化學危害作業之毒性與防護用選用原則 報告人 : 李佶明
無法知己知彼 ; 災害的基本原因 無法妥善控制 ( 處理失當 造成災害 ); 應變錯誤, 災害擴大 相識很久 認識不深
毒理學概論 Paracelsus ( 1493 ~ 1541 ) 曾說 : 所有的物質都是毒性物質 ; 沒有物質不具毒性 一物質之有害或有益決定於它的劑量 毒理學或稱毒物學乃是研究物質毒性之科學 它必需包括 有能造成反應之化學或物理物質之存在 如毒性物質 輻射線等 有生物系統, 在與前述物質作用後, 能產生反應 如神經系統 內分泌系統 肝臟 皮膚等 上述之反應對生物系統是有害的 如肝功能受損 膽鹼酯酵素受抑制 前述物質有適當進入生物系統之管道
毒理學之範疇 環境毒物學 (environmental toxicology): 主要在研究日常生活食 衣 往 行 育 樂及工作環境存在的 ( 化學 ) 物質的毒性及作用 經濟毒物學 (economic toxicology): 經濟毒物學是研究藥物對於有益或無益品種 (economic and uneconomic species) 二者間所具選擇性作用之機轉 有害作用之性質以及在何種條件下才會產生這些作用的一門科學 法醫毒物學 (forensic toxicology): 它是一門處理有關於物質對人類產生有害作用的醫療和法律層面 (medico-legal aspects) 的毒物學
化學物質進入人體途徑 吸入 : 由鼻孔或口腔進入, 經血液或淋巴傳送至器官 ; 肺泡表面積 70~100 平方公尺, 接觸溶入血液, 因此 90% 中毒為呼吸道引起 皮膚接觸 : 經由汗腺 皮酯腺 毛囊滲入後由微血管帶到循環系統 食入 : 污染場所因個人手不清潔或食物暴露於環境, 藉由吃東西或吸煙進入腸胃道吸收 眼睛 : 因潑濺或暴露於霧滴 蒸氣或氣體由眼睛吸收過量引發系統毒性
化學性危害概論 神經危害 皮膚與黏膜危害 (Vesicants) 血液 呼吸系統抑制 (Choking) 強烈的生理反應 (Vomiting) 阻礙生理活動 (Incapacitating) 工業上使用有毒化學物質
Tri-Service General Hospital 具有發展成為武器潛力之物質 可摧毀公共或重要建設之武器 Weapons of Mass Destruction 核子設備 放射物種 化學物質危害 生物危害 毒素 爆裂物 7
緊急醫療網及醫院著重點 罹災者除污方式 罹災者生命跡象 急救方式 中毒時之化學 ( 生化 ) 物品解毒劑 後續的照護及生命延續
空氣中危害物之分類 粒狀物是指懸浮於空氣中的微粒, 其大小通常以微米 (10-4 公分 ) 或次微米 (10-7 公分 ) 為單位 燻煙 生物性微粒 油性物質粉塵 霧滴 氣體 蒸氣
毒性 (Toxicity) 毒性是指對生物體結構造成破壞或功能紊亂的一種性質 通常含有毒性之物質可能經由皮膚 呼吸或口服而導致急性或慢性疾病 而物質的毒性可由 LD50 或 LC50 的標準試驗決定
毒物 毒性 危害及安全 毒物 : 簡單的說, 凡能引起生物體之不正常反應或使其器官功能受到嚴重危害或生命受到成脅者均可稱為毒物 毒性 : 是說明某一物質所能產生之不良生物反應之特性或強度 它可反映出有害物質產生不良生物反應之潛能 危害 : 是毒物在其一條件下對生物系統所可能造成不良反應之一種機率 安全 : 是指在其一條件下, 某一毒物對生物系統不致造成危害的或然率
半數致死濃度 (Lethal Concentration 50%, LC50) 動物實驗中施用之化學物質能使百分之五十實驗動物族群發生死亡時所需要之濃度 通常對水體生物毒理研究及生物呼吸道吸入毒理研究以半數致死濃度替代半數致死劑量 半數致死劑量 (Lethal Dosage 50%, LD50) 動物實驗中, 能致使實驗動物產生百分之五十比例之死亡所需要化學物質之劑量
劑量濃度 LD(LC)50
急毒性 (Acute Toxicity) 高劑量下的化學藥劑在短時間內 ( 通常在 24~48 小時內 ) 對生物體所產生的致毒害效應 暴露的途徑 ( 吸入 接觸 口服 ) 可能為單一途徑或同時為二種或三種方式, 為較易被生物體所吸收之化學藥劑在高劑量下產生立即而致危害的毒性
毒性等級 LD 50 老鼠 單一口服 LC 50 老鼠 四小時吸入 LD 50 兔子 皮膚塗佈 人體可能致死量 劇毒 0.001 <10 0.005 0.0818 公克 很毒 0.001 ~ 0.05 10 ~ 100 0.005 ~ 0.043 一茶匙 中毒 0.05 ~ 0.5 100 ~ 1000 0.044 ~ 0.340 36 公克 微毒 0.5 ~ 5.0 1000 ~ 10000 0.35 ~ 2.81 250 公克 幾乎無毒相當無害 5.0 ~ 15.0 10000 ~ 100000 2.82 ~ 22.6 500 公克 >15 >100000 >22.6 > 500 公克 : 半致死劑量 50%,mg/kg : 半致死濃度 50%,ppm :g/kg
作業環境空氣中有害物之濃度應符合 全程工作日之時量平均濃度不得超過相當八小時日時量平均容許濃度 任何一次連續十五分鐘內之平均濃度不得超過短時間時量平均容許濃度 任何時間均不得超過最高容許濃度
相加效應計算方法 : ( 甲有害物成分之濃度 / 甲有害物成分之容許濃度 ) +( 乙有害物成分之濃度 / 乙有害物成分之容許濃度 ) + ( 丙有害物成分之濃度 / 丙有害物成分之容許濃度 ) 其和大於 1 時, 即屬超出容許濃度
立即致健康危害或死亡濃度 Immediately Dangerous to Life or Health, IDLH 特別針對急性呼吸危害之暴露而定, 達此濃度可能造成 1. 生命喪失 2. 不可逆的健康效應 3. 降低逃生能力
數國職業病發生率對照表 疾病統計美國 1991 新加坡 1996 韓國 1996 台灣 1981-1997 皮膚 58,200 111-0 呼吸系統 20,800 9 366 1,584* 累積傷害 223,600 4 506 - 物理上因素 18,200 - - 21** 聽力損失 - 1,302 163 40 中毒 6,700 67 182 - 心或腦血管疾病 - - 252 - 其他疾病 40,800 28 60 109 職業病總數 368,300 1,521 1,529 1,754 每百萬工人的年發生率 4,066 870 206 36.5 * 主要是塵肺症 ** 主要來源是震動導致的疾病 資料來源 : 郭育良等著 "Occupational Medicine in Taiwan", 將刊於 International Archives of Occupational and Environmental Health
過去十三年間與各單位共同發現之職業病與環境病曾發表 暴露場合致病因病名職業性暴露軸承製造煤油皮膚炎印刷打樣正己烷多發性神經病變巴拉刈製造雙玭啶異構物皮膚癌噴灑農藥殺蟲劑皮膚炎彩色印刷四氯化碳肝炎及腎衰竭瓦窯製造鉛多發神經病變蓄電池回收鉛多發神經病變蓄電池製造鉛塑膠安定劑製造黏扣帶製造二異氰酸甲苯氣喘石綿瓦製造石綿肺功能受損錳 鐵鎔鍊錳巴金森氏症侯群農藥分裝有機磷劑膽鹼酯脢活性下降假皮製造二甲基甲醯胺肝炎噴漆或烤漆混合溶劑肝功能變化神經行為改變鹼氯生產汞亞臨床神經病變硬鉻電鍍鉻酸鼻中膈缺損聚氯乙烯製造氯乙烯 DNA 單股斷裂肝功能變化
化學性危害物質導致事故發生原因 一 放熱 七 揮發出毒性或易燃性物質 ( 苛性鹼 環氧樹酯 ) 二 著火 ( 酸 油酯 ) 八 產生不穩定物質 三 產生氣體 九 超高壓產生 四 產生有毒氣體 十 溶出毒性物質 ( 酸 氰化物 ) 五 爆炸 ( 氯氣 乙炔 ) 十一 釋放有毒粉塵 酸霧 六 產生可燃氣體 十二 劇烈聚合反應
何種狀況需要何種呼吸防護具
呼吸防護具選用前請先確認以下事項 ( 以下資料可由 MSDS 資料庫中查詢 ) 1. 要防護何種污染物 (a) 代號? (b) 化學名 ( 化學式 )? 2. 污染物的狀態 (a) 毒氣? (b) 有害蒸氣? (c) 粉塵? (d) 霧滴? (e) 燻煙? (f) 上述狀態的組合?
呼吸防護具選用前請先確認以下事項 ( 以下資料可由 MSDS 資料庫中查詢 ) 3. 污染物在空氣中容許濃度是多少?PEL 值? 4. 污染環境含氧量? 5. 使用呼吸防護具時污染物的濃度? 是否高過立即致病濃度? 是否高過容許濃度? 6. 此種污染物是否具有能被感知的特性?( 例如 : 刺激性臭 )
呼吸防護具選用前請先確認以下事項 ( 以下資料可由 MSDS 資料庫中查詢 ) 7. 在此濃度下是否對眼睛有刺激性? 8. 此種污染物會經由皮膚吸收嗎? 9. 在一天或一週之內, 工作人員有多少時間會暴露於受污染的環境之內? 10. 在污染的區域附近可能有其他亦會產生其他污染物的製程嗎? 11. 工作場所的溫度? 相對濕度? 12. 工作場所是開闊的區域或是密閉區域? 是否有通風系統? 效果如何?
呼吸防護具分類 1. 外觀 面體 淨氣裝置 ( 濾材 吸收濾罐 ) 2. 氣體供應方式 動力式 無動力式 3. 保護人體方式 淨氣式 供氣式 組合式 4. 污染物種類 粒狀污染物 氣狀污染物 5. 面體內的壓力 正壓式 負壓式
呼吸防護具之分類 呼吸防護具 過濾式 組合式 供氣式 無動力動力式輸氣管面罩組合式自攜呼吸器 防塵面具兼用式防毒面具粒狀物質防護兼用式氣態物質防護
呼吸防護具選擇流程 1. 氧濃度 >19.5% 2. 未達 IDLH 否 SCBA 供氣式 + 輔助呼吸器 粒狀污染物 氣狀污染物 < 10TLV < 50TLV < 1,000TLV 嗅出濃度 <1TLV 嗅出濃度 >1TLV 防塵口罩 正壓式 < 10TLV < 50TLV < 1,000TLV 全面式防塵面具 防毒面具 全面式防毒面具 正壓式 送氣式
呼吸防護具的選擇流程 說明 (1) 在救火 逃生或缺氧環境下, 僅能使用正壓式的自給式呼吸防護具 (SCBA) 或使用正壓式輸氣管面罩加上小型空氣呼吸器的組合 (2) 氧氣含量足夠 (>18%), 但污染物濃度過高的情況 ( 大於立即致病濃 [IDLH]), 會對人體產生顯著的立即傷害, 因此必須使用防護性最好的自給式呼吸防護具 或正壓式輸氣管面罩加上逃生用小型空氣呼吸器的組合
呼吸防護具的選擇流程 (3) 在污染物濃度低於立即致病濃度時, 可依污染物濃度的高低選擇輸氣管面罩 高濃度濾清式口罩或中 低濃度濾清式口罩 (4) 要防護粉塵 燻煙及霧滴等粒狀污染物, 必須使用濾布等過濾性材料 若進一步考慮舒適性, 可使用附電動泵式濾清口罩 (5) 要防護毒氣或有害蒸氣, 可選用不同型式的濾毒罐 但若作業場所內兼有氣狀及粒狀二類污染物, 必須在防護氣狀物的濾毒罐外側再加一片防護粒狀物的濾材, 以達到良好的防護效果
防護具類型 空氣濾清式 : A: 粒狀污染物防塵口罩 正壓或負壓 單一次使用粉塵霧滴濾材 5 1/4 面式粉塵 霧滴濾材 - 5 半面式粉塵 霧滴濾材 - 10 半面式或 1/4 面式高效率濾材 - 10 半面式或 1/4 面式燻煙濾材 - 10 全面式高效率濾材 - 50 防護係數 附電動泵式高效率濾材 + 1,000 附電動泵式粉塵或燻煙濾材 + - B: 毒氣或有害蒸氣之防毒口罩 半面式 - 10 全面式 - 50 空氣供應式 A: 輸氣管面罩 肺力吸引式, 半面式 - 10 肺力吸引式, 全面式 - 50 輸氣管面罩, 無空氣泵, 全面式 - 50 壓力需求式 (Pressure Demand), 半面式 + 1,000 壓力需求式, 全面式 + 2,000 定流量供氣, 半面式 + 1,000 定流量供氣, 全面式 2,000 定流量供氣, 頭罩或短衣 + 2,000 B: 自給式空氣呼吸器 (SCBA) + 開放式, 肺力吸引, 全面式 - 50 開放式, 壓力需求式, 全面式 + 10,000 封閉式, 氧氣筒, 全面式 - 50
防護係數 防護係數越大者, 表示保護效果越好 各種吸吸用防護具有不同的防護係數, 如某一種濾清口罩的防護係數為 10, 表示此種口罩能將外界污染物的濃度濾清為原來的 1/10; 若外界原有 100ppm 的甲苯, 正確的使用半面式口罩後, 口罩內的甲苯濃度將在 10ppm 以下 所以此種防護具適用於污染物濃度在 10 倍 LTV 以下的作業環境
粉塵防護口罩測試規範 ( 中國國家標準 ) 捕集效率與吸氣阻抗 等級捕集效率吸氣阻抗 mmh 2 O {Pa} 特級 99.5 以上 8 {78} 以上 1 級 95 以上 6 {59} 以上 2 級 85 以上 6 {59} 以上
粉塵防護口罩測試規範 ( 中國國家標準 ) 測試條件 流量 :30 L/min 測試腔體積 > 27 m 3 微粒粒徑 < 2 m 微粒濃度 30 5 mg/m 3 測試儀器 : 散光式塵埃測定器
粉塵防護口罩測試規範 ( 中國國家標準 ) 石英粉塵粒徑分佈 (MMD 0.4 m, GSD 2) 粒徑 2 m 以下 1 m 以下 0.5 m 以下 0.3 m 以 下 比率 95 % 90 % 60 % 30 %
42CFR84 之濾材分類 N-Series R-Series* P-Series** Not for oil Resistant to oil Oil Proof 95% 99% 99.97% N95 R95 P95 N99 R99 P99 N100 R100 P100 * Time restriction of 8 hours continuous or intermittent use if oil is present. ** Manufacturer s time use restrictions apply if oil is present.
防塵口罩 (PF=10) R95, 防微細粉塵, 油性懸浮微粒, * 有機氣體 異臭 R95, 防微細粉塵, 油性懸浮微粒,* 酸性氣體 N95, 防微細粉塵,* 有機氣體 臭氧, 防火花延燒 P95, 附排氣閥, 防微細粉塵, 油性懸浮微粒, * 有機氣體 P95, 附排氣閥, 防微細粉塵, 油性懸浮微粒,* 酸性氣體 N100, HEPA 級, 防微細粉塵, 特殊危害物 * 在氣態污染物環境僅可使用容許暴露濃度 (TLV) 以下
防塵口罩 (PF=10)
防塵口罩 (PF=10)
緊密接合式面體 四分之一面體 半面體 全面體 口片式 ( 不需密合度測試 )
四分之一面體
半面體
全面式防塵防毒面具
濾材 呼吸防護具中能夠捕集粒狀污染物之構造
吸收濾罐 吸收罐可能由濾材 吸收劑 催化劑或以上任意組合所構成, 可濾除空氣中特定的氣狀污染物
緊急應變專用濾罐設計概念 第一層 : 高效能濾材, 移除空氣中各式氣膠 外殼 : 抗化學物質破壞材質, 可長時間使用 第二層 : 活性濾床可有效移除空氣或蒸氣污染物
活性碳吸附材 1g 1500 m 2 7500 m 2
寬鬆式面體 寬鬆面罩 頭盔式 氣罩式 全身式
正壓式呼吸防護具 當吸氣時, 防護具面體內的壓力相對於大氣壓力為大時稱之 動力式空氣濾淨呼吸防護具 供氣式呼吸防護具
正壓式呼吸防護具
正壓式呼吸防護具 (Positive Pressure Respirators, PAPR)
C 級個人防護具 呼吸防護具 空氣過濾呼吸防護具 濾棉 濾罐 濾棉與濾罐 動力式呼吸防護具 全面罩式面體與頭罩 濾罐 (cartridge/canister) 運用 已知物種與濃度 濃度低於 IDLH 氧氣充足環境 有適當知濾罐可供使用 56
供氣式全面防護具 (Supplied Air Respirators, SAR) PF=1000
供氣式全面防護具 (Supplied Air Respirators, SAR)
逃生自攜式呼吸器
逃生自攜式呼吸器
自攜式呼吸器 (SCBA)
自攜式呼吸器 (SCBA)
自攜式呼吸器 (SCBA)
防護係數 (Protection Factors, PF) 為防護具選用之參考, 經多次定量密合度測試所得 所選定之防護具的防護係數應大於或等於環境之危害比率 案例 : 使用 PF=10 之防毒面具, 防護對象為甲苯 (TLV= 50ppm) 則可適用之工作環境濃度為 500ppm 以下 危害比率 = 空氣中污染物的濃度 TLV
美國環保署把危害分成四個等級 A 級的危害是既會對人員呼吸及皮膚造成立即危害的狀況 B 級危害, 當氧氣濃度低於 19.5% 或有物質會對人體呼吸系統造成立即性傷害者
A 級 環境狀況 防護具 備註 1. 在高濃度蒸氣 氣體或懸浮微粒的已知有害物質存在下, 對皮膚 眼睛及呼吸系統需要最好防護 ; 或在有害蒸氣 氣體或懸浮微粒存在的工作環境中, 可能產生未預期的噴濺 浸泡或其它曝露狀況, 已知此有害物質對皮膚有危害性或可能經由皮膚吸收 2. 已知對皮膚有很大危害性的物質存在或可能存在, 並且可能接觸皮膚 3. 通風不良區域 1. 正壓全面式的自攜式空氣呼吸器 2. 包含自攜式空氣呼吸器的正壓式輸氣管面罩 3. 氣密式連身防護衣 4. 防護手套 5. 防護鞋 ( 靴 ) 當作業環境中有害物質濃度高達立即致死濃度, 立即致病濃度或造成影響逃生能力的傷害時, 需使用 A 級呼吸防護罩
Selection of Chemical Protective Clothing Diagrammtitel Chemical Aggregate state solid liquid gas Breathing protective device dep. on environm. air dep. on environm. air indep. on environm. air dep. on environm. air indep. on environm. air Filter Filter BA Airline Filter BA Airline mech. stress of the suit strong less strong strong less strong strong less strong strong less strong strong less strong Chem- Tuff Chemrel Chemrel Max Work- Master Chem- Tuff Chemrel Chemrel Max Work- Master Chem- Tuff Chemrel Chemrel Max Work- Master Chem- Tuff Chemrel Chemrel Max Team- Master pro 710 Work- Master Chem- Master Chemrel Max GT Set: Prodbase.ppt; Edition: 01.97; Page: 12
Classification of Chemical Protective Equipment Diagrammtitel Personal Protective Equipment 呼吸防護 身軀防護 Filtering Devices Insulating Devices Eye Protection Head Protection 防護衣 Clothing Hand Protection Foot Protection Chemical Protective Clothing Set: CPSbase.ppt; Edition: 01/97; Page: 1
Kinds of Protective Clothing Protective Clothing Temperature Flames Chemicals Radiation Virus/ Bacterias mechanical Influences Particles Liquids Gases/Vapors Particle Protection Spray tight, Splash Protection Total encapsulation Set: CPSbase.ppt; Edition: 01/97; Page: 2
Testprocedure of the EN (General Configuration) Test Chemical Test Material Pumped air is filtered Test cell Test Equipment (GC) Continuous sampling and detecting. Maximum testing time: 480 minutes When breakthrough reaches 'steady state' test ends. Set: Matbase.ppt; Edition: 01.97; Page: 11
氣密式 A 級防護衣
氣密式 A 級防護衣
B 級防護衣
C 級防護衣
消防用防護衣
化學災害緊急應變處理原則 與處理步驟
物質安全資料表 (MSDS) 救災及救護 一 物質與製造商資料 九 物理及化學性質 二 成分辨識資料 十 安定性及反應性 三 危害辨識資料 十一 毒性資料 四 急救措施 十二 生態資料 五 救火措施 十三 廢棄處置方法 六 洩漏處理方法 十四 運送資料 七 安全處置與儲存方法 十五 法規資料 八 暴露預防措施 十六 其他資料
危害辨識資料
PPE 急救措施
救火措施
物理及化學性質
火爆特性 17% 濃度 3% 可燃範圍 自燃 閃火點 溫度 自燃溫度 IDLH=85ppm
暴露預防措施
安定性及反應性
毒性資料
General First Response Procedures NIOSH/OSHA/USCG/EPA Recommended Zones Staging Area Staging Area Crowd Control Line Hot Line Exclusion (Hot) Zone Command Post Decontamination Line Level A Level B Level C Contamination Reduction (Warm) Zone Support (Cold) Zone
災害現場濃度範圍區分可 現場濃度檢測
檢知管方式檢測 現場濃度檢測 ( 續 )
濃度檢測目的 進行災區安全區域劃分 Level A----- Hot Zone Level B----- Warm Zone Level C----- Cold Zone
個人防護具等級 A 級 B 級 C 級 96
管制配置圖 結合毒性 物性 化性 火災爆炸特性 洩漏量 洩漏濃度及天候 地形等外在條件, 預估其疏散距離及管制區域 區域管制 20 20 風向 ( 隨時注意風向可能變化 ) 1. 搶救人員由受過化災搶救專業訓練之人員擔任 2. 兩人一組著安全防護裝備從事救災 Exclusion Area 災區 禁區或稱熱區 (Hot Zone) 禁區管制線 Contamination Reduction Area 影響區 除污區或稱暖區 (Warm Zone) 除污走道 ( 搶救人員及器材由此走道進入及離開 ) 除污區管制線 安全人員配戴防護裝備隨時準備救援, 並負責人員安全檢查及管制 Support Area 支援區或稱冷區 (Cold Zone) 在上風處設置指揮管制中心 安全助理人員 ( 人力不足時可省略 ), 由位於禁區管制線外之安全人員配戴無線電通報醫療 消防 警察與救災相關單位
緊急應變防護基本裝備 除了呼吸防護設備外, 仍需要其他防護具配合 : 防護衣 (Protective Clothing) 化學 抗高低溫 (thermal) 防輻射 (radiation) 手套 (Gloves) 與長靴 (boots) 頭部 眼部及聽力防護具 偵測 分析 監控儀器 洩漏處理設備 除污設備 (Decontamination) 其他 : 膠帶 通訊設備 照明設備.
緊急應變系統處理流程概要 General First Response Procedures 當面對物質種類不明與濃度不確定時, 僅可使用正壓式自攜帶呼吸防護具或正壓式供氣呼吸防護具含 SCBA 當化學物質種類與濃度確定時, 可選擇適合實際情況之個人防護具, 例如動力過濾式呼吸防護具或負壓式呼吸防護具 101
生產 採購 安全衛生審核 化學品清單 數量 分佈 化學品標示 物質安全資料表 化學品運輸化學品儲存化學品使用化學品廢棄 槽車灌注 儲存管理使用管制廢棄管理
化學品管理 運輸 硬體控制 儲存 使用 廢棄 軟體控制
危險品管理 預防 應變 管制 控制 災害 應變 運輸 儲存 使用 廢棄