化學災害的幕後英雄：化學技術特工出動！（下）

• 文／雅文基金會聽力師 張晏銘 

絕大多數的人都曾有這樣的經驗，在吵雜的捷運車廂內戴起耳機，不自覺調大音量，讓自己全然沉浸在音樂／影片／Podcast／Clubhouse 的世界裡；又或是前一天晚上參加演唱會、派對，與朋友在 KTV 盡情高歌，隔天卻出現耳鳴、耳悶、聽不清楚，通常不用理會過個幾天就沒事了，但是真的⋯⋯沒事嗎？

神不知鬼不覺的噪音風險

乍看之下這似乎不是一個大問題，但隨醫療科技進步，從 2006 年開始便有學者發現，在噪音出現的當下神經便可能直接產生「神經毒性」，進而出現不可逆的傷害，即使隨著時間對聲音的敏銳度看似已經恢復如常，但對聽力早已造成潛在損害^[2][3]。

從物理學的角度來看，聲音是一種能量，它會傷害耳朵有三個原因：

1. 音量大小
2. 暴露時間的長短
3. 距離聲音的遠近。

如果能控制暴露音量、時長及距離，便可將傷害的可能降低。

被動式降噪抵抗高頻噪音

在過往從聽力「防護」的角度出發，一般耳鼻喉科醫生、聽力師或聽語相關專業人員，都會建議大家在挑選耳機時，宜優先挑選具有降低噪音功能的耳機，而耳機採用的降噪技術，一般會分為主動式降噪及被動式降噪。

被動式降噪（passive noise cancellation, PNC），又稱為物理性降噪。與其說是降噪，更貼切的說法是「抗噪」。因為這類型耳機的工作原理，是通過外在材料／器具，對我們的耳朵進行物理性的「隔音」而非消除噪音或降低噪音。一般來說就是透過高密度的耳罩或耳塞材料（如高密度海綿等）阻隔外噪環境，防止噪音進入耳朵。被動抗噪耳機可以有效阻隔能量較小、傳遞能力較差的高頻噪音，像是口哨聲、塑膠袋摩擦聲等。 

在耳機材料相同的情況下，可以遮住耳殼及耳道的耳罩式耳機的被動抗噪效果最好，其次是可以密合耳道的入耳式耳機；而貼耳式耳機則因密合度最差而效果最不理想^[4][5]。 

圖示
耳機類別	耳罩式	入耳式	貼耳式
抗噪能力	最佳	中等	最差

利用反向聲波的主動式降噪

主動式降噪（Active noise cancellation, ANC）與被動式降噪在原理上大不相同，它並非是把噪音「阻擋在外」，而是透過耳機麥克風分析外界持續性噪音（例如冷氣聲、捷運引擎聲等）後，運用內建晶片進行處理並產生一個與噪音相同但振幅卻完全相反（相位相反）的聲波來做抵銷（圖二）。當兩個信號大小完全相同卻處於反向（相位相反）時，便會產生完全破壞性干涉，使兩個信號相互抵消。此時聲波便不再產生，我們自然就聽不到噪音了^[6]。

 主動式降噪耳機的「副作用」？  

在網路上搜尋主動式降噪耳機的使用心得，有些使用者反應「配戴主動式降噪耳機後，會出現耳鳴、耳悶或頭暈的現象」，因此難免會有主動式降噪耳機會傷害聽力的疑慮，但事實上主動式降噪耳機最早是為了幫助飛行員降低「飛機引擎聲」造成的噪音傷害而研發的，因此從技術層面上來說，它本身並不具有危害性，甚至從另一個角度來說，它可以降低使用者因「噪音導致的身心健康問題」，那耳悶跟耳鳴又是怎麼產生的？

耳悶感 

很多人都有坐飛機的經驗，當飛機爬升時會有耳悶的感覺，這是因為耳內外壓力改變，中耳腔的鼓膜處緊繃狀態，同時緊繃的鼓膜也讓低頻聲音難以進入耳朵。主動式降噪耳機 主要在抵消低頻噪音，因此部分使用者的大腦可能會誤判現在是「壓力產生變化」，進而產生頭痛和耳悶感^[7]。

 耳鳴 

耳鳴產生的原因非常多，且好發於各年齡層，但由於多數人耳鳴狀況不嚴重，也並非 24 小時都會耳鳴，因此很難在一般生活情境下察覺耳鳴的狀況；然而，當我們戴上抗噪耳機、耳塞或在一個非常安靜的環境下，原本很小聲的耳鳴便容易被凸顯出來，導致使用者覺得耳鳴的狀況增加。 

 只有小孩才做選擇，享受和健康都兼顧

降噪耳機讓聆聽者能更清楚接收音樂，避免音量過度放大^[8]。此外，聆聽的時間長度也十分重要；近年來有些耳機有所謂的「自動音量控制」系統，透過耳機本身或相對應的 App，來監控使用者的使用時間。一旦發現使用過久，便會進一步限制使用者可聆聽的音量，讓音量漸漸變小。

不管是被動式抗噪、主動式降噪或音量時長控制，都可以有效幫助我們留意及監控使用習慣，因此在挑選耳機時，除了音質及蓄電量考量，我們也應該著重挑選具有上述功能的耳機，當然，若能上述三者兼具，那對耳朵能起到的防護作用自然會最大。 

參考資料 

1. World Health Organization. (2020年3月1日). Deafness and hearing loss. 擷取自 World Health Organization: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/deafness-and-hearing-loss
2. Fernandez, K. A., Jeffers, P. W., Lall, K., Liberman, M. C., & Kujawa, S. G. (2015). Aging after noise exposure: acceleration of cochlear synaptopathy in “recovered” ears. Journal of Neuroscience, 35(19), 7509-7520.
3. Liberman, L. D., & Liberman, M. C. (2015). Dynamics of cochlear synaptopathy after acoustic overexposure. Journal of the Association for Research in Otolaryngology, 16(2), 205-219.
4. Hodgetts, W. E., Rieger, J. M., & Szarko, R. A. (2007). The effects of listening environment and earphone style on preferred listening levels of normal hearing adults using an MP3 player. Ear and hearing, 28(3), 290-297.
5. Kuo, S. M., Chen, Y. R., Chang, C. Y., & Lai, C. W. (2018). Development and evaluation of light-weight active noise cancellation earphones. Applied Sciences, 8(7), 1178.
6. Harris, W. (2008). How Noise-canceling Headphones Work. How Stuff Works, https://electronics. howstuffworks. com/gadgets/audio-music/noise-canceling-headphone3. htm.
7. Andy G.(2021年1月28日). Are Noise-Canceling Headphones Safe? 擷取自 HEADPHONESTY : https://www.headphonesty.com/2020/09/are-noise-canceling-headphones-safe/
8. Liang, M., Zhao, F., French, D., & Zheng, Y. (2012). Characteristics of noise-canceling headphones to reduce the hearing hazard for MP3 users. The Journal of the Acoustical Society of America, 131(6), 4526-4534.

文 / 粒腺體、亞坦尼斯

近日社群上出現了違法進口中國製口罩，和台灣製口罩的送檢報告，引起了一番「 CNS14775 不是醫療級口罩的標準！」、「為什麼不測阻擋病毒的效率？」的論戰。

BUT 這其中的觀點充滿了迷思，恐怕只會越吵越混亂。那麼，這些爭論中有那些迷思呢？

我們先把結果摘要在這裡：

• 迷思 1：「口罩應該測阻擋病毒的效率，而不是阻擋細菌的效率！？」
• 回應：

1. 臺灣醫用口罩規範 (CNS14774) 中，對所有等級的醫用口罩都不用針對阻擋病毒的效率進行評估。為什麼呢？我們下一點說明。
2. 因為病毒會附著在口水、飛沫上，所以實務上應該要量測阻擋該類型粒子的能力，而非病毒本體；所以口罩其實不需要測阻擋病毒的效率。

• 迷思 2：「CNS14775 不是醫療級口罩的標準，CNS14774 才是？」
• 回應： CNS14774 是醫用口罩標準的總綱，等同於一篇文章的摘要，其中包含實驗方法、細項分類等。而 CNS14775 是其中一項實驗方法。換言之， CNS14774 是評斷醫用口罩的摘要、開場白； CNS14775 是教導廠商如何評斷醫用口罩的實驗方法； CNS14774、CNS14775 都可算是醫用口罩的標準文件。

那到底醫用口罩的規範是什麼？明明也需要阻擋病毒的口罩為何不測病毒阻擋效率呢？除了過濾效率，你知道一片合格的口罩還需要注意哪些事嗎？看到這裡還沒離開相信你是很有耐心的智人，那就聽我們娓娓道來吧！

口罩檢驗怎麼做？

臺灣對於醫用口罩的規範說明文件是什麼？答案是 CNS14774（醫用面（口）罩 Medical face masks），其中提及合格的醫用面（口）罩，須通過：

• 抗合成血液穿透性（阻擋血液噴濺，沾染到口、鼻腔等）
• 細菌過濾效率（阻擋細菌等）
• 次微米粒子防護效率 （阻擋比細菌更小的東西，如氣溶膠等）
• 壓差（測量流體在口罩兩側的流通性；換言之，確保戴了口罩後，還能呼吸）
• 防焰性

當然，檢驗也不能亂做，經濟部標檢局也附了各項檢驗的操作 SOP ，如：細菌過濾效率須遵循 CNS14775 的步驟。

CNS14775 是醫用口罩的實驗方法之一，該文件將說明實驗該如何操作、使用什麼菌株、器材該如何架設等，以確保合格的廠商都用相同的實驗進行評估。

換言之，依台灣的標準 (CNS14774) ，合格的一般醫用面（口）罩，僅要求：

• 細菌過濾效率
• 壓差

若是更高等級的外科手術用（口）罩，還會加上阻擋血液噴濺等要求。

BUT，此時也許你的心中會有個小疑問——怎麼沒有阻擋病毒的評估呢？因為病毒的傳播，是靠口水噴濺的啊！

防細菌，不防病毒？

為什麼口罩的標準中，未撰明須檢測「阻擋病毒」的能力呢？生活場景中，我們臉上的口罩是直接擋住病毒、還是含有病毒的口水？

其實就呼吸道疾病傳染的角度來看：幾乎都是透過帶有病毒的口水飛沫，噴濺到物品或健康人的身上，他們再觸摸口鼻而感染。

換言之，阻擋口水大小的顆粒，是較符合真實世界的需求。而2009年在美國就實際量測人體產生的飛沫顆粒發現，絕大多數的飛沫都大於1微米 (μm)（大於 4μm 佔 46% 、 1~4μm 佔 49% ）[感染控制雜誌，2009]。

而針對現在流行的冠狀病毒瘟疫 (COVID-19) 或過往的流行性感冒，科學界都普遍認可配戴口罩能阻擋口水飛沫的傳播 [Fennelly, K. P., 2020]。

換言之，不論從科學的推論，或是真實感染控制的層面裡，現行口罩的規範（主要針對微米 (μm) 等級的過濾能力）已足以抵禦透過飛沫傳染的疾病（現行的冠狀病毒瘟疫 (COVID-19) 或流行性感冒傳染）；無須強調冠狀病毒的顆粒尺寸來要求口罩的規範。

題外話，倘若要抵禦的是血／體液傳播的傳染病，如：伊波拉出血熱，那麼醫用口罩的規範可能要特別針對血液的防浸透能力了。

口罩只要注意過濾效率就好了嗎？

當然不是。

如果阻擋能力高到連呼吸都有困難，那擋住病毒前，不就悶死了嗎？

所以合格的醫用口罩，不是只看微生物的過濾效率，也要看透氣的能力！所以單就過濾效率來評斷某廠牌的口罩較佳或較差，證據上恐怕不足。

一般而言，阻擋外物的效果越強，口罩兩側的壓力差距越大，口罩的通氣性也越差。如前述圖 (CNS14774) 的敘述中可看到，台灣標檢局對於「壓差」都有規範，其須維持在一定的範圍內，以確保口罩能阻擋外物之餘，使用者仍可正常呼吸。

數字的背後，科學的極限

回顧本次議題在輿論上的爭議，有人看到進口口罩的過濾率比國產口罩高，而認為更應該要買進口口罩；有人看到進口口罩的細菌過濾率較高，而質疑應該要檢驗病毒而非細菌。

經過上述研究與法規的整理回顧，我們認為這次送檢的兩份口罩，確實因進口口罩的過濾率較高，有可能帶來更好的防護效果，但兩則口罩的檢驗結果均符合我國國家標準CNS的要求，足以達到醫用口罩必須有的防護效果。

儘管如此，在此例中網友自發性的送檢口罩，仍須留意取樣偏差的問題。在工業製程上，生產線的可靠度，往往就是取決於良率高低與品質是否一致，若要判斷產線優劣，應基於具統計意義的隨機抽樣調查。

因此縱然網友送檢的口罩有過濾率的高下之分，基於單一個案的檢驗結果的證據力，也遠不足以能推估到整體國家或公司生產口罩品質的優劣，而認定進口口罩的品質較好而值得購買。

然而網友自行送檢的結果，也並非毫不可取而無法採信。許多促成社會變遷的「公民科學」發展，常始於少數熱心公民自發性地發起科學研究、量測環境數值、自費檢驗有興趣的物品。

如美國1970年代起，民眾自發量測水質、送檢兒童玩具成分，而促成了美國環保署與食藥署的法規更迭與管制精進。若願意正面看待網友的送檢結果，這也是可以是個優化「口罩國家隊」的契機，畢竟「國家隊」的對手是病毒，舞台是世界。

當然，無論品質優劣，無論商業或科學，誠信是做人的基本而已。

參考資料

1. 感染控制雜誌編輯部 (2009)。在高風險單位配戴外科口罩以控制流感病毒的傳播。感染控制雜誌 ； 19卷4期， P261 – 263
2. 賴全裕。外科手術面罩相關標準與效能要求。
3. 國家標準 (CNS) 網路服務系統
4. ASTM F2101-19, Standard Test Method for Evaluating the Bacterial Filtration Efficiency (BFE) of Medical Face Mask Materials, Using a Biological Aerosol of Staphylococcus aureus, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019, www.astm.org
5. Leung, N.H.L., Chu, D.K.W., Shiu, E.Y.C. et al. Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks. Nat Med 26, 676–680 (2020).
6. Jayaweera, M., Perera, H., Gunawardana, B., & Manatunge, J. (2020). Transmission of COVID-19 virus by droplets and aerosols: A critical review on the unresolved dichotomy. Environmental research, 188, 109819.
7. Fennelly, K. P. (2020). Particle sizes of infectious aerosols: implications for infection control. The Lancet Respiratory Medicine.

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

文 / 採訪編輯趙軒翎

「載鹽酸槽車翻覆！國1北上嘉義水上路段管制警戒」、「桃園化工廠大爆炸！化學粉末燃燒焚屋 31消防車救援」這些化學災害一般民眾都可以從新聞媒體上得知，卻很少人知道面對與處理這些災害的人到底是誰？這些人不只有冒著危險衝入現場的辛苦消防人員，還有一群熟練運用化學知識來救災的「特工」隊，避免這些化學物質繼續擴散、污染環境，甚至造成更大的災害。

臺灣從 2006 年開始，逐步建立起了環境事故應變的基本架構，包括設置環境事故監控中心、環境事故諮詢中心及 7 隊環境事故專業技術小組，這些都是特工隊的工作場所。但究竟這些「化學技術特工」們的工作內容是什麼呢？讓我們一起來看看平常看不見的幕後紀實吧～

守護臺灣的環保千里眼、順風耳：環境事故監控中心

走入環保署化學局中的環境事故監控中心，可以看到一整面的螢幕牆，不只有區域地圖、也隨時播放著新聞畫面，因為媒體也是他們的情報來源之一。除此之外，他們也隨時與消防、環保、警察等單位保持聯繫，一有相關的化學災害就能即時掌握消息，馬上應變。而螢幕牆也可以隨時轉換成毒性化學物質運送車輛監控追蹤系統，若接獲通報化學槽車發生意外，他們能從這個系統鎖定是車輛、廠商、運送什麼化學物質，以及是滿車或空車狀態，取得初步的資訊。同時他們也是災害發生時提供決策與整合資源的中央單位。

運籌於帷幄之中、決勝於千里之外：環境事故諮詢中心

而位於臺灣的地理中心南投，環保署設立了環境事故諮詢中心，這個諮詢中心是委請工研院所屬的化學、化工、環工、公衛或環境衛生領域專家組成無敵智囊團。正如同 119 的勤務中心，當環境事故諮詢中心接獲化學災害通報，會立即聯繫各方彙整相關情資，若研判需要支援或收到政府其他防救災機關請求，立即通知鄰近的技術小組前往災害現場。他們和監控中心的專業人員一樣，通常不會直接到災害現場，而是透過和現場技術小組的隨時聯絡來得知狀況，即時為技術小組提供各種資源與建議。

諮詢中心化災應變研究室專案經理陳新友形容，諮詢中心的角色比較像是大腦，而技術小組是四肢；技術小組在現場得面對各式各樣災害樣態，並且可能遇到成千上萬種不同類型的化學物質，可以想像一下在令人緊張到幾乎忘了呼吸的災害現場，要冷靜地研判所需要的資料是多麼困難的事情。而諮詢中心便可以在這時同步幫他們查詢資料，給予最適當的處理建議。

十八般武藝樣樣精通之特工隊：環境事故專業技術小組

而在災害現場的技術小組，就是與消防單位最密切合作的一組人馬。以工廠火災為例，他們會從事前建置的資料庫中，調出工廠廠區配置圖，瞭解化學物質所在的位置，並評估火災對於化學物質的影響，提供最佳的減災措施。或許你會說最瞭解工廠的，不就是工廠的員工和老闆嗎？關於這個問題，或許我們可以預想一下災害發生的當下，如果老闆臨時要你找資料會遇到什麼麻煩和困難，更何況還可能是在十萬火急的火災現場。

另一種情形則是工廠發生火警意外時，往往是在人最少的半夜和假日，工廠內可能只剩警衛與雞同鴨講的外勞。要他們跟你說明快燒到桶子內的東西到底是具腐蝕性的硝酸、還是有毒的化學物質，並不是件容易的事。而技術小組除了提供最佳減災措施之外，最主要的工作則是進行環境偵檢：透過即時分析環境數據，除了可以提供現場救災指揮官做為決策參考，當化學物質擴散到環境中他們也可以提供除污善後的相關技術。

守護台灣，全年無休的化學技術特工

然而如此完整的應變體系並非一下子就成形。同樣任職於化災應變研究室的工程師林祐任表示，最初應變體系還沒有這麼完整時，新竹發生一個化學工廠的爆炸案，因為離工研院相當近，還能夠即時到現場支援。不過若是事故發生在其他縣市該如何是好？如果相關人員要趕過去的時間太長，就會有遠水救不了近火的遺憾，而這些限制就促使應變體系逐漸調整成現在的模樣。

環保署為了確保不論任何時候發生毒化災事故都有人員能夠及時處理，目前監控中心、諮詢中心及 7 隊技術小組都是採輪班制，24 小時全年無休。諮詢中心和技術小組隨時都保持至少 3 人值班，而監控中心則是至少 1 人。若是發生事故，技術小組值班的 3 個人出動到現場支援，還得另外再找來 3 位休假的同仁補上工作缺口，以防隨時還有另一個事故發生。這樣算下來，臺灣就有至少 25 位具有毒化災應變經驗的專業人員，不分日夜在守護著你我摯愛的臺灣呢！

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