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疑似鎳中毒個案之調查 -臨廠健康服務經驗-
報告人:吳怡昌
中華民國105年04月17日
(中華職業醫學會持續教育課程)
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一.何為鎳金屬?
二.鎳金屬之生理作用與毒性危害
三.鎳汙染源及其管制法規
四.IC產業之鎳電鍍作業
五.個案基本資料
六.現地會勘
七.結論
綱 要
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何為鎳金屬?
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鎳金屬
鎳是一種存量非常豐富的自然元素,
純鎳是一種堅硬的銀白色金屬。
鎳可以和其他的金屬,如:鐵、銅、
鉻和鋅形成合金,這些合金被用來
製成錢幣、首飾以及活塞與熱交換
器等物件。
大部份的鎳被用來做成不鏽鋼。
(資料來源:國家環境毒物研究中心http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=71) 4
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無論是製造或使用鎳、鎳合金或鎳化合物,
均可致使鎳被釋放到大氣層中。
石油和燃煤發電廠,以及垃圾焚化爐也都會
釋放鎳進入大氣層。
空氣中的鎳會吸附於小顆粒塵埃,隨其沉降
到地面,或被雨水和雪帶入河川與塵土。
工業排放廢水中的鎳會緊緊吸附在含有鐵和
錳的顆粒,最終成為土壤和沉積物。
鎳不會出現或累積在魚類的體內或其他的動
物類食品中。
鎳如何進入自然環境?
(資料來源:國家環境毒物研究中心http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=71) 5
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鎳金屬的生理作用與毒性危害
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鎳是銀白色重金屬,是正常人體必需
的微量元素。
食物中含鎳量最高的是綠色蔬菜。
人體內的鎳主要是藉由攝取含有可溶
性鎳鹽的食物由消化道進入人體,口
服金屬鎳粉基本上不會被消化道吸收。
吸收人體內的鎳分布于各組織,以肺
臟的含量最高。
鎳與人體的關係
(資料來源:國際微量元素醫學會:http://www.item.org.hk/trad/element/nickel.html) 7
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正常成人體內含鎳約6~10 mg 。
鎳主要分佈於肺、腦、脊髓、腎和皮膚等組織裡,參與多種組織的運作。
加強胰島素的生理作用。
協助造血功能。
血清中鎳的半衰期與尿中鎳相似,約為 20~34 小時。
鎳的生理作用
(資料來源:國際微量元素醫學會:http://www.item.org.hk/trad/element/nickel.html) 8
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鎳的生理作用
老年痴呆方面:過氧化脂質會破壞細胞
膜和蛋白質,加速人體衰老,造成老年
痴呆。而鎳因具有抗氧化作用,可調節
免疫系統,故對老年痴呆有輔助療效。
糖尿病方面:鎳能增加胰島素的分泌,
從而降低血糖,故有助於糖尿病之控制。
(資料來源:國際微量元素醫學會:http://www.item.org.hk/trad/element/nickel.html) 9
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鎳的生理作用
頭痛失眠方面:鎳參與人體多種的代謝和合成,可作為神經鎮痛劑,治療神經痛等疾病。
貧血和肝硬化方面:適量的鎳可加速紅血球、白血球和血色素的製造,刺激生血功能,協助造血,遂能治療貧血和肝硬化。
冠心病方面:鎳能使擴張的冠狀動脈收縮,
抑制冠狀動脈血壓,因此能減輕心肌的缺氧
反應。
(資料來源:國際微量元素醫學會:http://www.item.org.hk/trad/element/nickel.html) 10
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食 物 名 稱 含 量 食 物 名 稱 含 量
大 蔥 115.4 蘑 菇 114.6
洋 蔥 137.3 茄 子 113.4
黃 瓜 97.1 扁 豆 89.9
絲 瓜 166.3 海 帶 131.8
含鎳的食物
部份食物鎳含量 (μg/g )
(資料來源:國際微量元素醫學會:http://www.item.org.hk/trad/element/nickel.html) 11
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鎳的健康危害
過敏反應:鎳對人體最常見的有害健康影響是過敏反應,大約有10~20%
的人對鎳產生過敏,包括接觸性皮膚炎、哮喘,以及其他過敏反應。
呼吸系統障礙:慢性支氣管炎和肺功能下降
肝、腎功能障礙
腸胃不適
致癌
暴露於過量鎳金屬或其化合物時之健康危害:
(資料來源:國家衛生研究院 國家環境毒物研究中心
http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=71) 12
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鎳的致癌性
美國衛生與人群服務部(Department of Health and
Human Services, DHHS):已合理地猜測鎳金屬是一種人類致癌物,而鎳化合物已被認定為是已知的人類致癌物。
國際癌症研究中心(International Agency for Research on
Cancer, IARC):也認定有些鎳化合物是人類的致癌物,而鎳金屬有可能對人類有致癌性。
美國環境保護署(Environmental Protection Agency, U.S.
EPA):認定鎳提煉廠的灰塵(鎳金屬)和鎳的亞硫化物(鎳化合物)皆為人類致癌物。
註:國衛院發布的資訊曾包含「當工人在鎳的提煉廠或加工廠工作時,吸
入的灰塵含有高濃度的鎳化合物,會導致肺癌和鼻竇癌」等敘述。
(資料來源:國衛院 國家環境毒物研究中心
http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=71) 13
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中毒症狀:
中毒症狀類似一氧化碳中毒,但合併有血糖及尿糖上升。
常會有噁心、嘔吐、頭痛、頭暈、失眠、躁動持續數小時、然後12小時到5
天沒症狀。
隨之會有如肺炎般的胸悶、呼吸困難、咳嗽、心悸、流汗、虛弱及視力模糊。
嚴重者4到13天可能會死亡。
鎳-急性中毒
常見肇因:吸入有機鎳(Nickel carbonyl)所致。
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鎳-急性中毒
中毒症狀:
中毒症狀為噁心、嘔吐、頭痛、心悸、虛弱、腹瀉、呼吸短促、咳嗽等持續1-2天。 。
可能肇因:誤飲鎳污染的飲水或透析用
水被污染所致的二價無機鎳中毒。
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鎳-慢性中毒
長期皮膚接觸會有過敏性皮膚炎發生
慢性呼吸道疾病
免疫機能異常
癌症
常見肇因:從事電鍍業者
誘發疾病:
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如何診斷鎳中毒?
尿液、血液和糞便中的鎳濃度
升高。
具有職業暴露史。
對於生活習慣史(例如是否飲
用地下水或自種蔬菜),亦須
保持高度警覺。
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急性鎳中毒之嚴重度
急性中毒:如果暴露後八小時
尿鎳濃度
<100 μg/L =輕度中毒
100-500 μg/L =中度中毒
>500 μg/L =重度中毒
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脫離汙染源之現場,呼吸新鮮空氣。
清除體表之汙染
必要時,應給予純氧呼吸、使用支氣
管擴張劑,或給予steroid ,以防止肺
水腫或急性心肌損害。
安靜休息,即使無症狀或症狀輕微,
也應密切觀察72小時。
鎳中毒之治療
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鎳中毒之治療
若急性中毒者之初8小時尿鎳濃度大於
100 μg/L時,則以dithiocarb (sodium
diethyldithiocarbamate, DDC)或disulfiram
(Antabuse) 加以治療carbonyl nickel中毒,
並以“利尿法”加速體內鎳之排出。
二價鎳中毒則是支持性療法保護肝腎
慢性中毒只有症狀療法。
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鎳汙染源及其管制法規
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可能暴露於鎳金屬的職業
鎳的提煉業
鎳合金業
電鍍業
焊接業
鎳鎘(NiCd)電池業
製玻璃瓶業
製錢幣業
珠寶業
陶器業
染料業
電腦零件
磁帶業
註:IC產業存有鎳電鍍作業的製程
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國內外管制鎳之法規
US EPA:飲用水含鎳量應<0.1mg/L;每日容
許攝取量須≦ 0.02mg/kg/day,若每人每日攝
取量低於此值時,則終身無受毒害之慮。
※
US OSHA:一天工作8小時,每週工作40小
時之作業環境,空氣鎳金屬和鎳化合物含量
應≦ 1mg/m3
※
台灣勞工作業環境之空氣:每日工作8小時
的工作場所,平均容許濃度為:
鎳金屬和非溶性鎳化合物為≦ 1mg/m3
可溶性鎳化合物為≦0.1mg/m3
※
(資料來源:國衛院 國家環境毒物研究中心
http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=71) 23
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芬蘭:職業性暴露之尿中鎳限值為76.3 μg/L;
而非職業性暴露族群之尿中鎳限值為2.9 μg/L。
※
※ 德國:職業性暴露之尿中鎳“EKAs值
(Exposure equivalents for carcinogenic
materials)”為50 μg/L,亦即相當為空氣暴露
濃度為0.5mg/m3;而非職業性暴露族群(一般
民眾)之尿中鎳“生物物質參考值(BAR)”為
3 μg/L。
國內外管制鎳之法規
資料來源:鎳生物偵測暴露指標參考值建立研究。楊秀宜、李聯雄。
行政院勞委會勞工安全衛生研究所。中華民國102 年4 月。 24
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資料來源:鎳生物偵測暴露指標參考值建立研究。楊秀宜、李聯雄。
行政院勞委會勞工安全衛生研究所。中華民國102 年4 月。
國內鎳生物偵測暴露指標參考值研究
我國勞研所-鎳生物偵測暴露指標參考值建立研
究-曾指出:若以方程式推論職業性暴露族群之
尿中鎳濃度現值應與空氣中鎳的濃度相對應---
空氣中鎳(μg/m3)
25
50
100
尿液鎳(μg/L)
22
39
72
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IC產業之鎳電鍍作業
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全自動化鎳電鍍作業
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所有半導體元件在進行覆晶(flip chip)或晶圓
級晶片尺寸構裝(wafer level chip scale
packaging ,WLCSP)互相連接時,都需要有
凸塊底下之金屬層(UBM)當作凸塊與鋁墊之
間的銲接表面(solderable surface)和擴散阻障
層(diffusion barrier layer)。
鎳電鍍製程可產生附著力強且厚的鎳阻障層
(nickel barrier),可有效地阻止銅原子的擴散,
提升晶圓的可靠度(high reliability)。
鎳電鍍製程之簡介
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鎳電鍍溶液-氨基磺酸鎳
鎳電鍍溶液:氨基磺酸鎳(Nickel
aminosulfonate;Nickel sulfamate)
別名:磺醯胺酸鎳
化學式:Ni(NH2SO3)2
性質:是一種優良的電鍍主鹽,因其具備
内應力低、電鍍速度快,溶解度大,無污
染等特性,目前國際上廣泛運用於電子、
航空、兵器等工業之電鍍。
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採樣分析:作業員每日須自鎳電鍍機台,採取適量樣本到負壓抽氣櫃(fume hood) ,進行電鍍液之濃度分析。
回收樣液:若鍍液濃度達標時,作業員會將樣本鍍液集中於回收瓶。一旦瓶滿,則須回倒至電鍍機台。
添加鍍液:若鍍液濃度不足時,作業員須添加鍍液於電鍍機台。
倒取適量高濃度之濃縮電鍍液或自電鍍機台抽取2L鍍液,並且保溫於55oC。
加入定量硼酸粉末並持續攪拌,直到粉末完全溶解。
將調配濃度達標的鍍液注入電鍍機台。
鎳電鍍液濃度管控之關鍵步驟
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採樣分析步驟
抽取電鍍機台內之電鍍溶液
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採樣分析步驟
負壓抽氣櫃內執行樣液濃度分析
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回收樣液步驟
回收樣液於集中瓶內
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添加鍍液步驟
倒取濃縮電鍍液
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個案基本資料
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個人基本資料
案主:李OO(女性;36歲)
尿鎳濃度值:15.3ug/L
症狀:無顯著異常或不適症狀
病史:具有過敏性皮膚炎之病史
工作職掌:負責完成鎳電鍍作業之產品品管
作業,長達8年。
暴露史: 作業流程不涉及高濃度鎳溶液之添加、
鎳電鍍機台設備之清洗或保修,也不
執行電鍍溶液濃度之調控等可能直接
暴露於鎳汙染源的作業。
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現地會勘
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全自動化鎳電鍍機台(第一型)
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全自動化鎳電鍍機台(
第二型) 39
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會勘鎳電鍍機台維修作業
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鎳電鍍作業室之負壓抽氣系統 41
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全盤分析整個鎳電鍍作業的各項步驟,
吾人發現作業全程充滿著人為疏失可能
誘發的鎳汙染風險,例如:
鎳電鍍作業之汙染風險
採集設備機台鎳溶液的取樣動作極易
讓鎳溶液沾染操作人員的手部或軀體,
若人員未穿著適當的個人防護衣物,
或於作業完成後,未採取正確的防護
衣脫卸步驟時,則均有可能讓身體接
觸到含鎳之沾汙。 42
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當人員進行溶液濃度分析作業時,設若
抽氣櫃的抽氣功能不佳或操作人員未按
規定確實在抽氣櫃內作業,人員就有可
能接觸或吸入含鎳空氣或沾汙。
當人員執行硼酸添加作業時,由於必須
加熱並攪拌硼酸粉末,此作業極易產生
含鎳蒸氣。若操作人員未按規定在抽氣
櫃內作業,他就會吸入或接觸含鎳蒸氣。
鎳電鍍作業之汙染風險
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當人員添加鎳濃縮液於設備機台時,
若不慎讓鎳濃縮液沾汙其身體或防
護衣物,他也會暴露於鎳溶液的危
害風險。
由於設備機台必須定期進行維修,
人員在整個維修作業期間極易接觸
到鎳溶液,因此也是有機會面臨鎳
汙染的風險。
鎳電鍍作業之汙染風險
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鎳汙染風險之減除措施
勞安衛生管理部門必須協同DLP生產
作業部門妥善規劃標準作業程序,並
且宣導要求全體操作人員確實遵守之。
提高個人防護裝備之完善度,例如配
發護目鏡和R95口罩、穿戴長袖操作
手套、高效率之防護衣等等。
針對人為疏失可能誘發的鎳汙染風險,
吾人建議下列可行的減除措施:
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鎳汙染風險之減除措施
教育作業人員如何正確穿脫個人防護
裝備,以免接觸到防護衣物表層的鎳
沾汙;同時,卸脫防護裝備後,作業
人員應先行清洗手部和臉部後,方能
食用餐飲或吸菸。
警示操作人員務必於抽氣櫃內,方能
執行添加硼酸併加熱攪拌之作業,否
則極易吸入或接觸到含鎳蒸氣。
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鎳汙染風險之減除措施
要求機台維護人員確遵各項自我防護作
為,並定期舉行衛教宣導,以提升自我
健康管理意識,讓員工了解自身才是最
佳的健康職場守護員。
公司各級主管務必重視並要求勞安衛生
管理部門主動積極發掘各項產品製程中
可能潛存的重金屬汙染源或危害員工健
康之風險因子,且應全力督導置入有效
的減除措施。
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結 論
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1、鎳金屬及其化合物均常用於IC及諸多產品
製程之電鍍或化學鍍作業,其潛存之勞工
健康危害風險深值職業醫學界重視。
2、職業醫學專科醫師從事臨廠健康服務時,
面對嶄新的製程或接獲員工異常健康反應
時,必要時應親臨作業現場會勘發掘可能
的健康危害因子,並提供有效之減除措施。
3、非職場的健康危害因子亦須儘力發掘辨識,
以協助勞工遠離真正肇因,確維健康。
結論
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1. 國際微量元素醫學會(http://www.item.org.hk/trad/element/nickel.html)
2. 鎳生物偵測暴露指標參考值建立研究。楊秀宜、李聯雄。行政院勞委會勞工安全衛生研究所。中華民國102 年4 月。
3. 國家衛生研究院國家環境毒物研究中心。(http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=71)
4. ZENITH Product Information: MATERIAL SAFETY DATA SHEET-
Nickel Sulphate.
5. ATSDR. Nickel CAS#7440-02-0
6. 尿中鎳-石墨爐原子吸收光譜儀法。(http://www.ilosh.gov.tw/wSite/public/Attachment/f1391763391236.pdf)
7. 常見重金屬中毒。(http://www.greencross.org.tw/toxin/heavy-
metal/heavy_metal.htm#鎳(Nickel, Ni))
參考資料
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THE END