作業環境監測數據分析理論與實務

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杨萧
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1 作業環境監測數據 ( 統計 ) 分析理論與實務黃奕孝 willian780676@gmail.com

2 前言 : 數據分析之目的及方法數據分析之目的 : 判斷是否超過暴露標準安全衛生應用 ( 訓練改善通風健康 ) 數據分析方法 1: 趨勢分析數據分析方法 2: 統計分析

3 前言 : 誤差的種類及來源分析誤差原因 : 請填入如何處置 : 請填入採樣誤差原因 : 請填入如何處置 : 請填入環境變異原因 : 請填入如何處置 : 請填入

4 情境 2: 事業單位作業環境監測

5 前言 : 環境監測策略邏輯

6 濫觴於 1977 年 NIOSH

7 1977 NIOSH 暴露評估策略確認污染物物質製程觀察計算可能暴露 Steady state k Factor 工作者採樣 --- 最大可能暴露

8 1977 NIOSH 暴露評估策略為什麼是最高風險勞工 ( 最糟狀況 )? 暴露是變動的 95% 信心最高 10% 的暴露例如 20 人之相似暴露族群需採 13 人之樣本

9 1977 NIOSH 暴露評估策略目的是什麼? OSHA 符合標準,95% 信賴區間決策違反不違反可能超過暴露變動係數方法及分析誤差採樣區間影響 CV TOTAL 全程單一最小誤差

10 1977 NIOSH 暴露評估策略 95% 信賴區間的下限 (LCL 95% ), 95% 信賴區間的上限 (UCL 95% ) LCL 95% =Mean/PEL-1.645*CV TOTAL / n UCL 95% =Mean/PEL+1.645*CV TOTAL / n UCL 95% 1- 不違反 LCL 95% > 違反 LCL 95% 1 及 UCL 95% > 可能過暴露

11 單一數據的分析可限度上下限的關係如下 : LCL=TWA - Error UCL=TWA + Error ( 請填入 ) CVS: 採樣變異係數, 如無驗證資料則以 5 %計 CVa: 分析變異係數, 係指以添加的方式進行回收率測試, 添加量分別相當於待測物 0.5 倍 PEL 1 倍 PEL 及 2 倍 PEL 的濃度乘以適當體積, 每種添加量分別配製 6 個樣本, 則每種添加量之回收率有一個變異係數 3 種添加量則有 3 個變異係數, 3 個變異係數計算所得之變異係數, 稱為分析變異係數 (CVa) 測定結果濃度為 TWA 時, 加上誤差, 就會有ㄧ數據區間, 實際之濃度會處在可信度下限 (LCL) 與可信度上限 (UCL) 之間

12 是否超過暴露標準的考量

13 最大危險群法之策略邏輯找出最大危險群 ( 暴露濃度最高者 ) 是否超過暴露標準第二高危險群最大危險群超過暴露標準? 請填入

14 無法判斷最大危險群但是整個作業環境是一個母群體步驟 1: 決定採樣點數步驟 2: 決定採樣對象步驟 3: 請填入

15 此種環境如何得知暴露實態? 無法判斷最大危險群整個作業環境不是一個母群體

16 可以劃分相似暴露群嗎? 請填入

17 全面監測暴露評估之策略邏輯

18 暴露評估定義 (from AIHA): 建立暴露剖面並決定工作場所暴露於物理化學生物病原等暴露之可接受程度之過程全面性暴露評估 : 針對所有工作者所有暴露所有天數為什麼?

19 暴露濃度分佈偵測結果比職業暴露標準低表示合格? 5ppm OEL:10ppm 濃度 (ppm)

20 暴露濃度分佈暴露實態? 濃 40 度分布機 20 率 OEL:10ppm 可能超過職業暴露標準的部份濃度 (ppm)

21 相似暴露族群工作者 SEG 暴露源工作場所

22 相似暴露群管理濃 40 度分布機 20 率內含兩個 SEG SEG-01 OEL:10ppm SEG 濃度 (ppm)

23 SEG 群組暴露相似性判定分別檢定每個 SEG 的成員對於不同有害物的暴露情形是否為同一組 SEG, 檢定的方法為 ( 參考英國 HSEHealth and Safety Executive, HSE) 的建議, 對於某 SEG 的環測數據評估其自然對數之尺度下組間的第 97.5 百分位與第 2.5 百分位的比 ( ) 若滿足, 則為同一組 SEG

24 監測數據可能狀況檢定結果符合標準 (R 0.95,B 4) 建立暴露剖面收集環測資料與其背景資料檢定環測資料第一類可再劃分成不同的 SEG 分別建立各個 SEG 的暴露剖面檢定結果不符合標準 (R 0.95,B > 4) 第二類暴露情形分散無規律建立暴露剖面不可再劃分成不同的 SEG 第三類在不同的期間有相似的暴露情形分別建立不同期間的暴露剖面第四類 24

SEG 檢測檢測結果第 1 類 R 4 平均濃度 0.1 PEL 第 2 類 R>4, 若平均濃度 > 1 PEL 第 3 類 R>4 且平均濃度 (X) 為介於 0.1<X 1 倍容許濃度時相對應的說明已通過 SEG 檢測, 請進行第二步驟 : 暴露等級機率分析分析時請先輸入或選擇事前機率後, 再點選分析雖然 R>4, 但因平均環測濃度小於 0.

25 SEG 檢測檢測結果第 1 類 R 4 平均濃度 0.1 PEL 第 2 類 R>4, 若平均濃度 > 1 PEL 第 3 類 R>4 且平均濃度 (X) 為介於 0.1<X 1 倍容許濃度時相對應的說明已通過 SEG 檢測, 請進行第二步驟 : 暴露等級機率分析分析時請先輸入或選擇事前機率後, 再點選分析雖然 R>4, 但因平均環測濃度小於 0.1 倍容許濃度標準, 勞工暴露有害物濃度低, 較為安全無虞, 因此可繼續進行暴露等級機率分析雖然 R>4, 但因平均環測濃度大於 1 倍容許濃度標準, 勞工暴露有害物濃度高, 進行暴露等級機率分析時, 可能的結果為暴露等級 4 的機率較高, 因此可繼續進行暴露等級機率分析 SEG 檢測結果 R>4, 且平均濃度 (X) 為介於 0.1<X 1 倍容許濃度之間 1. 可參考下圖或至輸入測定結果處檢視環測數據的背景資料 ( 如 : 有害物當日使用量控制設備是否開啟等 ), 檢視是否有異常的環測結果, 若有異常值請在輸入測定結果處, 的異常值處勾選後, 再重新進行 SEG 檢定 2. 或重新檢視 SEG 劃分是否正確, 若要新增加 SEG, 則請重新至 SEG 代碼表處新增 SEG 後, 再至輸入測定結果處重新輸入 SEG 代號 3. 若無異常值或無法重新劃分 SEG, 則請繼續進行第二步 : 暴露等級機率分析, 但請注意分析的結果可性度將降低, 分析結果僅供參考!! 25

26 案例研討 1

27 案例研討 2

28 關鍵 SEG( Critical SEG) 所估計暴露剖面之上端值 (Upper end) 接近暴露標準, 且每ㄧ工作者間有明顯之變異性

29 暴露評估 - 建立 / 評估暴露剖面暴露剖面 : 一個暴露族群暴露程度的時間變化特性需要估計一個暴露族群內勞工之暴露量及其變化, 再加上估計量適合程度的判斷

30 AIHA 暴露評估定量暴露評估採樣數目估計平均值 6 估計變異數 10

31 暴露評估 - 判斷每ㄧSEG 的暴露剖面的可接受度選擇暴露標準 PELs Working OELs 考慮平均時間 Ceiling STEL TWA

32 AIHA 暴露評估定量暴露評估運用統計學對數常態分布 95 百分位數為其不偏估計量 ( 符合性測試 ) 不確定性監測之不確定性容許暴露標準之不確定性統計可以幫助決策但不能產生決策

33 對數常態分布

34 Goodness of fit 假說 H 0 :normal,h a :not normal H 0 :lognormal,h a :not lognormal 步驟第一步 : 主觀趨勢, 穩定度分析第二步 : 主觀趨勢, 圖形分析對數機率圖第三步 : 客觀的統計程序 W-test

35 範例

37 幾何平均與幾何標準差

38 95 百分位數焦點放在暴露剖面之上端值 95 百分位數可當作符合性統計量目標在決定 95 百分位數掉在那一分類主要在幫助決策, 決定暴露剖面屬於已控制或可接受不可接受落在那一控制範圍

43 95 百分位數 95% 信賴區間上限概念計算 95 百分位數信賴區間上限 (95%UCL) 應用利用 95%UCL 進行統計檢定虛無假說 : 95 百分位數容許暴露標準肯定假說 : 95 百分位數<容許暴露標準如果 95%UCL <容許暴露標準, 我們可以說至少有 95% 信賴度真正的 95 百分位數<容許暴露標準

44 95 百分位數 95% 信賴區間上限程序 1. 計算 gm 及 gsd 2. 使用 n 查表求得 k 值 γ 信賴區間,0.95 p 比例,0.95 n 樣本大小 y=ln(gm) Sy=ln(gsd)

46 暴露剖面管理 -- 輸出報表

47 濃度暴露剖面管理暴露剖面圖示測定結果整理及分析範例量測結果處理 (Exposure profile) 相似暴露群作業環境測定資料統計程式資料輸入統計結果職業暴露標準描述性統計 0.5 樣本數 (n ) 9 最大值 (m a x ) 偵測數據最小值 (m in ) ( m a x n = 5 0 ) 範圍 N o l e s s -th a n ( < ) 大於職業暴露標準百分比 ( % > O E L ) # R E F! o r g re a te r -th a n ( > ) 算術平均值中位數算術標準差 (s ) 自然對數平均值 (L N ) 自然對數標準差 (L N ) 幾何平均值 (G M ) 幾何標準差 (G S D ) 分佈適合度檢定 W - test o f log tran sfo rm ed data ( LN ) Lo gno rm a l ( a = 0.05)? Y es W - test o f da ta N orm al (a = 0.05)? Y es 半對數分佈統計 E st im a te d A rith m etic M e an - M V U E L C L 1,9 5 % - L a n d 's " E x a c t" U C L 1,9 5 % - L a n d 's " E x a ct" 半對數分佈 _ 第 95 百分位 U T L 95 %,9 5 % 大於職業暴露標準百分比 (% > O E L ) L C L 1,9 5 % % > O E L < 0.1 U C L 1, 9 5% % >O E L 常態分佈統計 M e a n L C L 1,9 5 % - t s ta tis tic s U C L 1,9 5 % - t s ta tistic s 常態分佈 _ 第 95 百分位 U T L 95 %,9 5 % 大於職業暴露標準百分比 (% > O E L ) Linear Probability Plot and S e q u e n tia l D a ta P lo t 樣本編號 Logprobability P lot and Least-S quares B est-fit Line 10 0 Idealized Lognormal Distribution 9 9 % 9 8 % % % 8 4 % 7 5 % 5 0 % 2 5 % 1 6 % 1 0 % 5% AM and CI's 95%ile Exposure Profile 濃度

48 實際演練甲苯 SEG A SEG B SEG C SEG D SEG E 1 月 1 日月 2 日月 3 日月 4 日月 5 日

49 要多少樣本數才足以確定暴露實態? 低於 1/10 OEL 或高於 OEL 的測定值, 6~10 個樣本就足已判斷當暴露實態介於 10%~100% OEL, 需要較多樣本為達 95% 信賴水準所需之樣本數樣本數 (n) 實測值 /OEL 變異性小變異性中變異性大比例 (GSD*=1.5) GSD=2 (GSD=2.5) GSD=3 (GSD=3.5) *GSD = 幾何標準差 (geometric standard deviation)

50 假設 A 公司技術員 IPA 測定結果遠低於容許濃度, 要多少數據才夠? 要多少樣本數才足以確定暴露實態?

51 節省經費的作法

52 95% 及 UTL95% 95%

53 幾種可以減少採樣的狀況 (1) 如果暴露實態 ( 輪廓 ) 具有高程度的確定性, 並且統計結果顯示第 95 百分位數暴露值和 UTL95%,95 % 皆小於容許濃度, 暴露被認為是可以接受的 (2) 如果暴露實態 ( 輪廓 ) 具有高程度的確定性, 並且統計結果顯示第 95 百分位數暴露值大於容許濃度, 此相似暴露群的暴露被認為是不可接受的, 需要進行控制措施 (3) 如果統計結果顯示第 95 百分位暴露點估計小於容許濃度, 但是 UTL95%,95% 大於容許濃度時, 暴露被認為是不確定的, 此暴露群需要額外的進行暴露監測累積更多的數據以確定暴露實態 ( 輪廓 )

55 補充 : 貝氏統計如時間足夠再說明

57 傳統統計

58 貝氏統計

60 貝氏統計比傳統統計容易做判斷

62 ( 貝氏定理 ) 講解說明 DMF SEG A SEG B SEG C 1 月 1 日 0.12,0.10, ,5.00, ,3.00, 月 2 日 0.01,0.10, ,1.11, ,2.22, 月 3 日 1.22,5.99, ,2.88, ,4.60, 月 4 日 9.22,8.12, ,0.52, ,1.99, 月 5 日 8.88,9.12, ,4.00, ,3.99, 月 6 日 10.00,9.99, ,5.00, ,2.66, 月 7 日 10.22, ,0.31, ,3.18

63 暴露濃度管理濃 40 度分布機 20 率 OEL:10ppm 可能超過職業暴露標準的部份濃度 (ppm)

64 暴露濃度管理 -- 輸出報表

65 濃度暴露濃度管理暴露時態掌握測定結果整理及分析範例量測結果處理 (Exposure profile) 相似暴露群作業環境測定資料統計程式資料輸入統計結果職業暴露標準描述性統計 0.5 樣本數 (n ) 9 最大值 (m a x ) 偵測數據最小值 (m in ) ( m a x n = 5 0 ) 範圍 N o l e s s -th a n ( < ) 大於職業暴露標準百分比 ( % > O E L ) # R E F! o r g re a te r -th a n ( > ) 算術平均值中位數算術標準差 (s ) 自然對數平均值 (L N ) 自然對數標準差 (L N ) 幾何平均值 (G M ) 幾何標準差 (G S D ) 分佈適合度檢定 W - test o f log tran sfo rm ed data ( LN ) Lo gno rm a l ( a = 0.05)? Y es W - test o f da ta N orm al (a = 0.05)? Y es 半對數分佈統計 E st im a te d A rith m etic M e an - M V U E L C L 1,9 5 % - L a n d 's " E x a c t" U C L 1,9 5 % - L a n d 's " E x a ct" 半對數分佈 _ 第 95 百分位 U T L 95 %,9 5 % 大於職業暴露標準百分比 (% > O E L ) L C L 1,9 5 % % > O E L < 0.1 U C L 1, 9 5% % >O E L 常態分佈統計 M e a n L C L 1,9 5 % - t s ta tis tic s U C L 1,9 5 % - t s ta tistic s 常態分佈 _ 第 95 百分位 U T L 95 %,9 5 % 大於職業暴露標準百分比 (% > O E L ) Linear Probability Plot and S e q u e n tia l D a ta P lo t 樣本編號 Logprobability P lot and Least-S quares B est-fit Line 10 0 Idealized Lognormal Distribution 9 9 % 9 8 % % % 8 4 % 7 5 % 5 0 % 2 5 % 1 6 % 1 0 % 5% AM and CI's 95%ile Exposure Profile 濃度

66 要多少樣本數才足以確定暴露實態? 低於 1/10 OEL 或高於 OEL 的測定值, 6~10 個樣本就足已判斷當暴露實態介於 10%~100% OEL, 需要較多樣本為達 95% 信賴水準所需之樣本數樣本數 (n) 實測值 /OEL 變異性小變異性中變異性大比例 (GSD*=1.5) GSD=2 (GSD=2.5) GSD=3 (GSD=3.5) *GSD = 幾何標準差 (geometric standard deviation)

67 暴露濃度管理濃 40 度分布機 20 率內含兩個 SEG SEG-01 OEL:10ppm SEG 濃度 (ppm)

68 職業暴露評估整體流程運用監測數據的值判斷相對風險高低運用監測數據的數量判斷未知程度大小

69 健康風險評估暴露分級暴露平均濃度 4 >PEL 3 50% ~ 100% PEL 2 10% ~ 50% PEL 1 <10% PEL 分級危害效應 4 威脅生命, 產生嚴重的傷害或疾病 3 具有不可逆的健康效應 2 具嚴重的可逆的健康效應 1 具一般的可逆健康效應 0 輕微且可逆的健康效應或不致嚴重影響健康風險 = 毒性 * 暴露程度危害物毒性等級暴露等級

70 資料不確定性分級 3 高不確定性 2 普通不確性 1 確定缺乏足夠的暴露評估資料或危害物毒性資料, 無法進行可接受式不可接受之判斷雖有足夠的資料進行可接受式不可接受之判斷, 但仍需更多資料方能進行風險評估暴露狀況及危害物質毒性資料充足, 職業衛生師有足夠的資料進行可接受與否之判斷

71 Health Risk Rating 風險評估 2. 環測資料分析 9 S09 SEG 測定化合物暴露等級健康效應等級健康風險等級不確定度 S01 環氧丙烷 S02 環氧丙烷 S03 環氧乙烷 S04 工程控制 S03 S05 防護及資訊需求 S07 S04 環氧丙烷 S05 環氧乙烷 S06 環氧丙烷 S07 硫酸 S08 S0 1 S08 硫酸 S09 苯乙烯 S02 S06 週期性評估 Uncertainty Rating 4

72 Health Risk Rating 半定量風險評估步驟 9 8 S04 S03 S09 S05 定性風險分析為高者, 進行環測, 分析其暴露濃度 7 工程控制防護及資訊需求 6 S S08 S01 針對高風險群執行環境測定或暴露評估高危害物質無法進行採樣分析者, 直接設 2 1 S02 S06 週期性評估定為高風險 SEG, 進行定量風險分析 Uncertainty Rating 4

158 中極學刊一前言清末著名的改良戲曲黑籍冤魂原為清末小說家吳趼人寫的短篇小說名伶夏月珊將其稍易節目並搬演於舞臺由於劇情發人深省反映社會之弊故引起當時熱烈的迴響黑籍冤魂可說是晚清啟蒙儀式中最為重要的片段之一

158 中極學刊一前言清末著名的改良戲曲黑籍冤魂原為清末小說家吳趼人寫的短篇小說名伶夏月珊將其稍易節目並搬演於舞臺由於劇情發人深省反映社會之弊故引起當時熱烈的迴響黑籍冤魂可說是晚清啟蒙儀式中最為重要的片段之一中極學刊第八輯國立暨南國際大學中國語文學系 2 0 1 4 年 1 2 月張純梅暨南國際大學中文所摘要晚清戲曲改良運動為近代戲曲奠定了現代性之基礎尤其是於清末 1908 年上海竣工的新式劇場新舞臺不僅使觀劇空間硬體設備如燈光照明道具舞臺設計等改變演員表演形態