VOCs 之暴露評估

評 估 人 體 暴 露 到 污 染 物 之 程 度 ， 可 利 用 環 境 測 定(environmental monitoring)及生物偵測(biological monitoring)，以瞭解環境中污染物之布 分情形並進一步評估體內吸收劑量及可能造成之健康危害。

一、環境空氣中BTEX 之測定

(一) BTEX 之特性、暴露來源、用途及危害

苯(benzene) 在 美 國 化 學 文 摘 服 務 社 登 記 號 碼 (Chemical Abstracts Service, CAS. No.)00071-43-2，化學式C6H6，分子量78，比重 0.877，無 色具芳香味，常溫下為液態，溶於醇類、醚類、丙酮、二硫化碳等，難 溶於水，其沸點80℃、熔點 5.5℃、在 20℃下蒸氣壓為 75mmHg ⁽⁶⁾。工 業上苯常用來製成其他的化學物質，如：苯乙烯、異丙苯及環己烷，亦 用來製成各式橡膠、染料、潤滑油、清潔劑及殺蟲劑等，其暴露來源為 工廠排放、汽油、汽機車排放、香菸。經由吸入、皮膚接觸進入人體，

引起神經系統、心肌衰弱及協調功能減弱。Lan等人⁽⁷⁾ 研究指出長期暴露 於苯環境，人體內之白血球、血小板、T細胞、B細胞等數目的減少，促 使血癌的發生。苯之八小時日時量平均容許濃度(TWA)為 5ppm、短時間 時量平均容許濃度(STEL)為 10ppm，IARC癌症分類為第一類，有充分證 據證明為人類致癌物⁽⁸⁾。

甲苯(toluene)之 CAS. No＃00108-88-3，化學式 C₇H₈，分子量 92.14，

比重0.865，似苯之芳香味，為無色液體，可溶於醇、醚、丙酮、二硫化 碳等，微溶於水，其沸點 110.6℃、熔點-95℃、在 20℃下蒸氣壓為 22 mmHg。甲苯廣泛使用於工業界，為汽油、塗料、稀釋劑、黏著劑、橡膠 等原料， 經由吸入蒸氣、皮膚接觸進入人體，可能引起疲勞和暈眩、抑 制中樞神經系統，導致無意識和死亡，其八小時日時量平均容許濃度為 100ppm、短時間時量平均容許濃度為 125ppm。在 IARC 癌症分類為第 三類-無法辨斷是否會造成癌症。

乙苯(ethylbenzene) CAS. No＃00100-41-4，化學式 C₈H₁₀，分子量 106.16，比重 0.866，無色液體具芳香味，不溶於水，其沸點 136.1℃、在 20℃下蒸氣壓為 9.6mmHg。乙苯為製造苯乙烯前驅物、合成橡膠的製造、

稀釋劑、燃料之成份。主要暴露途徑為吸入及皮膚接觸，對人體產生頭 痛、噁心、疲勞、無意識和可能引起死亡。八小時日時量平均容許濃度 為 100ppm、短時間時量平均容許濃度為 125ppm，IARC 癌症分類為 2B 疑似人類致癌物。

二甲苯(xylene) 由三種同分異構物組成包括鄰-二甲苯、間-二甲苯及 對-二甲苯，CAS. No＃01330-20-7，化學式 C₈H₁₀，分子量106.16，比重 0.866，具芳香味之無色液體，不溶於水，其沸點 137℃、在 20℃下蒸氣 壓為6mmHg。二甲苯主要來源為甲酸原料、塗料、黏著劑、殺蟲劑、航

空汽油等，吸入蒸氣或皮膚接觸後引起的健康危害如頭痛、嘔吐、器官 協調功能降低、失去知覺，長期暴露可能引起肝臟和腎臟損害。八小時 日時量平均容許濃度及短時間時量平均容許濃度和甲苯、乙苯相同分別 為100ppm 及 125ppm，IARC 癌症分類為第三類-無法辨斷其致癌性。

(二)空氣 VOCs 採樣方法之比較

測定空氣中揮發性有機物濃度之方法可分為全空氣採樣法及介質採 樣法，全空氣採樣法如不銹鋼筒、採集袋、採集瓶，而介質採樣法如以 活性碳管、矽膠管及熱脫附管的固體採樣介質，或以衝擊瓶加上吸收液 的方法，以採樣泵浦的主動式採樣或是利用擴散方式的被動式採樣方 法。選擇合適的採樣方法必須考慮污染物之特性、空氣中之濃度、及可 行性，以下就不同採樣加以說明：

1.全空氣採樣法

採樣之空氣樣本不需經過前處理直接分析採集之樣本，常用的採樣 儀器為不銹鋼筒(canister)，其優點為偵測極限低、可分析上萬種未知物、

採樣速度快、樣本可重複分析、容器可重複使用，其缺點為採樣體積受 限於容器容量、樣本完全分離需使用不同之分析方法相對花費時間較 長，樣本的儲存是一問題，此外價格昂貴、體積大不易攜帶。

2.介質採樣法

以充填固體採樣介質，如活性碳管、矽膠管及熱脫附管，或以衝擊 瓶加上吸收液之方法採集空氣中之污染物，其優點為針對目標污染物採 集，可減少分析之干擾，體積小易攜帶具機動性，缺點為必須考慮採樣 目的使用不同之介質，且需注意採樣介質是否破出、捕集及脫附效率。

目前對於空氣中揮發性有機化合物之介質採樣法依是否使用幫浦可分為 主動式及被動式二類：

(1)主動式採樣(active sampling)

借助幫浦(pump)之動力抽氣將環境中之空氣採集至採樣介質，經過 脫附處理再進行分析。適合做短時間之監測，可用於氣狀、粒狀、石綿 各種型態之污染物，樣品儲存穩定性佳，其缺點為幫浦負荷大、注意幫 浦是否正常運作，採樣前後皆須做流量校正。

(2)被動式採樣(passive sampling)

不需使用幫浦，利用氣狀污染物具擴散或滲透之作用，將其與吸附 劑或吸收液接觸的採樣方法，依採樣器型狀可分為徽章式及管狀式⁽⁹⁾。徽 章式採樣器係指之截面直徑與採樣器長度比值較大者，管狀式則為截面 直徑與長度比值較小者。不需額外提供動力、輕巧易攜帶、成本低減少 幫浦費用，且省卻校正及維修之步驟，但在使用被動式採樣器仍需考慮

許多因素，如擴散係數、溫溼度、風速、吸附率及採樣時間。

依勞工委員會⁽¹⁰⁾所公告之空氣中有害物質採樣分析方法皆以主動式 採樣為主，目前尚未公告被動式採樣器之標準分析參考方法，但在美國 NIOSH (The National Institute for Occupational Safety and Health, 美國國 家職業安全衛生研究所)已發布以活性碳為介質之被動式採樣器分析方法 (Pristas 1994)⁽¹¹⁾，國內勞工安全衛生研究所^(12,13)亦在推動被動式採樣上提 出準則，做為國內擴散式採樣器之指引，以提高使用者對被動式採樣器 使用之信賴度。

Elke (1998)等人⁽¹⁴⁾對無吸菸之室內空氣中 BTEX 以主動式及被動式 採樣分別做短時間(2 小時)及長時間(24 小時)採樣，以短時間採樣而言主 動式採樣及被動式採樣間之差異性在-16 至 19%之間，而長時間採樣二種 方法間之差異不大。國內李(1998) ⁽¹⁵⁾以主動式及被動式採樣方式對BTEX 進行採樣效率評估，結果顯示二者相關係數r 值大於 0.9。

二、尿中苯代謝物及氧化性指標之測定

生物偵測為測量生物檢體中有害物及其代謝物，利用血液、毛髮、

指甲、呼氣、尿液等，分析污染物或代謝產物之濃度與標準比較，以評 估體內總暴露量，可彌補環境測定之不足。

(一)苯之代謝物 t,t-MA 之測定 1.苯在人體代謝過程

苯進入人體經過肺部、腸胃道吸收分布後，主要之代謝場所在肝臟。

代謝途徑如附圖一所示，苯進入人體經肝臟中P450 2E1 色素細胞作用後 形成環氧化物(benzene epoxide)，再分別以三種不同途徑進行代謝，第一 個途徑為代謝成酚(phenol)，再代謝成 catechol(CAT)、hydroquinone(HQ) 及1,2,4-benzenetriol(BT)。第二個途徑經由穀胱甘肽（Glutathione，GSH）

作用形成 S-phenylmercapturic acid(S-PMA)。另一個途徑則將苯環打開形 成 trans, trans-muconaldehyde，再氧化成 t,t-MA。上述代謝物皆具較高的 極性，易溶於水中可藉由尿液排出體外。

附圖一、苯的代謝過程圖

2.尿中苯之生物指標之比較

根據歐洲 CEC(Commission of the European Community)、美國 OHSA (Occupational Safety and Health Administration 美國職業安全衛生署)及 NIOSH 在盧森堡聯合會議上對生物偵測之定義為「測定或判斷作業環境 因子或其代謝產物在組織、分泌物、排泄物、呼氣或以上的組合物質中 的量，並與適當的參考標準比較以評個其暴露量及健康風險」，而美國勞 工部勞工安全衛生條款對生物偵測之定義為「生物偵測的數據只包括能 直接估計個人對某種化學物質的吸收，即測量該化合物或其代謝物在血 液、尿液、呼出的氣體、毛髮或指甲中的濃度，但不包括該有害物所引 起的生物效應」。⁽¹⁶⁾

在決定生物指標做為污染物暴露評估時必須考慮是否具有特異性 (specificity)，不會有其他化合物代謝而來、是否具有靈敏度(sensitivity)，

與苯有高度相關及是否可行。苯的生物指標可從呼氣、血液、尿液中測 得未經代謝之苯，或是從尿中代謝物phenol, S-PMA, t,t-MA 檢出，其中 呼氣在採集、運送及保存必須特別留意樣本之揮發，血液需以針頭注射 抽血具侵入性，選擇尿液樣本做分析不具侵入性，較易被研究對象接受。

(1)尿中 benzene

Ong ⁽²⁾ 於 1994 年之研究指出尿中苯原形物有 0.1-0.2%可在尿液中測

得，雖敏感度及特異度高，但苯具高揮發性，在收樣、運送及保存必須 小心空氣中苯之干擾及樣本之揮發逸散。

(2)尿中 phenol、catechol、hydroquinone、1,2,4-benzenetriol

苯經代謝後有 13%會成為酚，是主要代謝產物，過去針對油漆及鞋 廠工人等高暴露族群之研究⁽¹⁷⁾，常以 phenol 作為生物指標，但酚為蛋白 質之代謝物所以易受飲食之影響、藥物、香菸、酒精皆會代謝成酚，提 高尿中酚之背景值，因此尿中酚較不適合作為低暴露族群之生物指標。⁽¹⁸⁾ catechol、hydroquinone、1,2,4-benzenetriol 皆由 phenol 代謝而來易受到酚 之影響，較適合環境中苯暴露較濃高者。

(4)尿中 S-PMA

許多苯生物偵測研究指出尿中 S-PMA 濃度與空氣中苯濃度有良好之相 關性，目前只有抗癲癇藥物會代謝成 S-PMA⁽¹⁹⁾，具良好之敏感度及特異 度，適合作為低濃度暴露評估之指標，由於只有 0.1-0.5%之苯會代謝為 S-PMA，相對之尿中代謝濃度較低，過去研究使用分析之儀器、偵測器

以 GC/ECD 或 電 灑 離 子 化 法 串 聯 式 質 譜 儀 (electrospray ionization- tandem mass spectrometry, ESI-MS/MS)之偵極限較低較適用，但前處理步 驟需要繁複之衍生化處理、人工萃取或是標準品之合成。⁽²⁰⁾

(5)尿中 t,t-MA

在 Scherer(1998)等人⁽²¹⁾的研究指出依暴露之濃度不同，約有 2-25%之 苯會代謝成 t,t-MA，在進行低濃度苯之暴露評估時，尿中空氣中苯濃度 有高度相關性，是良好的生物指標，半衰期為 13.7 小時，⁽²²⁾ ACGIH (American Conference of Industrial Hygienists)對其建議之生物暴露指標值 BEI(Biological Exposure Indices)為 500μg/g cre.。

3.尿中 t,t-MA 分析方法

分析尿中 t,t-MA 之濃度常以固相萃取(SPE, solid phase extraction)，做 為前處理步驟再以高效能液相層析儀(HPLC, High Performance Liquid Chromatography)分析之。Buratti(1996)⁽²³⁾以在都市工作36 名吸菸與 95 名 非吸菸為研究對象，依其是否吸菸及是否暴露到二手菸將之分為五個等 級，在上班前及上班五小時後收集其尿液，以充填SAX 之固相萃取管柱 做樣本前處理，使用 C18 做為分離管柱，移動相為甲酸、四氫呋喃及純

分析尿中 t,t-MA 之濃度常以固相萃取(SPE, solid phase extraction)，做 為前處理步驟再以高效能液相層析儀(HPLC, High Performance Liquid Chromatography)分析之。Buratti(1996)⁽²³⁾以在都市工作36 名吸菸與 95 名 非吸菸為研究對象，依其是否吸菸及是否暴露到二手菸將之分為五個等 級，在上班前及上班五小時後收集其尿液，以充填SAX 之固相萃取管柱 做樣本前處理，使用 C18 做為分離管柱，移動相為甲酸、四氫呋喃及純