第一章 緒論
第一節 研究背景
第一節 研究背景
戶外活動對人類來說是日常生活中極為重要的一環；對於從事戶外 作業之勞工而言更是如此。當人類從事戶外活動時，人體會連續性地暴 露於自然界中各種氣候因子下，進而影響人體的生理機能。這些氣候因 子中多數屬於物理性因子，如日光紫外線輻射、空氣溫度、空氣濕度、
大氣風速，及這些因子間可能存在的交互作用等。以上因子及其交互作 用經由暴露均可能幅度不一地影響人體生理機能。若逾量暴露產生，人 體的生理機能會透過反應機制之啟動適當地因應，以維持人體生理機能 之衡定(homeostasis)，避免危害效應之發生。
日光是人類與萬物生存之必要要素；地球上生物生長與維持生命所需 之能量皆由日光提供，而日光也是人類從事戶外活動時最直接接觸到的 物理因子。根據波長由短至長可將陽光輻射分為紫外光(ultraviolet light, UV; 佔 8.3%)、可見光(visible light, VIS; 佔 38.9%)、以及紅外線(infrared light, IR; 佔 52.8%)(1)。當日光照射至皮膚時，由於紫外線的波長短 (100-400 nm)、能量高，因此對於人體皮膚生理反應之誘發影響最劇(2)。 圖 1-1 所示為 UVA 與 UVB 進入人體皮膚深層的比例。穿透臭氧層到地 表的紫外線主要由UVA(波長為 315-400 nm)與少量的 UVB(波長為
圖1 -1 不同波段紫外光(UVA 與 UVB)進入人體皮膚表皮層、真皮、及皮 下組織的比例(3)
280-315 nm)所組成。其中 UVB 對人體所造成之傷害較 UVA 為高；過度 日光曝曬對人體產生之危害約有80%源自 UVB，另 20%則源自 UVA(4)。 圖 1-2 所示為紫外線抵達地表過程中可能影響輻射能量變化的主要環境 因素。表1-1 所示則為人體遭受過量日光紫外線曝曬時各部位所可能產生 之急性與慢性健康危害與疾病症狀(6)。皮膚是人類身體最外層的器官，可 以保護人體內部組織避免遭受外界傷害或破壞，因此於日光紫外線過度 暴露時，皮膚產生負面健康效應的機率亦遠高於其他器官。皮膚遭受紫 外線過度暴露時可能產生的不同異常皮膚生理與生化反應包括紅斑生成 (erythema)(7)、表皮細胞異常增生(epidermal proliferation)(8,9)、細胞凋亡 (apoptosis)(10, 11)、 黑 素 沈 澱(hyperpigmentation)(12)、 以 及 免 疫 抑 制 (immunosuppression)(13, 14, 15)等，但以上所述各現象皆為皮膚遭受過度曝曬 後之後期臨床徵狀(clinical manifestations)。最近的研究則利用皮膚微血流 (skin microcirculation)變化作為皮膚遭受過度紫外光曝曬時之前臨床指標 (pre-clinical indicator)，藉以觀察日光紫外線曝曬對皮膚之先期影響，提 前了解皮膚受紫外線傷害之可能性並及早提供保護措施。
過去數十年間工業活動蓬勃發展，人為化學物不斷產生。這些化學 性產物許多已證實對生態環境可產生破壞。其中因為使用氟氯碳化物 (chloroflurocarbons)所產生之污染物不斷消耗平流層(stratosphere)中的臭
-圖1-2 日光紫外光抵達地表過程中可影響輻射能量變化之環境因子(5)
表1-1 日光紫外線曝曬可生成之健康傷害、傷害部位、與疾病症狀 外線http://taqm.epa.gov.tw/taqm/zh-tw/b12081.aspx(6)
氧，造成大氣層抗阻紫外線之能力降低，導致抵達地表的紫外線劑量日 漸增加，肇因於紫外線暴露所產生之健康危害風險亦日增(16)。日光輻射 所產生之UVB 大部分在日光穿越臭氧層時被吸收，但在臭氧層逐步遭受 破壞的狀況下，過量的UVB 可抵達地球表面，並對地球上的生物產生危 害，包含增加人類罹患皮膚癌的可能性及前述之各型皮膚傷害(17)。就勞 工而言，從事戶外作業者與在其他作業環境之勞工相較更易遭受高劑量 的紫外線暴露，實為高風險之暴露族群。
到達地表之紫外線強度主要是以日光紫外光指數(Global Solar UV Index, UVI)表示。UVI 為全球通用的日光紫外線曝曬指標與警示系統，
並提供一般民眾預防紫外線暴露可採取的合適防護措施(5)。UVI 預報值預 測第二天正午時可能抵達地表紫外線之輻射強度；其數值可由0 (例如夜 晚)至 15 或 16 (高海拔之熱帶地區，且無自然遮蔽物處)。UVI 值愈高，
表示紫外線輻射能量對皮膚與眼睛之危害愈大。當太陽升至最高點時，
到達地表之紫外線最為強烈；但若太陽降至接近地平線時，紫外線之能 量將會迅速地減少。一般而言，因紫外線曝曬而生成紅斑所需時間會受 到許多因素影響：包括太陽高度、雲層總量、以及個人皮膚狀況(圖 1-2)。
但當UVI 值為 10 或更高時，大約只要 10 分鐘左右之曝曬即可能造成皮 膚 紅 斑 生 成(5)。 依 據 國 際 照 明 委 員 會(International Commission on Illumination, CIE)參考作用光譜所定義之 UVI 可表示為：
∫ ⋅ ( )
⋅
=
nm
nm
er er
uv
k E s d
I
400
250
λ
λ
λ
(Eq. 1-1)Eq. 1-1 中 Eλ為在波長λ 時之太陽光譜輻射度，單位為 W/(m2.nm)；dλ 則 是輻射度加總時使用的波長區段。Ser(λ)為紅斑作用光譜；ker為一常數，
在日光照射情形下之適用值為40 m2/W。當實際監測與報導 UVI 時，通 常UVI 會以「暴露等級」(exposure category)再加以區分。如表 1-2 中所 示，暴露等級在設計上類似於危害等級，主要目的在連結曝曬程度資訊 與可使用的防護措施。
適宜的環境溫度與環境濕度亦是生物生長與維持生命的重要要素。
然而，極端的溫濕度環境會對人體造成熱危害(thermal stress)。尤其目前 地球溫室效應情形日益嚴重，夏季溫度屢創新高，故高溫高濕環境暴露 所生成之健康效應危害日增。當暴露於極端溫濕度時，人體會透過生理 反應(如排汗、增加體循環)維持生理衡定與避免有害的健康效應發生(18)。 當人體無法負荷或透過生理機能釋放過多的熱量時，則可能會誘發熱暈 厥(heat syncope)、熱衰竭(heat exhaustion)、脫水與電解質流失(dehydration and loss of electrolytes)等現象，嚴重時可至中暑(heat stroke)。熱危害普遍 存在於許多戶外作業或高溫高濕之室內作業環境中，然而居住在熱帶與 亞熱帶的居民，由於已適應該區域之氣候環境，因此較難察覺熱危害及
表1-2 紫外線指數、對應曝曬級數與及相關防護措施
紫外線指數 曝曬級數 曬傷時間 防護措施
0~2 微量級 3~5 低量級
6~7 中量級 30 分鐘內 帽子/陽傘+防曬液+太陽眼鏡+儘 量待在陰涼處
8~10 過量級 20 分鐘內
帽子/陽傘+防曬液+太陽眼鏡+陰 涼處+長袖衣物+上午十時至下午 二時儘量避免外出
11 以上 危險級 15 分鐘內
帽子/陽傘+防曬液+太陽眼鏡+陰 涼處+長袖衣物+上午十時至下午 二時儘量避免外出
資料來源：行政院環境保護署—空氣品質監測網：紫外線監測—認識紫 外線(http://taqm.epa.gov.tw/taqm/zh-tw/b12081.aspx) (8)
其可能產生的健康傷害(19)。圖 1-3 所示為暴露於熱環境時人體相對應之 生理效應與可能產生之熱危害現象。當熱儲存比率(heat storage)大於 0 時，人體之核心溫度(core temperature)、皮膚血液流速(skin blood flow)與 皮膚溫度(skin temperature)會增加。若因皮膚血液流速增加而使得血管擴 張過快，則會導致血壓下降，進而引發腦部血流不足，產生熱暈厥或熱 衰竭現象。人體常以增加排汗量降低核心溫度與皮膚溫度。若長時間處 於流汗的狀況時，皮膚表皮易會產生汗疹(heat rash)；排汗量太高，則人 體會流失大量水分與鹽份，造成脫水與熱痙攣。因大量或長時間的排汗 導致汗腺疲勞(sweat gland fatigue)，或是因身體脫水後沒有適當地採取措 施以降低體溫，體溫則會不斷的上升，最終導致中暑現象的產生。
傳統對於環境物理因子之暴露評估著重於對其在環境中所存在幅度 變化之量測，如測量紫外線抵達地表之能量(以紫外線指數表示)(1)或自然 環境中大氣溫度與相對濕度之綜合強度(如綜合溫度熱指數；Wet-Bulb Globe Temperature Index, WBGT)(19)，而非直接評估當人體暴露於此類環 境時可能產生之生理效應及潛在健康危害為何(如上述物理力之環境變化 量與生理效應間之對應關係)，故一般大眾難以確切明瞭過度紫外線與熱 危害暴露所造成之健康風險，亦無法確知其採取之防護措施是否適當。