電銲作業場所由電焊產生之金屬燻煙會受到溫度、焊材、電銲電極成分及隔離氣體種類等而改變燻煙金屬奈米微粒之性質，進而影響勞工健康。此一傳統作業早已知有職業健康危害的問題，且環境測定顯示含有相當高百分比的奈米級微粒。由於實驗動物研究結果顯示長期暴露於奈米微粒的環境中，會造成肺部發炎、血栓等疾病的發生。電焊燻煙之生物健康效應是否與其中奈米級金屬微粒有關，是職業衛生奈米危害中極為重要的課題。本所過去對奈米標準品及奈米作業現場勞工的研究結果均顯示奈米金屬微粒及電焊燻煙具有生物危害效應。以奈米二氧化鈦證實對細胞基因之影響屬於氧化傷害及細胞修復；以金屬奈米微粒暴露勞工證實細胞激素TNF-□之基因表現等發炎指標物與暴露有關。後續又發現電焊燻煙暴露勞工群肺功能及心血管疾病健檢異常率較高，尿液代謝物與健康異常率有顯著群間差異，同時以燻煙主成份之奈米金屬標準品證實其對Jurkat cell淋巴細胞凋亡與毒性具有劑量效應。本年度研究更進一步以多階分級收集作業現場之電焊燻煙粉塵，分析不同粒徑之電焊燻煙主要成份含量及細胞毒性，比較暴露組與對照組之尿液金屬濃度，及勞工白血球細胞毒性危害與健康狀況，統計分析燻煙暴露造成的影響。環境測定結果發現PM10 約佔總粉塵的70％以上，PM2.5 約佔總粉塵的50％；100奈米以下約佔總粉塵量之2.2%。碳黑主要分佈於100奈米~500奈米。錳主要分佈於500奈米~2.5微米；銅主要分佈於180奈米以下粒徑範圍。細胞毒性亦以PM2.5以下與奈米級燻煙粉塵毒性較大。健康檢查高敏感度蛋白質C以及血小板容積在對照組與暴露組有顯著差異。暴露勞工尿液中金屬濃度濃度最高為鋁，其下依序為鋅、鐵、銅、錳、□、鎳等；對照組最高為鋅，依次為鋁、鐵、銅、鎳、錳、□等。暴露組較對照組高的金屬包括：鋁、錳、鐵、鎳、銅、鎘等，經排除藥物的影響，仍高於對照組，且其中尿中鐵金屬濃度達到極顯著差異(P<0.01)。相較尿液的採樣前一日之環境粉塵中小於100奈米以下，錳與銅的日總量比率，推測100奈米以下燻煙粉塵極可能是尿中金屬的來源。此外，工作密集區手焊作業勞工尿中鎘顯著較高，尿中錳含量邊緣性顯著性，推測健康效應與金屬之毒性本質較有關聯。由分階收集之燻煙進行Jurkat cell細胞毒性實驗結果，發現電焊燻煙粒徑大小與細胞株凋亡顯著相關，並對細胞內游離鈣離子與細胞膜鈣幫浦有影響。燻煙微粒在PM2.5微米級左右及奈米級均會造成細胞內儲鈣池的鈣離子釋出，並影響儲鈣量及訊息傳導caspase 3 活性。短期毒性影響細胞壞死及細胞週期，效應出現的濃度約在0.6~5.0 μg/L左右，由於各粒徑分級之金屬成分不同，初步評估此毒性效應可能與金屬濃度及奈米粒徑均可能有關。以勞工的血液檢體毒性測試結果依暴露狀況與時間，區分為為高暴露、中暴露及低暴露三大群。以Student t test分析結果顯示暴露量的高低會顯著影響：1)細胞內鈣離子恆定，如細胞儲鈣量及細胞容許鈣進入(capacitative calcium entry, CCE)的能力；2)細胞凋亡caspase 3 活性及PI的結果；3)細胞週期變化改變細胞S與G2/M時期所佔的比例。進一步依據高、低、中三群以計分權值方式完成Pearson’s相關統計分析，結果顯示在有外鈣的環境下暴露計分權值與細胞內鈣離子濃度恆定呈現顯著正相關；而在無外鈣的環境中則與細胞內鈣離子恆定、儲鈣池的量呈現顯著負相關；在細胞凋亡發生比例中PI+、PI+ caspase 3+的發生比例也呈現顯著正相關；細胞週期變化中S時期則和暴露量有顯著的負相關。推測在電銲燻煙高暴露環境中的勞工白血球的細胞鈣離子恆定會受到影響，進一步導致細胞增生及凋亡比例的變化。綜合結果顯示在電焊燻煙工作場所的勞工暴露奈米金屬微粒、尿液金屬濃度、喉嚨和鼻部自覺症狀和健康檢查異常等，在暴露組和對照組之間有顯著差異。血液樣本檢測結果顯示，暴露組接觸過敏炎相關細胞激素IL - 6顯著性較高，其中鼻過敏勞工IL - 13較高。細胞毒性評估結果顯示，燻煙暴露會影響白血球細胞內鈣、信息傳遞和細胞週期。總合評估結果顯示勞工健康問題與工作環境中電焊燻煙中錳鎘等有害金屬有關，而且奈米級金屬的細胞毒性佔有重要角色。電焊作業之健康危害預防，建議採行奈米物質及金屬防護相關規範，或降低環境中金屬奈米微粒的濃度。