SOLARIEN MESSUNGEN. Abschlussbericht

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1 SOLARIEN MESSUNGEN Abschlussbericht Mag.Dr. A.W. Schmalwieser 21. Februar 2011 Auftraggeber: Verein für Konsumenteninformation Linke Wienzeile Wien Dieser Bericht umfasst 7 Seiten

2 1. EINLEITUNG Im Auftrag des Vereins für Konsumenteninformation wurden Messgeräte des Typs X für die Messung von erythemwirksamen Bestrahlungsstärke und Dosis in Solarien an der Abteilung für Physiologie und Biophysik der Veterinärmedizinischen Universität Wien vorbereitet. Nach einer ersten Vorbesprechung rieten wir vom Einsatz eines einzelnen Messgerätes ab. Stattdessen empfahlen wir eine, der menschlichen Anatomie, entsprechende Messanordnung. Diese Messanordnung war durch den incognito Einsatzes der Testperson eingeschränkt: die Messanordnung musste in einer Damenhandtasche untergebracht werden und der Messaufbau im Solarium rasch erfolgen können. Insgesamt kamen 9 Messgeräte zum Einsatz welche die erythemwirksame Bestrahlungsstärke und Dosis messen. Dieser Bericht umfasst die Vorbereitung der Messgeräte sowie die Auswertung der angefallenen Messdaten in Hinblick auf die erythemwirksame Bestrahlungsstärke und Dosis. Daten über die besuchten Solarien standen uns nicht zur Verfügung. Die Auswertung erfolgte blind. 2. METHODE 2.1 Messgeräte Bei den eingesetzten Messgeräten vom Typ X (Gigahertz-Optik, Deutschland) handelt es sich um 2-Kanal-Radiometer die mittels zweier Messköpfe UV-B und UV-A Strahlung getrennt messen. Das Messgerät speichert neben UV-B und UV-A Bestrahlungsstärke auch die Summe der beiden, sowie die Temperatur. Jeder Messwert ist zeitcodiert. Die Winkelempfindlichkeit des Messgerätes entspricht in etwa einer Kosinusfunktion und entspricht damit der der menschlichen Haut. Das Messgerät muss vor dem Einsatz programmiert werden. Das Speicherintervall wurde auf 10 bzw. 20 Sekunden gesetzt. Damit ist zum einen eine ausreichende Zahl von Messwerten während des Solariumsbetriebs gewährleistet. Zum anderen ist damit sichergestellt, dass für die Messwerterfassung, auch bei einer Einsatzzeit von bis zu 2 Wochen, ausreichend gerätinterne Speicherkapazität zur Verfügung steht. Programmierung und Messwertausgabe erfolgt mittels einer speziellen Software über einen PC. Abbildung 1: Das Messgerät vom Typ X

3 2.2 Messgeometrie und Anordnung Die Messgeometrie wird in Ahnlehnung an die menschliche Anatomie ausgeführt. Als Maß dient die Versuchsperson. An der Stelle des Kopfes wird ein Messgerät in der Höhe der Stirn positioniert (h=15cm). Für die e werden jeweils 2 Messgeräte verwendet: eines das in etwa 5 cm Höhe positioniert ist und Strahlung von oben misst und das zweite die seitlich auftretende Strahlung misst. Im Brustbereich misst ein Messgerät die Strahlung von unten, das zweite in etwa 25 cm Höhe die Strahlung von oben. Am Fuß wird ein Messgerät nach unten positioniert, das andere in 5 cm Höhe nach oben. Die Abstände zwischen den Positionen sind in Abbildung 2 dargestellt. Tabelle 1 listet die Seriennummern der Messgeräte an den verschiednen Positionen auf. Die Montage der Messgeräte ist in Abbildung 3, die Messanordnung in einem Solarium in Abbildung 4 zu sehen. Kopf 30 cm -Aussen 25 cm 25 cm -Innen 125 cm Fuß Abbildung 2: Position und Maße für die Messung Position Messgerät Kopf : : Unten: Aussen-: Aussen-Seite: Innen-: Innen-Seite: 2879 Fuß-: 2907 Fuß-Unten: 2909 Tabelle 1: Seriennummern der verwendeten Messgeräte und ihre Position. 2

4 Abbildung 3a: Montage der Messgeräte für Kopf und Brust/Rücken. Abbildung 3b: Montage der Messgeräte für die e und Fuß. Abbildung 4: Messanordnung vor ort. 2.3 Kalibrierfaktoren Messgeräte zur Messung der biologisch wirksamen UV Strahlung müssen hinsichtlich des biologischen Effekts und der Strahlungsquelle kalibriert werden. In unserem Fall sind dies das Erythem und das Sonnenspektrum. Dazu wurden die Messgeräte mit einem Sonnensimulator (Heraeus, Deutschland) kalibriert der den Vorgaben der COLIPA entspricht. Dazu wurde das Spektrum des Sonnensimulators mit einem Spektralradiometer (Bentham DTM300, Großbritanien) gemessen. Die Kalibrierung des Spektralradiometers ist auf die PTB (Physikalisch- Technische Bundesanstalt, Deutschland) rückführbar. Das gewonnene Spektrum wurde mit der spektralen Wirkungskurve des Erythems nach ISO/CIE gewichtet (ist auch in EN wiedergegeben) und über den gesamten UV Bereich integriert. Damit entspricht dieser finale Wert der erythemwirksamen Bestrahlungsstärke. An der gleichen Stelle wurden dann die Messgeräte nacheinander positioniert und die Bestrahlungsstärke gemessen. Die Messwerte wurden mit der erythemwirksamen Bestrahlungsstärke des Spektralradiometers verglichen. Der Kalibrierfaktor ergibt 3

5 sich aus dem Verhältnis zwischen erythemwirksamer Bestrahlungsstärke und dem Messwert. Die Kalibrierfaktoren sind in untenstehender Tabelle 2 für alle Messgeräte aufgelistet. Die Messunsicherheit bei der Bestimmung der Kalibrierfaktoren beträgt ±2%. Bei der Anwendung ergibt sich die erythemwirksame Bestrahlungsstärke in [W/m 2 ] durch Division des Messwerts in [W/m 2 ] mit dem dimensionslosen Kalibrierfaktor. Seriennummer Kalibrierfaktor Tabelle 2: Kalibrierfaktoren für die eingesetzten Messgeräte des Typs X Verwendete Einheiten: Für die Auswertung der erythemwirksamen Bestrahlungsstärke wurde neben der obligatorischen Einheit [W/m 2 ] auch der UV Index verwendet. Der UV Index ist das, u.a. von WHO und CIE, empfohlene Maß für die erythemwirksame Bestrahlungsstärke. Sonnenschutzprognosen und aktuelle Messwerte der Sonnenstrahlung zur Information der Öffentlichkeit werden in diesem Maß angegeben: UV Index= Ery.wirk.Bestr. [W/m 2 ] * 40 Für die Auswertung der Dosis (= Bestrahlungsstärke * Zeit) wurde neben der obligatorischen Einheit [J/m 2 ] auch die Einheit Standard Erythem Dosis (SED) verwendet. Eine SED entspricht 100 [J/m 2 ] einer erythemgewichteten Dosis. 4

6 3. ERGEBNISSE DER MESSUNGEN Insgesamt konnte die Testperson in 12 von 15 Solarien Messungen mit jeweils 9 Messgeräten durchführen. 3.1 Bestrahlungsstärke Verteilung der Bestrahlungsstärke Die Messungen zeigten, dass die Bestrahlungsstärke im Brust- (100%) und Rückenbereich (29%-143%) sowie an den oberseiten (70%-113%) am höchsten ist. Auffällig ist der große Unterschied am Rücken zwischen den verschiedenen Solarien im Vergleich zum Brustbereich. An der Fußober- (42%-83%) und Fußunterseite (18%-142%) ist die Intensität geringer. Auch an der Fußunterseite sind die Unterschiede sehr hoch. An den außenseiten variiert die Intensität ebenfalls sehr stark zwischen den Solarien (5% bis 115%). Diese Unterschiede sind auf die Konstruktion des Solariums zurückzuführen (Deckel-Boden-Schluß, ). Auch im Gesichtsbereich gibt es deutliche Unterschiede (24%-96%) da manche Anlagen mit einem getrennten Gesichtsbräunungsfeld ausgestattet sind. Höhe der Bestrahlungsstärke Die höchste Bestrahlungsstärke wurde im Solarium 7 gemessen. Dort betrug die Bestrahlungsstärke 22,5 UV Index. Dieser Wert liegt deutlich über der Intensität der Sonne am Äquator. Eine ähnlich hohe Bestrahlungsstärke lieferte das Solarium 11. In 5 Solarien wurden bis zu äquatorähnliche Bestrahlungsstärken gemessen (13,4 bis 17,6 UV Index). In 4 Solarien erreichte die Bestrahlungsstärke Werte der Gebirgsund Hochgebirgssonne in Österreich (10,0 bis 11,8 UV Index). Nur in einem Solarium lag die gemessene Bestrahlungsstärke im Bereich der Sommersonne (6 UV Index). In nachstehender Tabelle 3 sind die Bestrahlungsstärken für die einzelnen Körperpartien jedes Solariums aufgelistet. Die Solarien sind chronologisch nach dem Besuchsdatum sortiert. Kopf unten aussen seite aussen oben innen Seite innen Fuss oben Fuss unten lwert o.a.a. Min Max Dauer [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [UVI] [Min] S S S S S S S S S S S S Max Min Tabelle 3: Bestrahlungsstärken aller Solarien an den verschiednen Messpositionen sowie die effektive Bestrahlungsdauer. 5

7 3.2 Dosis Die empfangene Dosis ist das Produkt aus Bestrahlungsstärke und Bestrahlungsdauer. Die Bestrahlungsdauer (Tabelle 3) variierte zwischen 4 und 20 Minuten, die Bestrahlungsstärke, wie oben erwähnt zwischen 6 UV Index und 22,5 UV Index (Tabelle 3). Die gemessenen Dosen variieren um einen Faktor 8, sie reichen von 0,6 bis 5,0 SED (siehe Tabelle 4). Die höchste Dosis resultiert aus einer Bestrahlungsstärke von 16,3 UV Index über einen Zeitraum von 20 Minuten. Bezug nehmend auf die Testperson mit dem Hauttyp I würde dies eine 2,3-fache Überschreitung der Minimalen Erythem Dosis (MED) von 1,5 SED entsprechen. Auch für die in Österreich typischen Hauttypen II (MED = 2,5 SED) und III (MED = 3,5 SED) sowie den mediterranen Hauttyp IV (MED = 4,5 SED) übersteigt diese Dosis die Minimale Erythem Dosis. In Tabelle 5 ist für jedes Solarium aufgelistet für welchen Hauttyp an welcher Messposition der Wert von 1 MED überschritten ist. Es fällt auf, dass in allen Solarien auch für den Hauttyp I der Grenzwert von 1 MED nicht überschritten wird. Geht man davon aus, dass Menschen mit dem Hauttyp I grundsätzlich nicht ins Solarium dürfen, dann kommt es in 3 Solarien für den Hautyp II zu einer Überschreitung, in 2 Solarien für den Hauttyp III und in einem sogar für den Hauttyp IV. In Tabelle 5 ist auch die maximale Dauer aufgelistet, bis zu der es zu keiner Überschreitung der MED für den Hauttyp II kommt. In allen gemessenen Solarien würde eine Bestrahlungsdauer von bis zu 7 Minuten bei dem empfindlichen Hauttyp 2 kein Erythem verursachen. Anmerkung: die angeführten MEDs gelten für ungebräunte Haut. Bei guter Vorbräunung (durch die Sonne) kann die MED um einen Faktor 4 ansteigen. Für den Hauttyp II wären das bis zu 10 SED. Die getesteten Solarien würden in diesem Fall kein Erythem hervorrufen. Kopf Unten Außen Seite Außen Innen Seite Innen Fuß Fuß Unten lwert o.a.a. [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] [SED] S S S S S S S S S S S S Max Min Tabelle 4: Bestrahlungsdosis aller Solarien an den verschiednen Messpositionen. Min Max 6

8 Kopf unten aussen seite aussen oben innen Seite innen Fuss oben Fuss unten Dauer HT II <1MED [Min] Tats. Dauer [Min] S S2 --- I - IV I - IV --- I - IV I - III I - IV I - II S3 --- I I --- I --- I S4 --- I I --- I --- I --- I S5 --- I I --- I --- I --- I S I --- I --- I --- I S7 --- I - III I --- I - III I I - III I S8 --- I I - II --- I I I I I S S I --- I --- I S I --- I I I I S Tabelle 5: Hauttypen für die die Bestrahlungsdosis die Minimale Erythem Dosis überschreitet (für alle Solarien an den verschiednen Messpositionen). 3.3 Bewertung In der nachstehenden Tabelle ist für die einzelnen Solarien (Spalte 1) angeführt ob die Versuchsperson vom Hauttyp I (MED=1,5 SED) ein Erythem erlitten hätte (Spalte 2). In Spalte 3 ist berechnet um das wie viel-fache die MED (Minimalen Erythem Dosis) überschritten ist, in Spalte 5 ist die Überschreitung der MED in Prozent ausgedrückt. Die Überschreitung der MED im Solarium S10 liegt mit 21% knapp an der Messungenauigkeit von 20%. Erythem Überschreitung Überschreitung [Ja/Nein] [-fach] [%] S1 Nein keine keine S2 Ja S3 Ja S4 Ja S5 Ja S6 Ja S7 Ja S8 Ja S9 Nein keine keine S10 Ja S11 Ja S12 Nein keine keine Tabelle 6: Hauttypen für die die Bestrahlungsdosis die Minimale Erythem Dosis überschreitet (für all 7

9 3.4 Klassifizierung Nach ÖNORM dürfen Geräte mit UV Strahlern keine Strahlung emittieren, die eine gesamte wirksame Bestrahlungsstärke von 0,3 W/m 2, gewichtet nach dem Wirkungsspektrum für das UV-Erythem, überschreitet. Die Typen 1 bis 4 werden nach nachstehender Tabelle eingeteilt. UV-Typ Wirksame Bestrahlungsstärke W/m nm bis 320 nm 320nm bis 400 nm 1 <0,0005 0,15 2 0,0005 bis 0,15 0,15 3 <0,15 < ,15 <0.15 Tabelle 7: Typeinteilung Durch das 2-Kanal Messgerät konnten auch die UVC/B und UVA Anteile getrennt gemessen und daraus die Typen bestimmt werden. Diese Typen sind in Tabelle 8 aufgelistet. Eine Typbezeichnung von 2-3 bzw. 3-4 bedeutet, dass an manchen Messpositionen die Bestrahlungsstärkegrenzen überschritten wurden. Typ [1,2,3,4] S1 2-3 S2 >0,3!! S3 3 S4 2-3 S5 3-4 S6 2-3 S7 >0,3!! S8 >0,3!! S9 2-3 S10 3 S S Tabelle 8: Typbestimmung auf Grund der Messungen. 8

10 4. ZUSAMMENFASSUNG Bestrahlungsstärke In 2 Solarien war die gemessene Bestrahlungsstärke höher als die der Sonne am Äquator. Bei den anderen lag die Bestrahlungsstärke zwischen Äquator-, Hochgebirgs- und Sommersonne in Österreich. Dosis und Erythem In 9 der 12 Solarien hätte die Bestrahlung der Versuchsperson (Hauttyp I) auf jeden Fall ein Erythem verursacht. In einem Solarium wurde sogar die minimale Erythemdosis für den Hauttyp IV überschritten, in zwei weiteren auch für den Hauttyp III und II. Im Gesichtsbereich wurde die minimale Erythem Dosis für den Hauttyp I in keinem Solarium überschritten. Bestrahlungszeiten bis zu 7 Minuten hätten in den getesteten Solarien beim, für Österreich typischen, Hauttyp II kein Erythem verursacht. Bei drei der getesteten Geräte überstiegen die gemessenen Bestrahlungsstärken die Grenzwerte der EN. Messgenauigkeit Die Messunsicherheit bei erythemgewichteter Bestrahlungsstärke und Dosis beträgt unter Laborbedingungen beträgt ±2%, für die Feldmessungen ±10%. Die Unsicherheit in Bezug auf die minimale Erythem Dosis von 1,5 SED für den Hauttyp I beträgt ±13%. Die erweiterte Messunsicherheit auf die gemessene Dosis in Bezug auf die Überschreitung der minimalen Erythem Dosis ±20%. Messergebnisse und Messunsicherheiten gelten nur unter der Annahme, dass die Testperson die Messgeräte nach Anleitung positioniert hat. Wien, 21. Februar 2011 Mag. Dr. A. W. Schmalwieser 9