電焊作業勞工金屬奈米物質暴露生物性指標IOSH97-M320

電銲作業在高溫下產生之電銲燻煙中包含了奈米微粒，因此其危害可從奈米級金屬微粒傷害進行探討。金屬燻煙熱症狀包括頭痛、發燒、發冷、肌肉痛、噁心及嘔吐等症狀。金屬粒子小至100奈米以下，可能造成不同一般金屬微粒的細胞毒害。已知奈米微粒對動物會引起肺部發炎、血栓及肺部纖維化等，也會透過呼吸道進入循環系統及腦部。因此，奈米等級金屬燻煙推測有可能會產生類似之傷害。電焊工業上產生的金屬性奈米微粒，還可能會因為隨著職場作業方式的不同，而變化其性質，如：溫度、工件材質、電焊電極成份及隔離氣體種類等。這些金屬奈米微粒是否會對勞工健康有細胞毒性，尚未有完整系統進行偵測。金屬奈米粒子進入人體後，對各生理系統在細胞層面之二級訊號的影響，會影響細胞增生調控，分化，程式性死亡等生理功能，與訊息傳遞蛋白質結合，影響其功能；產生活性氧，進入血液循環，引發其他系統的障害，進而導致後續代謝異常。本研究收集造船電焊作業勞工檢體，分析勞工白血球的細胞毒性、細胞凋亡、細胞質及內質網内鈣離子濃度。另外再將勞工樣本分為抽菸與非抽菸組作比較分析，並搭配人類細胞株，觀察金屬化合物及金屬微粒對細胞的毒性。依據問卷及現場採樣分群，由健康檢查結果、尿中代謝物，勞工血球細胞鈣訊、及凋亡的毒性進程有無健康危害，統計分析暴露造成之群間差異。細胞毒性測試研究結果發現金屬燻煙微粒中具溶解性分液部分之毒性高於不具溶解特質的金屬氧化物。暴露組勞工血球細胞的凋亡比例顯著高於非暴露組，對於不同工廠間具有差異性，而暴露組勞工sub G1比起非暴露組顯著提高，對於細胞內鈣離子的分析，則顯示出暴露組勞工的確有較高的細胞質鈣池基礎值(cytosolic calcium basal level)，細胞內鈣離子濃度的上升，可以影響到粒腺體內儲鈣量上升。因此，奈米微粒暴露對勞工體內的細胞有可能造成鈣離子變化，誘發細胞凋亡的反應產生。分別於造船廠的電焊區、半自動電焊區以及點焊區進行環測。測定結果顯示，在CO2及半自動電焊區中，錳為金屬燻煙中最主要之粒子，其次為鋅，但含量甚少，其它金屬粒子未在燻煙中偵測到。點焊區可測出較多的金屬燻煙，包括錳、鉛、鎳、鋅都有0.5 mg/m3左右，但鉻僅有0.149 mg/ m3。勞工健康調查結果顯示，暴露組勞工肺功能異常經過吸菸校正後，顯示奈米金屬燻煙暴露可能會加乘其惡化吸菸對肺的影響，奈米微粒與心血管疾病有關，肝功能相關之項目均有顯著群間差異，顯示肝臟傷害可能是錳中毒症的早期出現的徵侯之一。代謝體初步分析以1H-NMR及LC/MS兩種方法篩選出幾個代謝物標記物，多為引起類似細胞修復活動相關的催化反應。以Hela 及Jurkat兩種人類細胞株測試奈米金屬毒性，發現NiO、MnO2奈米微粒急毒性雖然較不明顯，但是具亞慢性毒性。此亞慢毒效應在暴露勞工白血球細胞的凋亡百分比及sub G1細胞週期百分比，顯著高於對照組等結果得到驗證。建議對電焊業之教育宣導加入吸菸會增加奈米金屬燻煙之肺功能障害及心血管疾病誘發效應，對電焊業健康檢查肝功能及心血管項目列為追蹤觀察之職業健康檢查重要指標，NiO、MnO2奈米微粒之亞慢毒性，可提供錳暴露容許濃度評估之參考。提早預防或降低金屬奈米微粒可能造成勞工健康的危害，提升奈米科技產業應用的安全性。