Kryteria oceny zagrożenia promieniowaniem optycznym żródło: opracowanie "Syntetyczna charakterystyka narażenia na promieniowanie UV, VIS i IR w środowisku pracy", dr inż. Agnieszka Wolska, 2010 r.

  Kryteria oceny zagrożenia oraz wartości graniczne ekspozycji na promieniowanie optyczne określa Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 lipca 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz.U. nr 141, poz. 950 oraz Dyrektywa 2006/25/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie minimalnych wymagań w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa dotyczących narażenia pracowników na ryzyko spowodowane czynnikami fizycznymi (sztucznym promieniowaniem optycznym) (dziewiętnasta dyrektywa szczegółowa w rozumieniu art. 16 ust. 1 dyrektywy 89/391/EWG) (Dz. Urz. UE L 114 z 27.04.2006, str. 38)

Ogólne zasady wykonywania tych pomiarów przedstawione są odpowiednio w normach:

• PN-T-06589: 2002. Ochrona przed promieniowaniem optycznym. Metody pomiaru promieniowania nadfioletowego na stanowiskach pracy,


• PN-T-05687: 2002. Ochrona przed promieniowaniem optycznym. Metody pomiaru promieniowania widzialnego i podczerwonego na stanowiskach pracy.

Więcej szczegółowych informacji odnośnie metod pomiaru i oceny ekspozycji pracowników na promieniowanie optyczne można znaleźć również w normach:

• PN EN 14255 – 1: 2010. Pomiar i ocena ekspozycji osób na niespójne promieniowanie optyczne -- Część 1: Promieniowanie nadfioletowe emitowane przez źródła sztuczne na stanowisku pracy


• PN EN 14255 – 2: 2010 . Pomiar i ocena ekspozycji osób na niespójne promieniowanie optyczne -- Część 2: Promieniowanie widzialne i podczerwone emitowane przez źródła sztuczne na stanowisku pracy

 W miejscu przebywania pracownika należy najpierw ustalić punkty pomiarowe odpowiadające wysokości wszystkich narażonych na promieniowanie części ciała pracownika – twarz (oczy), dłonie. Pomiary należy wykonywać w tych punktach, dla kierunku, z którego dociera promieniowanie o największym natężeniu napromienienia, w warunkach najczęściej spotykanych na tym stanowisku.
Jeżeli na stanowisku pracy istnieją środki ochrony zbiorowej, to narażenia pracowników należy wyznaczyć warunkach stosowania tych środków. Dla stosowanych środków ochrony indywidualnej lub zbiorowej, należy wyznaczyć ich skuteczność, mierząc natężenie napromienienia za ochroną i przed nią.
Wyznaczone z pomiarów wartości odpowiednich parametrów promieniowania optycznego porównuje się z obowiązującym wartościami MDE i na tej podstawie dokonuje się oceny zagrożenia na poszczególnych stanowiskach pracy.

Dodatkowo przy ocenie ryzyka zawodowego należy uwzględniać czynniki wyszczególnione w § 4.1 rozporządzenia MPiPS w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach związanych z ekspozycją na promieniowanie optyczne [(Dz.U. 2010 nr 100, poz., 643)], jak np.:

• skutki dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników należących do grup szczególnego ryzyka ( w tym np. osób przyjmujących leki fotouczulające)


• możliwe skutki dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników wynikających ze współwystępowania w środowisku pracy promieniowania optycznego i fotouczulających substancji chemicznych,


• informacji dostarczanych przez producentów źródeł promieniowania i związanych z nimi urządzeniami (np. podanie przez producenta oznaczenia klasyfikacji źródeł promieniowania nielaserowego zgodnie z PN-EN 62471:2008 Bezpieczeństwo fotobiologiczne lamp i systemów lampowych] czy kategorii emisji maszyny zgodnie z PN-EN 12198-1+A1:2009 Bezpieczeństwo maszyn -- Ocena i zmniejszanie ryzyka wynikającego z promieniowania emitowanego przez maszyny -- Część 1: Zasady ogólne)

  Przyjęte kryteria oceny zagrożenia oraz wartości NDN związane z promieniowaniem optycznym dotyczą ekspozycji pracowników tylko na sztuczne źródła promieniowania.

  W przypadku ekspozycji na promieniowanie słoneczne, która występuje u pracowników wykonujących prace na wolnym powietrzu (np. w budownictwie, rybołówstwie czy rolnictwie), należy również dokonywać oceny ryzyka zawodowego związanego z tym czynnikiem, gdyż jest to czynnik szkodliwy dla zdrowia. Jednak ocenę taką powinno dokonywać się w oparciu o aktualne dane dotyczące indeksu UV dla danego rejonu i następnie zastosowanie odpowiednich działań organizacyjno-technicznych.

Promieniowanie nadfioletowe

  Działanie promieniowania nadfioletowego ma charakter fotochemiczny a skutek biologiczny tego promieniowania zależy od ilości pochłoniętego promieniowania, długości fali i od rodzaju eksponowanej tkanki (oko, skóra). Ilość pochłoniętego przez tkankę promieniowania (dawka promieniowania) jest zależna od jej napromienienia (iloczyn natężenia napromienienia i czasu ekspozycji) oraz współczynników odbicia i przepuszczania eksponowanej tkanki.

  Jako kryterium oceny zagrożenia promieniowaniem nadfioletowym przyjęto niedopuszczenie do powstania rumienia skóry, zapalenia rogówki i spojówki oka, rozwoju zmian nowotworowych skóry i zaćmy soczewki.

  Obowiązują następujące wartości NDN:

• najwyższe dopuszczalne napromienienie skuteczne N_s promieniowaniem nadfioletowym oka i skóry w ciągu dobowego wymiaru czasu pracy bez względu na długość jego trwania wynosi 30 J/m², wyznaczane według krzywej skuteczności S_λw zakresie 180÷ 400 nm.


• w celu niedopuszczenia do powstania zaćmy UV, dodatkowo ograniczono całkowite nieselektywne napromienienie N_c oczu promieniowaniem pasma 315÷ 400 nm do wartości 10 000 J/m² w ciągu dobowego wymiaru czasu pracy bez względu na długość jego trwania.

  Przy ocenie zagrożenia zdrowia promieniowaniem nadfioletowym, gdzie skutki szkodliwe występują na skutek reakcji fotochemicznych, sumuje się wszystkie dawki promieniowania, jakie pracownik otrzymuje w ciągu zmiany roboczej i dopiero wartość sumarycznej dawki porównuje się z wartościami NDN.

  W polskiej normie PN-T-06589: 2002 określono tabelarycznie rozkład widmowy względnej skuteczności biologicznej promieniowania nadfioletowego S powodującego powstanie rumienia skóry oraz stanów zapalnych rogówki i spojówki oka, którego postać graficzną przedstawiono na rys. 2.



Rys. 2. Względna skuteczność widmowa S_λ zagrożenia oczu i skóry promieniowaniem UV

Promieniowanie widzialne

  Intensywne promieniowanie widzialne, zwłaszcza tzw. światło niebieskie, o długościach fali 400 - 500 nm, może powodować termiczne lub fotochemiczne uszkodzenia i schorzenia siatkówki oka. Promieniowanie takie występuje podczas procesów technologicznych jak np. spawanie oraz jest emitowane przez promienniki elektryczne, np. lampy do naświetlania warstw światłoczułych. Jest ono także składową promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi.

W praktyce najczęściej dochodzi do uszkodzenia fotochemicznego siatkówki z uwagi na sumowanie się skutków ekspozycji w ciągu całodziennego okresu narażenia. Natomiast termiczne uszkodzenie siatkówki źródłami przemysłowymi praktycznie nie zdarza się z powodu naturalnego odruchu obronnego oka przed źródłami światła o dużej jaskrawości.

Rozróżnia się dwa rodzaje zagrożenia siatkówki oka światłem: fotochemiczne i termiczne. Widmową skuteczność uszkodzenia fotochemicznego siatkówki określa krzywa B(λ) natomiast uszkodzenia termicznego siatkówki – krzywa R(λ), przedstawione na rys. 3.

Rys. 3. Względna skuteczność widmowa zagrożenia termicznego (R_λ) i fotochemicznego (B_λ) siatkówki (źródło: PN-T 06704: 2003)

  Jak widać na rysunku 3 największa skuteczność promieniowania widzialnego w wywoływaniu uszkodzeń termicznych i fotochemicznych siatkówki przypada na zakres długości fal pomiędzy 400 a 500 nm, co odpowiada niebieskiej barwie światła.
  Rodzaj wywoływanej reakcji zależy przede wszystkim od czasu ekspozycji, zakresu długości fal i jaskrawości (luminancji świetlnej) źródła promieniowania.

 
 Ocenę zagrożenia fotochemicznego siatkówki dokonuje się dla promieniowania pasma 300 - 700 nm (pomimo, iż zakres ten formalnie obejmuje część promieniowania UVB, całe UVA i większość promieniowania widzialnego to związane z nim zagrożenie określa się powszechnie mianem zagrożenia „światłem niebieskim” [8, 9]). W zależności od kąta widzenia  źródła promieniowania (α) i całkowitego czasu ekspozycji (t) wyznacza się odpowiednio wartości skutecznej luminancji energetycznej (L_B) lub skutecznego natężenia napromienienia (E_B) z uwzględnieniem skuteczności widmowej uszkodzenia fotochemicznego siatkówki oka B(λ). Maksymalne dopuszczalne ekspozycje (MDE) dla zagrożenia fotochemicznego siatkówki oka promieniowaniem widzialnym w zależności od czasu ekspozycji i wielkości źródła światła przedstawiono w tablicy 1.

Tablica 1. Wartości MDE przy ocenie zagrożenia fotochemicznego siatkówki oka

Maksymalne dopuszczalne ekspozycje (MDE)		Czas ekspozycji (całkowity)
Duże źródła α ≥ mrad	Małe źródła α < mrad
LB=106/t [W*m-2*sr-1]	EB=100/t [W*m-2]	t ≤ 10000 s (166 min 40 s)
LB=100 [W*m-2*sr-1]	EB=0,01 [W*m-2]	t  > 10000 s

 Ocenę zagrożenia termicznego siatkówki dokonuje się dla źródeł emitujących w zakresie 380-1400 nm tj. promieniowanie widzialne i bliską podczerwień (IRA). W przypadku źródeł emitujących tylko promieniowanie widzialne lub emitujących zarówno promieniowanie widzialne i bliską podczerwień przyjmuje się inne kryteria i wartości MDE niż w przypadku źródeł emitujących bliską podczerwień. W przypadku oceny zagrożenia termicznego promieniowaniem widzialnym rozpatrujemy źródła o dużej jaskrawości tj.  o luminancji świetlnej większej niż 1 cd/cm² (10 000 cd/m²). W zależności od kąta widzenia  źródła promieniowania (α) i jednorazowego  czasu ekspozycji (t_i) wyznacza się odpowiednio wartości skutecznej luminancji energetycznej (L_R) z zakresu 380 - 1400 nm z uwzględnieniem skuteczności widmowej uszkodzenia termicznego siatkówki oka R(λ).  Maksymalne dopuszczalne ekspozycje (MDE) dla zagrożenia termicznego siatkówki oka promieniowaniem 380 – 1400 nm w zależności od czasu ekspozycji i wielkości źródła światła (od której zależy współczynnik C_α we wzorach na MDE) przedstawiono w tablicy 2.

Tablica 2. Wartości MDE przy ocenie zagrożenia termicznego siatkówki oka promieniowaniem z zakresu 380-1400 nm

  Dla obu rodzajów uszkodzeń siatkówki oka promieniowaniem widzialnym istotną rolę odgrywa ponadto wielkość kątowa źródła promieniowania występująca dla normalnego położenia oczu pracownika, gdyż ten kąt odzwierciedla obszar siatkówki oka, na której ogniskowany jest obraz tego źródła.

Promieniowanie podczerwone

  Działanie podczerwieni na organizm człowieka ma przede wszystkim charakter termiczny, co objawia się wzrostem temperatury narażonej tkanki i tkanek sąsiednich, a niekiedy również całego organizmu. Wzrost temperatury napromienianej tkanki zależy od natężenia jej napromienienia, szybkości chłodzenia, a także czasu ekspozycji. W przypadku ekspozycji dłuższych niż 0,1 s, jakie zwykle występują w przemyśle, istotną rolę odgrywa chłodzenie tkanki przez przepływającą przez nią krew, a także odprowadzenie ciepła drogą przewodnictwa. Dlatego uważa się, że jeżeli w ciągu kilkunastu sekund trwania narażenia nie doszło do uszkodzenia termicznego tkanek dobrze chłodzonych (tkanki skóry), to nie dojdzie do niego również po dłuższej ekspozycji. Nie dotyczy to jednak tkanek źle chłodzonych, np. soczewki oka, której temperatura narasta przez długi czas. Dlatego przy ocenie zagrożenia promieniowaniem podczerwonym rozpatruje się jednorazowe czasy ekspozycji.

  Zagrożenie zdrowia promieniowaniem podczerwonym rozpatruje się z punktu widzenia możliwości uszkodzenia termicznego skóry oraz rogówki, spojówki, soczewki i siatkówki oka

Jako kryterium zagrożenia promieniowaniem podczerwonym przyjmuje się niedopuszczenie do powstania uszkodzenia termicznego rogówki, spojówki, soczewki i siatkówki oka oraz skóry.

Oceny zagrożenia termicznego siatkówki źródłami zawierającymi znaczny odsetek promieniowania widzialnego należy dokonywać dla zakresu promieniowania 380 - 1400 nm, tak jak przedstawiono w przypadku omawiania promieniowania widzialnego. Natomiast, gdy występuje zagrożenie oka promieniowaniem źródeł emitujących głównie w paśmie IR-A oraz niewiele światła wówczas wartości MDE  i kryteria oceny są nieco odmienne. W zależności od kąta widzenia  źródła promieniowania (α)  i jednorazowego  czasu ekspozycji (t) wyznacza się odpowiednio wartości skutecznej luminancji energetycznej (L_R) z zakresu 780 -1400 nm z uwzględnieniem skuteczności widmowej uszkodzenia termicznego siatkówki oka R(λ).  Maksymalne dopuszczalne ekspozycje (MDE) dla zagrożenia termicznego siatkówki oka promieniowaniem 780 – 1400 nm w zależności od czasu ekspozycji i wielkości źródła światła (od której zależy współczynnik C_α we wzorach na MDE) przedstawiono w tablicy 3.

Tablica 3. Wartości MDE przy ocenie zagrożenia termicznego siatkówki oka promieniowaniem z zakresu 780-1400 nm [8, 9]

 Ocenę zagrożenia termicznego rogówki i soczewki należy dokonywać dla zakresu 780 - 3000 nm na podstawie pomiaru całkowitego natężenia napromienienia (E_IR) w tym zakresie, a wartości MDE zależą od czasu jednorazowej ekspozycji i wynoszą odpowiednio:

E_IR = 18 000 t_i ^-0,75   W*m^-2,        gdy czas jednorazowej ekspozycji t_i < 1 000 s,

lub:

E_IR = 100 W*m^-2,                          gdy czas jednorazowej ekspozycji t_i≥ 1 000 s.

  Ocenę obciążenia termicznego skóry należy dokonywać dla całego zakresu 380-3000 nm w przypadku, gdy czas jednorazowej ekspozycji ti < 10 s. Wówczas całkowite napromienienie skóry H_skóra nie powinno przekraczać wartości określonej równaniem [8, 9]:

                                      H_skóra = 20 000* t_i^0,25  J*m^-2