Hygienická problematika ultrafialového záření

Hygienická problematika ultrafialového záření

Hlavním úkolem hygienické služby je zjišťovat všechna možná rizika poškození zdraví. V oblasti hygieny práce se zajímáme především o celkovou senzorickou a mentální zátěž pracovníků a o případné škodlivé vlivy pracovního prostředí.

Mezi vlivy prostředí, které na nás mohou nepříznivě působit, řadíme i fyzikální faktory. Ke sledovaným fyzikálním faktorům patří např. hluk, vibrace, mikroklima a také elektromagnetické (EM) záření. Spektrum EM polí a záření je velmi široké (od statických polí až po ionizující záření) s různými účinky na lidský organismus.

Z hygienického hlediska je vliv EM záření nejvíce závislý na kmitočtu záření. Čím vyšší je frekvence záření, tím větší energie připadá na jednotkovou částici – kvantum. Při dosažení určité frekvence (> 10¹⁵ Hz) překročíme hranici mezi ionizujícím a neionizujícím zářením. Nebezpečnost biologických účinků ionizujícího záření je dostatečně známá (způsobuje ionizaci buněk), nicméně i záření s frekvencí pod hranicí ionizace má prokazatelné (tepelné i netepelné) účinky na lidský organismus, které také mohou s ohledem na velikost absorbované dávky ozáření a místo působení poškodit zdraví.

A právě pásmo ultrafialového (UV) záření tvoří rozhraní mezi ionizujícím a neionizujícím zářením¹⁾.

Biologické účinky UV záření
Obecně platí, že při dopadu EM záření na organickou tkáň se záření částečně odráží, částečně je tkání absorbováno a částečně tkání proniká. Biologická reakce tkáně závisí na parametrech záření – vlnové délce (nm) a intenzitě ozáření (W·m^–2), na době působení a na biologických vlastnostech zasažené tkáně. Pro biologický účinek je rozhodující úroveň EM pole uvnitř organismu, přičemž vztahy mezi vnějšími a vnitřními parametry jsou pro hygienickou praxi zatím obtížně definovatelné (např. míra specifické absorpce – SAR (W·kg^–1).

Pro běžnou hygienickou praxi většinou vystačíme s popisem vnějších parametrů pole, u UV záření s intenzitou ozáření E (W·m^–2) a dobou trvání expozice. Jejich součin určuje tzv. dávku ozáření (J·m^–2), která bývá rozhodujícím kritériem pro posouzení.

Limitně se jedná o takové množství energie, jež překračuje obvyklý práh energetického poškození dané tkáně. V případě UV záření se tento práh většinou týká orgánů na povrchu lidského těla, především oka a kůže²⁾.

Z hlediska biologických účinků rozlišujeme dvě základní oblasti:

Hygienické požadavky na UV záření
Je-li člověk v průběhu dne vystaven přirozenému působení slunečního záření, absorbuje i určitou dávku UV záření. Tato dávka je pochopitelně různá a závisí kromě vnějších podmínek (tj. zeměpisné šířce, atmosférických podmínkách, době expozice, popř. na oblečení) i na individuálních schopnostech adaptace příjemce. To způsobuje problém se stanovením jednotné nejvyšší přípustné dávky ozáření.³⁾

Při tvorbě naší legislativy bylo tedy konstatováno, že když nelze stanovit (a ani kontrolovat) přípustnou dávku pro ozáření od přírodních zdrojů, je nutné zajistit v nejvyšší možné míře ochranu před ozářením z umělých zdrojů UV záření. Byla dohodnuta tzv. absolutní ochrana čili vyloučení jakékoliv expozice očí nebo pokožky UV zářením od umělých zdrojů. Tento principiálně správný přístup ale způsobil, že při absenci konkrétních limitů docházelo k paradoxní situaci, kdy se oficiální instituce (např. IBP, státní zkušebny apod.) přestaly zabývat kontrolou UV zářičů.

Proto jsou nyní opět zařazovány hygienické limity pro UV záření do návrhu vládního nařízení o ochraně zdraví zaměstnanců. Jsou zde již uvedeny nejvyšší přípustné dávky ozáření UV zářením (podle materiálů ACGIH z 1981):

Předpokládaný návrh
UV zářením se pro účely tohoto předpisu rozumí EM záření v pásmu vlnových délek od 200 nm do 400 nm.

Nejvyšší přípustné hodnoty ozáření jsou stanoveny pro umělé zdroje UV záření působící během jedné pracovní směny (max. 8 hodin za směnu) na nechráněnou pokožku a oči pracovníků.

Rozlišují se dvě oblasti

1. Oblast UV-R záření (spektrální pásmo od 200 do 315 nm, kde:

   a) pro monochromatický zdroj (s určenou vlnovou délkou) nesmí přípustná dávka ozáření H (J·m-2) překročit hodnoty uvedené v tab. 1; jde-li o zdroj s vlnovou délkou, pro kterou v tabulce nejsou uvedeny hodnoty, stanoví se přípustná hodnota dávky ozáření lineární interpolací;

   b) pro širokopásmový zdroj nesmí celková přípustná dávka ozáření překročit hodnotu:

   H = E_eft = 30 (J·m^-2)

   kde
   t je doba trvání ozáření (s),
   E_ef efektivní hodnota intenzity ozáření (W.m_-2)

   Efektivní hodnotu Eef lze změřit⁴⁾ nebo vypočítat:

   Eef = E_lSd (W/m²)

   kde
   E_l je spektrální intenzita ozáření (W·m–2·nm^–1),
   S průměrná spektrální účinnost (váhový koeficient) (-),
   d interval vlnové délky (nm);

2. Oblast UV-A záření⁵⁾ spektrální pásmo od 320 do 400 nm, kde:

   a) je-li doba expozice kratší než 10³ s, nesmí celková dávka ozáření překročit hodnotu H = 10₄ J·m–², přičemž mezní hodnota intenzity ozáření nesmí překročit hodnotu E_MEZ = 10⁴ W·m^–2.

   b) je-li doba expozice delší než 10³ s, nesmí celková intenzita ozáření překročit hodnotu E = 10 W·m^–2.

Tab. 1. Přípustné dávky ozáření pro různé vlnové délky

Při hodnocení zdravotního rizika pro celé pásmo UV záření se musí vycházet z dodržení podmínek pro obě uvedené oblasti.

Hygienický dozor u UV záření
V přírodních podmínkách venkovních prostorů (slunečních záření běžně obsahuje 51,8 % viditelného záření, 43,9 % infračerveného záření, 3,9 % UV-A záření a 0,4 % UV-B záření) se zatím žádný hygienický dozor neprovádí.

Platí pouze zásada, že v našich zeměpisných šířkách v průběhu poledních hodin letních měsíců nevystavujeme nechráněnou pokožku slunečnímu záření déle než půl hodiny. Při déle trvajícím pobytu na slunci je třeba se přiměřeně chránit oděvem, slunečními brýlemi a vhodnou pokrývkou hlavy (popř. i slunečníkem)⁶⁾.

Ve vnitřních prostorech se vyskytuje UV záření většinou od umělých zdrojů. Při dozoru je třeba především zjistit, zda se skutečně jedná o zdroj UV záření a ověřují se jeho technické parametry. Nejdříve nás zajímá spektrální složení záření (u monochromatického zdroje vlnová délka) a množství vyzářené energie do určitého směru (zářivost I_e ve W·sr^-1). Potom můžeme určit intenzitu ozáření Ee v kontrolovaném bodě ve vzdálenosti L od zdroje podle vztahu:

E_e = I_e/L² (W·m^–2)

nebo zjišťujeme ozáření dané plochy přímo měřením hustoty výkonu pomocí čidla s vhodně přizpůsobenou křivkou citlivosti (např. čidlo pro UV-A nebo pro UV-R). Místo a způsob měření musí odpovídat pracovnímu místu a pracovní činnosti. Podle délky trvání expozice t (s) se určí předpokládaná dávka ozáření:

H = Eeft (J·m^–2), kterou porovnáváme s doporučenými limitními hodnotami.

Bez ohledu na již existující doporučené limity musí být pracovníci upozorněni na výskyt UV záření na pracovišti a musí mít zajištěnu maximálně možnou ochranu proti nežádoucí expozici. Ochranu lze zajistit:

• technickými opatřeními, jako jsou ochranné kryty zdrojů, bezpečnostním blokováním, popř. i odsáváním ozónu;
• osobními ochrannými prostředky určenými pro ochranu zraku a pokožky (speciální brýle, štíty, kukly a odpovídající pracovní oděv včetně rukavic);
• administrativními opatřeními, především stanovením podmínek provozu v provozním řádu (kontrola vstupu na pracoviště, výstražné tabulky, návod pro obsluhu a údržbu), poučením pracovníků o zdravotním riziku a zajištěním preventivních zdravotních prohlídek.

Při hygienickém dozoru se setkáváme s používáním UV záření v různých specializovaných laboratořích, ve zdravotnictví (germicidní zářiče), v  polygrafickém průmyslu (světlotisk, kopírky), při defektoskopii (tzv. černé světlo), při speciálních technologiích (např. vytvrzování epoxidů, řezání plazmovým hořákem) a podobně. Někdy se také UV záření může vyskytnout jako nežádoucí vedlejší produkt (např. při svařování).

Zcela odlišnou záležitostí je vědomé používání UV záření k ozařování celého nechráněného těla v soláriích. Zde je třeba si uvědomit, že je určeno pouze zdravým osobám (případnou terapii může určit pouze lékař) a hygienik za jejich dobrovolné rozhodnutí nenese žádnou odpovědnost. Provádíme zde kontrolu pouze z hlediska obsluhujících pracovníků podle obecně platných zásad. Specifickým problémem zde je životnost výbojek, protože jejich stárnutím dochází k posunu vyzařovacího spektra do kratších vlnových délek.

Kategorizaci UV záření pro hygienický dozor doposud neprovádíme.

Závěrem lze konstatovat, že výskyt UV záření v pracovním prostředí je hygienicky významným rizikem, a tam kde není možné zajistit odpovídající ochranu, je nutné vyhlásit rizikové pracoviště (práci). Z toho vyplývá i povinnost zajistit pravidelné zdravotní prohlídky pracovníků.

¹⁾ Přitom si musíme uvědomit, že UV záření je faktorem, který se v našem prostředí vyskytuje přirozeně (ve slunečním záření), jsme na ně adaptováni a obvyklé dávky přírodního ozáření k životu potřebujeme. Riziko představují hlavně umělé zdroje UV záření.

²⁾ U člověka jsou rozdíly v citlivosti nejen jednotlivých orgánů a tkání, ale i v celkové citlivosti každého jedince. Protože však zjišťování individuálních fyziologických odpovědí je v praxi složité, vychází hygienické posouzení z předpokládaných účinků záření.

³⁾ Černoši jsou podstatně lépe chráněni pigmentací své pokožky než běloši (popř. albíni). V našich zeměpisných podmínkách jsou pro běžnou populaci nepříznivým obdobím polední hodiny jarních měsíců, než se vytvoří přirozená ochranná pigmentace (závisí na typu pokožky).

⁴⁾ K měření efektivní hodnoty intenzity ozáření (E_ef) je nutné použít měřicí přístroj, jehož průběh spektrální citlivosti odpovídá průběhu poměrné spektrální účinnosti (tab. 1). Měření musí být provedeno ve stanovené vzdálenosti a do úvahy musí být vzat i prostorový úhel měření (podle WHO do 80°), vzhledem k pracovnímu místu a činnosti.

⁵⁾ Při měření UV-A záření má průběh spektrální citlivosti přístroje odpovídat průběhu Gaussovy křivky s vrcholem citlivosti na vlnové délce 365 nm.

⁶⁾ V meteorologické praxi se účinek přírodního UV záření odhaduje podle změřené tloušťky ozónové vrstvy v zemské atmosféře (porovnává se s dlouhodobým normálem). Existuje kanadský výzkumný a studijní program (CANEDUV), který se zabývá monitorováním přírodního UV záření po celém světě.