第13章:混合物暴露評估與IHMOD 2.0 (單頁摘要)

應用IHMOD 2.0軟體,評估在車庫內傾倒含2-丁氧基乙醇(2BE)的擋風玻璃清洗液所產生的消費者暴露風險。此評估的核心挑戰在於該清洗液為非理想的化學混合物,而非純物質。

關鍵挑戰:計算混合物生成率 (G)

對於水與2BE的非理想混合物,不能直接使用傳統的拉午耳定律,否則將嚴重低估風險。本案例的關鍵是引入活性係數 (γ) 來校正分子間的交互作用力。透過UNIFAC方法計算,2BE在此水溶液中的活性係數高達 7.31,這表示其真實蒸發趨勢是理想模型預測的7倍以上。經此校正後,計算出的蒸氣生成率 (G) 約為 20 mg/min,此數值是後續暴露模擬的關鍵輸入。

模型與分析方法

為模擬污染物在空間中的濃度梯度,本評估採用了比傳統「完全混合模型」更真實的雙區(近場/遠場)模型,將空間劃分為作業人員呼吸區周圍的「近場」與其餘空間的「遠場」。

運用IHMOD 2.0軟體進行了兩種分析:

  1. 決定論分析:使用單一「點估計值」輸入參數,得到一個特定的預測結果。
  2. 機率性(蒙地卡羅)分析:為關鍵輸入參數(如生成率、通風率)設定機率分佈,進行上萬次模擬,從而得到一個暴露濃度的可能性分佈,更完整地體現真實世界的不確定性。

核心結果與風險判斷

兩種分析方法都聚焦於作業期間(前30秒)的近場峰值濃度:

  • 決定論峰值濃度:預測為 1.98 mg/m³
  • 機率性第95百分位數峰值濃度:作為「合理最壞情況」的估計,預測為 2.5 mg/m³

在風險判斷上,將這些預測值與健康基準比較:

  • 職業暴露限值 (OELs):兩種方法的預測結果均遠低於最嚴格的NIOSH建議限值 (24 mg/m³)。
  • 環境參考濃度 (EPA RfC):預測結果超過了針對一般民眾終身暴露所設的RfC值 (1.6 mg/m³)。

IH MOD 模擬

決定論峰值 機率論峰值

結論

綜合判斷,對於單次、短暫的消費者使用情境,此產品的暴露風險低且可接受。然而,由於預測濃度超過了慢性的健康基準(RfC),對於需要每日頻繁操作的職業人員(如汽車維修技師),其長期風險則需進一步的審慎評估。

本案例完整展示了IHMOD 2.0作為現代工業衛生工具的價值:它不僅能處理複雜的混合物情境,實現前瞻性的「設計安全」評估,更能透過蒙地卡羅模擬來量化不確定性,為風險管理提供更穩健、更具信服力的科學依據。

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參考資料:Chapter 13 Filling a Container With a Mixture and Using IHMOD 2.0 for Modeling Calculations prepared by Peter Ho. 114.08.18