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『環保資訊』月刊第65期

呼吸防護具應用之考量

呼吸防護具應用之考量

 

 

    

陳春萬

勞工委員會勞工安全衛生研究所

副研究員

 一、您的作業環境需要呼吸防護具嗎?

200336月期間住在台灣的您,應曾明顯感受到嚴重急性呼吸道症候群﹙SARS﹚之影響,亦對防塵口罩有一番切身的體會。依此引申,您曾否考量到您所處的作業環境是否需要口罩,這個問題值得讓我們一起思考。

從事生產作業時甚難避免接觸到原料、工具、設備、產品、或其他人員。我們當然都希望這些物與人不會影響到我們的健康,就像醫護人員避免不了要接觸病患,當然也希望不會被病人傳染疾病一樣。然而勞工在工作環境受到健康危害的案例,就像醫護人員被感染(流行性感冒、SARS病毒、肺結核等)一樣時有所聞。例如礦工因吸入過多粉塵而導致塵肺症、油漆工因吸入過多有機溶劑之蒸氣而影響肝功能、電鍍工受到酸液的腐蝕而產生皮膚病或鼻樑下陷。那麼應如何去預防危害?一般可由【認知à評估à控制】的預防概念來思考。首先認知危害因子及其進入人體途經,才能掌握危害。接著評估可能風險,才能善用資源對症下藥提出適當的改善方案。最後依據現況尋求可行的控制與防護以避免危害。有效之控制與防護必須要有正確的認知與評估來支持,不然控制與防護措施就可能失當。

1 作業場所危害防制措施(Plog, 1988)

作業環境中之一般危害物至少可經由三種途徑進入人體,就其重要性之順序列舉,即為吸入、皮膚吸收和食入。一般危害物最可能以空氣污染物的狀態被吸入而致病,其次為與皮膚接觸,而使皮膚產生局部刺激、過敏,甚至由皮膚吸收而發生全身性作用。由食入而致病的情形在作業環境中並不多見,除非因誤食,或經常用口呼吸,或個人衛生習慣不良,於進食或吸菸時未先洗手而誤食危害物,或將食物和香菸等攜入工作場所而被污染,在不知情下誤食危害物。再者,某些危害物可經由多種途徑進入人體,而其危害性則隨進入的途徑、暴露時間的長短、危害物的性質和濃度等之不同而異。

有關控制概念,可參考Plog等於1988年提出之策略(如圖1),以針對污染源的控制措施為優先,例如替換危害性較小之物質、隔離危害源、或對危害源進行局部排氣,其次由危害因子傳輸途徑著手,例如整體換氣或拉長傳輸距離,最後才考慮採用針對作業人員的防護措施。採用於污染源的控制措施固然有治本之效,但需花費較多時間與成本。對個人防護具的使用,作業人員的感受最直接,但也最需使用者配合。一般而言,個人防護具是防止危害暴露的最後一道關卡。若不得不選用,則必須正確使用,否則將會直接暴露於危害。

二、呼吸防護具如何運作?

人活著就必須呼吸,工作時必須呼吸,休息時也必須呼吸。若空氣含有危害性物質,就會隨著吸入的空氣進入人體,並可能因此造成傷害。其傷害可能是緩慢的(如影響肝功能、引發肺癌等),亦可能是急性的(如過敏、中毒等)。呼吸防護具的作用就在於協助勞工能正常呼吸,又可避免吸入危害性物質。

根據呼吸防護具運作原理,使用者可完全與外界空氣阻隔,吸取另外供應之乾淨空氣,亦可吸取經過濾清之外界空氣。前者稱為供氣式呼吸防護具,乃以乾淨空氣源供給配戴者所需之空氣,使用時應注意如何取得乾淨空氣及如何避免作業場所空氣進入呼吸系統。後者稱為淨氣式呼吸防護具,乃利用淨氣濾材(或簡稱濾材)將有害物質濾除,使用時必須慎選適當之濾材,並注意吸入之空氣應先通過濾材。

濾材的選擇必須根據危害物的型態。危害物存在於空氣中的型態可分成粒狀物(液態或固態)及氣狀物(氣態)二類。兩者濾除機制並不相同,如圖 2 說明,粒狀危害物一般採用纖維濾布等為濾材,而氣狀危害物一般採用活性碳等之吸附或吸收物質當作濾材。亦可將二類濾材搭配使用(兼用濾材),可同時濾除粒狀及氣狀危害物。但就特定危害物質(如粒狀物)而言,主要利用某項濾材(如纖維),若使用兼用濾材,其功能只發揮一半,並非適當之選擇。

粒狀物防護濾材

氣狀物防護濾材

兼用防護濾材

2 粒狀物、氣狀物與兼用防護濾材(湯大同繪)

如圖3所示,淨氣式呼吸防護具必須將空氣導引通過濾材才能將有害物去除,提供清淨之空氣。但由於空氣通過濾材有一定之阻力,若沒有適當之阻斷與導引,吸入之空氣不經過濾材就進入呼吸系統,有害物亦被吸入,因而失去呼吸防護具之意義。因此導引空氣通過濾材是淨氣式呼吸防護具一項重要之考量因素。

為阻斷與導引氣流,呼吸防護具需完全覆蓋佩戴者吸氣入口(鼻與口),並有效阻斷空氣洩漏,而導引空氣通過濾材。此覆蓋導引氣流部份稱為面體,有不同形狀之設計,如圖4所示,有拋棄式、半面體、全面體、口體等,其目的都在導引空氣通過濾材。而其導引效果,則視其是否密合而定。

除一般正常呼吸之導引方式,亦可考慮外加動力來協助導引氣流,因此淨氣式呼吸防護具,又可分成無動力式(靠佩戴者呼吸,一般稱肺力呼吸)、以及動力式(一般採用電動風機送風)二類。

依據上述功能與原理之考量,呼吸防護具可分成『供氣式』與『淨氣式』二大類,而『淨氣式』再分成『無動力式』與『動力式』二類,亦有兼具二項功能之防護具,稱之為 『複合式』(見圖5)。

 

3 淨氣式呼吸防護具作用示意圖

 

全面體

半面體

  

拋棄式口罩

口體

圖 4  淨氣式呼吸防護具所使用各種面體

5 呼吸防護具的功能分類系統

 

三、運用基本認知選用適當呼吸防護具

對呼吸防護具之原理與分類有一基本認知後,即可搭配第一階段對環境之認知評估,參考下列步驟,選用適當之呼吸防護具:一、選擇適當呼吸防護具功能類型。二、選用有效且密合的呼吸防護具。三、挑選適當配合之防護具廠商。分別說明如下:

(一)選擇適當呼吸防護具功能類型

對作業場所中的危害能清楚認知評估,才能適當選擇呼吸防護具類型。考慮因素包括危害物形態、危害途徑、危害程度等,以及是否立即造成生命危害、是否缺氧、風險是否過高等特殊狀況。

應特別注意的是當作業場所之危害性無法接受時(例如塔槽內空氣中氧氣濃度不夠或一氧化碳濃度過高,一吸入即可能造成昏迷或死亡—稱為立即致危(immediately dangerous to life or health, IDLH)),必須採取直接提供清淨空氣之類型,完全與作業場所空氣隔離,才能有效保護勞工,亦即只能選用供氣式呼吸防護具。

確定合適之呼吸防護具功能類型後,應考慮使用環境是否會影響呼吸防護具性能,例如氣體安全性、密合性、老化程度等因素,亦須考慮防護具之使用是否會造成溝通困難、限制行動、致使無法接受其對工作所造成之影響。

 

圖 6 美國所採用的呼吸防護具功能類別選用原則

上述因素是在決定呼吸防護具類型前之認知評估所應考慮之基本需求。在考慮這些因素後,即可依據呼吸防護具之原理與功能,適當選擇呼吸防護具之功能類型。步驟上可參考圖6所示美國法規所建議的選用原則。原則上,污水處理槽內、反應槽內、密閉空間等可能缺氧與立即致危狀況下,必須使用正壓操作的自攜呼吸器等;防毒面具可在立即致危狀況下用於緊急逃生;在一般有害物暴露狀況下,可使用對特定有害物具防護功能的淨氣式呼吸防護具,氣態危害物則選擇像活性碳吸收吸附功能之淨氣式防氣態危害物濾材(一般稱防毒面具),粒狀危害物則選擇像纖維濾布之淨氣式防粒狀危害物濾材(一般稱防塵口罩)。例如作業場所之灰塵,係以粒狀物形態存在於空氣中,而一般作業環境,亦不致於缺氧,因此可選用防塵口罩。又例如使用有機溶劑擦拭產品時,有機溶劑蒸發在空氣中,還不致於造成氧氣之排擠作用,因此可選用防毒面具。

(二)選用有效且密合的呼吸防護具

同一類型的呼吸防護具仍有各種不同產品,功能上可能大異其趣。例如同屬淨氣式防塵口罩,其濾材可能使用一般紗布、紡織布、亦可能使用纖細之不織布纖維,其效率可能會有甚大差別。此外,導引空氣之面體可能只是簡單之平面口罩、或使用立體型纖維濾布當作面體、亦有採用橡膠面體來遮斷並導引空氣。面體有大小不同之區別,而不同佩戴者臉型亦有不同。這些因素都將影響密合情形,進而影響呼吸防護具之效用。因此在確認呼吸防護具類型後,必須選擇有效且密合的呼吸防護具。

1.由實際測試數據來感受口罩性能之差異

首先透過測試數據來感受呼吸防護具有效性之差異。防塵口罩之測試係將含微粒之試驗空氣通過濾材,使用量測儀器測定濾材兩側之微粒濃度,以計算通過濾材後微粒濃度降低比例,此稱為濾材之捕集效率,亦即100%減去穿透率(微粒通過濾材的比例)。計算公式如下,

其中:  E:濾材的捕集效率(%)

P:微粒通過濾材的穿透率(%)

C0:試驗氣體之微粒濃度

C1:經過濾材氣體之微粒濃度

勞工委員會勞工安全衛生研究所曾實際以不同大小之氯化鈉微粒(無毒,常見規範上之測試微粒)進行測試。測試風量為每分鐘85公升(模擬重度工作量下呼吸流量),測試口罩類型包括布質口罩(紗布口罩、布質印花口罩、附加活性碳布質口罩)、外科口罩(有無添加活性碳)、驗證口罩(其中N95為通過美國驗證口罩,FFP2、FFP1為通過歐盟驗證口罩)。測試結果如圖7,就微粒粒徑0.1微米來看,驗證口罩(測試數據曲線為由上往下第1-3條)大約有90%效率,一般醫護人員常見佩戴之外科口罩(第4-5條曲線)約65-80%,布質口罩(第6-8條曲線)約5-30%。

由這些測試數據可知,各類型防塵口罩性能差距甚大,選擇時應特別小心。而事業單位如何判斷有效之口罩,理想上是直接由使用者在使用環境佩戴口罩來測試防護效果,但並不可行。例如選用防護鉛粉塵之防塵口罩,不應實際量測戴上防塵口罩後勞工真正暴露濃度。一般會採用特定條件之測試數據來評估,例如驗證口罩之測試數據或口罩廠商所提供之測試資料。

7 不同類型口罩對微粒之捕集效率

 

2.建議選用驗證通過之呼吸防護具

所謂驗證之呼吸防護具,係通過特定機關(如台灣之經濟部標準檢驗局、美國之國家職業安全衛生研究所﹙NIOSH﹚)依據特定規範 (如台灣CNS 14755(2003) 拋棄式防塵口罩標準,美國42 CFR Part 84(1997))驗證合格之呼吸防護具。

一般規範會在保守的考量下,採取最嚴苛之測試條件來模擬。如此測試結果可確保應用至一般正常使用條件下。亦即在一般正常使用之任何條件下,驗證通過之口罩都具有規範所要求之性能。再者,驗證不僅對呼吸防護具性能進行測試,尚包括一定之程序及品質保證,可確保實際應用時所有呼吸防護具都具有適當效果。因此在選擇時,建議首先考慮驗證通過之呼吸防護具。

3.實際佩戴確保面體之密合

選擇面體時其考慮因素包括:面體形狀(杯型拋棄式、半面體等),面體大小、佩戴者臉型。此外,正確佩戴與否以及面體變形損壞情形等亦會影響密合度。因此應搭配呼吸防護具使用管理,讓佩戴者如試穿鞋子一般,親自試戴呼吸防護具,選擇舒適且密合的呼吸防護具廠牌、型號與大小。

(三)挑選適當配合之防護具廠商

確認防護具需求、類型後,可提出適當呼吸防護具規格。理想上,可直接透過採購系統進行購買。但實際執行上,建議先尋找廠商,請廠商配合開出呼吸防護具規格,再根據呼吸防護具相關原則進行研判以確認規格。規格上應特別注意的是,購買之呼吸防護具須有可資確保性能與品質之驗證資料或測試結果,以作為呼吸防護具品質要求之證明。另外,亦可於購買規格中,將教育訓練(正確佩戴、清潔保管)、密合度測試等配合事項,視為必須提供之售後服務,賦予呼吸防護具廠商更大之責任。

 

四、呼吸防護具使用與管理

戴口罩並不是戴上去就可以,若不氣密,即使再好的口罩,亦達不到效果。因危害物會隨空氣經由臉部與口罩間的細縫被吸入,以致無法達到口罩的預期效果。因此建議依據可能及可接受風險,考慮經濟因素、供應因素,選擇適當可行之防護具後,建立適當之呼吸防護具配戴管理制度。建立此項制度時應考量下列因素:

(一)對勞工教育訓練:

防護具必須正確佩戴才有效果,若事業單位只提供防護具給勞工,而未教導正確使用方法,勞工仍可能未獲適當防護。特別是高等級防護具,穿戴複雜,未經適當練習,如何能確保正確佩戴?因此應對佩戴人員進行教育訓練。

(二)確認呼吸防護具佩戴密合:

口罩應正確佩戴及確保密合,才能達到口罩防護之目的。確保密合的檢測涵蓋每次佩戴時都應進行之密合檢點,及定期或使用條件改變時應進行之密合度測試。使用拋棄式防塵口罩時,最簡單的作法就是使用自己的感覺,若感到空氣流過口罩與臉頰間或口罩與鼻樑間的細縫,就代表不氣密。其作法可參考圖8,在不破壞口罩佩戴情形下,用雙手儘可能蓋住整個口罩,輕輕的吹氣,一般空氣應該從口罩流出,不應從細縫流出,也不會造成眼鏡起霧。

(三)要求正確之佩戴

因佩戴口罩多少會有不舒服感,在人的惰性影響下,若未要求勞工依規定正確佩戴防護具,勞工之間常會相互影響而選擇不配合之作法,則將失去選用呼吸防護具保護勞工之意義。 

拋棄式防塵口罩簡易密合檢點方式

 

(四)建立更換時機

事業單位應依本身條件,建立安全且可行之呼吸防護具更換時機,並且訂定廢棄標準。而廢棄之防護具應標明廢棄物品,以避免再被使用。亦應考慮建立適當之管理機制,例如登錄方式或汰舊換新方式,以方便勞工取用口罩,亦可避免口罩被濫用。

(五)防護具之保管與清潔

防護具購入後若未立即使用,應存放在適當之地方,注意不得使其產生永久形變,亦不可受到損壞。對可重複使用之防護具,應建立適當清潔消毒方法,確保重複使用時之安全。特別是共同使用之防護具,應於更換佩戴人員或使用後,依必要方法加以清潔消毒,隨時保持可安全使用之狀況。

 

五、結語--最好不要使用呼吸防護具,但若須使用則請正確選用與管理

戴口罩是一項不得已的選擇,最好能有其他危害控制方式。若不得不選擇佩戴呼吸防護具,則請別忘了正確選用與佩戴,讓呼吸防護具真正達到該有之效用。

 

六、參考文獻

1.Plog, B. A., 1988;“Fundamentals of Industrial Hygiene. 3rd., National Safety Council
2.USA Federal Register, 1995; Respiratory Protective Devices, 42 CFR Part 84, Federal Register, 60, 110

3.NIOSH, 1987; “Guide to Industrial Respiratory Protection”, National Institute for Occupational Safety and Health, USA

4.中國國家標準,2003; “CNS 14755, Z 2125, 拋棄式防塵口罩, 經濟部標準檢驗局印行
5.中國國家標準,1998; “CNS 14258 Z3035, 1998【呼吸防護具之選擇、使用及維護方法, 經濟部標準檢驗局印行
6.勞工委員會勞工安全衛生研究所,2000,【2000年市售呼吸防護具選用手冊】