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國家大小事37：電焊作業環境測定

計畫

楊惟婷

九十九學年下學期「作業環境測定」

心得報告 

報告題目﹕電焊作業環境測定計畫 

                               授課老師﹕xxxxxxxx

學生姓名﹕楊惟婷 

系所名稱﹕職安所一年級 

                              學生學號﹕xxxxxxxx

                                        報告日期﹕100-05-20

摘要 

電焊作業勞工燻煙金屬暴露已成為各工業先進國家關注的工業衛生問題。

本文以一個製程中含有電焊作業的事業單位為研究案例，檢視該事業單位之勞工從事電焊作業時，有可能遭受那些金屬燻煙風險暴露。

研究觀察顯示，一般電焊作業中所使用焊條，除鐵外，尚含錳、鋅、鉻、磷、鈷、矽、碳、硫…等少量元素。而電焊燻煙風險暴露產生是因在電焊過程中，焊條與焊件接觸時，在高溫燃燒情況下產生的一種煙塵，而這種煙塵中含有二氧化錳、氮氧化物、氟化物、臭氧…等，飄浮在空氣中對人體會造成危害。

所以，本案例審視其如何依據法令規定，建立有害物質作業環境採樣測定計畫，並針對測定所獲取的暴露資料，繼續執行暴露評估並修正採樣策略，以進行作業勞工有害物質暴露實態(exposure profile)之探討，並提出改善建議。

總結，電焊作業中有害因素種類繁多，危害較大，因此，為了降低電焊工的職業危害，必須採取一系列有效的防治措施。所以本文建議，電焊作業場地應選在空氣流通的地方。如在室內作業，應將通風設施改善，才能減少作業場地空氣中的電焊燻煙暴露。通風方式可分為自然通風和機械通風，其中機械通風是依靠風機產生的壓力來換氣，除塵、排毒效果較好，因而在自然通風較差的室內，封閉的容器內進行焊接時，必須有機械通風措施。

另外，從事電焊作業人員在作業時，為了減輕或防止電焊燻煙暴露造成的危害，應加強個人防護。例如作業人員必須使用相應的防護眼鏡、面罩、口罩、手套，穿白色防護服、絕緣鞋，決不能穿短袖衣或捲起袖子，若在通風條件差的封閉容器內工作，還要佩戴使用有送風性能的防護頭盔。同時，切記不要邊工作邊吸煙，不在工作場地喝水、吃東西。 

目錄﹕

摘要……………i

目錄……………ii

本文

1. 電焊作業特性及使用的原物料……………01

2. 電焊作業製程的危害鑑認……………01

3. 相關作業環境測定法令……………02

4. 採樣策略……………03

5. 結論與建議建……………05

參考文獻……………07

一、電焊作業特性及使用的原物料

電焊又稱電弧焊，這是通過焊接設備產生的電弧熱效應，促使被焊金屬的截面局部加熱熔化達到液態，使原來分離的金屬結合成牢固的、不可拆卸的接頭工藝方法。

（一）       焊接作業的目的：

一般來說，焊接作業具有以下二種主要目的：
 A.機械的連接：把兩個金屬連接，固定的作用。
 B.電氣的連接：把兩個金屬連接，使電氣導通的作用。這種電氣的連接是焊接作業的特徵，是粘合劑所不能做到的。

（二）       焊接作業的特性：

焊接作業的特性，主要有以下二種：

其一是一次可以完成大量的焊接。比如說利用噴流槽進行的焊接，利用黏膠狀焊錫進行的焊接；另外一個特徵就是簡單的、可以修正。

（三）       焊錫的定義：

焊接作業所使用的原料，主要是焊錫。

一般來說，焊錫主要是由錫（融點232度）和鉛（熔點327度）組成的合金。其中由錫63％和鉛37％組成的焊錫被稱為共晶焊錫，這種焊錫的熔點是183度。

標準焊接作業時使用的線狀焊錫被稱為松香入焊錫或線狀焊錫。

另在焊錫中，通常加入了助焊劑。這種助焊劑是由松香和少量的活性劑組成。

而焊錫中含有對環境有害的鉛，有可能對環境造成影響。且焊錫中亦含有錳、鋅、鉻、鎳、磷、鈷、硫…等少量元素。

二、電焊作業製程的危害鑑認

一般電焊作業產生燻煙風險暴露是因在電焊過程中，焊條與焊件接觸時，在高溫燃燒情況下產生的一種煙塵，而這種煙塵飄浮在空氣中，對人體會造成危害。

焊條通常由焊芯和藥皮組成。 焊芯除含有大量的鐵外，還有碳、錳、矽、鉻、鎳、鋅、硫和磷…等少量元素；藥皮內材料主要由大理石、螢石、金紅石、純鹼、水玻璃、錳鐵等組成。其中，如錳金屬在一般被覆電焊條中含量約0～5％之間，在焊接作業過程電極與金屬表面之溫度超過2000℃，金屬因受熱超過熔點就會產生金屬燻煙。而因使用焊條的不同，金屬燻煙狀況亦有所差異。

由於焊接時，電弧放電產生4000℃ - 6000℃高溫，在熔化焊條和銲件的同時，亦產生了大量的煙塵，其成分主要為氧化鐵、氧化錳、二氧化矽、矽酸鹽等，煙塵粒瀰漫於作業環境中，極易被吸入肺內。長期吸入則會造成肺組織纖維性病變，即稱為電焊工塵肺，而且常伴隨錳中毒、氟中毒和金屬煙霧熱等並發病。

由電銲作業金屬燻煙暴露測定發現：可吸入性粉塵中，至少包含鐵、鉻、鎳和鉛四種重金屬暴露。另製程中，亦有潛在的化學暴露危害—如二甲苯。

觀察發現，由於一般焊接作業之工作地點往往並非固定(移動性質)，故缺乏適當防護設施，易導致長期暴露於金屬燻煙危害中。

一般金屬燻煙熱症狀，包括頭痛、發燒、發冷、肌肉痛、噁心及嘔吐等症狀。

嚴重者，易造成神經系統危害，出現如行動的障礙、心智和情緒等異常現象。其中六價鉻與可溶性鎳為致癌性物質，而錳燻煙暴露可能導致「帕金森症候群」 (Parkinson’s disease)。

此外，觀察高暴露群組均與作業項目、地點與通風設施是否固定有顯著相關。

且電焊工業上產生的金屬性奈米微粒，還可能會因為隨著職場作業方式的不同，而變化其性質，如：溫度、工件材質、電焊電極成份及隔離氣體種類等。

尤其，當金屬粒子小至100奈米以下，可能造成不同一般金屬微粒的細胞毒害。已知奈米微粒對動物會引起肺部發炎、血栓及肺部纖維化等，也會透過呼吸道進入循環系統及腦部。因此，奈米等級金屬燻煙推測有可能會對勞工健康有細胞毒性，只是尚未有完整系統進行偵測。

另外，金屬奈米粒子進入人體後，對各生理系統在細胞層面之二級訊號的影響，會影響細胞增生調控、分化、程式性死亡等生理功能，與訊息傳遞蛋白質結合，也會影響其功能；若產生活性氧，進入血液循環，也會引發其他後續代謝異常。

電焊作業勞工燻煙重金屬暴露，已成為各工業先進國家關注的工業衛生問題。

三、相關作業環境測定法令

目前政府主管機關為避免勞工因職業因素暴露於各種危害因子，而造成健康危害，在「勞工安全衛生法」第7條中已規定：雇主對於中央主管機關指定之作業場所應依規定實施作業環境測定。 

而「勞工作業環境測定實施辦法」第2條亦指出：作業環境測定工作，為掌握勞工作業環境實態及評估勞工暴露狀況，所實施之規劃、採樣、分析或儀器測量。

此外，為了協助業者能更瞭解並掌握真實的工作現場環境，在「勞工作業環境測定實施辦法」第9條中亦規定：雇主在實施作業環境測定時，應訂定含採樣策略之作業環境測定計畫。期望藉由完整的作業環境測定計畫與相關採樣策略的建立，來協助事業單位確實瞭解每個作業人員之暴露實態，做為規劃後續環境改善的參考。

四、採樣策略

目前，在新修定的勞工作業環境測定實施辦法第9條中已規定：於作業環境測定實施前訂定〝含採樣策略之作業環境測定計畫〞。

而〝採樣策略〞之定義為：於保障勞工健康及遵守法規要求之前提下，運用一套合理之方法及程序，決定實施作業環境測定之處所及採樣規劃。

由於環測主要目的為瞭解勞工個人之職業暴露量，而根據我國目前勞工安全衛生法相關規章之規定及美國AIHA之建議，若要評估勞工暴露狀況，應以個人採樣方式為主，區域採樣為輔。

除了法令列管之監測物質外，有效的採樣策略通常包含下列三階段：

1、先鑑認作業場所之各項危害，並區分相似暴露群（Similar Exposure Group, SEG）；

2、區分各相似暴露群的相對危害性，並決定採樣順序；

3、規劃採樣點。

SEG劃分的主要目的在於，利用有限的資源(人力、物力、財力與時間) 使採樣點具最高的代表性。劃分SEG方法又可分為觀察法(Observation Approach)及統計分析法(Sampling Approach)二種。

另外，有效的採樣策略通常尚須留意以下細節：

（一）       廣泛收集作業環境的資料

採樣前，我們通常須先對作業環境的環境資料及生物資料做廣泛收集，以做為鑑認作業場所之各項危害因子的基礎，例如表1所示。

（二）       鑑認作業場所之各項危害

在電焊作業場所執行鑑認各項危害因子時，通常會考量以下因素：

（1）重金屬之粉塵、燻煙或蒸氣之物理及化學性質，如粒狀物之粒徑；

（2）逸散源之位置；

（3）從逸散源散發之速率、期間長短、速度與濃度；

（4）作業流程與控制之設計；

（5）工程控制設施…等等，如整體換氣或局部排氣等對重金屬塵逸散至作業場所空氣中之影響，以及環境上溫度或溼度之影響。

（三）       規劃採樣點

勞工之作業具有相似性時，可將勞工區分為群組之方式進行採樣，較有效率。

一般劃分SEG方法又可分為觀察法(Observation Approach)及統計分析法(Sampling Approach)二種。

觀察法即為應用收集完整的基本資料，針對具有相似作業內容的員工，將之歸類為同一SEG的分析方法。適用於缺乏暴露濃度資料，無法正確掌握各員工暴露之情況；若在建立環測規劃之初期，此法亦可快速建立起事業單位內之SEG。

但若事業單位已累積足夠的歷年環測資料，則可使用統計分析法，根據數據的統計結果來劃分SEG。

較完整的作法應是，先以觀察法劃分SEG，經由實地的採樣分析，獲得員工暴露濃度資料，再由統計分析法重新劃分SEG， 獲得較正確的相似暴露族群。

接著，基於危害性考量，須針對數個SEG分別考量各項暴露變因(時間、頻率、強度、控制措施、健康危害與不確定性…等)，並給予權數計算。

再將數個SEG予以排序，以危害性較高的SEG做為優先採樣族群。

在完成群組區分後，應隨機選取（如以亂數挑選）群組內個人，編列至採樣名單。

採樣數量應能包含所有作業活動及提供評估暴露合理之數據基礎。

每一個受重金屬暴露之作業勞工，皆應有代表性之量測結果。

其中不僅有操作人員所受到之連續性暴露，亦應涵括其他可能暴露之間歇性作業，如維修、清掃或堆高機駕駛員等。

每一群組每次採樣之數量，不應少於每10個暴露勞工有1個以上之採樣，且須確保採樣結果可適用於群組內之所有個別作業者。

為確保歷次環測計畫結果之可比較性，則必須讓環測之製程或作業存有相似性。且每次實施環測時，製程應於相同之狀態，且使用相同的方法採樣分析樣品。

（四）       實際之採樣作業

實際之採樣作業，一般包含以下三個任務：

A、設計取得代表性樣本。

B、採樣分析方法。

C、測定結果整理與評估。

五、結論與建議

依據行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所針對國內電焊作業勞工重金屬燻煙暴露調查研究發現，勞工電焊作業較常暴露的重金屬有鉛、鎘、錳、鎳與鉻等，安全防護工作顯然有待加強。

由於電焊技術繁多，且由於焊接作業往往工作地點並非固定，無適當防護，使得電焊燻煙暴露危害防不勝防，比較不像其他作業場所有害物可藉由安全設施來防護；另外，焊接目的、工件、焊料及作業環境通風情況的差異，造成作業勞工面臨的安全衛生問題更為複雜，而不能以單一通則作為勞工作業安全衛生規範。

電焊作業勞工可能引發重金屬危害的風險，究竟有多嚴重？

依勞研所指出，如果依電焊工件材質的種類，一般電焊燻煙由含鐵、錳及其他金屬非結晶熔渣的粒狀物所組成；鉻與鎳化合物則出現在不銹鋼電焊燻煙中，在電鍍或噴漆等處理過的表面焊接作業可能產生毒性極高的燻煙。

另外，漆料中常含有毒性物質，例如：含鉛漆料常用於建築體（如鋼架橋樑）外部保護之用，含鋅或鎘之漆料常用於防護腐蝕（如船體或是儲槽），以上都是勞工朋友必須防範、避免侵害健康的危險物質。

再依據勞研所以往的電焊燻煙暴露調查結果，都顯示在局限空間，例如船艙、儲槽、反應爐、鍋爐等，若是進行電焊作業，較有可能高度的暴露，相當需要加強通風設備的使用，如果無法達到良好的通風情形時，需佩戴適當的呼吸防護具，確保勞工的安全健康。

綜上所述，電焊作業中有害因素種類繁多，危害較大，因此，為了降低電焊工的職業危害，必須採取一系列有效的防治措施。所以本文建議，電焊作業場地應選在空氣流通的地方。如在室內作業，應將通風設施改善，才能減少作業場地空氣中的電焊燻煙暴露。通風方式可分為自然通風和機械通風，其中機械通風是依靠風機產生的壓力來換氣，除塵、排毒效果較好，因而在自然通風較差的室內，封閉的容器內進行焊接時，必須有機械通風措施。

另外，從事電焊作業人員在作業時，為了減輕或防止電焊燻煙暴露造成的危害，應加強個人防護。例如作業人員必須使用相應的防護眼鏡、面罩、口罩、手套，穿白色防護服、絕緣鞋，決不能穿短袖衣或捲起袖子，若在通風條件差的封閉容器內工作，還要佩戴使用有送風性能的防護頭盔。同時，切記不要邊工作邊吸煙，不在工作場地喝水、吃東西。

同時，還應加強電焊作業場所的塵毒危害的監測工作以及電焊工的體檢工作，及時發現和解決問題。若在電焊作業中如發生不適症狀或中毒現象，應立即停止工作，脫離現場，請醫生診治。

參考文獻：

1. 方澤沛，作業環境測定計畫，工安環保報導，經濟部工業局，民91年08月10日，取自：http://www.ftis.org.tw/cpe/download/she/Issue10/tec10_2.htm

2. 游逸駿，高鉛暴露工業作業環境測定計畫，工安環保報導，經濟部工業局，民93年08月 22日，取自：http://www.ftis.org.tw/cpe/download/she/Issue22/tec22_3.htm

3. 陶春芳、陳道滂、繆思維、溫學新、姚玉華，某鋼結構生產企業職業病危害因素調查 [期刊論文] -環境與職業醫學，2009(4)

4. 熊映美、劉佩珊，電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標，行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所，民98年3月，取自：http://www.govbooks.com.tw/viewitem.aspx?prodno=28601

5. 謝憲順，以全面性暴露評估策略進行職業暴露管理問題之探討，長榮大學 /   職業安全與衛生研究所，民98年碩士論文

6.電焊作業重金屬健康危害，勞工安全衛生研究所，新聞稿，民96年12月 16日，取自：http://www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=16&P=258