•呼吸防護具分類與選用

呼吸防護原理與實務

2

大綱

• 呼吸生理

• 呼吸防護具分類與選用

• 粒狀污染物防護原理

• 氣狀污染物防護原理

• 呼吸防護具使用與保養

空氣、水、食物的重要性：

1. 人類生活的三大要素

2. 依每天的攝取量的多寡：

空氣>水  食物

3. 依急迫性的優先次序：

空氣>水>食物

前言

你知道你一天吸了多少空氣嗎？

休息潮氣容積約為500ml

休息時之呼吸速率約為12次/分鐘

常溫常壓下（20

C, 1 atm）空氣密度為 1.205  10

g/cm

每人每天呼吸量為：

天 天 小時 小時

分鐘 分鐘

次 次

g cm

g

ml

12 60 24 1.205 10 10411 . 2 500

3

-3 

 







你知道你一天吸了多少空氣嗎？

休息潮氣容積約為500ml

休息時之呼吸速率約為12次/分鐘

常溫常壓下（20

C, 1 atm）空氣密度 為1.205  10

g/cm

每人每天呼吸量為：

天 天 小時 小時

分鐘 分鐘

次 次

g cm

g

ml

12 60 24 1.205 10 10411 . 2 500

3

-3 

 







經由簡單的計算可以得知，每人每天大約會有10

公斤左右（大約等於8,640公升）的空氣進出肺部。

6

呼吸系統之危害因子

粉塵 噴霧 霧滴 燻煙 煙塵

生物性氣膠 氣體

蒸氣

缺氧 IDLH

Non-IDLH

立即致危濃度 ^{IDLH Level}

Immediately Dangerous to Life or Health

• 特別針對急性呼吸危害之暴露而定，

達此濃度可能造成 1. 生命喪失

2.不可逆的健康效應 3.降低逃生能力

砷化氫 3 ppm

二氧化氯 5 ppm

異氰酸甲酯 3 ppm

8

氣狀污染物--氣體(Gas)

• 能藉擴散作用而均勻地佔有其被包圍空間之 物質。

例如：氨氣、氯氣、二氧化硫

氣狀污染物--蒸氣(Vapor)

• 在常溫常壓下為液體或固體的物質經揮發或昇 華所形成之氣體。

例如：正己烷、四氯化碳等有機蒸氣，

或噴漆所產生之揮發性氣體

10

氣狀污染物--種類

• 惰性：

– 如氦、氖、氮等。

• 酸性：

– 如氯化氫、氯、二氧化硫等。

• 鹼性：

– 如氨、砷化氫等。

• 有機金屬化合物

– 如：四乙基鉛與有機磷化合物等。

11

氣狀污染物--種類

• 有機物：

– 最常見者為碳氫化合物。

– 醇類甲醇與乙醇 – 醚類乙二醚等 – 醛類--甲醛與乙醛 – 有機酸甲酸與醋酸 – 酮類丙酮

– 鹵烷化合物四氯化碳與三氯乙烯 – 胺類甲基胺與乙基胺

– 氯化物氯乙烯

– 異氰化物異氰酸酯類

12

粒狀污染物--粉塵（Dust）

• 由機械力所產生的固態粒子。

• 如研磨、切割及粉碎所產生者。

例如：礦砂、石綿、鉛塵

粒狀污染物-- 噴霧（Spray or Droplet）

•經由機械力所產生的液態粒子。

•如噴霧、離心所產生者。

例如：噴霧作業之農藥霧滴、噴漆。

14

粒狀污染物--霧滴 (Mist)

• 氣態凝結（Condensation）過程所形成之

細小液滴。

15

粒狀污染物--燻煙（Fume）

• 微細的固態粒子，藉由氣態分子高溫冷凝成 固態而成。

例如：焊接或熔煉時所產生之金屬燻煙

16

粒狀污染物--煙塵（Smoke）

• 由不完全燃燒所產生的固態或液態之顆粒。

粒狀污染物-- 生物性氣膠（Bioaerosol）

•係指含有活的微生物（如濾過性病毒、細

菌、真菌）的懸浮性固態或液態粒子。

呼吸系統

鼻腔 咽部 喉部

肺泡 鼻

口

氣管

細支氣管 右肺

整個肺共有約3億個肺泡

整個肺所提供的氣體交換表面積約為 70-100 m²

右主支氣管 氣体傳導區

肺泡是吸入氣體與血液行氣體交換的解剖位置

傳 導 區

呼 吸 區

氣管

細支氣管

終端細支氣管 細支氣管

呼吸性細 支氣管

肺泡管 肺泡囊

分枝名稱

1 2 4 8 16 32 610

610

610

清除機制

上呼吸道 纖毛運動 打噴嚏

溶解（針對可溶性物質）

細支氣管 纖毛運動

巨噬細胞的吞噬作用 咳嗽

溶解（針對可溶性物質）

氣體交換區

巨噬細胞的吞噬作用 溶解

呼吸道的分枝與清除機制

肺部病變的一些例子

矽肺症 石綿肺症 職業性氣喘

過敏

癌症

燻煙熱

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危害改善控制

• 可由危害發生源、傳播途徑和暴露者三方面來著手。

1. 取代

2. 製程變更 3. 密閉

4. 濕式作業 5. 局部排氣

1. 整體換氣 (壁扇) 2. 增加發生源

和暴露者間 的距離

Source Pathway Receiver

1. 教育訓練 2. 輪班制度 3. 個人防護具 4. 安全衛生工

作手則

22

呼吸防護的方法

呼吸防護具（最後一道防線）

a. 當無適當之工程控制方法

b. 在使用了工程控制下，污染物濃度仍無法控制 在安全的範圍中

c. 在工程控制方法的設計、裝設階段

d. 在一些安全衛生法規中所特別規定的特定作業 場所如：石綿作業、鉛作業等

e. 緊急逃生、救災與機件維修時

錯誤地使用呼吸防護具會造成生命或健康 的損害

1. 該用不用 2. 用錯對象

3. 使用方式不正確

4. 保護等級不足

呼吸防護具分類與選用

呼吸防護具分類

1. 根據外觀

面體、淨氣裝置（濾材、吸收罐）

2. 根據面體內的壓力

正壓式、負壓式

3. 根據氣體來源

淨氣式、供氣式、組合式

4. 根據污染物種類

防塵口罩 (粒狀污染物)、防毒面具

(氣狀污染物).

26

面體的分類

1. 緊密接合式 2. 寬鬆

3. 丟棄式

4. 口體等四大類

緊密接合式面體

四分之一面體 半面體

全面體 口片式

（不需密合度測試）

寬鬆式面體

氣罩式 頭盔式

寬鬆面罩

空氣衣

丟棄式防塵口罩

30

使用時含於口中，且使用者的鼻部須以鼻夾夾住

口體式

呼吸防護具分類

1. 根據外觀

面體、淨氣裝置（濾材、吸收罐）

2. 根據面體內的壓力

正壓式、負壓式

3. 根據氣體來源

淨氣式、供氣式、組合式

4. 根據污染物種類

防塵口罩 (粒狀污染物)、防毒面罩氣 狀污染物.

負壓式呼吸防護具

當吸氣時，防護具面體內的壓力相對於大氣壓力為小 時稱之。

簡易型拋棄式 緊密接合式

正壓式呼吸防護具

當吸氣時，防護具面體內的壓力相對於大氣壓力為大 時稱之。

動力式空氣濾淨呼吸防護具 供氣式呼吸防護具

呼吸防護具之分類 (依據氣體來源)

呼吸 防護具

過濾式

組合式

供氣式

無動力

動力式

防塵面具 兼用式 防毒面具

粒狀物質防護 兼用式

氣態物質防護 輸氣管面罩

自攜呼吸器 組合式

過濾式呼吸防護具是以濾材過濾現場環境之空氣後提供 給配戴人員使用

供氣式呼吸防護具則是藉由輸送管線從他處引進乾淨之空 氣或由使用者自行攜帶裝有乾淨空氣之鋼瓶的型式

依危害物種類選用防護類型 (就淨氣式而言)

吸收、吸附劑 濾材類

36

防毒面具之濾毒罐種類

6001

6002

6003

6004

6005

有機蒸氣

酸性氣體、氯氣、鹽酸

、二氧化硫、二氧化氯 有機蒸氣\酸性氣體

氨氣、甲胺

甲醛、有機蒸氣 防護對象

濾毒罐 防護對象 顏色標示

鹵族氣體 褐

酸性氣體 灰

有機氣體 黑

氨氣 綠

二氧化硫 橙

硫化氫 黃

氰酸 藍

溴化甲基 紅

其他氣體 紫

附濾材 白色條紋

（參考CNS 6636 Z 2023，1998）

（參考美規標準）

38

什麼是「濾材」?

氧 二氧化碳

氮 惰性氣體 有害物質

氧 二氧化碳

氮

惰性氣體

42CFR84 之濾材分類

N-Series Not for oil

R-Series*

Resistant to oil P-Series**

Oil Proof

* Time restriction of 8 hours continuous or intermittent use if oil is present.

** Manufacturer’s time use restrictions apply if oil is present.

95%

99%

99.97%

N95 N99 N100

R95 R99 R100

P95 P99 P100

類別

過濾效率

Filter media

Dirty air Clean air

% 100 )

1 (

(%)   

in out

C E C

C

C

淨氣式呼吸防護具-防塵面具

www.ima.umn.edu/industrial/ 98_99/ouyang/sld026.ht

42CFR84 之濾材分類

N-Series Not for oil

R-Series*

Resistant to oil P-Series**

Oil Proof

* Time restriction of 8 hours continuous or intermittent use if oil is present.

** Manufacturer’s time use restrictions apply if oil is present.

95%

99%

99.97%

N95 N99 N100

R95 R99 R100

P95 P99 P100

類別 過濾效率

在定義上，N為Not resistant to oil, 而R為

Resistant to oil；而P為Oil Proof，不但通過DOP 微粒的穿透率測試，而且在正常使用的過程中，

濾材的效率永遠不會低於該等級的最低要求。

呼吸防護具的選擇

 氧氣濃度及 IDLH

 現場溫度

 危害物種類

 危害物濃度

 使用者習慣

缺氧環境

在常溫常壓下，空氣中的氧氣濃度佔 20.9％左右，但是在地下礦場、坑道、

船艙、油槽及其他密閉空間或通風不良 的場所中，空氣中氧氣含量可能偏低，

導致作業人員發生缺氧現象。

依據我國缺氧症預防規則，當空氣中氧氣含量低於18％時，

則稱之為缺氧環境。

氧濃度與相對之生理反應

安全界限 但應連續 實施換氣

呼吸及脈 數增加, 頭疼嘔心

失神昏倒 7-8分鐘 以內死亡 顏面蒼白

意識不明 目眩嘔心

肌力下降 無法支稱 體重而墜 落

瞬間昏倒 停止呼吸 痙攣

於6分鐘

內死亡

供氣式呼吸防護具

(Supplied Air Respirators, SAR)

（Self-Contained Breathing Apparatus，SCBA）

供氣式全面防護具

(Supplied Air Respirators, SAR)

PF=1000

TLV 恕限值

• 一般正常勞工

• 一天工作8小時, 一週工作40小時,

• 於此濃度之下,終其一生,

不致造成健康之影響

防護係數

(Protection Factors, PF)

• 為防護具選用之參考，經 多次定量密合度測試所得

• 所選定之防護具的防護係 數應大於或等於環境之危 害比率

空氣中污染物的濃度 危害比率 =

TLV

案例：

使用PF=10之防 毒面具，防護對 象為甲苯

(TLV= 50ppm)

則可適用之工作 環境濃度為

500ppm以下。

呼吸防護具的防護係數

面體型式 寬鬆面體 半面體 全面體

(Loose fitting, (Halfmask) (Fullface,

呼吸防護具



自攜呼吸器

(Self-Contained Breathing Apparatus, SCBA)



供氣式

--連續送氣式 25 50 1,000

(Continuous Flow)

--壓力需求式 25 50 1,000

(Pressured Demand)



動力過濾式

(Powered Air Purifying 25 50 1,000

Respirators, PAPR)



無動力過濾式

(Air Purifying — 10 50

Respirators)

(Supplied Air Respirators, SAR)

負 壓 式 正

壓

式

50

呼吸防護具選擇流程

1.氧濃度>19.5%

2.未達IDLH

< 1,000TLV

正壓式

< 50TLV

全面式 防塵面具

< 10TLV

防塵口罩

嗅出濃度

<1TLV

嗅出濃度

>1TLV

< 10TLV

防毒面具

< 1,000TLV

正壓式

< 50TLV

全面式 防毒面具

送氣式 粒狀

污染物

氣狀 污染物

SCBA

供氣式+

輔助呼吸器

否

呼吸防護具選擇流程

1.氧濃度>19.5%

2.未達IDLH

輸氣管面罩+

淨氣式複合

粒狀 污染物

SCBA

供氣式+

輔助呼吸器 否

粒狀+氣狀

淨氣式

動力淨氣式 防塵面具 防塵面具

輸氣管面罩

淨氣式 淨氣式

防毒+防塵

兼用式 防毒面具 輸氣管面罩+

淨氣式複合

輸氣管面罩

氣狀 污染物

動力淨氣式

52

粒狀污染物防護原理

淨氣式呼吸防護具原理–粒狀污染物

54

粒狀物在纖維性濾材內累積的

情形

Cross section of fiber

（纖維之橫切面）

Gas streamlines

（氣流流線）

Interception（攔截作用）

Inertial impaction

（慣性衝擊）

Diffusion（擴散作用）

Gravitational settling（重力沈降）

Electrostatic attraction（靜電吸引）

微粒收集機制

+

微粒粒徑（微米）

微粒貫穿 率（ ％）

（慣性衝擊）

（重力沈降）

（擴散作用）

（攔截作用）

（擴散與攔截之交互作用）

Diffusion DR Interaction

Interception

Settling Impaction

0.01 0.10 1.00 10.00

0 20 40 60 80 100

t = 1 mm, a

= 0.05, d

= 2 mm, U

= 10 cm/s

最易穿透粒徑

1. 濾材收集效率最低 2. 濾材效率變化小

Total Filter

（濾材總微粒貫穿率）

濾材效率

濾材特性 1. 纖維帶電量 2. 纖維直徑 3. 填充密度 4. 濾材厚度 測試條件 1. 表面風速 2. 微粒粒徑

 





 



  



d

t E E

 a

exp 4 1

Ea

E_ t d_f

：濾材總效率

：填充密度

：單一纖維之總過濾效率

：濾材厚度

：纖維直徑

影響濾材總效率之參數

微粒負載的影響

1. 造成空氣阻抗的增加

2. 影響率材的效率 (先降低再升高)

口罩的使用壽命

1. 效率降低時 2. 阻抗變大時 3. 結構破損時 4. 衛生之考量

5. 有接觸感染之虞時

氣狀污染物防護原理

62

吸附材之吸附原理

吸附，為一種液體或氣體分子接觸並黏附於固體表面 的一種過程。主要是污染物分子藉由擴散運動

（diffusion），進入活性化所產生的微小孔洞中而被

滯留於內，藉以去除污染物的方法

氣狀污染物濾材破出

飽和度 破出 飽和度 60%

30%

7500 m² 1500 m²

1g

提高表面積-活性炭吸附材

Time, min

0 20 40 60 80 100

Breakthrough fraction

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Particle free condition Q = 15 L/min RH = 50%

C₆H₁₂ : 3100 ppm Charcoal : 36.51 g Packing density = 0.31

Particle diameter, mm

0.01 0.1 1 10

Aerosol penetration, %

0 20 40 60 80 100

活性碳床微粒穿透率

活性碳床氣體吸附曲線

活性碳床對氣狀、粒狀污染物之過濾特性

一個很重要的概念是「濾材對於微 粒的收集效率是粒徑的一個函數」

含活性碳之防塵口罩

68

呼吸防護具使用與保養

呼吸防護具使用原則

• 根據空氣中有害物形態挑選

（防護灰塵還是氣體？）

• 參考先進國家標準驗證產品。

• 教導勞工正確戴用。

• 注意密合情形。

70

呼吸防護具教育訓練

• 根據作業中可能暴露的有害物，選擇適用之呼吸防護具。

• 呼吸防護具的使用、性能、限制及可能影響其防護功能的因素

• 呼吸防護具的使用

由 佩 戴 者 執 行 穿 戴 、 脫 除 及 維 護 ( 如 淨 氣 材 料 更 換)。

• 使用前檢點

密合檢點、密合度測試之實作。

• 清潔、保養、保管與保存。

呼吸防護具佩帶方法

72

74

配戴口罩之注意事項

正確的佩帶方法

錯誤的佩帶方法

面體與臉部接合處 濾材

排氣閥

呼吸防護具洩漏來源

1.

2.

3.

76

破壞呼吸防護具密合的因素

• 面體與佩戴者面部 無法密合。

• 進排氣閥洩露。

• 面體或其他部位破損。

• 配件連結不當。

使 空氣中的污染物

未經淨氣材料過濾吸收

而進入面體中。

呼吸防護具密合確定方法

•密合度檢點（fit check）﹕每次使用都應進行。

密合度測試（fit test）

•密合檢點﹕正壓、負壓。

•密合度測試﹕

定性（qualitative）

定量（quantitative）

78

呼吸防護具密合檢點

正壓檢點 負壓檢點

正壓檢點

將出氣閥以 手掌封閉

緩慢吐氣

表示面體與臉 頰密合良好

若面體內的壓力 能達到並維持正壓

，空氣無向外洩露

80

負壓檢點

使用適當的方式 阻斷進氣

用手掌遮 蓋濾罐或 濾材進氣 位置

取下濾 罐再遮 蓋進氣 口

用不透氣的 專用罐取代 正常使用的 濾罐

緩慢吸氣，使 面體輕微凹陷

若十秒內面體仍保持輕微凹陷，

且無空氣內洩

即 可 判 定 防

護 具 通 過 檢

點

密合度測試 (QLFT)

定性測試 定量測試

82

定性密合度測試

受測者

挑選呼吸防護具

嗅覺或味覺閥 篩選

定性密合度測試

是否通過測試

呼吸防護具適用

須提供不同廠牌、不同型式、

不同規格面體供受測者挑選

通過

不通過

是 否

不得進行密合度測試或等待 感覺疲乏恢復

定量密合度測試

 測試結果以密合因數（fit factor；FF）

表示。

C₀ ：面體外所測得的測試物質濃度 C_i ：面體內所測得的測試物質濃度

FF  C C

o i

84

密合度測試時機

• 首次使用呼吸防護具或重新選用呼吸防 護具後。

• 每年至少進行一次。

• 佩戴者的體重變化達百分之十以上時。

• 面體下的顏面產生疤痕或其他顯著變形。

• 佩戴者裝置假牙或失去牙齒。

呼吸防護具的清潔修護

• 經常使用： 每日清潔與檢查。

非經常使用：每次使用後，及每週或每月。

• 自行保養

集中保養：適用於大公司或較複雜的呼吸防 護具，但應確定使用者每次收 到同樣的呼吸防護具。

• 損壞或故障，絕不能繼續使用，應進行修護

或調整（自行或送修）。

86

呼吸防護具的保存

• 避免受下列因素影響：

粉塵、陽光、高溫、低溫、濕度、破壞性化學物質、機 械性破壞。

• 置於清潔乾燥場所

• 不得堆疊存放：

以避免扭曲變形，或因彈性疲乏而永久形變。

• 緊急用淨氣式呼吸防護具：

單獨置於具隔間的保存箱中，置於隨時可接觸到之處，

且現場工作人員週知。