Optische Strahlung am Arbeitsplatz: die VOPST und deren Anwendung

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1 Optische Strahlung am Arbeitsplatz: die VOPST und deren Anwendung Strahlenschutztag 2011 DI Marko Weber Seibersdorf Labor GmbH

2 Überblick Was bringt die VOPST für Arbeitgeber und Arbeitnehmer? Wie kann ich möglichst einfach einen Arbeitsplatz evaluieren/bewerten? Auf welchen Arbeitsplätzen werden VOPST Grenzwerte möglicherweise überschritten? 2

3 Verordnung optische Strahlung VOPST Arbeitnehmer (AN): Ist vor übermäßiger Einwirkung durch optische Strahlung am Arbeitsplatz zu schützen. Arbeitgeber (AG): Künstliche optische Strahlung auf Arbeitsplätzen muss bewertet und Ergebnis dokumentiert werden. VOPST gibt Grenzwerte vor für: - Ultraviolett-Strahlung (100 nm 400 nm) - sichtbares Licht (380 nm 780 nm) - Infrarot-Strahlung (780 nm 1 mm) 3

4 VOPST Grenzwerte (GW) Unterscheidung nach: VOPST Grenzwerte Art der optischen Strahlung (Quelle): Breitbandstrahlung (Lampen, LEDs, Leuchten) Laserstrahlung (Laser) Betroffenem Gewebe: Haut Vordere Augenmedien (z. B. Hornhaut, Linse) Netzhaut 4

5 VOPST - GW Unterscheidung nach: VOPST Grenzwerte Schädigungsmechanismus: Photochemisch (P) Thermisch (T) Bestrahlungsstärke [W/m 2 ] Zeit [s] Über den Tag aufakkumulierte Dosis [J/m 2 ] ist entscheidend. Je länger Bestrahlungsdauer und größer Bestrahlungsstärke, desto größer Gefahr. Vor allem durch UV und blaues Licht verursacht. Temperaturerhöhung im bestrahlten Gewebe ist entscheidend. Tritt meist bei kurzen, sehr intensiven Bestrahlungen (Laser) auf. Beispiele: Verbrennung der Haut, Thermischer Netzhautschaden 5

6 VOPST - GW Unterscheidung nach: VOPST Grenzwerte Zeit bis Schadenseintritt: akuter Schaden (a) Langzeiteffekten (l) Tritt sofort nach einmaliger zu hoher Strahlungsbelastung auf (z. B. Bindehaut-/Hornhautentzündung) Tritt nach oftmaliger Bestrahlung erst nach Jahren auf (z. B. Infrarot-Katarakt Glasbläserstar). Foto: Prof. Söderberg, Karolinska Institut, Stockholm Foto reproduziert mit freundlicher Genehmigung der University of Michigan Kellogg Eye - Center 6

7 VOPST - GW Gewebe VOPST-Grenzwert- Symbol Gefahr Haut Vordere Augenmedien (Hornhaut, Bindehaut, Augenlinse) Netzhaut H eff, E eff (P, a, l) s(λ) H skin, E skin (T, a) H eff, E eff (P, a, l) s(λ) H UVA, E UVA (P, l) E IR (T, a, l) L B, E B (P, a) L R (T, a) gewichtetes UV (Sonnenbrand, Hautkrebs) Haut thermisch (Verbrennung) gewichtetes UV (Hornhaut-, Bindehautentzündung, UV-Katarakt) UV-A Auge (UV-Katarakt) Auge IR (IR-Katarakt, Hornhautverbrennung) Photochemische Schädigung der Netzhaut (Blaulichtgefahr) Thermische Schädigung der Netzhaut 7

8 Wie bewerten und messen? VOPST: 1. Heranziehen internationaler/europäischer Normen und Empfehlungen 2. Nationale/Internationale wissenschaftlich untermauerte Leitlinien 3. Angaben von Hersteller und Inverkehrbringer (Breitbandquellen: Risikogruppe, Laser: Laserklasse) 8

9 Normen zur Bewertung/Messung Breitbandquellen (Lampen, Leuchten, LEDs, Öfen, heiße Oberflächen, Schweißplasma, ): ÖNORM EN 62471:2009: Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen Laser: ÖNORM EN :2010: Sicherheit von Lasereinrichtungen Teil 1: Klassifizierung von Anlagen und Anforderungen 9

10 Möglichst einfach bewerten Wann geht von einer Quelle keine Gefahr für AN aus? Eine Quelle optischer Strahlung ist sicher, wenn sie weder sehr heiß ist noch sehr hell ist (keine starke Blendwirkung) und keine UV-Strahlung emittiert oder mit einer sicheren Risikogruppe gemäß EN 62471:2008 gekennzeichnet ist. 10

11 Temperaturstrahler Temperaturstrahler: Öfen, Schmelzen, heiße Oberflächen, Infrarotmodule, Je heißer Temperaturstrahler, desto größer ist die abgestrahlte Leistung, desto mehr Strahlung 3000 nm, desto eher Grenzwertüberberschreitung. Abschätzung des Risikos bei Kenntnis der Temperatur möglich. spektrale Abstrahlung [W/m 2 nm] C 1000 UV IR-A IR-B IR-C VIS 1500 C C C 0, Wellenlänge [nm] 11

12 Evaluierungshilfe Temperaturstrahler Je heißer Temperaturstrahler, desto eher Grenzwertüberschreitung. Temperatur [ C] Farbeindruck Beispiel Mögliche Grenzwertüberschreitung gemäß VOPST 200 Kein sichtbares Licht emittiert Backöfen, IR- Flächenheizelement Keine Grenzwertüberschreitung 500 Beginnende Rotglut Elektrogriller Beginnende Gefahr für vordere Augenmedien (E IR ) 1500 Blendende Weißglut Eisenschmelzen Beginnende Gefahr für die Netzhaut (L B, L R ), Gefahr für vordere Augenmedien (E IR ) 5500 Neutrales Weiß Sonne Gefahr für die Netzhaut, Gefahr durch UV-Strahlung für Haut und vordere Augenmedien 12

13 Temperaturstrahler Volumen/Masse/Größe des Temperaturstrahlers! Grenzwert E IR GW überschritten: Grenzwert E IR GW nicht überschritten: 13

14 Evaluierungshilfen Temperaturstrahler Schema für Gefährdungsabschätzung: Temperaturstrahler Gefahr für die Haut? GW E Haut Gefahr für vordere Augenmedien? GW E IR Gefahr für die Netzhaut? GW L B, L R GW-Überschreitung eher unwahrscheinlich, am ehesten in unmittelbarer Nähe (Distanz < 1 m) zu sehr heißen Quellen (rot- bzw. weißglühend) Haut ist normalerweise durch natürliche Abwendreaktion (Hitzeschmerz) geschützt. T Quelle < 200 C (z. B. Backofen) Quelle emittiert kein sichtbares Licht Keine Gefahr Längerer Aufenthalt in nächster Nähe zur Quelle, Quelle dabei stets im Blickfeld T Quelle 200 C (z. B. Metall nach Warmwalzen) Quelle rotglühend (z. B. Aluschmelze, Elektrogriller), Quelle weißglühend (z. B. Eisenschmelze, IR-Heizstäbe in Gastronomie) Kein dauerhafter, aber regelmäßig wiederkehrender Aufenthalt in Nähe zur Quelle, Quelle dabei im Blickfeld (Einzelexposition t < 3 Minuten, z. B. Abgrätzen Schmelze) Quelle weißglühend (z. B. Eisenschmelze, IR-Heizstäbe in Gastronomie) Beim Hineinstarren GW-Überschreitung möglich, genaue Analyse erforderlich Längerer Aufenthalt (Einzelexposition t 3 min) in Nähe zur Quelle (z. B. vor Ofentür), Quelle dabei meist im Blickfeld Mögliche GW-Überschreitung genaue Analyse erforderlich, GW-Überschreitung bezüglich E IR hängt ab von: Abstand Dauer Temperatur Sichere GW- Überschreitung 14

15 Helligkeit Eine Quelle muss sehr hell sein (Leuchtdichte >> cd/m 2 ) um eine Gefahr für die Netzhaut darzustellen. Eine derart helle Quelle verursacht Blendung (z.b. Sonne)*. Bühnenbeleuchtung: L B GW nach 40 s erreicht OP-Leuchte (mit LEDs): L B GW nach 100 s erreicht Sonne (Sommer): L B GW innerhalb 1 s überschritten Projektor: L B GW in 2 m Entfernung nach 100 s erreicht *nicht anwendbar für Quellen, die eine Gefahr betreffend Netzhaut thermisch schwacher visueller stimulus (Leuchtdichte < 10 cd/m 2 ) darstellen. 15

16 Evaluierungshilfe Helligkeit Schema für Gefährdungsabschätzung basierend auf Helligkeitseindruck und Blickverhalten: Quelle optischer Strahlung Blendend hell Nicht blendend Hineinschauen für Arbeit nicht notwendig (z. B. OP-Leuchte) Quelle im Blickfeld für Arbeit notwendig (z. B. Schweißen, Verfolgerspots) Keine GW-Überschreitung (auch bei längerer Exposition) Keine GW-Überschreitung bei normalem Verhalten (Abwendreaktion da Blendung unangenehm) Dauerndes Starren in Quelle (z. B. Schweißen) Blick wandert, Quelle wird nicht direkt angestarrt (z. B. Verfolgerspot) GW-Überschreitung wahrscheinlich, PSA notwendig GW-Überschreitung hängt ab von: Beobachtungsbereich Dauer Spektrum der Quelle genaue Analyse erforderlich 16

17 Expositionsszenario - Zeit VOPST Grenzwerte sind zeitabhängig: z.b.: E IR = t -0,75 t = s: E IR = 100 W/m 2 t = 60 s: E IR = 835 W/m 2 Je kürzer Expositionsdauer, desto größer ist der Grenzwert für kurze Bestrahlungsdauern ist GW - Überschreitung eher unwahrscheinlich Photochemische Gefahren (H eff, H UVA, L B ): Aufakkumulierte Dosis ist entscheidend! Bestrahlungsstärke[W/m 2 ] H total = 30 J/m 2 Zeit [s] 17

18 Expositionsszenario - Abstand Je größer Abstand, desto weniger wahrscheinlich GW - Überschreitung Foto Quelle Quelle Risikogruppe 20 cm, 500 lux Limitierende Gefahr (für RG) RG 2 wenn Abstand Gefahrenabstände/ Expositionsdauer RG 1 wenn Abstand Freie Gruppe (FG) wenn Abstand Halogen- Scheinwerfer TL500, ELRO 20 cm: RG cm: FG E IR Auge IR 10 cm (10 s) 36 cm (100 s) 89 cm (1000 s) LCD-Projektor EMP-765, Epson 20 cm: RG cm: FG L R Netzhaut thermisch L B Blaulicht L R : 19 cm (0,25 s) L B : < 10 cm (0,25) L R : - L B : 230 cm (100 s) L R : 22 cm (10 s) L B : 231 cm (10000 s) Bühnenscheinwerfer Source Four jr 26, ETC 20 cm: RG 2 10 m: FG E eff, E UVA, L B, L R, E IR E IR : 16 cm (10 s) E UVA : 17 cm (100 s) E IR : 40 cm (100 s) L B : 32 cm (100 s) E IR : 100 cm (1000 s) L B : 427 cm (10000 s) HeLeN-Wärmestrahler Solamagic 2000 W 20 cm: RG 3 46 cm: RG 2 E IR Auge IR 35 cm (10 s) 82 cm (100 s) 195 cm (1000 s) 18

19 Evaluierungshilfe Risikogruppe (EN 62471) Kennt man Risikogruppe, so kennt man zumindest die erlaubte Bestrahlungsdauer im Referenzabstand (20 cm bzw. 500 lux): Risikogruppe Freie Gruppe Risikogruppe 1 Risikogruppe 2 Risikogruppe 3 Risiko im Referenzabstand Kein Risiko, sogar bei sehr langen Bestrahlungsdauern (erlaubte Bestrahlungsdauer: praktisch der ganze Tag, Ausnahme: UV-A) Niedriges Risiko Grenzwert normalerweise aufgrund von menschlichem Verhalten nicht überschritten (L B : erlaubte Bestrahlungsdauer mind. 100 s) Mittleres Risiko Schutz normalerweise durch Abwendreaktionen (helle Lichtquelle, thermisches Unbehagen) gegeben (L B, L R : erlaubte Bestrahlungsdauer mind s) Hohes Risiko Grenzwerte schon in kurzer Zeit überschritten 19

20 Evaluierungshilfe Risikogruppe Zumindest erlaubte Bestrahlungsdauer im Referenzabstand: Gefahr Grenzwerte/Expositionsdauer Einheit Quelle ist RG 1 betreffend L B zumindest erlaubte Bestrahlungsdauer im Referenzabstand beträgt 100 s Freie Gruppe Geringes Risiko (RG 1) Mittleres Risiko (RG 2) Aktinisches UV, E eff 0,001 0,003 0,03 W m s UV-A Auge, E UVA W m s Blaulicht, L B W m -2 sr ,25 s Netzhaut thermisch, 28000/α 28000/α 71000/α W m -2 sr -1 L R ,25 s IR Auge, E IR W m s 20

21 Vereinfachte Bewertung von LEDs Bewertung erfolgt ohne Messung auf Basis von Hersteller Angaben (LED Datenblatt) Bewertung erfolgt in 2 Schritten: 1) Berechnung der Leistung 2) Vergleich mit farbbezogenen Grenzwerte Worst-case Annahmen Betrachtungsabstand 20 cm Minimale Quellengröße mit 1,7 mrad Worst-case spektrale Wellenlängenverteilung Wellenlängen-Bandbreite 50 nm Details siehe AUVA Merkblatt M 083, Gefährdung durch optische Strahlung, Sicherheitsbewertung von LEDs sichtbare Strahlung 21

22 Allgemeinbeleuchtung - UV Bewertung der UV-Emission einer Lampe möglich auf Basis der Messung der Beleuchtungsstärke (Lux lx) Für Bestrahlung im nominellen Abstand (z. B. 500 lx) erscheint weitergehende Evaluierung nicht notwendig (Ausnahme: Hochdruckentladungslampen in offenen Leuchten müssen auf intaktem Außenkolben überprüft werden.) kein UV-GW überschritten Kurze Abstände (z. B. Wartungsarbeiten bei eingeschalteter Leuchte in 20 cm): Bestrahlungsdauer < 1 h kein UV-GW überschritten (gilt nicht für Bühnenscheinwerfer, Stadionstrahler) Beispiel: Quecksilberdampflampe Details siehe AUVA Report 55, Optische Strahlung, Ultraviolett Strahlungsemission von Beleuchtungsquellen 22

23 Evaluierungshilfe - Allgemeinbeleuchtung - UV 23

24 VOPST Messung/Bewertung ist von fachkundigen Personen durchzuführen Gefahrenbeurteilung ist regelmäßig zu aktualisieren (Veränderungen) Bei Grenzwertüberschreitung: - AN muss informiert und unterwiesen werden - AG muss Maßnahmenprogramm festlegen und durchführen (TOP Prinzip beachten) - AG muss persönliche Schutzausrüstung zur Verfügung stellen - Bereiche, in denen Grenzwerte überschritten werden, sind zu kennzeichnen (z. B. Angabe der maximalen Aufenthaltsdauer) 24

25 Ergebnisse Arbeitsplatzmessungen VIS/IR Branche Gießereien, metallverarbeit. Industrie Anzahl Firmen Anzahl Arbeitsplätze 6 22 Glasmacher, Glasbearbeitung Bäckereien 2 3 Autozulieferer 1 3 Anzahl Grenzwert-Überschreitungen gemäß VOPST Blaulicht L B Nicht relevant Nicht relevant Nicht relevant Nicht relevant Netzhaut thermisch L R Auge Infrarot E IR Haut thermisch E skin Nicht relevant Krankenhäuser (OPs) Theater, Bühne Kosmetikstudios (IPL) auf diesen Arbeitsplätzen können auch VOPST UV-Grenzwerte überschritten werden. 2 Voraussetzung ist korrekte Anwendung der IPL 25

26 Ergebnisse Arbeitsplatzmessungen UV Anzahl der Arbeitsplätze Medizin Materialprüfung Desinfektion Solarien Härten,Trocknen Belichtung Insektenfänger Schneiden und Schweißen UV GW überschritten UV GW nicht überschritten

27 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Bewertungshilfen: - AUVA Merkblätter - AUVA Reports - Health Protection Agency, A Non-Binding Guide to the Artificial Optical Radiation Directive 2006/25/EC ( or-guide.pdf) - marko.weber@seibersdorf-laboratories.at Tel: