六價鉻-電鍍業
一、緣起
鉻金屬硬度高、耐磨耗、反射能力佳、耐高溫且耐大氣腐蝕，若以電鍍方式鍍於物件表面，可增加物件美觀及耐用性，鉻電鍍是近來很重要的電鍍工程。鉻電鍍一般係以鉛合金為陽極，被鍍物件為陰極，電解液主要為鉻酸溶液，加上少量催化劑（硫酸或氟化物），電鍍時於陰極被鍍物件上將六價鉻離子還原成鉻金屬，形成鉻表面鍍層，所析出金屬由鉻酸溶液補充。鍍鉻主要分成兩種，分別為裝飾性鍍鉻（飾鉻）、工業硬鉻電鍍（硬鉻）。鉻酸是一種高腐蝕性物質，具刺激性及腐蝕性。產生鉻酸霧滴，不僅造成電鍍液損失，同時造成設備腐蝕、增加廢氣處理等成本，更會對勞工的皮膚、眼睛及上呼吸道粘膜產生刺激等危害。急性鉻酸霧滴暴露可能引起咳嗽、氣喘、頭痛、呼吸困難、喉部潰瘍、肺炎、深吸疼痛與發燒；長期暴露可能造成鼻腔黏膜發炎、潰瘍、鼻中膈穿孔、支氣管炎、氣喘等；其中六價鉻，經流行病學家及動物的試驗，被證實可能含引起人體肺癌。
二、國內現況
電鍍工廠多屬於小型家庭式工廠，其特色為員工人數少，電鍍槽數少，營業形態為代客電鍍，而其中飾鉻電鍍自動化情形普遍，硬鉻電鍍不容易自動化生產。關於電鍍工廠電鍍的金屬，本所曾透過電鍍同業公會調查，在121家工廠中有37家工廠有電鍍鉻金屬（其中硬鉻10家，飾鉻25家，兩者皆有2家），但工研院能源與資源研究所於民國85年調查則估計45.6％。根據中華民國特用化學品發展協會估計，民國76年電鍍工廠數約有4,000家，民國83年估計約有1,800家，而工研院能源與資源研究所於民國85年調查估計電鍍工廠數約有1,500家。有關台灣地區電鍍鉻工廠健康方面研究，民國81年台大林三齊曾調查北部 8 家鍍硬鉻工廠，得知在 80 名員工中有 16 名鼻中膈穿孔（佔 20.2%）38 名鼻中膈潰瘍（佔 48.1%）。在82年賴俊雄等對中部地區鉻電鍍工廠進行研究，結果僅在硬鉻工廠中發現鼻中膈穿孔或潰瘍病例，接受調查的硬鉻工廠員工（26 名）中，發現鼻中膈穿孔患者 8 名（佔 30.8%），鼻中膈潰瘍患者 10 名（佔 38.5%）。有關台灣地區鉻電鍍作業鉻酸霧滴濃度的測定，其中民國 78年林嘉明調查台南地區某家鎳鉻電鍍工廠，因屬鎳鉻工廠，因此所得濃度偏低。勞工處在民國 80 年對台灣地區 23 家鉻酸工廠 193 名員工進行環境測定，在環境測定方面不合格工廠佔 4.3%，在 56 個採樣點中，濃度超過 500 μg/m3 者佔 8.6%。而81 年林三齊調查北部 8 家鍍硬鉻工廠，發現空氣中鉻金屬濃度為 0.7- 168.3 μg/m3，超過標準者佔 5.6%，尿中鉻濃度為 3.1-36.3 μg/g Cre.，遠超過對照組的濃度值。而82年賴俊雄等調查中部地區鉻電鍍工廠，個人空氣中鉻金屬暴露濃度為0.1-40 μg/m3，區域性採樣鉻濃度為 0.2-2.30 μg/m3。
三、研究方法
為建立鉻酸霧滴的健康危害關係，乃由實際生產的電鍍工廠中，由醫師檢查鉻酸霧滴的危害情形，並由工業衛生人員測定鉻酸霧滴的濃度，以建立相互關係[1]。而控制方法的探討，主要以作業環境測定、現場評估、專家諮詢來進行，以提出適當的控制方法建議。為評估控制方法及最大的危害源，測定時選定可能是霧滴濃度最高的區域進行，即鍍槽邊進行作業環境測定[2]。
四、勞工健康危害與作業環境測定結果[1][2]
於83年的調查中，主要測定中部地區鍍鉻工廠，總共訪視 18 家工廠，249 名員工，其中有 6 家硬鉻工廠（包括 2 家地下工廠）。發現硬鉻工廠有11.1% 員工罹患鼻中膈穿孔，33.3% 員工罹患鼻中膈潰瘍，有皮膚病變者也佔33.3%，與台灣地區相關的研究整理比較如表2.3.1[1]。而鉻酸霧滴濃度，於83年的調查中，個人方面為 0.02-42.3 μg/m3，區域採樣濃度為 0.3-181.9 μg/m3，超過標準者佔 7.4%。個人質量中位直徑（MMD）介於 5.03 至 5.56 微米之間[1]。於85年的研究中，主要是探討各項工程控制的技術，而作業環境測定是選擇最壞環境來評估，測定工廠包含台灣北中南鍍鉻工廠空氣中鉻酸霧滴濃度，測定結果範圍為 0.1~182 μg/m3，超過標準者佔3.8%[2]。與台灣低區相關研究比較，結果如表2.3.1。空氣中鉻與尿中鉻濃度的相關係數為 0.54（p < 0.01）；同時個人空氣中鉻累積濃度（濃度×年資）也與尿中鉻濃度有顯著相關（r = 0.40，p < 0.01）。且鼻中膈盛行率有隨著暴露指標（暴露濃度×暴露時間）而增加的趨勢。根據推估，當鉻暴露指標達到 1,339 μg/m3月時，有一半工人會發生鼻中膈穿孔病變。因此，若時量平均濃度為50 μg/m3 時，有一半工人在 2.2 年後會罹患鼻中膈穿孔，而在 8.2 年後所有工人都會有此症狀[1]。由上述討論中可知鍍鉻槽主要受到危害的勞工為硬鉻工廠，飾鉻工廠的危害較小，特別是硬鉻工廠直接電鍍的勞工，他們最接近危害源鍍鉻槽。作業環境測定結果也類似，飾鉻廠即使是最差的環境，濃度仍低於法規要求的二分之一，而硬鉻工廠個人採樣濃度皆低於法規二分之一，但區域採樣即約有4％的區域濃度超過法規要求。
表2.3.1 近年來台灣地區鉻酸霧滴危害研究情形
| 研究者 | 調查地區 | 工廠情形 | 鼻中膈穿孔 | 鼻中膈潰瘍 | 皮膚異常 |
| 81年林三齊等 | 北部 | 硬鉻 直接電鍍勞工﹐31 | 35.5% | 67.7% | - |
| 其他作業勞工﹐48 | 10.4% | 35.4% | - | ||
| 對照組﹕鍍鋁﹐40 | 0 | 0 | - | ||
| 82年賴俊雄等 | 中部 | 硬鉻﹐26 | 30.8% | 38.5% | - |
| 83年本所委託賴俊雄等 | 中部 | 硬鉻﹐45 | 11.1% | 33.3% | 33.3% |
| 飾鉻﹐136 | 0.7% | 4.4% | 20.0% | ||
| 對照組﹕鍍鋁﹐68 | 0 | 0 | 4.4% |
表2.3.2 近年來台灣地區鉻酸霧滴危害作業環境測定結果
| 研究者 | 調查 地區 | 工廠情形 | 測定方法人數 | 濃度超過 100 μg/m3比例 | 濃度超過 50 μg/m3比例 |
| 78年林嘉明等 | 南部 | 飾鉻 | 個人﹐47名 | 0 | 0 |
| 80年勞工處 | 全省 | 硬鉻及飾鉻 | 個人﹐193名 | 4.3% | 8.6% |
| 81年林三齊等 (總鉻濃度) | 北部 | 硬鉻
直接電鍍 |
區域﹐23點 | - | 30.4% |
| 其他區域 | 區域﹐39點 | 0 | 0 | ||
| 對照﹕鍍鋁 | 區域﹐15點 | 0 | 0 | ||
| 82年賴俊雄等 | 中部 | 硬鉻及飾鉻 | 個人﹐189名 | 0 | 0 |
| 83年本所委託賴俊雄等 | 中部 | 硬鉻
直接電鍍 |
區域﹐11點 | 18.2% | 27.3% |
| 個人﹐6名 | 0 | 0 | |||
| 硬鉻
其他區域 |
區域﹐7點 | 0 | 0 | ||
| 個人﹐3名 | 0 | 33.3% | |||
| 飾鉻 | 區域﹐5點 | 0 | 0 | ||
| 個人﹐3名 | 0 | 0 | |||
| 對照﹕鍍鋁 | 區域﹐5點 | 0 | 0 | ||
| 個人﹐3名 | 0 | 0 | |||
| 85年本所研究 | 全省 | 硬鉻 直接電鍍 | 區域﹐52點 | 3.8% | 7.8% |
| 飾鉻 直接電鍍 | 區域﹐41點 | 0 | 0 |
五、控制方法[2]
評估各式各樣的鍍鉻工廠後，研究中由不同類型的工廠及不同控制方法進行比較評估，探討可行的控制方法。其中飾鉻工廠因電鍍時間較短，所產生的鉻酸霧滴較少，再加上自動化生產的因素及側吸式氣罩的設計等，鉻酸霧滴危害較小。但是仍可考慮下列方向，達到更佳的控制效果。
- 工廠生產流線的設計，將電鍍區域隔離並獨立設計負壓式通風系統，並與勞工上下電極處分離，兩者以輸送帶相連，如此將可減少鉻酸霧滴暴露危害的勞工人數。
- 鉻電鍍槽一定要設計局部排氣，最好是側吸式氣罩，可考慮設計向內、向下延伸半活動式的凸緣，將陽極放在鍍槽邊凸緣下，必要時可掀開凸緣調整陽極，並可將鍍件帶出的鍍液流回鍍槽。
- 由於霧滴抑制劑有一定的效果，因此建議可考慮一併使用霧滴抑制劑，但應注意使用時的管理。
- 參考美國工業衛生協會建議，電鍍液面應低於局部排氣氣罩下緣約 20公分（考慮使用霧滴抑制劑的高度）以增加局部排氣的效果[10]。此構想應該於設計掛架長度時就應考慮鍍件以上掛鉤的高度，避免掛架長度無法配合液面的降低。
硬鉻工廠電鍍時間久，所產生的鉻酸霧滴較多，又由於不易自動化，工程控制困難，因此鉻酸霧滴危害情形嚴重。本研究提出下列工程控制構想及局部排氣的設計簡圖如圖2.3.1所示，供業者參考。
- 鉻電鍍槽之局部排氣設計與電鍍液面想法，如前段第2、第4點所述。
- 陰極與陽極掛架應該設在鍍槽內或以氣罩包覆（參考圖1），氣罩應該與鍍槽壁密合，且氣罩上端可方便加蓋。
- 電鍍過程中最好加蓋，蓋子材質建議為輕質防水物質，並且最好在電鍍完成後一段時間，俟大粒徑霧滴沈降後，再掀開取出鍍件。
- 若產量足夠，建議可採用隧道式自動鍍槽，並將鍍槽區與勞工作業區隔離。
圖2.3.1 局部排氣的設計想法簡圖
六、討論與建議
- 不管由空氣中霧滴濃度、勞工尿中鉻及鼻腔理學檢查皆發現硬鉻工廠比飾鉻工廠高，飾鉻工廠因可採取自動化生產以隔離方式降低危害，而硬鉻工廠不易自動化，因此未來鉻電鍍安全衛生改善重點應該以硬鉻工廠為主。
- 由歷年來的研究比較，鉻酸霧滴的濃度及所造成的危害有逐漸下降的趨勢，但是仍不明顯，因此應該將研究中所探討的控制方法，透過一定管道及方法提供給事業單位參考，以達到控制的目的，避免勞工遭受鉻酸霧滴的危害。