第五節 呼吸防護具密合度性能
495701360 江堯昌
(本節由勞工衛生組陳春萬彙整)
一､緣起
呼吸防護具的使用在工業衛生的原則雖是『不到最後關頭、不予使用』，也就是說一個工作場所在優先考慮或已設置採用了各種不同的防治措施，例如通風、製程改變、管理措施等等，而仍無法達到法規的要求時，才使用呼吸防護具。但呼吸防護具除此項角色之外，在定期的設備保養以及緊急逃生時，則為必備的器材。呼吸防護具是作業場所最常被選擇的防護具，根據受僱者認知調查，受僱者有14.68﹪認為需要使用呼吸防護具，而其中32%偶而使用或未使用，又其中主要原因為不舒適（48.5%）[1]，可見得在台灣舒適性是呼吸防護具佩戴的一個重要課題。
台灣地區事業單位為購買方便及價錢便宜因素，一般都只提供一種廠牌一種大小規格的呼吸防護具面體，並未考慮勞工實際臉型大小。而國內防護具廠商，大多是進口國外的呼吸防護具，並考慮市場因素只進口一種大小，對於國人的臉型與歐洲、美國、日本等的臉型差距，只作簡單的考慮，選擇某一的大小的面體大量進口，以求在價格上能夠競爭。因此勞工使用呼吸防護具時，常常感到不舒適，造成使用意願低落。
呼吸防護具的選用，首先應依防護功能，正確決定呼吸防護具的類型，接著就是選擇一個適當的呼吸防護具，包括適合的濾材及面體，最適當的面體必須是一個在配戴時能使配戴者感到舒適且能達到密合要求。
呼吸防護具密合度可分成勞工實際使用時及檢驗制度下兩種情形，勞工實際使用時密合要求乃為了確保勞工能夠密合其所使用的呼吸防護具，因此著重在檢驗技術的簡單及實用性，而檢驗制度下密合度要求乃為了確保通過檢驗的呼吸防護具能夠符合大部分使用者的臉型，因此著重在使用者臉型的選擇及檢驗技術，應該參考歐美日先進國家的作法，考慮國內的情況，分別討論如下。
二､勞工實際使用[2]
在勞工實際使用時，應該以勞工本身實際試驗為主，以確保勞工佩戴的呼吸防護具可密合其臉型，試驗方法一般可分成密合檢點及密合度試驗，密合檢點又可分成正壓檢點及負壓檢點，密合試驗又可分成定性密合度試驗及定量密合度試驗。
各國在規範上作法差異較大，美國、日本有明確要求一定要進行達到密合度要求，並有參考方法，而歐盟及澳洲都只是原則規定使用者要注意密合問題，但並未明文規範作法。
實際使用時，美國要求事業單位應該擬訂呼吸防護計劃，應該對於勞工進行健康檢查及教育訓練，每次佩戴時應該進行密合檢點，密合檢點可使用正壓檢點及負壓檢點；而分發防護具前或一定條件下應該進行密合度試驗，密合度試驗可使用定量密合度試驗或定性密合度試驗。而日本則訂定選擇、使用要求規範，其中要求應該進行密合度檢查，可使用密合檢點或密合度試驗。
因此參考各國作法提出具體密合度進行程序及參考方法[2]，包括教育訓練、如何調整、密合檢點及密合度試驗。呼吸防護具教育訓練計畫，內容必須視實際作業需求彈性調整。一般完善的教育課程必須包含以下內容：
- 使用呼吸防護具的理由與重要性，及相關法規。
- 作業中所可能遭遇的有害物暴露危害。
- 所使用呼吸防護具的操作、性能與限制，各種可能影響防護具防護功能的因素。
- 穿戴、脫除及呼吸防護具的選擇。
- 使用前檢點，可由配戴者執行的維護實作，如濾材更換等。
- 密合檢點實作。（包括如何挑選最合用舒適的面體）
- 密合度測試實作。（如定性或定量密合度測試）
- 清潔、保養、保管與保存。
呼吸防護具的訓練應該包括如何正確穿戴呼吸防護具、如何調整面體正確的位置、如何調整頭帶的張力、及決定舒適密合與否。假如並未熟悉某一型態的呼吸防護具，應該練習配戴數次，每次調整頭帶，使得頭帶的張力最適當。評估舒適性，受訓者應檢視下列問題：
- 正確的調整接觸下顎的位置。
- 面體在鼻子上的位置及通過鼻樑的密合。
- 頭帶的張力。
- 滑動的傾向。
- 安全眼鏡的空間及談話的空間。
- 鼻子到下顎的距離及當充滿空氣時，臉頰的空間。
- 在鏡子中，自我觀察。
- 佩戴一段時間後舒適度的評估。
密合檢點應該在勞工每次佩戴呼吸防護具時，都應該進行密合檢點，不管是正壓檢點或負壓檢點，勞工應該清楚其重要性，並教導其正確檢點方法。密合檢點並不會增加多少佩戴時間，但由檢點的動作，可以調整佩戴情形，並且確保正確使用呼吸防護具，事業單位應該要求勞工確實執行，勞工也應該實際執行，以達到呼吸防護具防護目的。
密合度試驗不僅可以篩選適當的呼吸防護具，而且可以實際操作教導勞工使用呼吸防護具，讓勞工體會呼吸防護具使用的效果，而增加使用意願及正確使用，密合度試驗可使用定性密合度試驗或定量密合度試驗，必須使每位實際使用呼吸防護具的勞工都應該進行密合度試驗，試驗時機應該包括勞工第一次選擇呼吸防護具時、使用一段時間後、或是臉型可能明顯改變時。試驗時應該考慮配合試驗物質的有效率材，如香蕉水試驗應該以有機濾罐進行試驗，氯化鈉粉塵應該以高效率粉塵濾材。密合度試驗時動作以模擬現場實際動作為理想，但一般不易實行，事業單位可因應公司需要進行調整。
定量密合度試驗中，包括測量洩露氣體量及測量面體內外試驗物質濃度的差距，測量試驗物質濃度，一般以添加無毒的物質進行試驗為原則，如配合有機濾灌的氣態物質如SF6，配合高效率濾材的粒狀物如石蠟油、矽膠油、玉米油、食鹽微粒等，最近美國N計畫編號 IOSH也接受一般空氣中懸浮微粒進行測試。而測量洩露洩露氣體量則偵測面體內外的些微的壓力變化，此方式最近也獲得N計畫編號 IOSH接受。
一般空氣中懸浮微粒進行密合度試驗優點為不須添加試驗物質，不需要一般的粉塵暴露試驗腔，可直接在工作場所模擬工作動作進行試驗等，缺點為環境中懸浮微粒不穩定會隨時改變，美國已有廠商開發此種儀器。研究中此方法進行定量密合度試驗，並探討頭帶張力是否明顯影響密合情形，結果並不明顯。
三､呼吸防護具檢驗制度[3]
呼吸防護具檢驗時應該考慮使用勞工的臉型，因此應該考慮台灣地區勞工與歐美國家勞工臉型的差異，雖然台灣地區呼吸防護具尚未開始進行檢驗，但未來如何規劃如何進行密合度要求，值得深入探討。
為了確保通過檢驗的呼吸防護具能夠配合使用者的臉型，達到密合要求，應該慎選代表臉型，代表臉型應該根據國內勞工臉型進行選擇，可考慮的作法有，(1)選擇一定範圍內臉型的國人去進行試驗，(2)以可代表國人的頭型進行試驗。
現行美國、歐體、日本、澳洲在檢驗過程中都有密合度要求規定，各國大都要求以真人進行試驗，其中主要差別整理如表5.5.1，可分成試驗人員的選擇及試驗方法二部份。
試驗人員選擇，主要是選擇代表該國臉型的試驗人員，考慮的主要參數為臉長、臉寬及嘴長，試驗盤的尺寸範圍應該是根據各國的人體頭型計測資料。其中美國選擇的受測人員以臉長 9.35-13.35 cm，臉寬
11.75-13.35 cm範圍試驗盤25人進行試驗；日本密合度試驗標準，並未規定臉長、臉寬的範圍，只要求測定，但是日本勞動省簡易防塵口罩要求以臉長10.5-14.5cm，嘴寬3.5-6.5cm範圍試驗盤10人進行試驗，日本自治省消防廳自給式呼吸防護具要求臉長11.5-15.5cm，臉寬12.5-15.5cm範圍試驗盤25人進行試驗；澳洲標準選擇的受測人員以臉長 10-13.3 cm，臉寬 12.8-15.4 cm範圍試驗盤10人或15人進行試驗。歐盟由於各國臉型\不同，因此並未規定，但要求標明試驗人員的臉型資料範圍。
試驗方法如前一節所述，可分為定性密合度試驗及定量密合度試驗，大部分而言都要求應該進行定量密合度試驗。
雖然各國主要以真人進行試驗，但是頭型可應用在危害較大的環境，或是進行較精密的調整，在歐盟、日本、及澳洲也都有以頭型模型進行某些試驗，例如日本的 JIS T 8157－附電動風扇粉塵用呼吸防護具，及日本自治省消防廳自給式呼吸防護具都有要求以頭型進行試驗，日本及歐盟以頭型進行二氧化碳累積情形，日本及澳洲以頭型配戴面體後充氣檢查密合及呼氣閥情形。最特別的是日本以頭型進行濾材效率的試驗，以1972 年日本航空自衛隊員所量測的頭型進行試驗，但是面體與頭型間以油灰密閉，其作法可能是避免太大或太小的面體通過試驗，不適合其國人。
以頭型進行試驗，應該考慮的問題為代表性臉型及試驗條件(呼吸量、呼吸頻率、呼吸方式等)，以文獻資料來看，日本 JIS T 8157 的－附電動風扇粉塵用呼吸防護具的呼吸頻率為，1.6升/回、25回/分，日本自治省消防廳自給式呼吸防護具呼吸頻率為1.2升/回、25回/分，濾材試驗時呼吸頻率為1.5升/回、20回/分。歐盟的二氧化碳累積試驗，呼吸頻率為2.0升/回、25回/分。
表5.5.1 各國勞工呼吸防護具檢驗時密合度試驗主要差別
|
國家或組織
要求規格 |
美國 |
歐盟 |
日本 |
澳洲 |
|
密合度要求
|
專章要求試驗
|
測量全洩漏
|
專章要求試驗
|
專章要求試驗
|
|
試驗方法 |
定性密合度試驗
|
定量密合度試驗
|
定量密合度試驗
|
定性密合度試驗
|
|
試驗對象 |
真人(25位) 範圍： 臉長9.35-13.35cm 臉寬11.75-15.35cm |
真人（10位） 範圍：未規定 |
真人(10位) 範圍：未規定 |
真人(10或15位) 範圍： 臉長10-13.3cm 臉寬12.8-15.4cm |
|
試驗條件 試驗物質 |
香蕉油 |
食鹽微粒 或ＳＦ6 |
食鹽微粒 或氣體 |
香蕉油 |
|
運動負荷 |
擺頭、點頭
無運動負荷 |
走步機，每小時 6公里 |
20 公分台階，
每分鐘 15 回 |
模擬工作 |
|
說明 |
最新標準中防塵
口罩並不要求試驗 |
包括濾材與面體洩漏評估 |
合格標準分不同
等級 |
依不同類型規定
動作 |
本所業已完成的勞工頭型計測資料，並製作完成的勞工頭型，此頭型應該可代表國人的臉型，因此希望探討是否可以以此頭型進行呼吸防護具密合度試驗，以求減少人為因素之干擾。研究中將頭型改裝成可進行呼吸防護具試驗用的頭型，以此進行呼吸防護具密合度試驗，試驗包括檢查濾材捕集效果，量測不同廠牌、不同大小的面體與勞工頭型之密合情形，另以定性方法探討實驗試驗洩漏位置可行性，以瞭解一般呼吸防護具配合勞工頭型可能洩漏位置，並探討濾材及面體影響密合度情形。
試驗結果可參考文獻[2]﹐其中某一廠牌對於大、中、小頭型試驗結果如表5.5.2，於實驗中完成下列工作及結果。
- 建立可進行密合度試驗的勞工頭型，並與呼吸模擬器、粉塵濃度試驗設備、粉塵暴露試驗腔等結合，建立實驗室密合度試驗系統。
- 以勞工頭型進行密合度試驗，並沒有任何一個面體可以符合所有頭型，以勞工頭型實驗發現，以大面體配戴大頭型、小面體配戴小頭型不一定是最好的選擇，因此勞工選擇面體時，不應只以臉型大小為參考資料，應該有其他考慮因素，且應該親自進行密合度試驗。
- 密合度試驗時，而呼氣與吸氣時洩漏率變化極大，進行密合度試驗時應注意量測定義。
- 密合度試驗時洩漏率會隨呼吸量增大而降低，不管是呼吸頻率增快或每次呼吸量增加，情形都相同，這可作為選擇密合度試驗的合格標準參考。
- 密合度試驗時應該以高效率濾材搭配面體進行試驗，若搭配一般濾材進行試驗，將無法分辨何者造成的洩漏因素，無法判斷面體與臉型密合情形。
表5.5.2 Ａ廠牌大尺寸半面體與勞工頭型密合度測試結果表
型式：大尺寸半面體、高效率濾罐
|
|
20*2LPM |
25*2LPM |
40*2LPM |
50*2LPM |
24*1.67LPM |
32*2.5LPM |
40*2.5LPM |
|
|
大面體 |
吸氣 |
0.8 |
0.75 |
0.45 |
0.28 |
0.73 |
0.5 |
0.25 |
|
大頭型 |
呼氣 |
0.28 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.18 |
0.005 |
0.02 |
|
|
平均 |
0.54 |
0.475 |
0.275 |
0.165 |
0.455 |
0.275 |
0.135 |
|
大面體 |
吸氣 |
41.1 |
39.0 |
37.8 |
34.2 |
41.5 |
39.5 |
37.5 |
|
中頭型 |
呼氣 |
12.2 |
11.4 |
10.5 |
11.3 |
11.8 |
10.0 |
9.5 |
|
|
平均 |
26.65 |
25.2 |
24.15 |
22.75 |
26.65 |
24.75 |
23.5 |
|
大面體 |
吸氣 |
77.8 |
90.5 |
85.9 |
85.3 |
88.5 |
85.5 |
84.6 |
|
小頭型 |
呼氣 |
68.5 |
75.0 |
65.8 |
74.8 |
74.8 |
65.5 |
61.5 |
|
|
平均 |
74.15 |
82.75 |
75.85 |
81.65 |
81.65 |
75.5 |
73.05 |
表5.5.2 Ａ廠牌大尺寸半面體與勞工頭型密合度測試結果表（續）
型式：中尺寸半面體、高效率濾罐
|
|
20*2LPM |
25*2LPM |
40*2LPM |
50*2LPM |
24*1.67LPM |
32*2.5LPM |
40*2.5LPM |
|
|
中面體 |
吸氣 |
|
|
|
|
|
|
|
|
大頭型 |
呼氣 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
平均 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
中面體 |
吸氣 |
4.8 |
3.6 |
2.4 |
2.0 |
3.8 |
2.2 |
1.9 |
|
中頭型 |
呼氣 |
0.8 |
0.5 |
0.4 |
0.8 |
0.8 |
0.4 |
0.5 |
|
|
平均 |
2.8 |
2.05 |
1.4 |
1.4 |
2.3 |
1.3 |
1.2 |
|
中面體 |
吸氣 |
26.5 |
25.3 |
25.3 |
25.0 |
27.2 |
25.4 |
24.7 |
|
小頭型 |
呼氣 |
10.5 |
9.9 |
8.6 |
8.5 |
11.3 |
8.8 |
7.8 |
|
|
平均 |
18.5 |
17.6 |
16.95
|
16.75
|
19.25
|
17.1 |
16.25
|
表5.5.2 Ａ廠牌大尺寸半面體與勞工頭型密合度測試結果表（續）
型式：小尺寸半面體、高效率濾罐
|
|
20*2LPM |
25*2LPM |
40*2LPM |
50*2LPM |
24*1.67LPM |
32*2.5LPM |
40*2.5LPM |
|
|
小面體 |
吸氣 |
4.8 |
4.4 |
3.6 |
2.8 |
4.4 |
3.2 |
3.0 |
|
大頭型 |
呼氣 |
2.4 |
2.1 |
1.4 |
1.6 |
2.2 |
1.4 |
1.4 |
|
|
平均 |
3.6 |
3.25 |
2.5 |
2.2 |
3.3 |
2.3 |
2.2 |
|
小面體 |
吸氣 |
8.8 |
6.8 |
4.0 |
3.2 |
9.4 |
4.0 |
3.0 |
|
中頭型 |
呼氣 |
1.8 |
1.6 |
1.4 |
1.2 |
1.8 |
1.4 |
1.2 |
|
|
平均 |
5.3 |
4.2 |
2.7 |
2.2 |
5.6 |
2.7 |
2.1 |
|
小面體 |
吸氣 |
23.5 |
23.0 |
19.5 |
17.5 |
23.9 |
19.5 |
16.9 |
|
小頭型 |
呼氣 |
8.7 |
7.9 |
6.3 |
5.5 |
8.6 |
6.1 |
5.0 |
|
|
平均 |
16.1 |
15.45
|
12.9 |
11.5 |
16.25
|
12.8 |
10.95
|
四､結論
關於使用時密合度的問題，直接關係到呼吸防護具佩戴者使用效果，影響呼吸防護具能否保護配戴者，因此應該有所規範，雖然法規尚未明文規定，但事業單位應該參考先進國家資料，擬定呼吸防護計劃，至少應該包含教育訓練、密合檢點、密合度試驗。
關於檢驗過程中密合度要求，未來如何進行應該進一步探討，現階段研究發現，應該以真人測試較為洽當，選擇可代表國人臉型的真人進行試驗。
五､參考文獻
- 施鴻志、楊瑞鐘、葉文裕、鄭蓉瑛、陳春萬、鐘弘、賴皇伶、宋欽增、羅昌南、吳榮燦； "台灣地區工作環境安全衛生狀況調查報告-受僱者認知調查"，計畫編號 IOSH84-H302。
- 陳春萬、陳志傑、陳友剛； "負壓式半面體口罩現場密合試驗"，計畫編號 IOSH84-H307。
- 陳春萬、陳友剛、黃粟來、丁立文； "勞工頭型與呼吸防護具面體密合度研究"，計畫編號 IOSH85-H307。
回技術彙編主目錄