第一章 緒論
第四節 研究假設
本研究之主要研究假設包含：
1. 自然紫外線輻射可誘發皮膚急性與慢性生理變化；日光紫外線強度愈 高，所產生之急性與慢性效應愈趨於嚴重；
2. 相較於室內環境，存在於戶外環境之環境物理力多了自然輻射熱，此 輻射熱會影響人體皮膚生理機制，尤以皮膚溫度此生理指標受影響最 顯著。
3. 皮膚生理因日光紫外線輻射所產生之變化幅度在使用防曬袖套時與 未使用防曬袖套時不同；特定皮膚生理變化可適切反應防曬袖套對日 光紫外線輻射之抗阻效能；
4. 人體遭受日光紫外線與環境溫濕度影響時，個體間之主觀熱感知 (thermal sensation)隨個人感受不同而具差異顯著，但愈是處於極端環 境下，主觀熱感知愈趨近一致；作為評估環境物理力影響之工具，主 觀熱感知與客觀生理指標間之關聯性隨所觀察之生理指標不同，呈現 不同程度差異。
第五節 名詞界定
1. 紫外線(ultraviolet light, UV)：抵達地表之日光由紅外線(infrared light, IR；佔52.8%)、可見光(visible light, VIS；佔38.9%)與UV(佔8.3%)所組 成；紫外線可依波長區分為UVA(315-400 nm)、UVB(280-315 nm)與 UVC(100-280 nm)。當紫外線通過大氣臭氧層時，UVC與絕大部分的 UVB會被臭氧吸收，而UVA則不受影響。因此，能夠抵達地表之紫外 線主要由UVA(約98%)與少量的UVB(2%)所構成。
2. 紫外光指數(Global Solar UV Index, UVI)：UVI為目前表示日光紫外線 到達地表強度之主要指標，其指數可由0至15或16，暴露等級區分為微 量、低量、中量、高量與過量，單位為100 J/m2/hr。在正常的強況下，
出現紫外線指數最高時段通常為每日12時至14時之間。
3. 皮膚微血流測量所運用之雷射–都卜勒(Laser Doppler)技術：原理為皮 膚動靜脈組織中之微血管可因應皮膚對於外界物理性、化學性或生物
性危害調節之需而產生微血流通量(perfusion flux)及紅血球移動速率 量變化，進而使得射入皮膚表面(表皮深度1 μm處)之雷射光折射量產 生改變，構成血流量量化量測之基礎。
4. 皮膚微血流變化量(skin capillary blood flow, SCBF)：當皮膚遭受物理 性、化學性或生物性危害之初期傷害，人體修復機能為供給受傷細胞 足 夠 養 分 而 增 加 皮 膚 微 血 流 量 。 皮 膚 微 血 流 亦 可 因 微 氣 候 (microclimate)之改變而產生變化，如在高溫高濕環境中皮膚微血流量 增加以釋放多餘體熱。
5. 皮膚障壁功能(skin barrier function)：皮膚是人類表面積最大之器官，
且為人體阻擋外來危害之第一道防線，亦有防止體內水分散失之功 能，這些功能總稱為皮膚障壁功能。皮膚障壁功能主要提供者為表皮 最外層之角質層(stratum cornecum)，其主要由扁平長型角質細胞與環 繞細胞周圍之脂肪所構成；厚度因部位而異，一般介於10-20 μm間。
對於皮膚傷害與吸收物質程度，皮膚障壁功能是最重要之評估依據。
6. 經皮水分散失量(transepidermal water loss, TEWL)：此一指標廣泛應用 於評估皮膚障壁功能；測量方式為量測人體表皮水分以蒸氣型態、在 未自覺出汗之狀況下、採被動擴散方式逸散至大氣中之多寡。當皮膚 遭受物理性、化學性或生物性危害時會破壞皮膚障壁功能，此時所測 量之TEWL會比一般健康皮膚高。
7. 紅斑生成(erythema)：當皮膚受到傷害時，人體修復機能為供給受傷細 胞足夠養分而增加皮膚微血流量，但若微血流量高於微血管擴張速度 時，則會導致紅斑生成。一般人體皮膚之紅斑生成會受到傷害後24至 72小時之間達高峰。
8. 黑色素沈澱(pigmentation)：日光紫外線能量的吸收是影響黑色素沈澱 的主要因素；當紫外線照射至皮膚時會活化黑色素細胞(melanocyte) 中的酪胺酸酶(tyrosinase)，進而誘發黑色素(melanin)生成，亦稱為黑 素生成(melanogenesis)或曬黑(suntan)。此一反應可增加皮膚抵抗紫外 線之危害，而顏色較深的皮膚能防禦能量較高的紫外線。一般人體皮 膚之色素沈澱會在皮膚受紫外線曝曬後7至14日達高峰。
9. 最小皮膚致紅劑量(minimal erythema dose, MED)：皮膚受日光紫外線 照射時所產生之曬傷現象(sunburn)可利用MED表示。MED為一客觀量 測皮膚對紫外光耐受力之方式，數值愈高表耐受力愈好，亦即在相同 的日光紫外光強度下需要較長的曝曬時間才會出現曬傷，其單位為每 單位面積之微焦耳數(mJ/cm2)。測量方式是將從未曝曬日光之皮膚(如 背部或臀部等)分為數個單位，各單位分別以由低到高不同劑量之紫外 光曝曬10分鐘，而後觀察於24小時(皮膚紅斑反應標準時間)內能使單 一單位完整曝曬面積完全變紅之紫外線劑量。
10. 皮膚溫度(skin temperature)：一般人體皮膚平均溫度為33 oC，但皮膚溫
度會隨著環境溫度而變化。同時與TEWL 及皮膚濕度相較，皮膚溫度 與主觀熱舒適感之關聯性最高(21)，故為評估人體熱舒適時之重要參考 指標。
11. 皮膚濕度(skin moisture)：為水分停留在皮膚表面之含量，此指標不但 會受環境氣候因子影響(如溫度、濕度等)，且個人排汗量差異亦會造 成皮膚濕度的改變。
12. 熱舒適(thermal comfort)：美國冷凍空調技師協會(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE)對熱舒 適之定義為人體對於周遭環境(微氣候)舒適度之主觀滿意狀態。影響 熱舒適的因子包含空氣溫度(air temperature)、平均輻射溫度(mean radiant temperature)、風速(air movement)、相對濕度(relative humidity)、
衣著量(insulative clothing)與人體活動程度(activity level)。
13. 熱感知投票值(thermal sensation vote, TSV)：為受試者對環境主觀舒適 感覺之分數。於ASHRAE Standard 55問卷中將TSV分為7個等級，分別 為-3(冷)、-2(涼)、-1(微涼)、0(剛好)、1(微暖)、2(暖)、及3(熱)。
14. 熱危害(thermal stress)：當周遭熱環境之變化造成人體主觀感受或生理 反應產生危害性異常變化時，該熱環境即構成熱危害之環境(如極高溫 或極低溫環境)。熱危害常以熱危害指數(Heat Stress Index)與綜合溫度 熱指數(Wet-Bulb Globe Temperature Index)作為評估指標。
15. 綜合溫度熱指數(Wet- Bulb Globe Temperature Index)：由有效溫度指數 (Effective Temperature, ET)與修正有效溫度指數(Corrected Effective Temperature, CET)發展而來；過去用於評估與控制美國陸軍軍事訓練 營之環境熱危害，目前則被廣泛地應用在評估工業熱危害。WBGT 可 用公式直接計算，計算方式依室內/無日曬與室外/有日曬之情況分別表 示為：WBGTindoor = 0.7 Tnwb + 0.3 Tg 與WBGToutdoor = 0.7 Tnwb + 0.2 Tg+ 0.1 Tdb，其中Tnwb 為自然濕球溫度；Tg 為黑球溫度；Tdb 則為乾球溫 度；單位以攝氏或華氏呈現。
16. 水蒸氣分壓(aqueous vapour pressure, vpa)：由於水汽的存在而增加的氣 壓，稱為水蒸氣分壓。水蒸氣分壓越高表示空氣中含水汽的量越多。
水蒸氣分壓於世界氣象組織技術規範屬於溼度的表示方法之ㄧ。
17. 絕對溼度(absolute humidity)：一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質 量，一般其單位為g/m3。絕對濕度的最大值為飽和狀態下的最高濕度。
絕對濕度只有與溫度對照判讀才有意義，因為空氣中能夠含有濕度的 量會隨溫度而變化，且於不同的高度中絕對濕度亦不同，因為隨著高 度變化空氣的體積亦會隨之改變。但絕對濕度越靠近最高濕度，它隨 高度的變化就越小。
18. 相對溼度(relative humidity)：是指氣體中，水蒸氣的分壓除以飽和蒸氣 壓的百分比率。也就是絕對濕度與最高濕度之間的比，其值顯示水蒸
氣的飽和度有多高。在測量當時的氣溫下，空氣中之水分含量達至飽 和，相對濕度就是100%。
19. 輻射熱殘留：人體於曝曬時直接遭受日光紫外線照射，但曝曬時所接 受到之輻射熱能量並不因離開日光直射環境而立即消失。此輻射熱能 量隨離開日光直射環境之時間增加而逐漸減弱。
第二章 文獻回顧
人體表皮遭受紫外線曝曬時可能產生多種反應，包括曬傷、細胞異 常增生、及表皮滲透性屏障損傷等。有關因自然日光曝曬導致之皮膚生 理變化研究資料迄今有限，且相關科學研究鮮少量化日光紫外線造成之 皮膚傷害。近年來日光紫外線暴露造成之皮膚傷害相關研究主要使用人 工模擬紫外光照射囓齒類動物之角質層及表皮層，並觀察其皮膚生理變 化(22)；所觀察的皮膚生理變化主要為皮膚微血流變化、紅斑生成、及色 素沉澱。在職業衛生領域亦常以經皮水分散失度(TEWL)作為評估皮膚障 壁功能的指標。皮膚濕度為另一常見之生理指標，但以其作為評估皮膚 表面含水量受環境溫濕度與日光紫外線輻射影響變化之工具尚不常見。
在熱舒適研究方面，主要調查方法包括：1)利用可控制室內微氣候 (microclimate)之環境暴露艙(environmental exposure chamber)進行比對微 氣候變因與主觀熱感知關聯性之實驗；2)利用戶外實際調查(field survey) 研究對應各種場域與氣候之熱舒適需求。調查人體熱舒適之方法泰半以 問卷方式半量化評估受測者對熱環境之感知(thermal sensation)(23)。有關自 然日光暴露對於人體熱舒適變化之研究較少；吳介銘(21)與陳玉潔(20)利用 美國冷凍空調技師協會(American Society of Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers, ASHRAE) Standard 55(24)標準問卷為基礎所發 展之中文問卷，分別調查遭受日光紫外線曝曬時不同性別與使用防曬乳
液與否人員熱感知之差異。此外亦有研究使用人工模擬紅外光照射至人 體皮膚，觀察皮膚溫度與熱感知之變化幅度(25)。
以下分別介紹本研究中所探討之皮膚生理指標：
第一節 反應微氣候改變之皮膚生理現象 2.1.1 經皮水分散失度
TEWL 為評估皮膚障壁功能及生理衡定時常用的指標。TEWL 量測 水分以蒸氣之型態從體內透過表皮蒸發逸散至空氣中的量，據以評估皮 膚阻絕內外環境之障壁功能是否正常。在未自覺出汗的狀況下，TEWL 數值愈大，代表皮膚的屏障效能愈低(22)。美國國家職業安全與衛生研究 院(National Institute for Occupational Safety and Health)於近年訂定以 TEWL 評估工業化學物暴露導致皮膚障壁功能損害之標準(26)。過去研究 顯示出，當人類皮膚遭受紫外線輻射暴露時，皮膚障壁功能完整性所受 之傷害與紫外線波長和強度(暴露劑量)有關。去毛鼠或小鼠之皮膚當遭 受：1)單一、高劑量的 UVB 曝曬(27)；2)重複、低於可引起紅斑生成劑量 之UVB 曝曬(28)；3)UVA 與 UVB 同時曝曬時，TEWL 皆呈現上升趨勢(29)。
皮膚表皮能保護人體免於遭受外界各種物理性、化學性之傷害。皮膚 表皮層為一具滲透性之障壁；此障壁主要由角質層細胞及細胞間質中存
皮膚表皮能保護人體免於遭受外界各種物理性、化學性之傷害。皮膚 表皮層為一具滲透性之障壁；此障壁主要由角質層細胞及細胞間質中存