

表 29 A 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 162963 24641 129336 195563

錳(Mn) NA NA 23762 14326

鐵(Fe) NA NA 131056 55979

鈷(Co) NA NA 698918 186913

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 36457 8295

鋅(Zn NA NA 290559 159750

鎘(Cd) 7919 572 1249761 586692

鉛(Pb) 483 091 3263362 614776

37

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

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and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

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105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

Ouyang Huajian Wang Ming Li Yuliang Zhao Zhifang Chai and Haifang Wanget al

Neurotoxicity of low-dose repeatedly intranasal instillation of nano- and

submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

[6] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[7] Oberdorster G Oberdorster E Oberdorster J Nanotoxicology an emerging discipline

evolving from studies of ultrafine particles Environ Health Perspect 113 823-39

(2005)

[8] Ashby HS Welding Fume in the Workplace [9] 謝俊明不鏽鋼電焊燻煙成份研究行政院勞工委員會安全衛生研究所研究報告

(1998)

[10] Nalan Imamoglu Erythrocyte antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in

the erythrocyte membrane of stainless-steel welders exposed to welding fumes and gases

(2008)

[11] Jenkins NT Pierce G and Eagar TW Parcitle size distribution ofgas metal and flux

cored arc weldimg fumes Welding Journal156-163 (2005)

45

[12] Jenkins NT Eagar TW Chemical analysis of weldimg fume particles Welding

Journal87-93 (2005)

[13] Jenkins N T Chemistry of Airborne Particles from Metallurgical Processing PhD

dissertation Cambridge Mass Massachusetts Institute of Technology (2003)

[14] Molleda F Mora J Molleda JR Mora E Mellory BG The importance of spatter

formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

論文(2009)

[16] Kodas TT Hampden-Smith MJ Aerosol processing of materials New York NY

Wiley-VCH (1999)

[17] Yen-Chia Study of the dust exposure and health effect in foundry industry Ap J

601485-496 (2004) [18] 謝俊明電焊作業勞工錳鉻鎳重金屬暴露調查技術探討(2006)

[19] 張振平高溫作業奈米微粒產生逸散狀況與呼吸道沉積研究(2009)

[20] Korczynski RE Occupational health concerns in the welding industry Appl Occup

Environ Hyg 15936-945 2000 [21] 熊映美電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標(2009)

[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

Fume Exposure Induced Lung Fibrosis and Pulmonary Function Changes in Sprague

Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

[24] Cho WS Duffin R Poland CA Howie SE Macnee W Bradley M Megson IL

Donaldson K P Metal Oxide Nanoparticles Induce Unique Inflammatory Footprints in

the Lung Important Implications for Nanoparticle Testing Environ Health Perspect 20

August 2010 [25] 陳健民環境毒物學新文京開發出版有限公司新北市2003

[26] Emerit J Beaumont C Trivin F Iron metabolism free radicals and oxidative injury

Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

表 30 B 公司工人暴露金屬燻煙之健康風險值

金屬

名稱

致癌斜率係數(CSF)(mgkg-day)-1 參考劑量(RfD)(mgkg-day)

衝擊瓶 濾紙 衝擊瓶 濾紙

鉻(Cr6+) 45246 67765 359097 537819

錳(Mn) NA NA 105410 69764

鐵(Fe) NA NA 115563 48431

鈷(Co) NA NA 304825 218796

鎳(Ni) 000 000 000 000

銅(Cu) NA NA 7807 8017

鋅(Zn NA NA 348914 94158

鎘(Cd) 1116 954 177089 119693

鉛(Pb) 217 088 1466065 91106

第二節 討論

由表 10~11 可以看出以硝酸濃度為 3的條件下通過第一管衝擊瓶後第

二管硝酸捕集到的金屬元素明顯高於 1和 2由此可知內裝 3濃度的硝酸

並不能有效地捕集金屬元素而且比較硝酸濃度 1和 2的第一管和第二管所

捕集到的金屬元素兩者並沒有很明顯的差異在 2012 年的一個研究中發現

錳發生在銲接燻煙中主要是可呼吸性顆粒而可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm

或 25 microm 以下較小的顆粒的燻煙容易溶於第一管硝酸溶液中而較大顆粒的

燻煙經第一管溶解部份後形成較小的顆粒往第二管移動因此較細小顆粒的燻

煙經過第一管衝擊瓶捕集後進入第二管的機會相對更少大部分的第一管衝擊

瓶所捕集到的金屬元素高於第二管結果研究推論出銲接所產生的顆粒粒徑大部

分小於 10 microm

由表 12~16 可以看出在孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙中Cr 和 Mn 元素的捕

集效率比孔徑 5 microm MCE 濾紙的效果好且 Cr 和 Mn 2 種金屬元素的原子量為

5199 和 5493比其他金屬元素低代表捕集到的 Cr 和 Mn 元素比其他濾紙多

38

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

implications for public health risk assessment and the public perception of

nanotechnology Health Risk Soc 9125ndash144 (2007)

[3] Sng J and Koh D Nanocommentary Occupational and environmental health and

nanotechnologymdashwhats new Occupational Medicine Occupational Medicine 58(7)

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[4] Takagi A Hirose A Nishimura T et al Induction of mesothelioma in p53 = +ndash mouse

by intraperitoneal application of multi-walled carbon nanotubes J Toxicol Sci 33(1)

105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

Ouyang Huajian Wang Ming Li Yuliang Zhao Zhifang Chai and Haifang Wanget al

Neurotoxicity of low-dose repeatedly intranasal instillation of nano- and

submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

[6] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[7] Oberdorster G Oberdorster E Oberdorster J Nanotoxicology an emerging discipline

evolving from studies of ultrafine particles Environ Health Perspect 113 823-39

(2005)

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the erythrocyte membrane of stainless-steel welders exposed to welding fumes and gases

(2008)

[11] Jenkins NT Pierce G and Eagar TW Parcitle size distribution ofgas metal and flux

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45

[12] Jenkins NT Eagar TW Chemical analysis of weldimg fume particles Welding

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dissertation Cambridge Mass Massachusetts Institute of Technology (2003)

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formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

論文(2009)

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Wiley-VCH (1999)

[17] Yen-Chia Study of the dust exposure and health effect in foundry industry Ap J

601485-496 (2004) [18] 謝俊明電焊作業勞工錳鉻鎳重金屬暴露調查技術探討(2006)

[19] 張振平高溫作業奈米微粒產生逸散狀況與呼吸道沉積研究(2009)

[20] Korczynski RE Occupational health concerns in the welding industry Appl Occup

Environ Hyg 15936-945 2000 [21] 熊映美電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標(2009)

[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

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Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

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Donaldson K P Metal Oxide Nanoparticles Induce Unique Inflammatory Footprints in

the Lung Important Implications for Nanoparticle Testing Environ Health Perspect 20

August 2010 [25] 陳健民環境毒物學新文京開發出版有限公司新北市2003

[26] Emerit J Beaumont C Trivin F Iron metabolism free radicals and oxidative injury

Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

因此可知道 08 microm MCE 濾紙對於 Cr 和 Mn 金屬元素有很好的捕集效率孔徑

5 microm PVC 濾紙對於其他原子量較大金屬元素的捕集效率如 CoCuZnCd

和 Pb比 MCE 濾紙好因此於採樣前濾紙的考量上應先考慮產生燻煙的成

分

由於孔徑 08 microm MCE 濾紙已經捕集大部分的 Cr 和 Mn 元素在表 14 中

連接孔徑 08 microm MCE 濾紙的衝擊瓶中所捕集到 Cr 和 Mn 的量比另 2 種濾紙少

因此更加確信孔徑 08 microm MCE 濾紙對 Cr 和 Mn 金屬元素的良好捕集效果另

外銲接燻煙中的顆粒多屬於可呼吸性顆粒發現孔徑 08 microm MCE 濾紙連接的

第一管衝擊瓶對 CoCuZn 和 Cd 金屬元素的捕集比其他濾紙多可推論出

經由孔徑 08 microm 過濾後進入第一管衝擊瓶的顆粒比孔徑 5 microm MCE 濾紙來得細

小且容易溶於硝酸溶液中

由表 12~16 中可以看出孔徑 08 microm MCE 濾紙捕集的金屬總重上稍微高出

孔徑 5 microm MCE 濾紙在衝擊瓶捕集的金屬總重上通過孔徑 08 microm MCE 濾紙

後於第一管衝擊瓶捕集到的金屬總重均高於第二管且重量比孔徑 5 microm MCE

濾紙高出許多代表孔徑 08 microm MCE 濾紙的過濾效果比孔徑 5 microm MCE 濾紙好

表 17~18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17-18 中可以看出採樣流率設為 15 Lmin 時經衝擊瓶第一管後到達

第二管的金屬元素明顯低於流率 1 Lmin 和 2 Lmin表示採樣流率 15 Lmin 的

第一管捕集到的金屬元素比率比流率 1 Lmin 和 2 Lmin 多

表 17~18 中由第一管和第二管衝擊瓶捕集到的金屬元素可以推論出銲

接低碳鋼產生的燻煙明顯大於銲接不鏽鋼所產生的燻煙但僅有稍微高於中碳鋼

產生的燻煙在德國的一項銲接燻煙研究中發現不鏽鋼銲接產生的濃度比低碳

鋼銲接低 055 倍而且在相同的研究中也發現到在密閉空間或當局部排氣通

風不能有效地利用時銲接低碳鋼比銲接不鏽鋼產生較高的暴露因此對於人

體暴露而言銲接低碳鋼所產生的大量燻煙相較於其他 2 種金屬母材造成人體

的暴露較高但從捕集效率的角度來看在相同的施銲條件下（10 cm 銲條和 10

39

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

implications for public health risk assessment and the public perception of

nanotechnology Health Risk Soc 9125ndash144 (2007)

[3] Sng J and Koh D Nanocommentary Occupational and environmental health and

nanotechnologymdashwhats new Occupational Medicine Occupational Medicine 58(7)

454-455 (2008)

[4] Takagi A Hirose A Nishimura T et al Induction of mesothelioma in p53 = +ndash mouse

by intraperitoneal application of multi-walled carbon nanotubes J Toxicol Sci 33(1)

105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

Ouyang Huajian Wang Ming Li Yuliang Zhao Zhifang Chai and Haifang Wanget al

Neurotoxicity of low-dose repeatedly intranasal instillation of nano- and

submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

[6] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[7] Oberdorster G Oberdorster E Oberdorster J Nanotoxicology an emerging discipline

evolving from studies of ultrafine particles Environ Health Perspect 113 823-39

(2005)

[8] Ashby HS Welding Fume in the Workplace [9] 謝俊明不鏽鋼電焊燻煙成份研究行政院勞工委員會安全衛生研究所研究報告

(1998)

[10] Nalan Imamoglu Erythrocyte antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in

the erythrocyte membrane of stainless-steel welders exposed to welding fumes and gases

(2008)

[11] Jenkins NT Pierce G and Eagar TW Parcitle size distribution ofgas metal and flux

cored arc weldimg fumes Welding Journal156-163 (2005)

45

[12] Jenkins NT Eagar TW Chemical analysis of weldimg fume particles Welding

Journal87-93 (2005)

[13] Jenkins N T Chemistry of Airborne Particles from Metallurgical Processing PhD

dissertation Cambridge Mass Massachusetts Institute of Technology (2003)

[14] Molleda F Mora J Molleda JR Mora E Mellory BG The importance of spatter

formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

論文(2009)

[16] Kodas TT Hampden-Smith MJ Aerosol processing of materials New York NY

Wiley-VCH (1999)

[17] Yen-Chia Study of the dust exposure and health effect in foundry industry Ap J

601485-496 (2004) [18] 謝俊明電焊作業勞工錳鉻鎳重金屬暴露調查技術探討(2006)

[19] 張振平高溫作業奈米微粒產生逸散狀況與呼吸道沉積研究(2009)

[20] Korczynski RE Occupational health concerns in the welding industry Appl Occup

Environ Hyg 15936-945 2000 [21] 熊映美電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標(2009)

[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

Fume Exposure Induced Lung Fibrosis and Pulmonary Function Changes in Sprague

Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

[24] Cho WS Duffin R Poland CA Howie SE Macnee W Bradley M Megson IL

Donaldson K P Metal Oxide Nanoparticles Induce Unique Inflammatory Footprints in

the Lung Important Implications for Nanoparticle Testing Environ Health Perspect 20

August 2010 [25] 陳健民環境毒物學新文京開發出版有限公司新北市2003

[26] Emerit J Beaumont C Trivin F Iron metabolism free radicals and oxidative injury

Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

分鐘採樣時間）低碳鋼所產生的大量燻煙在通過第一管衝擊瓶到達第二管衝

擊瓶後所捕集到的金屬元素並沒有太大的差異因此對於母材的選擇以不鏽

鋼較好

對於各種採樣條件的比較後我們針對多孔性衝擊瓶與濾紙兩種不同的採

樣方法來進行比較

我們推論出以下採樣條件

一採樣流率設為 10 Lmin

二第一管和第二管衝擊瓶內裝 2的硝酸溶液 10 mL

三使用孔徑 08 microm 的 MCE 濾紙

根據以上採樣條件組合成新的採樣方法並進行 2 間不同公司的採樣表

22~28 為分析後的結果

表 22~23 中可以看出在銲接工業的採樣編號 1 和 2 的第二管衝擊瓶其

金屬元素捕集量明顯高於第一管代表編號 1 和 2 的採樣位置所捕集到的金屬燻

煙顆粒比較大然而在編號 3 的第二管卻明顯低於第一管代表其採樣位置產

生的金屬燻煙顆粒可能比較小在鑄造工業中編號 3 的第一管衝擊瓶捕集到的

金屬元素高於第二管由此可知編號 3 的採樣位置含有較細小的金屬燻煙顆粒

編號 1 和 2 的第一管衝擊瓶所捕集到的金屬元素大部分明顯低於第二管代表其

採樣位置所含的金屬燻煙顆粒較大

由圖 2 和圖 3 得知編號 2 和 3 的採樣位置是屬於機械手臂銲接而編號 1

的採樣位置是屬於手工銲接再由表 22~23 中可以看出於銲接工業中編號 2

和 3 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比編號 1 的第一瓶總重高出許多可以推

論出由機械手臂銲接所產生的燻煙比手工銲接產生的燻煙細小因此人員經過

機械手臂銲接區時更要注意可呼吸性防護具的使用是否確實

由表 24 可以看出編號 2 的第一瓶衝擊瓶捕集到的金屬總重比第二瓶多

而編號 3 的第一瓶衝擊瓶比第二瓶少代表編號 3 捕集到的燻煙比編號 2 細小

也可以在圖 5 推論出氣流是從編號 2 往編號 3 流動因此在編號 2 的位置更要

注意呼吸性防護具的使用是否確實

在表 26 中銲接工業在 08 microm MCE 濾紙的捕集上比鑄造工業稍高由衝

40

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

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[3] Sng J and Koh D Nanocommentary Occupational and environmental health and

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by intraperitoneal application of multi-walled carbon nanotubes J Toxicol Sci 33(1)

105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

Ouyang Huajian Wang Ming Li Yuliang Zhao Zhifang Chai and Haifang Wanget al

Neurotoxicity of low-dose repeatedly intranasal instillation of nano- and

submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

[6] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[7] Oberdorster G Oberdorster E Oberdorster J Nanotoxicology an emerging discipline

evolving from studies of ultrafine particles Environ Health Perspect 113 823-39

(2005)

[8] Ashby HS Welding Fume in the Workplace [9] 謝俊明不鏽鋼電焊燻煙成份研究行政院勞工委員會安全衛生研究所研究報告

(1998)

[10] Nalan Imamoglu Erythrocyte antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in

the erythrocyte membrane of stainless-steel welders exposed to welding fumes and gases

(2008)

[11] Jenkins NT Pierce G and Eagar TW Parcitle size distribution ofgas metal and flux

cored arc weldimg fumes Welding Journal156-163 (2005)

45

[12] Jenkins NT Eagar TW Chemical analysis of weldimg fume particles Welding

Journal87-93 (2005)

[13] Jenkins N T Chemistry of Airborne Particles from Metallurgical Processing PhD

dissertation Cambridge Mass Massachusetts Institute of Technology (2003)

[14] Molleda F Mora J Molleda JR Mora E Mellory BG The importance of spatter

formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

論文(2009)

[16] Kodas TT Hampden-Smith MJ Aerosol processing of materials New York NY

Wiley-VCH (1999)

[17] Yen-Chia Study of the dust exposure and health effect in foundry industry Ap J

601485-496 (2004) [18] 謝俊明電焊作業勞工錳鉻鎳重金屬暴露調查技術探討(2006)

[19] 張振平高溫作業奈米微粒產生逸散狀況與呼吸道沉積研究(2009)

[20] Korczynski RE Occupational health concerns in the welding industry Appl Occup

Environ Hyg 15936-945 2000 [21] 熊映美電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標(2009)

[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

Fume Exposure Induced Lung Fibrosis and Pulmonary Function Changes in Sprague

Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

[24] Cho WS Duffin R Poland CA Howie SE Macnee W Bradley M Megson IL

Donaldson K P Metal Oxide Nanoparticles Induce Unique Inflammatory Footprints in

the Lung Important Implications for Nanoparticle Testing Environ Health Perspect 20

August 2010 [25] 陳健民環境毒物學新文京開發出版有限公司新北市2003

[26] Emerit J Beaumont C Trivin F Iron metabolism free radicals and oxidative injury

Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

擊瓶所捕集到的金屬總重來看都比 08 microm MCE 濾紙捕集到的金屬總重大

表 27~28 中可看出多孔性衝擊瓶比 08 microm MCE 濾紙的採樣方法捕集效果

好因為經由濾紙過濾後的顆粒應該均小於 08 microm而後面的衝擊瓶又可以捕集

更小的顆粒因此更能判斷出其採樣位置含有小於 08 microm 的顆粒多寡由於

可呼吸性顆粒介於 10 microm~25 microm 或 25 microm 以下若小於 08 microm 的顆粒過多長

期累積就會造成肺部相關的疾病產生

41

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

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nanotechnology Health Risk Soc 9125ndash144 (2007)

[3] Sng J and Koh D Nanocommentary Occupational and environmental health and

nanotechnologymdashwhats new Occupational Medicine Occupational Medicine 58(7)

454-455 (2008)

[4] Takagi A Hirose A Nishimura T et al Induction of mesothelioma in p53 = +ndash mouse

by intraperitoneal application of multi-walled carbon nanotubes J Toxicol Sci 33(1)

105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

Ouyang Huajian Wang Ming Li Yuliang Zhao Zhifang Chai and Haifang Wanget al

Neurotoxicity of low-dose repeatedly intranasal instillation of nano- and

submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

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[7] Oberdorster G Oberdorster E Oberdorster J Nanotoxicology an emerging discipline

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[8] Ashby HS Welding Fume in the Workplace [9] 謝俊明不鏽鋼電焊燻煙成份研究行政院勞工委員會安全衛生研究所研究報告

(1998)

[10] Nalan Imamoglu Erythrocyte antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in

the erythrocyte membrane of stainless-steel welders exposed to welding fumes and gases

(2008)

[11] Jenkins NT Pierce G and Eagar TW Parcitle size distribution ofgas metal and flux

cored arc weldimg fumes Welding Journal156-163 (2005)

45

[12] Jenkins NT Eagar TW Chemical analysis of weldimg fume particles Welding

Journal87-93 (2005)

[13] Jenkins N T Chemistry of Airborne Particles from Metallurgical Processing PhD

dissertation Cambridge Mass Massachusetts Institute of Technology (2003)

[14] Molleda F Mora J Molleda JR Mora E Mellory BG The importance of spatter

formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

論文(2009)

[16] Kodas TT Hampden-Smith MJ Aerosol processing of materials New York NY

Wiley-VCH (1999)

[17] Yen-Chia Study of the dust exposure and health effect in foundry industry Ap J

601485-496 (2004) [18] 謝俊明電焊作業勞工錳鉻鎳重金屬暴露調查技術探討(2006)

[19] 張振平高溫作業奈米微粒產生逸散狀況與呼吸道沉積研究(2009)

[20] Korczynski RE Occupational health concerns in the welding industry Appl Occup

Environ Hyg 15936-945 2000 [21] 熊映美電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標(2009)

[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

Fume Exposure Induced Lung Fibrosis and Pulmonary Function Changes in Sprague

Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

[24] Cho WS Duffin R Poland CA Howie SE Macnee W Bradley M Megson IL

Donaldson K P Metal Oxide Nanoparticles Induce Unique Inflammatory Footprints in

the Lung Important Implications for Nanoparticle Testing Environ Health Perspect 20

August 2010 [25] 陳健民環境毒物學新文京開發出版有限公司新北市2003

[26] Emerit J Beaumont C Trivin F Iron metabolism free radicals and oxidative injury

Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

第六章 結論與建議

第一節 結論

研究結果發現比較採樣方法所評估的結果可發現使用衝擊瓶來進行金屬燻煙採

集的濃度計算出的風險值比濾紙匣計算出的健康風險值高由此結果可發現利用濾紙

匣進行採樣時不僅會忽略汙染物的捕集在進行健康風險評估時可能也會有嚴重

低估的現象但我們相信可能有許多奈米燻煙未被捕集但依捕集重量評估可能所佔

比率不高在健康風險評估時可忽略不計雖然也有專門之奈米粉塵捕集裝置發展

但此類場所經常為高劑量不同粒徑粉塵暴露可能無法完整有效評估與捕集此技術

值得再加以探討

因此推估傳統式的採集可能會嚴重忽略了部分奈米級粒與氣狀汙染物導致最終

進行健康風險評估時會有嚴重低估的現象比較添加於衝擊瓶內三種不同濃度的硝酸

（HNO3）和不同的幫浦流率（Lmin）下進行採集效率之比較根據本研究濾紙匣接

衝擊瓶的採樣方法發現在金屬燻度與重量2的硝酸吸收液可以捕捉到的金屬燻煙濃

度明顯多於 1的硝酸吸收液與 3的硝酸吸收液在幫浦流率方面研究亦發現 10

（Lmin）的捕集效率高於 20（Lmin）與 15（Lmin）因此透過實驗數據發現使

用 2 管衝擊瓶並於每管中添加 10的硝酸衝擊液 10 mL並使用 10 Lmin 之硝酸液

其對金屬燻煙的捕捉效率較現行方法佳

目前所使用的採樣方法可能非最佳之採集方法對勞工所造成傷害無法正確評

估勞工從事會產生金屬燻煙之作業時會暴露於高濃度的金屬燻煙中且由於使用

不同電銲條會產生不同成分的金屬燻煙對勞工也有不同的暴露風險因此本研究之

多孔性衝擊瓶捕集法可以提高金屬燻煙捕集量對勞工暴露風險可以更進一步了解與

評估

另外我國目前尚未針對金屬燻煙訂定採樣分析之參考方法而是單純將金屬燻

煙中之成分依其種類的不同分別歸類在該金屬元素的採樣分析參考方法中在未來應

將金屬燻煙獨立出來並訂定相關指引以防止勞工可能因暴露金屬燻煙而導致不良

健康效應

42

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

implications for public health risk assessment and the public perception of

nanotechnology Health Risk Soc 9125ndash144 (2007)

[3] Sng J and Koh D Nanocommentary Occupational and environmental health and

nanotechnologymdashwhats new Occupational Medicine Occupational Medicine 58(7)

454-455 (2008)

[4] Takagi A Hirose A Nishimura T et al Induction of mesothelioma in p53 = +ndash mouse

by intraperitoneal application of multi-walled carbon nanotubes J Toxicol Sci 33(1)

105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

Ouyang Huajian Wang Ming Li Yuliang Zhao Zhifang Chai and Haifang Wanget al

Neurotoxicity of low-dose repeatedly intranasal instillation of nano- and

submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

[6] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[7] Oberdorster G Oberdorster E Oberdorster J Nanotoxicology an emerging discipline

evolving from studies of ultrafine particles Environ Health Perspect 113 823-39

(2005)

[8] Ashby HS Welding Fume in the Workplace [9] 謝俊明不鏽鋼電焊燻煙成份研究行政院勞工委員會安全衛生研究所研究報告

(1998)

[10] Nalan Imamoglu Erythrocyte antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in

the erythrocyte membrane of stainless-steel welders exposed to welding fumes and gases

(2008)

[11] Jenkins NT Pierce G and Eagar TW Parcitle size distribution ofgas metal and flux

cored arc weldimg fumes Welding Journal156-163 (2005)

45

[12] Jenkins NT Eagar TW Chemical analysis of weldimg fume particles Welding

Journal87-93 (2005)

[13] Jenkins N T Chemistry of Airborne Particles from Metallurgical Processing PhD

dissertation Cambridge Mass Massachusetts Institute of Technology (2003)

[14] Molleda F Mora J Molleda JR Mora E Mellory BG The importance of spatter

formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

論文(2009)

[16] Kodas TT Hampden-Smith MJ Aerosol processing of materials New York NY

Wiley-VCH (1999)

[17] Yen-Chia Study of the dust exposure and health effect in foundry industry Ap J

601485-496 (2004) [18] 謝俊明電焊作業勞工錳鉻鎳重金屬暴露調查技術探討(2006)

[19] 張振平高溫作業奈米微粒產生逸散狀況與呼吸道沉積研究(2009)

[20] Korczynski RE Occupational health concerns in the welding industry Appl Occup

Environ Hyg 15936-945 2000 [21] 熊映美電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標(2009)

[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

Fume Exposure Induced Lung Fibrosis and Pulmonary Function Changes in Sprague

Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

[24] Cho WS Duffin R Poland CA Howie SE Macnee W Bradley M Megson IL

Donaldson K P Metal Oxide Nanoparticles Induce Unique Inflammatory Footprints in

the Lung Important Implications for Nanoparticle Testing Environ Health Perspect 20

August 2010 [25] 陳健民環境毒物學新文京開發出版有限公司新北市2003

[26] Emerit J Beaumont C Trivin F Iron metabolism free radicals and oxidative injury

Biomed Pharmacother 55333-339 2001

46

第二節 建議

一因對於電銲燻煙的粒徑特性並未完全認識需進一步更精確地對奈米級粉塵

做採樣效率的評估與了解

二電銲作業之勞工健康危害預防建議採行奈米物質及金屬防護相關規範或

降低環境中金屬奈米微粒之濃度

三在未來可以建議使用濾紙搭配 2 管衝擊瓶來進行電銲燻煙（或金屬燻煙）採

樣

四金屬燻煙工作場所作業員工應確實佩戴適當之防護器具並盡量避免長時間

暴露在高濃度懸浮微粒之作業環境中此外亦應加強粒狀物之收集及處理

設備並保持良好通風狀態使污染物不易蓄積藉以降低作業員工之健康風

險

五在勞工身體健方面除了工廠建議定期進行金屬之作業環境測定外未來還

需考慮奈米級金屬燻煙的危害並開發降低奈米物質濃度之技術減低電焊作

業中奈米微粒所可能造成的勞工健康的危害並建議雇主對暴露勞工加強相

關疾病徵候之定其健康檢查如凝血反應過敏症狀並加強肺部等健康檢

查等並持續探討金屬毒性與金屬奈米粒子的健康風險貢獻度

43

誌 謝

本研究計畫參與人員除本所馮鈞政助理研究員吳宗鋼助理研究員及陳成裕副研

究員外另外中山醫學大學劉宏信教授之協助與參與調查的事業單位之配合謹此

敬表謝忱

44

參考文獻

[1] Gil Nam Jeong Effect of repeated welding fume exposure on the histological structure

and mucins of nasal respiratory mucosa in rats (2006)

[2] Handy RD and Shaw BJ Toxic effects of nanoparticles and nanomaterials

implications for public health risk assessment and the public perception of

nanotechnology Health Risk Soc 9125ndash144 (2007)

[3] Sng J and Koh D Nanocommentary Occupational and environmental health and

nanotechnologymdashwhats new Occupational Medicine Occupational Medicine 58(7)

454-455 (2008)

[4] Takagi A Hirose A Nishimura T et al Induction of mesothelioma in p53 = +ndash mouse

by intraperitoneal application of multi-walled carbon nanotubes J Toxicol Sci 33(1)

105ndash116 (2008)

[5] Bing Wang Weiyue Feng Motao Zhu Yun Wang Meng Wang Yiqun Gu Hong

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submicron-sized ferric oxide particles in mice Journal of Nanoparticle Research 11

(1)41ndash53 (2009)

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ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

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formed in shielded metal arc welding Materials Characterization 58 936-940 (2007) [15] 顏國翔電焊作業勞工金屬燻煙暴露評估長榮大學職業安全與衛生學系碩士班

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[16] Kodas TT Hampden-Smith MJ Aerosol processing of materials New York NY

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[22] 謝俊明厭惡性粉塵重量法採樣分析方法之建立與驗證(1997)

[23] Jae Hyuck Sung Byung-Gil Choi Seung-Hee Maeng Soo-Jin Kim Yong Hyun

ChungJeong Hee Han Kyung Seuk Song Yong Hwan Lee Yong Bong Cho

Myung-Haing Cho Kwang Jong Kim Jin Suk Hyun and Je Yu Recovery from Weldig

Fume Exposure Induced Lung Fibrosis and Pulmonary Function Changes in Sprague

Dawley Rats TOXICOLOGICAL SCIENCES 82 608ndash613 (2004)

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[39] James M James P Diance B Development of an animal model to study the potential

neurotoxic effect associated with welding fume inhalation Nwurotoxicology 27745-751

(2006)

[40] John H D Peter J H Christopher A J R Andrew D W A Model for Prediction of

Fume Formation Rate in Gas Metal Arc Welding (GMAW) Globular and Spray Modes

DC Electrode Positive PII S0003-4878(00)00033-8 (2001)

[41] Mendez P Jenkins NT Eagar TW Effect of electrode droplet size on evaporation

and fume generation in GMAW Proceedings of the Gas Metal Arc Welding for 21st

Century Miami Fla American Welding Society (2000)

[42] Zimmer A T Baron P A and Biswas P The influence of operating parameters on

number-weighted aerosol size distribution generated from a gas metal arc welding

process Journal of Aerosol Science 33(3)519ndash531 (2002)

48

附錄一 各金屬檢量線

一鈷

二鎘

49

三鉻

四銅

50

五鐵

六錳

51

七鎳

八鉛

52

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

[39] James M James P Diance B Development of an animal model to study the potential

neurotoxic effect associated with welding fume inhalation Nwurotoxicology 27745-751

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[40] John H D Peter J H Christopher A J R Andrew D W A Model for Prediction of

Fume Formation Rate in Gas Metal Arc Welding (GMAW) Globular and Spray Modes

DC Electrode Positive PII S0003-4878(00)00033-8 (2001)

[41] Mendez P Jenkins NT Eagar TW Effect of electrode droplet size on evaporation

and fume generation in GMAW Proceedings of the Gas Metal Arc Welding for 21st

Century Miami Fla American Welding Society (2000)

[42] Zimmer A T Baron P A and Biswas P The influence of operating parameters on

number-weighted aerosol size distribution generated from a gas metal arc welding

process Journal of Aerosol Science 33(3)519ndash531 (2002)

48

附錄一 各金屬檢量線

一鈷

二鎘

49

三鉻

四銅

50

五鐵

六錳

51

七鎳

八鉛

52

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

附錄一 各金屬檢量線

一鈷

二鎘

49

三鉻

四銅

50

五鐵

六錳

51

七鎳

八鉛

52

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

三鉻

四銅

50

五鐵

六錳

51

七鎳

八鉛

52

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

五鐵

六錳

51

七鎳

八鉛

52

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

七鎳

八鉛

52

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

九鋅

表 31 分析方法中各金屬之預估偵測極限

元素名稱 預估偵測極限(μgL)

鉻(Cr) 08

錳(Mn) 02

鐵(Fe) 38

鈷(Co) 05

鎳(Ni) 08

銅(Cu) 27

鋅(Zn) 124

鎘(Cd) 03

鉛(Pb) 25

53

• 第一章 計畫概述
• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
            • • 第一節 結論
              • 第二節 建議

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• • 第一節 前言
  • 第二節 金屬燻煙可能危害
  • 第三節 目的
  • 第四節 工作項目
  • • 第二章 文獻探討
    • 第三章 研究主旨
    • 第四章 研究方法與步驟
    • • 第一節 製造電銲金屬燻煙
      • 第二節 金屬燻煙採集
      • 第三節 研究步驟
      • 第四節 風險評估計算
      • 第五節 採樣模式與衝擊瓶採樣組合
      • • 第五章 結果與討論
        • • 第一節 不同成份金屬燻煙捕集效率分析比較
          • 第二節 討論
          • • 低碳鋼中碳鋼不鏽鋼
            • a平均總重 = 第1管衝擊瓶平均重量+第2管衝擊瓶平均重量
            • a以重量分析所得
            • 第六章 結論與建議
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