乙級勞安-作業環境危害-化學暴露濃度、PPM、PEL-TWA等等相關計算

這部分應該是我覺得最難的計算題了
先把幾個重要觀念跟公式跟大家講

莫耳

1莫耳:把他想成1打12個的概念，只是變成6*10^23個

10^23的意思是10的23次方

1莫耳=質量/分子量

例如:A分子的分子量是12，12g的A分子就有1莫耳，1莫耳=12g/12分子量；B分子的分子量是40，40g的B分子就有1莫耳，1莫耳=40g/40分子量

注意單位是公克(g)

莫耳氣體體積

1大氣壓、溫度25度C的情況下，任何1莫耳數量的氣體體積=24.45公升(L)，不同溫度不同氣壓，1莫耳的氣體體積會有不同的數據，並非所有1莫耳的氣體體積都是24.45公升(L)。

1公升=1000cm^3=0.001m^3，1000000cm^3=1m^3(是不是就是百萬分之一)

1大氣壓=1atm或760mmHG(76公分汞柱)

cm^3=立方公分，m^3=立方公尺

ppm就是百萬分之一，題目如果講氣體，就要注意ppm的單位是(cm^3/cm^3)

例如:1cm^3/m^3=1cm^3/1000000cm^3=1ppm

給你重量要如何換算成體積ppm?

例如:1大氣壓下，25度C，200mg/m^3的A氣體，分子量50，請問A氣體有多少ppm

我們先把m^3當作我室內體積只有1立方公尺

200mg轉換成氣體體積

計算是如下

200mg=0.2g

0.2g/50分子量=0.004莫耳，0.004莫耳*24.45公升=0.0978公升

所以1立方公尺的體積裡面有0.0978公升的A氣體

單位轉換計算式如下

0.0978L/m^3=97.8cm^3/1000000cm^3

答案97.8ppm

不同溫度不同氣壓下，相同的氣體會有不同的濃度

轉換公式如下

ppmNTP=ppmTP*(監測氣壓/760)*(298/監測時的溫度)這公式我推出來的是顛倒的，所以先背起來

298=25度C時的絕對溫度(K)

轉換溫度K=273+攝氏溫度(度C)

760=760mmHg=1atm

ppmNTP=1大氣壓下，25度C的濃度ppm

ppmTP=監測時的溫度(T)及監測時的氣壓(P)的濃度ppm

例題:

30度C，750mmHg下監測甲苯濃度為105ppm，甲苯容許濃度為100ppm，請問是否符合規定?

105ppm*(750mmHg/760mmHg)*(298/275+30)=101.9pmm

101.9ppm>100ppm，超標了，不符合法規

PEL-TWA8h

PEL-TWA8h就是8小時日時量平均容許濃度

PEL就是容許濃度

TWA就是暴露濃度

意思是總暴露濃度/8小時

那如果是10小時工作時間要怎麼換算成8小時

例如:

5小時有20ppm，另外5小時有40ppm

10小時暴露濃度=5小時*20ppm+5小時*40ppm=300ppm

PEL-TWA8h=300ppm/8小時=37.5ppm

暴露劑量

TWA/PEL-TWA8h=大於1就是超標，跟噪音容許暴露劑量D是同樣的公式

PEL-STEL15分鐘

PEL-TWA*變量係數=PEL-STEL15分鐘

意思是A物質的容許濃度是100ppm變量係數是1.25

100*1.25=125

任何時間A物質的濃度不可超過125

有時候會問你有沒有超標，雖然A物質平均沒超標100ppm，但是某一個時間超過了125ppm，那A物質還是超標了

例題1

先算出各物質的8小時時量平均暴露濃度

甲:(20ppm*4小時+40ppn*2小時+0ppm*2小時)/(4小時+2小時+0小時)=20ppm

乙:(80ppn*4小時+0ppm*2小時+80ppm*2小時)/(4小時+2小時+0小時)=60ppm

丙:(0ppm*4小時+100ppm*2小時+300ppm*2小時)/(4小時+2小時+0小時)=100ppm

相加效應是否符合法規就是有沒有超標的意思

甲濃度20ppm/甲容許濃度40ppm+乙濃度60ppm/乙容許濃度120ppm+丙濃度100ppm/丙容許濃度400ppm=1.25 大於1，不符合法規

例題2

(一)

8小時採樣體積=0.1L*60分鐘*8小時=48公升，平均每小時6L，6L=0.006M3

8小時採樣重量=4.8mg，平均每小時0.6mg

0.6mg/0.006M3=100mg/M3

(二)

25度C、760mmHg(1大氣壓)下1莫耳的氣體體積是24.45公升

100mg/M3，先假設我的室內體積只有1M3

(0.1g/72(分子量))*24.45公升=0.0339公升

在把1M3帶進來

0.0339公升/1M3把單位換算成一樣=33.95cm3/1000000cm3

不就是百萬分之一嗎

答案33.95ppm

(三)

33.95<PEL=200ppm，答案未超標

例題3

甲苯PEL-STEL15分=100ppm*1.25=125ppm

丁酮PEL-STEL15分=200ppm*1.25=250ppm

正乙烷PEL-STEL15分=50ppm*1.5=75ppm

甲苯TWA=(0.2g/92)*24.45L=53.15ppm

丁酮TWA=(0.25g/72)*24.45L=84.89ppm

正乙烷TWA=(0.1g/86)*24.45L=28.43ppm

相加效應

(53.15/125)+(84.89/250)+(28.43/75)=1.14，大於1，不符合規定

例題4

(0.32/92)*24.45L=85.04ppm此為10小ˇ時平均的濃度

85.04ppm*10小時=850.4ppm此為10小時的總量

850.04ppm/8hr=106.3此為8小時日時量平均暴露濃度

106.3>100，大於容許濃度，不符合規定

例題5

(350ppm*4hr+489ppm*1hr+100ppm*3hr)/8hr=273.6ppm

那有沒有超標呢?

350ppm*1.25=437.5 PEL-STEL15分

13:00-14:00 C2=489大於437.5

雖然全程工作日時量平均沒有大於容許濃度350，但13:00-14:00的濃度489大於437.5PEL-STEL15分，所以依然不合規定

例題6

採樣總體積=2L*60分鐘*8小時=960L=0.96m3

19.2mg/0.96M3=20mg/m3

20mg/m3>PEL10mg/m3，因此不符合規定

例題7

注意，這裡講的是容許暴露而不是實際暴露

8小時平均為200ppm，那總量為1600ppm

1600ppm/10小時=160ppm 

如果是8小時日時量平均暴露濃度為200ppm，如工作10小時，則8小時日時量平均暴露濃度是多少?

就是200ppm*10小時=2000ppm

2000ppm/8小時=250ppm

例題8

我每分鐘採集的體積為100L=0.1M3，每分鐘採集的菌落數=0.1m3*500(CFU/m3)=50CFU

300CFU/50CFU=6分鐘

例題9

洩漏多少公克視為X

(X/分子量50)*24.45L=244.5m3*100ppm

(X/分子量50)*0.02445m3=244.5m3*0.0001

(X/分子量50)=(244.5m3*0.0001)/0.02445m3

(X/分子量50)=1

X=50g

例題10

8小時容許總量為8hr*106ppm=848ppm

848ppm/10hr=84.8ppm

例題11

8小時容許總量為8hr*131ppm=1048ppm

1048ppm/11hr=95.27ppm

例題12

8小時採樣總體積=1.5L*60*8=720L=0.72m3

4.5mg/0.72m3=6.25mg/m3