乙二醇醚溶劑

一、緣起

乙二醇醚溶劑(ethylene glycol ethers)為一種國內工業界使用量甚大,水及有機溶劑溶解性均極佳之溶劑,其對人體之皮膚吸收量甚高,卻無色、無刺激性,因此危害性極易為勞工所忽略。1996年我國進口資料顯示每年國內進口量超過一萬八千噸,且日趨增加。此類溶劑目前被廣泛使用於半導體相關工業 (晶圓製造業這幾年已較少使用,但相關材料製造業仍大量使用)、電子工業、塗料、造漆業、印刷業、皮革工業、製罐業、家電製造業及家用清潔劑製造等業。文獻資料顯示乙二醇醚溶劑之主要健康危害來自其強烈之生殖危害、血液危害及發育危害,相關報告指出此類溶劑與勞工之自然流產、及血液病變有明顯之相關性,引起世界各國嚴重之關切,紛紛降低容許濃度、建立暴露評估技術、進行危害暴露調查、編撰相關之危害預防技術手冊、召開大型國際研討會、並加強辦理勞工教育訓練。勞工委員會有鑑於此類溶劑之危害,亦於八十四年六月將法令容許濃度標準予以大幅降低。本所配合勞工委員會政策之推行,亦積極建立各項本土化暴露評估技術、規劃國內相關工作環境之危害及暴露調查、提供事業單位各種工作環境改善及溶劑取代建議,並針對國內使用此類溶劑之工業,進行勞工安全衛生宣導及教育訓練,希望透過這些調查研究、技術研發及改善建議,提供勞工更安全健康之工作環境。

二、乙二醇醚溶劑使用現況掌握與教育

宣導為有效掌握國內乙二醇醚溶劑每年之進口量、使用工業、使用作業、勞工危害實況,本所乃積極收集相關資訊加以彙整。由海關資料顯示國內全年消耗之乙二醇醚溶劑量,以乙二醇單丁基醚為最多約8,000-10,000噸,其次為乙二醇單甲基醚醋酸極其醋酸酯,約62,000-98,000噸,其次為乙二醇單甲基醚,約2,500-3,000噸。這些溶劑的使用場所,以塗料製造工業 (油漆、油墨及稀釋劑工廠) 最多。佔國內總消耗量之70%-80%。其他使用場所包括塗裝、印刷、皮革以及電子、農藥、清潔劑等類工廠,相關國內進口量及使用現況詳見表2.1.1至表2.1.3。並依據調查結果,邀請相關事業單位及工業代表,舉辦研討會,說明乙二醇醚類溶劑之健康危害,並商討預防對策,編寫勞工訓練教材,加強事業單位之宣導及教育,獲致國內業界之熱烈配合支持[1],其中許多事業單位並已著手以低毒性溶劑取代此類高危害性溶劑,或改善通風設施性能、加強衛生管理與勞工教育訓練[1]。

三、乙二醇醚類溶劑暴露評估技術研發

基本上乙二醇乙醚溶劑之勞工暴露評估技術可分為 "作業環境測定技術"與 "勞工生物偵測技術"二種。其中 "作業環境測定技術" 已由本所與工業技術研究院工業安全衛生技術發展中心合作建立1,215採樣分析建議方法,並經國內二家核心實驗室對該方法加以驗證。本所成立後,為繼續擴展此採樣分析技術之實用性,乃進一步將此採樣分析方法實際於銅箔積板製造業進行混存有害物之現場驗證,在確認符合方法驗證準則規範後,已撰寫成混存溶劑之參考分析方法[2]。另外近年來,被動式採樣器由於質輕、體積小、操作方便等特性,逐漸受到事業單位及安全衛生專業人員之喜愛使用,本所乃針對市售被動採樣器進行現場性能測試評估。總計進行93對成對之主動式/被動式採樣器、48對成對之主動式/主動式採樣器、52對成對之被動式/被動式採樣器及三組六重複主動式/被動式採樣器及加乾燥管之主動式採樣器性能比較。結果發現被動式採樣器與主動式採樣器之間在方法建議之低流率採樣下 (36 mL/min),二者可獲致極為相近之測試結果,詳見表2.1.4及表2.1.5。主動採樣器與被動式採樣器各別之間也都有很好之精密度,見表2.1.6及表2.1.7。在本次調查之高溫、高濕現場環境條件下,加與不加乾燥管之主動式採樣結果,二者相關係數高達0.999以上,顯示濕度對乙二醇單甲基醚之採樣影響在低流率採樣條件下應可忽略[2]。由於文獻報導乙二醇醚類溶劑經由皮膚吸收之劑量極高,甚至可能超過經由呼吸道吸收之劑量。因此許多重要之職業衛生機構都呼籲應實施勞工生物偵測,以有效掌握勞工經由吸入、皮膚吸收,甚至經由食入等途徑,進入人體之總計量。由於目前文獻資料中有關於乙二醇醚暴露之生物偵測技術,樣品前處裡手續十分繁雜 (長達10小時以上)、靈敏度較差、衍生藥劑昂貴、危害性高、且缺乏實驗室間及現場樣品之驗證,本所乃積極建立快速之檢體前處裡 (縮短至約10分鐘)、靈敏、低危害性之分析方法,並將此技術經過國內二家實驗室驗證後,實際使用於現場暴露勞工之檢體分析,也獲致良好之結果,重要測試結果詳見表2.1.8至表2.1.12及圖2.1.1、圖2.1.2[3]。

四、乙二醇醚溶劑勞工暴露及健康危害調查

為掌握國內乙二醇醚類溶劑使用工業之勞工暴露實況,本所乃選擇國內使用乙二醇單乙基醚及乙二醇單丁基醚之代表性工廠十家 (塗料製造廠4家,電路板印刷廠3家,塗裝作業廠2家,及網版印刷廠一家),以問卷及作業環境測定技術,進行勞工現場暴露調查,共採得225個空氣樣品,結果發現大部分事業單位之勞工乙二醇醚類溶劑暴露濃度雖均符合法令容許濃度標準,但其混存物暴露值有46件超過美國政府工業衛生師協會(ACGIH)之混存物容許暴露建議值,部份事業單位及作業勞工之暴露值有特別偏高之情形,詳見表2.1.13及表2.1.14。調查中並發現事業單位對於乙二醇醚類溶劑之健康危害與皮膚吸收特性普遍缺乏認知,作業現場大部分未設置合格有效之排氣設施,或未能有效使用,乃進一步輔導其改善工作環境與工業衛生管理,並進行改善成效之追蹤評估[4]。

五、乙二醇單甲基醚

乙二醇類溶劑中以乙二醇單烷基醚之毒性較高,而乙二醇單烷基醚中又以乙二醇單甲基醚之危害最高,因此勞工安全衛生研究所乃繼續針對國內主要使用乙二醇單甲基醚之四家銅箔積板製造工廠進行全面之勞工暴露調查 (包括空氣中乙二醇單甲基醚濃度與勞工尿中主要有害代謝物甲氧基醋酸之濃度)與健康危害檢查 (包括血液常規檢查、精液檢查、肝功能、腎功能、姊妹染色體交換頻率及神經學檢查)。總計共實施八小時個人採樣310人次,定點採樣67點次。其中一家暴露較高之工廠,並於停工七天後,進行一週連續六天之勞工八小時暴露評估及每日上班前、下班後之尿液生物偵測。結果各廠勞工八小時之時量平均暴露值見表2.1.15,其中調膠作業勞工平均暴露量明顯高於其他作業,部份維修作業勞工之八小時時量平均濃度甚至高達500-860 ppm。綜合四廠之暴露數據,有92% 的勞工暴露量低於當時的法令容許濃度標準 (25 ppm),68% 的勞工暴露濃度則低於新修正之法令容許濃度標準 (5 ppm),詳見圖2.1.3及表2.1.16。本調查並針對其中一家進行深入調查之工廠,發現正常製程勞工每天空氣中乙二醇單甲基醚之平均暴露濃度雖都十分接近法令容許濃度標準5 ppm (週一至週六之每日平均八小時工作日時量平均濃度分別為3.26, 5.76, 4.64, 5.31, 5.03, 及2.61 ppm),卻可以清楚看出勞工尿中甲氧基醋酸濃度的確會隨著一週內暴露天數的增加而漸增,如圖2.1.4。另對其中二位志願者勞工進一步測定,更可以發現即使連續工作天數長達18天,這種增加之趨勢雖漸趨緩慢,卻似乎仍然持續存在,如圖2.1.5及圖2.1.6[5]。健康檢查方面,二家使用乙二醇單甲基醚工廠暴露組男性之血紅素、血球比容及紅血球數平均值均顯著低於非暴露組,見表2.1.17,且暴露組貧血者的比例(26.1%) 也顯著高於非暴露組 (3.2%),但女性則未見到差異。在校正了性別、BMI與工作年資後,血紅素、血比容及紅血球數與尿中甲氧基醋酸濃度有顯著相關。白血球與血小板未與勞工尿中甲氧基醋酸濃度呈現-劑量效應關係,而紅血球與尿中甲氧基醋酸濃度則較呈現劑量-效應趨勢。生殖危害方面,二廠暴露組與非暴露組在精蟲數上並未呈現統計上顯著差異,但暴露組精液之pH值顯著低於非暴露組。基因毒害方面,暴露組與非暴露組在姊妹染色體交換頻率上亦未呈現統計上之顯著差異。經過本所研究同仁進一步輔導事業單位改善通風設施、加強設備保養、檢點、維修與現場整理整頓工作、並教育作業勞工避免皮膚接觸等措施二個半月後,作業現場暴露濃度降低,勞工血液異常現象亦已完全復原,見表2.1.18[5]。

六、乙二醇單乙基醚醋酸酯

該調查研究中,並曾針對初步調查過程,所發現使用乙二醇單乙基醚醋酸酯且暴露較高之網版印刷工廠,進一步實施上述相同之環境測定、生物偵測與健康危害調查。調查結果顯示高暴露組男性勞工之血紅素、血比容、血球數數及血小板平均值均較低暴露組低。高暴露組女性勞工之血紅素、血比容、紅血球數、白血球、血小板、及MCH平均值則較低暴露組為低,其中血紅素與血比容之差異已達顯著差異。在校正了性別、BMI與教育程度後,血紅素、血比容及紅血球數與空氣中乙二醇單乙基醚醋酸酯濃度有顯著相關[5]。

七、討論與建議

  1. 由上述本所所進行之暴露調查結果顯示,目前國內使用乙二醇醚溶劑之作業場所,勞工之暴露濃度大致並未超過法令容許濃度標準,部份超過暴露標準之事業單位亦已積極改善作業環境,著手辦理設施及管理改善,技術與經費上也都能充分配合。
  2. 文獻資料顯示乙二醇單甲基醚的毒性來自其主要代謝物甲氧基醋酸 (人體暴露後,85% 的乙二醇單甲基醚會迅速代謝為甲氧基醋酸,由尿中排出體外)。由於人體尿中甲氧基醋酸之半衰期長達77小時,一般認為甲氧基醋酸極可能因勞工的重複暴露而造成累積及更大之健康危害。目前文獻上尚缺乏人的實際暴露資料來證實此一說法,本調查結果提供直接之現場證據。國外調查報告並指出類似有害代謝物累積於勞工體內之現象亦發生在半衰期較長 (42小時) 之乙二醇單乙基醚 (或其醋酸酯) 之暴露。由於乙二醇醚溶劑之有害代謝物在人體的半衰期遠較動物為長 (約4-6倍),因此可以合理推測其在人體之累積情形及健康危害也較其他動物為高。本所之調查結果也印證此結果。
  3. 本調查研究同時也發現現場勞工尿液中之甲氧基醋酸濃度比較文獻上只經由呼吸道5 ppm暴露所吸入之量高出甚多,此差異部份固然因重複暴露累積所造成,乙二醇單甲基醚經由皮膚吸收亦為極重要之可能暴露途徑,此與文獻報告 (乙二醇醚溶劑經由皮膚吸收之劑量可能較經由呼吸道者為高) 極為吻合。傳統工業衛生之暴露評估,均以呼吸道之暴露控制為主,目前勞工委員會業已修正法令容許濃度標準,但為提供勞工更完善的健康保護,對於此類溶劑皮膚吸收所可能造成之暴露危害亦應加強宣導教育。由有限的參考資料顯示目前似乎僅有丁基橡膠手套對於乙二醇醚溶劑有較佳之防護能力,此資訊或可作為選擇防護具之參考。
  4. 近年來乙二醇醚類溶劑因其危害性較高,已逐漸為其他危害性可能較低之溶劑如:丙二醇醚溶劑所大量取代,有些事業單位改用二甲基甲醯胺為取代溶劑,則需要注意此取代溶劑對人體之其他健康危害如:肝臟毒害等。
  5. 由上述調查結果發現,傳統的通風或工程控制並不一定是此類溶劑危害暴露唯一之控制或預防手段,現場調查顯示高暴露往往來自密閉設施未能關閉,樹脂、溶劑溢濺地面未能即時清理,勞工使用綿布手套,卻增加液體與皮膚之接觸吸收等,因此除選用低毒性之取代溶劑外,密閉或有效之排氣設施與健全之維修保養制度外,選擇適當之防護具 (手套、口罩與防護衣)、良好之衛生管理制度、現場整理整頓、並減少不必要之溢濺,如此才能確實防患乙二醇醚溶劑之暴露危害。
  6. 現場調查結果顯示不論是個人採樣或定點採樣,被動式採樣器對於乙二醇單甲基醚之採樣性能均與傳統式活性碳管主動式採樣法都能獲致十分相近之結果。使用被動式採樣器做定點採樣時,需要注意採樣點之風速不可太低,以免造成較大之誤差。

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