淺談動力淨氣式呼吸防護具(PAPR)與其在本院的推廣及應用

最近,在國內外新聞報導新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)疫情的照片或影片中,常看到穿著俗稱白色「兔寶寶裝」的D級防護衣、搭配動力淨氣式呼吸防護具(powered air-purifying respirator,以下簡稱PAPR)的醫事或應變人員穿梭在醫院及應變場所中。其實,PAPR作為個人的防護裝備(personal protective equipment, PPE)早已廣泛地應用在噴漆、油漆製造、石化、化學原料、半導體、無塵室、研磨、電池材料、木工、面板業、機械、造車、造船、玻璃纖維、金屬加工、焊接、農藥噴灑、交通運輸、製藥等產業。因這些產業的工作場所空氣中,可能存在著不同形式的有害物,包括氣體、蒸氣、粉塵、霧滴、燻煙、纖維、煙霧、生物氣膠等,當人員工從事相關工作而吸入這些物質時(例如:揮發性化學溶劑、農藥、錳燻煙、六價鉻、汞蒸氣、石綿、木屑、細菌或病毒等中之有害氣體、蒸氣及粉塵等),就有可能引起疾病、傷害、失能或更嚴重的死亡。

本文主角—PAPR—是呼吸防護具的一種。和所有防護具一樣,它是抵禦各類有害物的最後一道防護措施,佩戴人員的感受最直接,但也最需要「人」的配合。當然,不免先在最前面嘮叨的說明,危害預防可由工程控制、行政管理等方面著手,其中,「改善作業環境」是最有效的危害預防對策。因此,應以工程控制(如消除、取代、密閉、隔離等)為第一優先,其次是行政管理(如縮短工作時間、輪班工作來調整及減少勞工的暴露時間),最後才是選用及佩戴合適的防護具。而與「呼吸」有關的個人防護具,勞動部在2019年10月訂定並自2020年7月施行之《呼吸防護計畫及採行措施指引》和勞動部職業安全衛生署2020年6月公告的《呼吸防護計畫技術參考手冊》、《呼吸防護計畫相關醫學評估參考注意事項》均有詳盡說明並提供相關資訊。

 PAPR定義
依我國勞動部職業安全衛生署《呼吸防護計畫技術參考手冊》定義:「以動力送風,將過濾後的乾淨空氣經由軟管送至面罩或頭罩、頭盔內」。一套PAPR通常包含一個主機(馬達/送風機)、過濾材/濾罐、送風管、電池、頭罩/頭盔/面罩和背帶/背架所組成。其中頭罩、頭盔屬於寬鬆面體,不須要進行密合度測試;若是緊密貼合式的半面體或全面體面罩,因其具有由橡膠或樹脂製成的緊密貼合式彈性面罩,則人員穿戴前必須經過密合度測試(圖1)。

圖1:各類型呼吸防護具與指定防護係數(assigned protection factor, APF)

相較於大家熟知的拋棄式N95過濾面體式口罩或俗稱防毒面具之淨氣式呼吸防護面罩,使用PAPR有下列幾項主要優點:

  • 有相對較高的指定防護係數(assigned protection factor, APF)值
  • 較好的舒適性
  • 可整合頸部以上的防護
  • 可供臉部有創傷或蓄鬍的人使用
  • 不須進行密合度測試

PAPR在本院的推行與應用
本院於2004年成立環境暨職業安全衛生室(簡稱環安衛室)後,2006年即爭取經費採購4套PAPR作為全院緊急應變與呼吸防護教育訓練使用。因PAPR僅是院內使用的各類呼吸防護具之一種,因此在呼吸防護教育訓練上,環安衛室先於新進人員教育訓練時,介紹最基本的評估選用及說明緊急應變裝備放置地點,後續再針對各單位實驗室新進人員詳細介紹所使用的防護具。於年度在職教育訓練時,在呼吸防護具與各級防護衣教育訓練課程裡,環安衛室則會介紹院內研究領域所使用之化學品、感染性生物材料及作業場所等進行,內容包含:(一)危害辨識及暴露評估;(二)防護具與各級防護衣之選擇;(三)使用防護具與各級防護衣之維護及管理;(四)本院緊急應變裝備之廠牌、型號及放置位置,並且邀請本院採購之各型呼吸防護具之台灣公司技術人員或供應商蒞院實際介紹,並教導同仁穿戴與使用。

2010年,本院與勞工委員會「勞工安全衛生研究所」(現為勞動部「勞動及職業安全衛生研究所」)陳春萬研究員二度辦理呼吸防護教育訓練,並對使用過濾面體式口罩(如N95)與帶有濾材或濾毒罐之防毒面罩進行定量密合度測試(Quantitative fit testing, QNFT)。參與單位包含感染症與疫苗研究所、生技與藥物研究所、生醫工程與奈米醫學研究所,以及總辦事處營繕設管中心等,針對操作結核菌實驗、奈米醫學研究、化學品及緊急應變同仁所選購佩戴的呼吸防護具進行一對一檢測。自2010年起,本院與其他學研機構於每二年合作舉辦之「生物安全官教育訓練研習會(Biosafety officer training program)」中,更納入此呼吸防護課程,藉以分享相關經驗。此外,亦提供了美國職業安全衛生署網站內有關的呼吸防護數位影音資訊(Respiratory Protection, Occupational Safety and Health Administration, OSHA)予國內機構之生物安全委員會(IBC)成員及生物安全官、實驗室主管人員、研究技術人員、安全衛生人員及實驗室規劃設計等專業人員。

目前我國職業安全衛生署《呼吸防護計畫及採行措施指引》已提供呼吸防護具選用步驟(圖2)。

圖2:呼吸防護具選用步驟

本院依工作場所危害特性、暴露評估等結果陸續購置三廠牌七款式約四十餘套PAPR,應用於下列單位:

感染症與疫苗研究所ABSL-3實驗室
本院動物生物安全第三等級(Animal Biosafety Level 3, ABSL-3)實驗室為我國3間ABSL-3實驗室中,第一間依疾病管制署《高防護實驗室啟用、暫停及關閉規定》流程審查通過啟用的ABSL-3實驗室。除了和國內其他18間生物安全第三等級(Biosafety Level 3, BSL-3)實驗室一樣,可操作第三級危險群(RG3)病原體分離、培養或增殖外,以此次新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)疫情為例,因SARS-CoV-2屬RG3病原體,依規定涉及病毒或來自野生動物高度相關病原體之動物實驗,或用於確認和/或推論相關病原體之任何涉及動物接種,就須在此類ABSL-3實驗室進行。雖RG3病原體操作與實驗動物飼養均已在生物安全櫃(biological safety cabinet, BSC)、獨立通風飼育籠具(individually ventilated cage, IVC)之初級防護屏障(primary barrier)內,實驗室從啟用前訓練到2014年啟用後,PAPR一直是工作人員進入此實驗室的個人必要裝備。除可增加工作人員舒適性外,在進行RG3病原體分離、培養或增殖及動物實驗、廢棄物處理時,可避免接觸可能之潛在過敏或感染原,特別若是實驗過程可能產生大量之氣膠(aerosol),更能保障工作人員安全。當然,因每次進出就須拋棄或更換相關耗材與防護衣,因此疫情期間如何能維持耗材的正常供應,實驗室持續獲得維持經費就相當重要。

感染症與疫苗研究所生物製劑廠
本院生物製劑廠配合國內防疫政策需求,養成重要預防接種疫苗製造技能,如卡介苗等,製備臨床前及人體臨床試驗所需候選疫苗,並承接國內外生技公司委託合作開發國內所需要之生物製劑產品,提供國內從事疫苗或生物製劑研製之養育訓練場所,為本院僅次於環安衛室引進PAPR的單位。主要是作為生物製劑廠內相關緊急應變裝備。

實驗動物中心
本院實驗動物中心於2005年成立,主要飼養囓齒類動物、實驗兔、實驗犬等小型陸生動物,PAPR主要應用在屬於支援區域的飼育籠具清洗/消毒區。工作人員在清洗飼育盒、水瓶、吸水管、環境豐富化物件及更換飼/墊料與築巢料及環境豐富化物件時,佩戴PAPR除可增加工作人員舒適性外,更降低吸入實驗動物尿液、排泄物、毛髮、飼/墊料等臭味與避免接觸可能引起之潛在過敏或感染原。

環安衛室
為推動本院環境與職業安全衛生工作,除在前述呼吸防護具教育訓練上推廣與處理大量有機廢液時使用外,亦於實驗室所在公共區之緊急應變櫃中,備置帶有濾材或濾毒罐之半面/全面體防毒面罩,作為最基本之緊急應變呼吸防護裝備。另竹南院區研究大樓中央區1樓大型緊急應變櫃內也配有PAPR,並可視需要同時搭配環安衛室應變庫房的PAPR與全面體正壓/壓力需求型自攜式呼吸防護具(Self -Contained Breathing Apparatus, SCBA)及D、C或A級防護衣等裝備使用。

參考資料

  1. 勞動部《呼吸防護計畫及採行措施指引》
  2. 勞動部職業安全衛生署《呼吸防護計畫技術參考手冊》
  3. 勞動部職業安全衛生署《呼吸防護計畫相關醫學評估參考注意事項》
  4. Assigned Protection Factors for the Revised Respiratory Protection Standard (2009), OSHA, Department of Labor, U.S.
  5. 我國實驗室生物安全相關統計資料
  6. 新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)之實驗室生物安全指引
  7. Design Requirements Manual (DRM), National Institutes of Health (NIH), Department of Health and Human Services, U.S.
  8. Respiratory protective equipment at work: A practical guide (Fourth edition) Health and Safety Executive, UK
  9. Respiratory Protection, Occupational Safety and Health Administration, Department of Labor, U.S.

文/圖:環境暨職業安全衛生室陳吳銓

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