IOSH 102-A305

壓力容器槽體製造工廠電焊作業暴露調

查研究

Exposure Assessment of Metallic Fume from Welding Processes in Pressure

Vessel Manufacturing Industry

勞動部勞動及職業安全衛生研究所

IOSH 102-A305

壓力容器槽體製造工廠電焊作業暴露調

查研究

Exposure Assessment of Metallic Fume from Welding Processes in Pressure

Vessel Manufacturing Industry

研究主持人：楊秀宜、李聯雄

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 02 月至 102 年 12 月

勞動部勞動及職業安全衛生研究所

中華民國 103 年 3 月

摘 要台灣壓力容器製造廠商估計約有 300 家，年產值超過 28.4 億台幣，為國內重要產

業之一。IARC 目前將焊接燻煙訂為 Group 2B，疑似人類致癌物 (possible carcinogen)，

產業中焊接作業勞工之安全衛生狀況值得我們深入關切。本研究擬針對壓力容器製造

廠相關暴露勞工(焊接及拋光作業)採集尿液及空氣樣品，進行全面性金屬粉塵濃度採樣

分析，以得知職業環境暴露與尿中生物指標濃度之相關性。

本研究結果發現，焊接燻煙金屬粉塵濃度較高之 7 種金屬，分別為鋁、鉻、錳、

鎳、銅、鐵及鋅；金屬平均濃度(除鋅以外)以 E 廠最高，其中鐵金屬及鉻金屬平均濃度

分別為 1032.9 µg/m3 及 181.1 µg/m3， D 廠最低，其中鐵金屬及鉻金屬平均濃度分別為

212.5 µg/m3 及 181.1 µg/m3。各廠間金屬濃度組合並不相同，A 廠的拋光作業之鐵金屬

最高，其次為鋁、鎳及鉻；電焊作業的鉻金屬最高，其次為鋁及鎳，而鐵金屬反而不

高。B 廠的電焊作業之鉻金屬最高，其次為錳及鐵；拋光作業的鐵金屬最高，其次為

鋁及錳。C 廠的電焊作業之鐵金屬最高，其次為鉻及銅；拋光作業的鐵金屬最高，其

次為鉻及銅。D 廠的電焊作業之鐵金屬最高，其次為鋁及鉻。E 廠的電焊作業之鐵金

屬最高，其次為鉻及錳。比較金屬在電焊作業及拋光作業的濃度發現，電焊作業平均

金屬濃度一般都高於拋光作業，例外情況於 A 廠及 C 廠之 Fe 金屬、B 廠之 Ni 金屬、

C 廠之 Cr 金屬。作業區噪音量測有 36 % 超出 85 dBA，須加強規劃相關區域勞工聽

力保護計畫。除電焊燻煙危害外，須注意作業時相關吊掛作業、高架作業、感電危害、

人因工程及相關噪音危害，以保護勞工安全衛生。

關鍵詞：壓力容器、暴露評估、電焊

i

Abstract The number of companies in the Taiwanese pressure vessel manufacturing industry is

estimated approximately 300; their annual output value totals more than NT$2.84 billion,

making this an important industry for the island. The IARC has classified welding fumes as

Group 2B, possibly carcinogenic to humans, and so the health and safety of related welding

workers are worthy of deep concern. This study was designed to collect air and urine

samples from welding and polishing workers in pressure vessel manufacturing, take

comprehensive measurements of metal dust concentrations, and establish the correlation

between environmental exposure and its urinary biomarkers.

The results of the study reveal that the seven metals present in the highest

concentration in welding fumes were aluminum, chromium, manganese, nickel, copper, iron,

and zinc; the highest average concentration of metal (except for zinc) was found in plant E,

where the average concentrations of iron and chromium respectively were 1032.9 µg/m3 and

181.1 µg/m3. The lowest average concentration of metal (except for zinc) was found in

factory D, where the average concentrations of iron and chromium respectively were 212.5

µg/m3 and 181.1 µg/m3. The mix of concentrations differed in the different plants. At plant A

the concentration of iron was highest in polishing operations, followed by concentrations of

aluminum, nickel, and chromium. Also at plant A the concentration of chromium was

highest in welding operations, followed by concentrations of aluminum and nickel; the

concentration of iron, however, was not very high. At factory B the concentration of

chromium was highest in welding operations, followed by concentrations of manganese and

iron. The concentration of iron was highest in polishing operations in this plant, followed by

concentrations of aluminum and manganese. The iron concentration was highest in welding

operations at factory C, followed by concentrations of chromium and copper; in polishing

operations the highest concentration was also of iron, also followed by concentrations of

chromium and copper. The highest concentration in welding operations in factory D was of

iron, followed by aluminum and chromium. Iron was also found in the highest concentration

in welding operations at factory E, followed by concentrations of chromium and manganese.

A comparison of metal concentrations in welding and polishing operations found that

ii

welding operations yielded higher concentrations than did polishing operations, with the

exception of iron in factories A and C, and nickel and chromium in factory B. Measured

noise levels exceeded 85 dBA in 36% of the workplaces, so the hearing-protection program

for workers in these areas needs to be strengthened. In addition to welding fume hazards, the

results of the study suggest that workers should pay attention to hazards related to hanging

operations, overhead operations, electric shock, ergonomic issues, and noise in order to

protect their health and safety.

Key Words: Pressure Vessel, Exposure Assessment, Welding

iii

目錄

摘 要 ....................................................................................................................................... i

Abstract .................................................................................................................................... ii

目錄 ......................................................................................................................................... iv

圖目錄 ..................................................................................................................................... vi

表目錄 .................................................................................................................................... vii

第一章 前言 ............................................................................................................................ 1

第一節 計畫緣由 ................................................................................................................ 1

第二節 壓力容器製造產業狀況 ........................................................................................ 1

第三節 壓力容器製造業製程 ............................................................................................ 3

第四節 電焊作業 ................................................................................................................ 4

第五節 電焊燻煙的危害 .................................................................................................... 5

第六節 暴露評估 ................................................................................................................ 8

第七節 法規標準 .............................................................................................................. 10

第八節 目的 ...................................................................................................................... 11

第九節 工作項目 .............................................................................................................. 11

第二章 實驗方法與步驟 ...................................................................................................... 12

第一節 設備及材料 .......................................................................................................... 12

第二節 作業環境空氣樣品採樣分析 .............................................................................. 13

第三節 尿液樣本採樣分析 .............................................................................................. 17

第四節 統計分析 .............................................................................................................. 18

第三章 結果 .......................................................................................................................... 19

第一節 分析方法評估 ...................................................................................................... 19

第二節 電焊作業 .............................................................................................................. 23

第三節 作業環境空氣中有害物濃度調查 ...................................................................... 24

第四節 尿液樣本中金屬濃度調查 .................................................................................. 29

第五節 噪音暴露 .............................................................................................................. 32

iv

第六節 安全衛生狀況調查 .............................................................................................. 32

第四章 結論與建議 .............................................................................................................. 34

誌謝 ........................................................................................................................................ 36

參考文獻 ................................................................................................................................ 37

v

圖目錄

圖 1 國內壓力容器廠商分布狀況 ........................................................................................... 1

圖 2 壓力容器使用材料 ........................................................................................................... 2

圖 3 壓力容器之製造流程 ....................................................................................................... 4

圖 4 電弧焊示意圖 ................................................................................................................... 5

圖 5 六價鉻之檢量線 ............................................................................................................... 20

圖 6 溶液基質之多種元素檢量線 ........................................................................................... 21

圖 7 尿液基質添加金屬之檢量線 ........................................................................................... 22

圖 8 硝酸及硫酸之檢量線 ....................................................................................................... 23

圖 9 電焊作業空氣中金屬濃度比較 ........................................................................................ 26

圖 10 不同廠別(A~E)及作業別(電焊:W, 拋光:P)之金屬濃度分佈 ................................... 27

圖 12 B 廠不同作業別(電焊:W, 拋光:P)尿液中金屬濃度比較......................................... 30 圖 13 C 廠不同作業別(電焊:W, 拋光:P)尿液中金屬濃度比較 ......................................... 30

圖 14 D 廠不同作業別(電焊:W, 拋光:P)尿液中金屬濃度比較 ......................................... 31

vi

圖 15 E 廠不同作業別(電焊:W, 拋光:P)尿液中金屬濃度比較 ......................................... 31

圖 11 A 廠不同作業別(電焊:W, 拋光:P)尿液中金屬濃度比較 ......................................... 29

表目錄

表 1 我國壓力容器產業狀況 ................................................................................................... 2

表 2 各種壓力容器所使用材料 ............................................................................................... 3

表 3 常見電弧焊型式 .............................................................................................................. 5

表 4 TWI 資料庫樣本統計數據之分類[26] ......................................................................... 9

表 5 我國與美國相關機構訂定空氣中焊接燻煙容許濃度標準 ........................................... 10

表 6 微波消化爐纖維素酯濾紙消化條件 ............................................................................... 14

表 7 ICP OES 儀器操作參數 .................................................................................................... 15

表 8 離子層析分析條件 ........................................................................................................... 16

表 9 ICP-MS 儀器操作參數 ................................................................................................... 17

表 10 空氣中金屬濃度採樣分析方法評估 ............................................................................. 20

表 11 尿液中金屬濃度分析方法評估 ..................................................................................... 20

表 12 不鏽鋼電焊型式 ..............................................................................................................24

表 13 碳鋼常用焊接型式 ..........................................................................................................24

表 14 鋅金屬於不同作業中濃度差異 ..................................................................................... 28

表 15 六價鉻暴露濃度調查 ...................................................................................................... 28

表 16 各廠別間勞工尿液中算術平均金屬濃度 ..................................................................... 29

表 17 各廠間噪音值 ................................................................................................................. 32

vii

第一章 前言

第一節 計畫緣由

美國勞工統計局(Bureau of Labor Statistics)統計 2002 年從事焊工(welders)、切割

工(cutters)、軟焊工(solders)及銅焊工(brazers)之人數約有 45 萬人[1]。 Antonini 預估

部分從事電焊工作之人數應該超過 2 百萬人[2]。在工業化國家約有 1–2 % 勞動人力

從事焊接作業，以此數據推估國內約有 6 至 12 萬作業人員從事焊接。目前國內壓力

容器產業之廠商總數估計約 300 家為國內重要產業之一，而其職業衛生狀況是國內重

要的研究議題之一。

第二節 壓力容器製造產業狀況

隨著近代工業之發達，壓力容器已是許多工業不可缺少之設備，尤其如化學相關

工業、鋼鐵業、石油業等，其中以石化業使用最多。國內壓力容器產業，肇始於 50 年

代，70 年代隨著國內石化工業的成長，帶動了壓力容器的大量需求，因而逐漸提升廠

商家數及生產能力，目前廠商總數估計約 300 家。國內業者資本額超過 5000 萬者，

約佔 10%，而 90 % 業者屬於中小企業，以 20~40 位員工居多。以廠商集中區域來看，

北部佔 57 %，南部佔 30 %，中部最少佔 13 % (圖 1)[3]。

圖 1 國內壓力容器廠商分布狀況[3]

1

壓力容器年進口值 26.6 億元，其中首要進口國為日本，佔進口比例 37.9 %；出

口值 52.8 億元，其中首要出口國為泰國，佔出口比例 32.9 % (表 1)。

表 1 我國壓力容器產業狀況

產業狀況 描述 產值規模 28.4 億台幣 前三大應用產業 石油、化學、發電產業 廠商數 約 300 家 平均員工數 36 人 集中縣市 新北市

【註】工業生產統計月報

壓力容器所使用材料種類非常多，如碳鋼、低合金鋼、高合金鋼、超合金鋼及非

鐵金屬材料等。國內壓力容器業者常使用之鋼材有軟鋼、高強度鋼、不鏽鋼、鋁合金

及銅合金(表 2)，並使用少許玻璃纖維當內襯，其他還包括一些塑膠墊片等。再使用之

鋼材中，以不鏽鋼所佔比例(40.3%)最高，高強度鋼次之，佔 30.1 %，軟鋼佔 25.8 %，

詳如圖 2[4]。

不鏽鋼 40.3%

高強度鋼 30.1%

軟鋼 25.8%

鋁合金 1.6%

銅合金 1.2%

玻離纖維 0.1%

其他 0.8%

圖 2 壓力容器使用材料

2

表 2 各種壓力容器所使用材料

行業 壓力容器種類 使用材料

石油精煉 反應鍋、分離鍋、抽出鍋、熱交換器 鉻鉬低合金鋼

天然氣 瓦斯分離鍋、精練鍋、熱交換器、貯槽 低溫用細粒碳鋼、鎳鋼

石化熱分解 分離鍋、抽出鍋、熱交換器 低合金鋼、銅、鎳、鈦等合

金

核電廠 反應爐、蒸氣鍋、加壓鍋 錳鉬鎳鋼、鎳鉻鉬鋼、碳錳

鋼、低碳矽錳鋼

煤氣液化 反應鍋、分離鍋、抽出鍋、熱交換器 鉻鉬鋼

肥料合成 反應鍋、分離鍋、熱交換器 錳鉬鋼、鉬鋼、碳鋼

第三節 壓力容器製造業製程

壓力容器之製造流程如圖 3，加工、部分組立、焊接可分成部分作業，完成之後再

將各部分組裝(總組立)，再進行焊接、檢查、油漆、運輸及吊裝。壓力容器製造技術，

施作部分包括剪切、成形、組立、焊接及熱處理等多項；檢查包括尺寸、材料、氣密

及水壓；其他涉及設計、製圖及管理等與安全衛生較無關，此處不加以討論。

3

圖 3 壓力容器之製造流程[3]

第四節 電焊作業

焊接（welding）是利用熔合方式在兩塊金屬間建立連結之作業(圖 4) [5]。常利用氣

體火燄、電弧或電阻方式來產生高熱將填充焊料(filler material)及母材(base metal)熔

融。電弧焊(arc welding)因為購置器材及操作費用低廉，焊接效果也不錯，是目前使用

較廣的焊接技術。電弧焊為加電流於工作物與電極間產生高熱來熔化金屬，達到接合

之目的，其中保護金屬電弧焊(shielded metal arc welding, SMAW)、氣體金屬電弧焊(gas

metal arc welding, GMAW)、包藥電弧焊(flux core arc welding, FCAW)、氣體鎢極電弧

焊(gas tungsten arc welding, GTAW)及潛弧焊(submerged arc welding, SAW) 為常用的幾

種電弧焊接型態，其搭配使用的電極與保護氣體(shielding gas)型式不同(表 3)，值得注

設計

加工

部分組立

銲接

總組立

焊接

完工檢查

油漆

裝箱運輸

-繪圖 -設計檢查 -購料 -下料 畫線-

切料- 壓邊- 滾圓-

4

意的是 GMAW 及 FCAW 因操作人員所需訓練時間不長，使用效果亦不錯，使用數

量持續增加；而 SMAW 現在漸為 FCAW 所取代[6]。

圖 4 電弧焊示意圖[36]

表 3 常見電弧焊型式

型式 英文縮寫 電極 保護氣體 操作人員所需技巧

使用數量

保護金屬電弧焊(Shielded metal arc welding)

SMAW (MMAa) or stick

金屬 Stick coatings 低 下降

氣體金屬電弧焊(Gas metal arc welding)

GMAW or MIGb 電焊線 氣體(二氧化碳) 低 成長

包藥電弧焊(Flux core arc welding)

FCAW or MIG 中空電焊線

焊料 低 成長

氣體鎢極電弧焊(Gas tungsten arc welding)

GTAW or TIGc 鎢 氣體(氬氣) 高 穩定

潛弧焊(Submerged arc welding) SAW 電焊線 氣體(氬氣) 高 穩定

[註] a: MMA, manual metal arc welding; b: MIG, metal inert gas; c:TIG, tungsten inert gas

第五節 電焊燻煙的危害

焊接作業可造成安全問題(感電、火災、爆炸)，以及物理性(燙傷、輻射、熱危害、

5

噪音等)、化學性(焊接燻煙及有害氣體)及人因性(肌肉骨骼傷害)等各式危害。其中依據

動物及流行病學研究，焊接燻煙引起不良健康效應包括：肺癌、上呼吸道症狀、金屬

燻煙熱(metal fume fever)、肺鐵沉著症及神經學症狀[5]。此外，奈米粒徑之特性可能增

強了生物作用。

1、奈米微粒之傷害

由動物實驗研究顯示，在同質量濃度下，極細微奈米粒子(ultrafine particle)較大粒徑

微粒可造成較嚴重的呼吸道的發炎反應[7-8]，主要原因可能來自於奈米粒徑所造成的

尺寸效應與表面效應。當微粒進入呼吸道會依其物理化學特性，而沉積在人體不同區

域，健康效應則依據其在肺中的穿透性、沉積量與滯留時間而有所不同[9]。奈米微粒

因大幅增加了顆粒表面積、穿透力及結合力，也因微粒體積縮小，表面積變大，增加

了微粒生物作用的潛能[10]。空氣微粒所引致的呼吸及心血管系統不良效應，可透過產

生體內氧化壓力、免疫調節(immunomodulating effects)來影響這兩個系統不良效應[11]。

2、肺癌

IARC (International Agency for Research on Cancer) 在 1990 年檢視了 23 篇流行病

學的研究；因為人類流行病學研究結果，無法排除其他致癌物(石綿及抽煙)共同暴露的

干擾，而且動物試驗的證據尚不充足 (limited)，所以將焊接燻煙訂為 Group 2B，疑似

對人類有致癌作用。而 NIOSH 亦將焊接燻煙訂為疑似職業性致癌物(potential

occupational carcinogen)[12]。

1990 年後相關研究仍以流行病學為主，大部分的研究結果發現焊接燻煙可增加肺

癌發生率。動物試驗及體外試驗數據則仍不充足。2007 年 Krstev 等人發現造船廠勞工

之全死因、肺癌 、間皮瘤及肺水腫發生率有顯著增加，但該研究未控制石綿及抽煙之

干擾[13]。2000 年 Danielsen 等人所進行造船廠電焊工之肺癌發生率調查，發現其與焊

接燻煙暴露並無相關[15]。而 1997 年 Moulin 等人對 36 個研究流行病學研究進行綜合

分析(meta-analysis)，與對照族群比較，顯示焊接燻煙暴露之肺癌風險有顯著增加，其

相對風險值 (relative risk) 為 1.38，但比較其中從事低碳鋼(mild steel, MS)與不鏽鋼

(stainless steel, SS)作業電焊工，肺癌風險則無顯著差異[15]。但 1996 年 Hansen 等人

報告並無顯著增加其肺癌發生率[16]。於 1994 年 Sjogren 等人對 5 個不鏽鋼材電焊工

之研究，進行綜合分析，並控制抽煙及石綿的暴露，結果電焊暴露能增加肺癌發生之

6

相對風險，但風險相較於鉻酸工廠(chromate industry)低[17]。

3、其他呼吸道症狀

Oxhoj 等人比較造船廠不同工作區工作之電焊工，發現在通風不良區域電焊工之

肺功能有顯著下降現象[18, 33]。Sferlazza 與 Beckett 提出電焊工肺功能降低的效應是

短暫的，僅發生在工作場所，於非暴露時間肺功能即可返回正常。Beckett 並進一步追

蹤觀察3年，比較從事焊接作業與非焊接作業期間之肺功能狀況，結果顯示肺功能指標

MMEF(maximal mid-expiratory flow)出現具統計學上有意義之輕微降低，但未出現呼吸

道過敏反應(airway reactivity)，也無相關動物試驗結果佐證對呼吸道引起過敏反應。

Sferlazza 與 Beckett 報告認為無法證實職業性氣喘與焊接燻煙的吸入有關[19]。

Wergeland 與 Iversen 則認為吸入焊接燻煙可增加肺炎的嚴重程度及致死風險[20]。

4、金屬燻煙熱

金屬燻煙熱為電焊工最常發生的急性呼吸道症狀，美國每年約有 1,500 至2,500

個案[21]。約於暴露後 4–8 小時發生，出現之症狀包括: 乾咳、喉嚨後部有金屬味，

同時伴隨輕微的頭痛，以及類似感染流行性感冒的病狀；約於 24–48 小時後症狀緩解

[22]。造成之原因為吸入氧化鋅或其他於焊接燻煙中的氧化金屬，如:銅、錳、錫或鎘。

5、肺鐵沉著症

在無症狀的電焊勞工胸部 Χ 光片中可發現許多小空泡(opacities)，而在肺部切片

可發現氧化鐵沉積，但無肺部纖維化，此現象被稱為肺鐵沉著症(siderosis)，經常被歸

為無功能異常塵肺病 (benign pneumoconiosis)[22]。肺鐵沉著症為良性，沒有肺部功能

異常，但可明顯發現放射線檢查異常。

6、神經學症狀

數十年前已知採礦(mining)及製造業勞工，因其工作環境空氣中錳濃度較高，而增

加特定神經學效應(certain neurological effects )發生之風險。在近一百年，醫學文獻中大

約有15個電焊工出現臨床神經學症狀 [23]，大部分的個案都發生在一段長時間暴露，

且於沒有或極少通風系統運作及完備個人防護下工作。

7

2006 年 Kenangil 等人報告一位在造船廠工作 10 年的 32 歲電焊工，出現姿態不

穩 (postural instability)、巴金森氏症、肌張力異常 (dystonia)、及錐體症狀 (pyramidal

signs)，在症狀出現後之 4 個月及 17 個月，核磁共振攝影檢測於 T1 區域 (sequence) 出

現蒼白球訊號異常；然該報告中並無空氣、血液或尿液相關暴露數據 [24]。

此外，Fored 等人在瑞典執行 49,488 位電焊工之回顧世代研究 (retrospective

cohort study)，追蹤觀察期為 1964 至 2003 年，其工作環境空氣中錳的濃度為 0.13 至

0.3 mg/m3 (幾何平均值)，Fored 等人發現該群電焊工之基底核(basal ganglia) 或運動異

常(movement disorders)發生率為每10萬人年之 28 人，相較於一般人為每10萬人年之

31 人，電焊工與一般人的 RR 值 (adjusted rate ratio) 分別為 0.91 ( 95% Confidence

interval (CI) = 0.81–1.01) 及 0.89 (95% CI = 0.79–0.99)，並無統計上顯著性差異[25]。

研究無法證實電焊與帕金森氏症、其他基底核(basal ganglia) 異常或運動異常之相關

[23]。

第六節 暴露評估

NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) 於 1973至 2007年針

對美國、英國及加拿大之電焊相關行業，收集了 740 個空氣樣本 ( TWI Data Set #1)，

其中空氣中總粉塵之時量平均濃度(TWA, time-weighted average)為 3.85 mg/m3

(n=617)、鐵之時量平均濃度為 2.03 mg/m3 (n=258)、錳之時量平均濃度為 0.21 mg/m3

(n=140)。上述樣本再根據是否為局限空間、局部通風設備及採樣點位置(於電焊護盔

(helmet)之前或後方)進行分類，其結果( TWI Data Set #2)如表 4 所示，局限空間總粉塵

濃度最高、半局限空間居次，非局限空間最低；有局部通風設備者較無局部通風設備

者總粉塵濃度為低；電焊護盔之前濃度則高於電焊護盔後方者。錳濃度(χ)與總粉塵質

量(y)濃度具有函數關係 y=1.31χ-3.98 ，person 相關係數為 0.83，鐵濃度(χ)與總粉塵質

量濃度(y)具有函數關係 y=1.16χ-1.25，person 相關係數為 0.93 [26]。

Castner 及 Null 針對造船廠 150 位電焊工在進行不鏽鋼母材電焊作業時，於其個

人呼吸帶採集之金屬濃度，其中不同焊接型式之錳濃度由高至低分別為 SMAW : 3.9 –

47 µg/m3 、 GTAW : 29 µg/m3、 GMAW : 16.6 µg/m3 及 SAW : 1.3 µg/m3。鎳濃度由高

8

至低分別為 GMAW : 10.4 µg/m3、SMAW : 0.7-5.2 µg/m3、 GTAW : 1.8 µg/m3 及 SAW 0.8

µg/m3。而六價鉻濃度由高至低分別為 SMAW : 0.4 – 54 µg/m3、GMAW: 0.7 µg/m3、

GTAW :0.1-0.4 µg/m3、 SAW:

第七節 法規標準

美國OSHA (Occupational Safety and Health Administration) 在 1989 年曾訂定焊接

燻煙之 PEL (permissible exposure limit) 為 5 mg/m3，但旋即取消，之後都無新的相關

規定[30]。而美國 NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health)則將它訂

為疑似職業性致癌物(potential occupational carcinogen)，並將焊接燻煙(總粉塵)的 REL

(recommended exposure limit)訂為″最低可行濃度″ (lowest feasible concentration, LFC)，

亦即需儘可能降低作業環境中焊接燻煙之濃度[12]。至於美國ACGIH (American

Conference for Governmental Industrial Hygienists) 則建議焊接燻煙(總粉塵)的暴露恕限

值為 5mg/m3 [31]，但需針對焊接燻煙之成分或特殊金屬進行個別分析。三個機構訂定

標準看似不同，但概念相同，亦即不宜單就焊接燻煙(總粉塵)規範容許濃度標準，需回

歸焊接燻煙其中成分進行個別檢驗並符合其個別之標準。我國目前亦無針對焊接燻煙

訂定容許濃度值，僅針對其中特定成分制訂容許濃度標準[32](表5)。

表 5 我國與美國相關機構訂定空氣中焊接燻煙容許濃度標準

項目 單位 我國 OSHA NIOSH ACGIH 鎘 mg/m3 0.05 0.2 0.04 0.05

鉻(金屬) mg/m3 1 1.0 0.025 0.5 六價鉻 mg/m3 0.05 -- 0.001 0.05 銅 mg/m3 0.2 0.1 0.1 0.2

鐵 (FeO,FeO4) mg/m3 10 10 5 5 錳及其化合物 mg/m3 5 5 1 0.2

錳(燻煙) mg/m3 1 5 1 1 鎳 mg/m3 1 1 0.015 0.05 鋅 mg/m3 5 5 5 5 鉛 mg/m3 0.05 0.05 0.1 0.05

錫(金屬) mg/m3 2 2 2 2 鋁 mg/m3 -- 15 10 1 鋇 mg/m3 0.5 0.5 0.5 0.5 矽 mg/m3 -- -- 10 --

氟化物 ppm 2.5 3 3 2.5 臭氧(重工作) ppm 0.1 0.1 0.1 0.05 二氧化氮 ppm 5 5 1 3

10

第八節 目的

隨科技進步及我國產業發展變遷，勞工於作業環境場所中所面臨之化學危害因

子的種類與暴露形態日益複雜。台灣壓力容器製造廠商估計約有 300 家，相關電焊作

業勞工可能從事於局限空間作業環境，暴露危害可能很高，本研究針對此作業可能產

生之安全衛生危害進行調查研究，掌握國內相關勞工暴露之實況，並提出相關改善及

預防危害之建議。

第九節 工作項目

一、探討壓力容器製造產業電焊作業之危害資訊。

二、製程電焊作業重金屬暴露調查。

三、作業勞工尿液樣本重金屬濃度調查。

四、提出改善及預防危害方法之建議。

11

第二章 實驗方法與步驟

第一節 設備及材料

一、設備

(一)感應耦合電漿原子放射光譜儀(ICP-OES, Inductively Coupled Plasma - Optical

Emission Spectrometer)：Optima 7000DV，Perkin Elmer。

(二)微波消化爐：MARSXpress，CEM。

(三)加熱板：PC-420D，Corning。

(四)感應耦合電漿質譜分析儀(ICP/MS, Inductively coupled plasma mass spectrometry )：

7500ce，Agilent。

(五)Marple 298採樣器：Tisch Environmental, Inc。

(六)分光光度計 (UV-Vis)：8453，Agilent。

(七)離子層析/電導度偵測：配備有HPIC-AG4A保護管柱、HPIC-AS4A分離管柱、AMMS

陰離子微膜抑制管柱、電導度偵測器及積分器或同等級者，Dionex。

(八)CENTER 322 噪音計：Center。

二、材料

(一) 採樣介質：0.8 µm, MCE(mixed cellulose ester membrane)、5 µm, PVC (polyvinyl

chloride )

(二) 硝酸：65%，試藥級，Sigma-Aldrich。

(三) ICP標準品：

1. ICP Multi-element standard solution IV (23 element in diluted

nitric acid) 1000 mg/L：Ag, Al, B, Ba, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, K, Li, Mg,

Mn, Na, Ni, Pb, Sr, Tl, Zn，Merck。

2.鐵標準品：ICP standard solution，1000 mg/L，High-Purity。

(三)氬氣：純度 99.999 ％。

(四)去離子水：使用Minipore Mini-Q所製的去離子水，其比電阻（Specific

resistance）需達≧18M Ω-cm。

12

(五)表面擦拭採樣紙：Ghost Wipe，15 x 15 cm，Environmental Express。

(六)微量分注器：200 μL、1 mL、5 mL，Eppendorf。

(七)定量瓶：10 mL，Class A。

(八)燒杯：250 mL，Pyrex。

(九)ICP-OES 樣本瓶：PP 材質，15 mL 離心瓶，DB Falcon。

(十)注射筒濾膜：25mm、0.45 μm Super Membrane，Pall。

(十一)ICPMS 樣本瓶：PP 材質，4 mL。

第二節 作業環境空氣樣品採樣分析

一、採樣策略：

依據壓力容器會員名冊，選取 3 家大於 50 人及 2 家小於 50 人壓力容器工廠，

共計 5 家。其中 2 家為不鏽鋼壓力容器製造工廠，另 3 家為進行碳鋼及不鏽鋼材壓力

容器製造工廠。作業依製程區分為電焊、組立及拋光，規劃定點採樣、個人採樣點、

生物性樣品及受試者生活型態問卷調查。

二、金屬含量採樣方法：勞委會 CLA 3011 方法 (或 NIOSH NMAM #7600) [33]

採樣方法條件如下:

(一)採樣介質：0.8µm, MCE (mixed cellulose ester membrane)

(二)採樣流率：2 L/min

(三)採樣體積：5-1000L

(四)運送：室溫

三、六價鉻採樣方法：勞委會 CLA 2312 方法 (或 NIOSH NMAM #7300)[34]

(一)採樣介質：5 µm, PVC (polyvinyl chloride )

(二)採樣流率：2 L/min

(三)採樣體積：8-400 L

(四)運送：室溫

四、無機酸(硝酸及硫酸)採樣方法：勞委會 CLA 2406 方法[35]

13

(一)採樣介質：矽膠管(400mg/200mg)

(二)採樣流率：200 mL/min

(三)採樣體積：3-100 L

(四)運送：室溫

五、濾紙金屬含量分析：

(一)纖維素酯濾紙樣本微波消化：

打開濾紙匣，取出樣本及空白樣本，放入微波消化管中，加入約 3mL 濃硝酸，

蓋上鎖緊微波消化管，置於微波消化爐中，待消化完全，冷卻後，將溶液吸入定

量瓶中，用 1﹪硝酸溶液定量至 10mL。微波消化程序詳見表 6：

表 6 微波消化爐纖維素酯濾紙消化條件

功 率 時間 最高溫度 維持

300 W 100% 20 分 200 。C 1 分

(二)儀器分析：分析使用感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(ICP-OES, inductively

coupled plasma-optical emission spectrometry)，其儀器操作參數如

表 7。

14

表 7 ICP-OES 儀器操作參數

儀器參數 操作條件

電漿電源功率 1300 W

電漿觀測模式 軸向

使用氣體 氬氣

電漿氣體流率 15 L/min

霧化氣體流率 0.8 L/min

輔助氣體流率 0.2 L/min

樣本導入流率 1.5 mL/min

注入(內)管直徑 1.14 mm

清洗時間 120 sec

(三)方法評估

1.檢量線配製

檢量線配製方法使用體積稀釋法，建立檢量線濃度 0.5 至 12.5 µg/L，檢量線濃度

至少 5 點以上，並確保檢量線濃度線性迴歸(R2)皆大於或等於 0.995，當條件達到訂定

要求後再進行樣品分析。

2. 可量化最低濃度（Limit of quantitation, LOQ）

於檢量線線性範圍之最低濃度 0.25 µg/L，添加待測物於採集介質中，進行前處理

微波消化後以 ICP-OES 分析，並以回收率評估所得之回收率校正，若測定結果的偏差

不大於 10 %，及變異係數不大於 7 %，則以該檢量線最低濃度為本方法之最低可量化

濃度。

3.方法偵測極限(Method detection limit, MDL)

添加已知濃度(1 µg/mL，最後稀釋20倍，並落於檢量線範圍內)於採集介質中，進

行前處理微波消化後以 ICP-OES 分析，重覆分析七次。求其平均測定值及標準偏差，

標準偏差之 3 倍即為此分析方法之偵測極限值。

15

4.回收率(Recovery)及再現性

本分析選取三組以上空白樣品，使用金屬標準液添加已知濃度(1 µg/mL)，再扣除

未添加之空白樣品，進行儀器分析，以計算樣品回收率(%)，所得濃度計算分析變異係

數(CVa)。

六、濾紙(可溶性)六價鉻含量分析：

(一)樣品前處理

將 7 mL 0.5N H2SO4 浸泡濾紙 5～10 分鐘，以 2～3 mL 0.5N H2SO4 清洗含有濾

紙的瓶子並將洗液倒入漏斗濾紙過濾，再以 5～8 mL 0.5N H2SO4 清洗漏斗和濾紙表

面。加 0.5 mL diphenyl carbazide 溶液到溶液中。以 0.5N H2SO4 定容至總體積 25 mL。

充份混合並靜置最少 2 分鐘但不超過 40 分鐘使顏色生成。

(二)儀器分析：40 分鐘內用 UV(540 nm)測量並記錄吸收度。

七、矽膠管無機酸(SO4-2、 NO3-1)含量分析：

(一)樣品前處理

打開矽膠管分別取出前後段矽膠，分別加入 10mL 1.8mM Na2CO3/1.7mM

NaHCO3 流洗液，於沸水浴中加熱 30 分鐘。

(二)儀器分析：離子層析/電導度偵測，如表8所示。

表 8 離子層析分析條件

管柱 (1)HPIC-AS4A(2)AMMS-1

流洗液 1.8mM Na2CO3/1.7mM NaHCO3

流速 2.0 mL/min

計量範圍 10 μS ( full scale)

注射量 50 uL

八、噪音量測：

選擇工作場所中區域進行噪音計測定，使用的儀器為 CENTER 322噪音計，設

16

定為慢回應，每5 秒記錄1 筆數據，每個採樣點測量4點以上，注意測定地點不要有遮

蔽音源的物體阻擋而影響測定結果的準確性。

第三節 尿液樣本採樣分析

一、人體試驗計畫申請：依照赫爾辛基宣言於國內完成三軍總醫院人體試驗審議會通

過本案申請。於受試單位當面對受試者解說及招募，完成同意書簽署後，進行尿

液樣本及生活型態問卷調查。

二、 採樣策略：依據勞工作業別電焊、研磨及組立進行個人空氣樣品採樣及受試者生

活型態問卷調查。

三、收集方法：

(一)樣本：下班前尿液。

(二)運送：冷藏。

四、金屬含量分析：

(一)尿液前處理：以去離子水稀釋尿液樣本(3 倍稀釋)再進行儀器分析。

(二)分析方法：使用感應耦合電漿質譜分析儀 (ICP-MS, Inductively coupled plasma

mass spectrometry)，儀器操作參數如表 9。

表 9 ICP-MS 儀器操作參數

Plasma RF power 1500 V Sample depth 10.0 mm Torch-H -0.8 mm Torch-V -0.5 mm Carrier gas 1.0 L/min Makeup gas 0.3 L/min Nebulizer pump 0.15 rps S/C Temp 5 ℃

Reaction cell He gas 5.5 mL/min

五、分析方法評估：

(一)尿液添加回收率與再現性

17

取尿液添加樣品(25 µg/L)進行感應耦合電漿質譜分析儀分析，作 3 重覆分析。

(二)偵測極限(MDL)

配製 2.5 µg/L 的金屬添加尿液樣本，重複七次分析，並推出添加濃度後，取其

三倍標準差，做為本分析方法的方法偵測極限（MDL）。

第四節 統計分析

使用 Mann-Whitney U test 檢定分組是否具統計差異。

18

第三章 結果

第一節 分析方法評估

一、檢量線

配製完成之 5 種以上不同濃度六價鉻標準溶液進行前述 UV-Vis 分析，檢量線範

圍為 0.01~ 0.2 mg/L，標準溶液 R2 可達 0.999 (r 值 >0.995)，圖 5。將配製完成之 5 種

以上不同濃度鎳、錳、鉻、鋁、鋅、銅及鐵標準溶液進行前述 ICP-OES 分析，檢量線

範圍為 0.5~ 12.5 mg/L，標準溶液 R2 可達 0.998 (r 值 >0.995) ，圖 6。配製完成之 5

種以上不同濃度硝酸根及硫酸根標準溶液進行前述離子層析儀分析，檢量線範圍為

0.3~ 10 mg/L，標準溶液 R2 可達 0.999 (r 值 >0.995)，圖 8。於纖維素酯濾紙添加 1000

µg/L 進行方法添加回收率與再現性之評估，鎳、錳、鉻、鋁、鋅、銅及鐵添加回收率

86.3-96.8 %之間，分析變異係數皆小於 3 ％，表 10。

以空白尿液基質添加 5 種以上不同濃度之鎳、錳、鉻、鋁、鋅及鐵尿液標準溶液，

進行前述 ICPMS 分析，檢量線範圍 0.5 ~ 50 ng/L，尿液標準溶液 R2可達 0.993 (r 值

>0.995)，圖 7。鎳、錳、鉻、鋁、鋅、銅及鐵添加回收率 96.5 – 102.6 %之間，分析變

異係數皆小於 4 ％，表 11。

配製 25 µg/L 鎳的尿液樣本，置於塑膠試管中，貯存在–30 ℃ 的冰箱中，每隔

0、、7、14、21、28 天，取出 3 瓶分裝試管進行鎳濃度分析，分析結果在 28 天內測

試面積值與第 0 天(第一次)測試值的比例維持在正負 10%內，表示置–20 ℃保存，尿

液中鎳濃度至少保持 28 天以上之穩定性。

19

Cr 6+

y = 0.8959x + 0.0005

R2 = 0.9999

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250

conc.(ug/mL)

abs

圖 5 六價鉻之檢量線

表 10 空氣中金屬濃度採樣分析方法評估

金屬 方 法 偵 測 極 限

(µg/mL) 定 量 偵 測 極 限

(µg/mL) 回收率

(%) 分析變異係數

(%) 鋁 0.016 0.052 94.8 1.7 鉻 0.007 0.024 94.5 1.7 錳 0.016 0.052 91.4 2.1 鎳 0.004 0.013 92.6 2.4 銅 0.007 0.024 96.8 2.2 鐵 0.009 0.030 86.3 2.5 鋅 0.004 0.013 90.6 2.1

表 11 尿液中金屬濃度分析方法評估

金屬 回收率 (%) 分析變異係數(%) 鋁 101.3 2.5 鉻 101.9 3.1 錳 102.5 3.2 鎳 102.1 2.9 銅 102.6 3.4 鐵 96.5 3.9 鋅 98.7 2.5

20

Al

y = 1E+06x - 49757

R2 = 0.9997

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

0 5 10 15 20conc.(mg/L)

resp

onse

Cr

y = 741355x + 118627

R2 = 0.9992

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

0 5 10 15 20

conc.(mg/L)

resp

onse

Cu

y = 1E+06x + 76458

R2 = 0.9996

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

0 5 10 15 20

conc.(mg/L)

resp

onse

Fe

y = 934014x + 182523

R2 = 0.9987

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

16000000

0 5 10 15 20

conc.(mg/L)

resp

onse

Mn

y = 7E+06x + 1E+06

R2 = 0.9982

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

100000000

0 5 10 15

conc.(mg/L)

resp

onse

Ni

y = 291930x + 57615

R2 = 0.9988

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

4500000

5000000

0 5 10 15 20

conc.(mg/L)

resp

onse

Zn

y = 36346x + 7795.7

R2 = 0.9983

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

0 5 10 15

conc.(mg/L)

resp

onse

圖 6 溶液基質之多種元素檢量線

21

Al

y = 213.75x - 119.53

R2 = 0.9939

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/mL)

resp

onse

Cr

y = 1189.1x - 595.22

R2 = 0.997

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/mL)

resp

onse

Cu

y = 15646x - 1048

R2 = 0.9966

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/mL)

resp

onse

Fe

y = 161.18x - 220.38

R2 = 0.9943

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/mL)

resp

onse

Mn

y = 5741.9x + 125.65

R2 = 0.9999

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/mL)

resp

onse

Ni

y = 5427.6x + 849.13

R2 = 0.9999

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/L)

resp

onse

Zn

y = 3371.7x + 904.23

R2 = 0.9999

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

0 10 20 30 40 50 60

conc.(ng/mL)

resp

onse

圖 7 尿液基質添加金屬之檢量線

22

HNO3

y = 0.4547x + 0.0142

R2 = 0.9997

0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00

conc.(ug/mL)

area

H2SO4

y = 0.5757x - 0.0147

R2 = 0.9997

0

1

2

3

4

5

6

7

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0

ug/mL

area

圖 8 硝酸及硫酸之檢量線

第二節 電焊作業

一、母材(base metal)主要成分

(一)不鏽鋼

不鏽鋼是一種以鐵為主的鋼材，鉻含量約在 18~20 %；鎳含量約在 8~12 %；錳

金屬含量約在 2% ，銅金屬含量約在 0.75 %，成分依需求不同而異。其他非金屬成分

為碳、矽、磷、硫及氮。

(二)碳鋼

碳鋼也是一種以鐵為主的鋼材，除了鐵以外，錳的含量約在 0.3 % ~ 0.9 %，其他

非金屬成分包括碳、矽、磷及硫，碳的含量約在 0.25 % ~ 0.39 %，矽的含量約在 0.1 %

~ 0.35 %，磷及硫小於 0.35 %。

二、銲材(weld rod)主要成分

銲材除含鐵外，鉻含量最高，約在 20 %；鎳含量約在 10 %；錳金屬含量約在

2% ，銅金屬及鉬含量約在 0.04 %，其他非金屬成分為碳、矽、磷、硫及氮。包藥材

材料主要由大理石、螢石、金紅石、純鹼、水玻璃、錳、鐵等組成。

參、焊接操作條件

23

表 12 不鏽鋼電焊型式

型式 電極 保護氣體 基材 焊材

氣體金屬電弧焊(Gas metal arc welding, GMAW)

電焊線 97 %氬氣+3 %氫氣 不鏽鋼 AWS ER316L

氣體鎢極電弧焊(Gas tungsten arc welding, GTAW)

鎢 99.9 %氬氣 不鏽鋼 AWS ER316L

表 13 碳鋼常用焊接型式

型式 電極 保護氣體 基材 焊材

氣體鎢極電弧焊(Gas tungsten arc welding , GTAW)

鎢 99.9 % 氬氣 高碳鋼~中碳鋼

E7028

保護金屬電弧焊(Shielded metal arc welding, SMAW)

金屬 二氧化碳 高碳鋼~中碳鋼

E71T-1

潛弧焊(Submerged arc welding, SAW)

電焊線 焊材包覆 高碳鋼~中碳鋼

EL8

第三節 作業環境空氣中有害物濃度調查

一、勞工作業狀況

壓力容器產業依壓力容器同業工會資料約有 300 家，90 % 業者屬於中小企業，以

20~40 位員工居多。勞工作業型態皆為 8 小時上下班制、依工作需求調整加班時數。

除廠區內工作外，還可能外派至機台安裝地點進行維修作業，外派維修機動性高，不

在本研究涵蓋範圍內。壓力容器產業之電焊相關作業，依職務一般可再分為電焊及組

立作業，若依是否使用自動焊接機可再分手工(人工)焊接、自動焊接。以目前國內廠區

規模，自動焊接機都少於 4 台。

二、勞工作業環境空氣中金屬濃度

將中型 3 家工廠(A~C)所採得空氣樣品分為電焊及拋光(研磨)作業，而 2 家小型工

廠(D~E)，因製程作業簡單，作業人數也少，僅針對電焊相關作業進行採樣分析。勞工

作業環境空氣中金屬濃度主要針對其中濃度較高之 7種金屬，分別為Al, Cr, Mn, Ni, Cu,

Fe 及 Zn 進行評估。A 廠的拋光作業之鐵金屬最高，其次為鋁、鎳及鉻；電焊作業的

鉻金屬最高，其次為鋁及鎳，而鐵金屬反而不高。B 廠的電焊作業之鉻金屬最高，其

24

次為錳及鐵；拋光作業的鐵金屬最高，其次為鋁及錳。C 廠的電焊作業之鐵金屬最高，

其次為鉻及銅；拋光作業的鐵金屬最高，其次為鉻及銅。D 廠的電焊作業之鐵金屬最

高，其次為鋁及鉻。E 廠的電焊作業之鐵金屬最高，其次為鉻及錳(圖 9)。雖然暴露金

屬種類相似，但各廠間濃度及金屬組合並不相同(圖 10)。

25

圖 9 電焊作業空氣中金屬濃度比較

26

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

Fe-w Fe-p Al-w Al-p Cr-w Cr-p Mn-w Mn-p Ni-w Ni-p Cu-w Cu-p Zn-w Zn-p

conc

.(ug

/m3)

A

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

Fe-w Fe-p Al-w Al-p Cr-w Cr-p Mn-w Mn-p Ni-w Ni-p Cu-w Cu-p Zn-w

conc

.(ug

/m3)

B

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

Fe-w Fe-p Al-w Al-p Cr-w Cr-p Mn-w Mn-p Ni-w Ni-p Cu-w Cu-p Zn-w Zn-p

conc

.(ug

/m3)

C

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

Fe-w Al-w Cr-w Mn-w Ni-w Cu-w Zn-w

conc

.(ug

/m3)

D

0.000

200.000

400.000

600.000

800.000

1000.000

1200.000

Fe-w Al-w Cr-w Mn-w Ni-w Cu-w Zn-w

conc

.(ug

/m3)

E

圖 10 不同廠別(A~E)及作業別(電焊:w, 拋光:p)之金屬濃度分佈

比較金屬在電焊作業及拋光作業的濃度發現，電焊作業金屬濃度一般都高於拋光

作業，例外情況於 A 廠及 C 廠之 Fe 金屬、B 廠之 Ni 金屬、C 廠之 Cr 金屬。

Zn 金屬的暴露情境較特殊(表 12)，僅於 D 廠(n=3)有 2 點測出數據，其中 1 點高

於 1 mg/m3 ，另於 C 廠(n=6)僅有 1 點測出數據(表 14)。針對電焊及拋光作業以 Cr 金

屬為分析目標並無統計學顯著差異(p>0.05)。

27

表 14 鋅金屬於不同作業中濃度差異

廠別電焊 拋光

n Mean (µg/m3) GM (µg/m3) n Mean (µg/m3) GM (µg/m3) A 6 n.d. n.d. 8 n.d. n.d. B 12 n.d. n.d. 7 n.d. n.d. C 6 6.898 0.002 4 n.d. n.d. D 3 505.669 0.057 -- -- -- E 2 n.d. n.d. -- -- -- [註] 偵測極限

第四節 尿液樣本中金屬濃度調查

一、 暴露勞工尿液中金屬濃度調查結果

由表 16 為各廠別間勞工尿液中金屬算術平均濃度，其中鐵濃度最高，次之為

鋅金屬，再來為鋁金屬。

表 16 各廠別間勞工尿液中算術平均金屬濃度

廠別 n Al Cr Mn Ni Fe Cu Zn

A 21 20.89 1.69 0.55 3.96 69.75 3.83 79.72

B 29 13.45 3.27 3.23 2.53 115.98 4.5 79.72

C 27 17.98 3.59 0.35 1.71 84.28 5.0 98.03

D 5 21.5 5.49 2.28 2.92 143.57 4.85 29.54

E 3 12.36 7.58 1.89 2.04 2155.35 3.06 95.73

[註]單位: µg/g Cr

圖 11 A 廠不同作業別(電焊:w, 拋光:p)尿液中金屬濃度比較

A 廠的拋光作業勞工尿液中之鋅金屬最高，其次為鐵及鋁；電焊作業的鐵金屬最

高，其次為鋅及鋁(圖 11)。

29

圖 12 B 廠不同作業別(電焊:w, 拋光:p)尿液中金屬濃度比較

B 廠的電焊作業勞工尿液中鐵金屬最高，其次為鋅及鋁；拋光作業趨勢亦同(圖

12)。

圖 13 C 廠不同作業別(電焊:w, 拋光:p)尿液中金屬濃度比較

C 廠的電焊作業勞工尿液中之鋅金屬最高，其次為鐵及鋁；拋光作業趨勢亦同(圖

30

13)。

圖 14 D 廠不同作業別(電焊:w, 拋光:p)尿液中金屬濃度比較

D 廠的電焊作業勞工尿液中之鐵金屬最高，其次為鋅及鋁(圖 14)。

圖 15 E 廠不同作業別(電焊:w, 拋光:p)尿液中金屬濃度比較

E 廠的電焊作業勞工尿液中之鐵金屬最高，其次為鋅及鋁(圖 15)。各廠間勞工尿

液中金屬濃度組合差異不大。

個人空氣中 Cr 金屬暴露濃度與勞工尿液中 Cr 金屬濃度間 Pearson 相關性係數

31

0.52，約達中度相關性，結果顯示空氣中鉻金屬可能影響勞工體內鉻金屬濃度，但須進

一步分析、排除其他干擾因子(飲食、個人衛生習慣、抽菸或飲酒等)所造成的影響。

第五節 噪音暴露

表 17 各廠間噪音值

factory n 最高 最低 平均 mean

B

組立區 4 88.8 84.6 86.7 84.08 拋光區 4 90 87.4 88.7

成品區 4 83.3 77.6 80.5 焊接區 4 80.9 79.9 80.4

C

組立區(2F) 4 84.3 79.9 82.1 81.9 拋光區(2F) 4 87.1 84.2 85.7

成品區(1F) 4 80.5 70.3 75.4 焊接區(2F) 4 89.2 79.6 84.4

D 組立區 4 87.2 83.7 85.5

72.3 焊接區 4 85.4 83.2 84.3 辦公室 4 47.5 46.6 47.1

[註]單位:dBA

表 17 B 廠有 2 個作業區(組立及拋光)、B 廠及 D 廠有 1 個作業區(組立)噪音平

均值高於 85 dB，針對高噪音作業區可以進一步進行噪音劑量量測是否符合『勞工安

全衛生設施規則』第 300 條規定。針對工作場所中研磨機、鑽孔及切割等產生強烈噪

音之機械，應予以適當隔離，並與一般工作場所分開為原則來減少勞工暴露。

第六節 安全衛生狀況調查

一、吊掛作業安全防範

工廠作業常需利用『固定式起重機』進行吊掛作業，依據本會職災統計資料，製

造業罹災機具以『固定式起重機』最多，主要原因為「無操作或吊掛人員合格證明」、

「人員進入吊掛物下方或吊掛物通過人員上方」、「起重機未經檢查合格」、「吊具

無防脫裝置」等，應加強落實事業單位常因方便，忽略加裝防滑舌片，防止物品脫落，

也因實施吊掛作業，落實勞工佩戴安全帽。

二、高架作業安全防範

32

製程中需有高架作業，提供梯子，站立平台過小，易致墜落危險。高度在 2 公尺

以上者平台，依據「高架作業勞工保護措施標準」中採取必要安全措施，包括設置平

台、護欄等設備。臨時施工架因安全考量，雖未達高度在二公尺以上建議設置護欄，

並加寬平台，保護勞工安全。建議可以提供移動式護欄使用，以防止墜落危險。

常見於 2 樓高架上有放置材料，高度超過 2 公尺，護欄高度不足 90 公分，易

致墜落危險。

三、感電危害安全防範

電焊機必須加裝自動電擊防止裝置、使用時要戴上絕緣手套與護目鏡、焊接柄之

把手需要有絕緣批覆、機體外殼要設置接地線，電焊機需加裝漏電斷路器。

四、安全衛生管理

研磨拋光為粉塵作業場所之一，嚴禁勞工於粉塵作業之場所飲食及吸煙，需有

嚴禁吸煙標示。最好能將休息室與工作區隔開，不在工作場地喝水、吃東西。

焊接所致粉塵於現場易有蓄積，建議於兩旁窗戶增設排氣裝置，提高整體通風換

氣。

五、聽力保護

拋光作業因需要使用研磨機、組立作業可能於進行鑽孔及切割等機械作業產出高

分貝噪音或衝擊性噪音，須加強規劃勞工聽力保護計畫。

33

第四章 結論與建議本研究擬針對壓力容器製造勞工採集尿液及空氣樣品，進行全面性相關危害物濃

度分析，掌握國內相關勞工暴露之實況，以利日後職業病認定及焊接作業之職業安全

衛生、風險控制及工程控制之參考。

第一節 結論

一、 作業環境中粒狀有害物濃度都低於容許濃度標準，且各廠有害物平均濃度因廠

區設計、作業情況及通風狀況不同而有差異。

(一) 金屬作業環境空氣中金屬平均濃度(除鋅以外)以 E 廠最高，C 及 D 廠最低：

E 廠的鐵金屬及鉻金屬平均濃度分別為 1032.9 µg/m3 及 181.1 µg/m3 為最高；

D 廠最低，其中鐵金屬及鉻金屬平均濃度分別為 212.5 µg/m3 及 4.55 µg/m3。

(二) 壓力容器製造業作業環境空氣中金屬濃度較高之 7 種金屬，分別為 Al, Cr,

Mn, Ni, Cu, Fe 及 Zn。

(三) 各廠間濃度較高金屬組合不同，A 廠的拋光作業之鐵金屬最高，其次為

鋁、鎳及鉻；電焊作業的鉻金屬最高，其次為鋁及鎳，而鐵金屬反而不高。

B 廠的電焊作業之鉻金屬最高，其次為錳及鐵；拋光作業的鐵金屬最高，其

次為鋁及錳。C 廠的電焊作業之鐵金屬最高，其次為鉻及銅；拋光作業的鐵

金屬最高，其次為鉻及銅。D 廠的電焊作業之鐵金屬最高，其次為鋁及鉻。

E 廠的電焊作業之鐵金屬最高，其次為鉻及錳。雖然各廠間暴露金屬種類相

似，但金屬濃度組合並不相同，顯示作業現場因廠區設計、作業情況及通風

狀況不同，金屬暴露情境變異頗大。

(四) 作業環境空氣中六價鉻濃度，除 E 廠之電焊作業測得 1.04 µg/m3 的濃度，

其餘皆為未檢出。

(五) 電焊作業平均金屬濃度一般都高於拋光作業。比較金屬在電焊作業及拋光

作業的濃度發現，電焊作業平均金屬濃度一般都高於拋光作業，例外情況於

A 廠及 C 廠之 Fe 金屬、B 廠之 Ni 金屬、C 廠之 Cr 金屬。

二、勞工尿液中金屬濃度以 E 廠最高，A 廠最低，其中空氣中鉻金屬暴露濃度與勞

工尿液中鉻金屬濃度為中度相關性：鐵金屬及鉻金屬平均濃度以 E 廠最高，分

34

別為 2155.4 ng/L 及 7.6 ng/L，A 廠最低，分別為 69.8 ng/L 及 1.7 ng/L。個人空

氣中鉻金屬暴露濃度與勞工尿液中鉻金屬濃度間 Pearson 相關性係數 0.52，為

中度相關性。

三、作業區噪音量測有 36 % 超出 85 dBA，須加強規劃勞工聽力保護計畫：其中拋

光作業因需要使用研磨機、組立作業可能於進行鑽孔及切割等機械作業產出高

分貝噪音或衝擊性噪音，須加強規劃勞工聽力保護計畫。

四、注意其他安全衛生危害：除電焊燻煙危害外，須注意作業時相關吊掛作業、高

架作業、(電焊機)感電危害，防止立即性危害，以保護勞工安全衛生。

第二節 建議

一、針對焊接燻煙中的個別粒狀物成份進行量測分析，以確實掌握勞工之暴露危害：

我國作業環境測定機構目前都將電焊與金屬冶煉等作業場所視為粉塵作業場

所，並僅進行總粉塵之檢測，如此將無法確實掌握勞工粒狀有害物暴露之情形，

建議針對焊接燻煙中的個別粒狀物成份，如本研究所述 7 種金屬成分，如有需

要，檢核其特定有害物成份含量，並依照『勞工作業環境空氣中有害物容許濃

度標準』進行個別有害物濃度量測分析，以確實掌握勞工之暴露危害。

二、針對個別焊接作業特性實施特殊健康檢查及預防策略：對於工作場所潛在危害

之認知，可透過對員工的在職教育訓練及職前訓練、提供相關技術手冊及工作

場所的危害標示等方式達成，以傳達工作場所物理性(如感電及噪音等)、化學性

(燻煙、氣體或有機溶劑等)及一般性安全(墜落物、跌倒和起重機移動)危害。作

業環境有害物宜定期監測、搭配勞工特殊健康檢查項目，如尿中鎳檢查，以擬

定相關預防策略及長期追蹤機制，以保護勞工安全健康。

35

誌謝

本研究參與人員除本所分析檢驗組李組長聯雄、楊副研究員秀宜，另包括北區勞

動檢查所陳永哲技正及國協科技顧問有限公司林瑤珍小姐，謹此敬表謝忱。

36

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[34] 行政院勞工委員會採樣分析建議方法：鉻酸，方法編號: 2312。

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第一章 前言第一節 計畫緣由第二節 壓力容器製造產業狀況第三節 壓力容器製造業製程第四節 電焊作業第五節 電焊燻煙的危害2006 年Kenangil 等人報告一位在造船廠工作10年的32歲電焊工，出現姿態不穩 (postural instability)、巴金森氏症、肌張力異常 (dystonia)、及錐體症狀 (pyramidal signs)，在症狀出現後之4個月及17個月，核磁共振攝影檢測於T1 區域 (sequence) 出現蒼白球訊號異常；然該報告中並無空氣、血液或尿液相關暴露數據 [24]。

第六節 暴露評估第七節 法規標準第八節 目的第九節 工作項目

第二章 實驗方法與步驟第一節 設備及材料第二節 作業環境空氣樣品採樣分析一、採樣策略：(一)採樣介質：0.8(m, MCE (mixed cellulose ester membrane)(一)採樣介質：5 (m, PVC (polyvinyl chloride )(一)採樣介質：矽膠管(400mg/200mg)

第三節 尿液樣本採樣分析一、人體試驗計畫申請：依照赫爾辛基宣言於國內完成三軍總醫院人體試驗審議會通過本案申請。於受試單位當面對受試者解說及招募，完成同意書簽署後，進行尿液樣本及生活型態問卷調查。三、收集方法：(一)尿液前處理：以去離子水稀釋尿液樣本(3倍稀釋)再進行儀器分析。

第四節 統計分析

第三章 結果第一節 分析方法評估第二節 電焊作業第三節 作業環境空氣中有害物濃度調查第四節 尿液樣本中金屬濃度調查第五節 噪音暴露第六節 安全衛生狀況調查

第四章 結論與建議第一節 結論第二節 建議

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