Menu Kunstmatige Optische Straling
• • • • • • • • •
ir. Steven Van Cauwenberghe TWW Oost-Vlaanderen, FOD WASO
Inleiding Fysica / Bronnen en toepassingen Gezondheidseffecten K.B. kunstmatige optische straling Risicobeoordeling Preventiemaatregelen Voorlichting en opleiding Gezondheidstoezicht Vragen
Fysica Soorten straling: incoherent • Ultraviolette straling (UV) • Zichtbare straling (VIS) • Infrarode straling (IR) coherent • Laserstraling (UV, VIS, IR)
Bronnen • • • • • • •
Zonnecentra (gebruik van UV) Metaalbewerking (vrijkomen van UV) Laboratoriumtoepassingen (UV) Ovens (IR) Verlichting Medische toepassingen (UV, VIS, IR, Laser) Branden (IR)
1
Toepassing van UV • • • • • • • • •
Bruinen van de huid (UVB) Ontsmetten en sterilisatie (UVC, 254 nm) Uitharden van inkt, verf, lijm, kunststof,… Niet-destructief onderzoek Fluorescentie (UVA) Chromatografie Detectielampen, projectoren,… Insektlokkende lampen Behandeling huidziekten (psoriasis)
Toepassing van IR • • • • • • •
Verwarming Drogen, bakken, polymeriseren,… Smelten van metaal Glasproductie Afstandsbediening Infrarode camera’s op elektrische borden Thermometer
Toepassing van Laser • • • • • • •
Bouw: richten, nivellering, telemetrie… Snijden van materialen: Al, Staal, … Boren en graveren in materialen Metaalverdampen Codeherkenning, dataverwerking Holografie Chirurgie, oftamologie en dermatologie
Interactie en gezondheidseffecten
Ultraviolette straling • UV C <180 nm geabsorbeerd door zuurstof in de lucht • UV C < 240 nm geabsorbeerd door omhulling van de lamp • Indringdiepte: is afhankelijk van de golflengte – Huid • UVA tot in subcutaan weefsel • UVB enkel in de huid
– Ogen • UVA tot in de lens • UVB vooral hoornvlies
2
UV indringdiepte in de huid
UV-indringdiepte ogen
Wijzigingen in de transmissie van de lens met de leeftijd (spectraal leeftijdseffect)
Ultraviolette straling: effecten Golflengte < 240 nm: omzetting van zuurstof in de lucht in ozon 1. 2.
Thermisch effect: lokale opwarming (temperatuur en tijd) Fotochemisch effect (vorming van vrije zuurstof radicalen (UV en blauw licht) met tot ongeveer 340 nm rechtstreekse DNA schade) + scavenging en reparatiemechanismen van het lichaam.
Huid: – – – – – – –
UV B: vorming van vitamine D (calcium homeostase van het bot) Bruinen, verdikking van de hoornlaag (enkel UV B) = adaptatie Erytheem, zonnebrand (afhankelijk van fototype) (max: 250-290 nm) Suppressie van cellulaire immuniteit, systemisch (enkel UV B) en lokaal (Herpes Virus reactivatie, HPV wratten) Fototoxiciteit (erytheem) en fotoallergie (eczeem) Huidveroudering (elastose) Huidkanker
3
Fotogevoeligheid versterkende stoffen •
• •
Medicijnen, plantaardige stoffen, parfum en ingrediënten voor cosmetica, kleurstoffen, policyclische koolwaterstoffen in houtconserveringsmiddelen, koolteer, roet en vervuiling, zonnebrandmiddelen en drukinkten kunnen van buitenaf of via opname door mond of neus in de huid binnendringen. Men kan met zulke stoffen te maken krijgen – op het werk – bij medische behandeling – in een huishoudelijke omgeving – tijdens recreatie
Extrinsieke veroudering van de huid: verlies van elasticiteit, pigmentatie, vlekken, rimpels en groeven
Ultraviolette straling: effecten op de ogen •
pterygium
pinguecula
Fotokeratitis en fotoconjunctivitis – = lasogen en sneeuwblindheid – roodheid, pijn, fotofobie, gevoel zand in de ogen, wazig zien, tranen – max: 280 nm – drempel = 50 J/m² voor 270 nm
• Cataract • Uveaal melanoom • Pterygium en pinguecula
4
Oculair melanoom
Zichtbare straling
• 21 % conjunctiva • 13 % iris en ciliair lichaam • 66 % choroid
• 400 - 780 nm • Dringt diep door in de ogen (netvlies is meest gevoelige orgaan) • Veiligheidsmechanismen tegen hoge blootstelling – Afwendreflex – Oogsluitreflex – Pupilreflex Effecten: • Thermische effect • Beperkte fotochemische reactie (vooral diepblauw)
Infrarode straling Biologische effecten: - opwarming (sterke absorptie door water en dus ook door de huid) - geen fotochemische reactie T.h.v. de ogen: - Acute hoge intensiteit: hyperthermie met conjunctivitis (pijn, roodheid) tot brandwonden en eventueel retinabeschadiging - Chronisch: cataract T.h.v. de huid: oppervlakkige opwarming - Acuut: hyperthermie met pijn, roodheid en brandwonden - Chronisch: roodheid, pigmentatie, oedeem
Laserstraling • Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation • UV, VIS of IR • Intense coherente, evenwijdige (geringe divergentie), gebundelde straling. • Continu doorlopend of gepulseerd • Hoge vermogensdichtheid mogelijk: hoog vermogen in een kleine oppervlakte, ook op grote afstand • Effect en plaats van effect is afhankelijk van – golflengte – vermogensdichtheid
5
Laserstraling Effect : • energie wordt omgezet in warmte • en deze warmte wordt door het weefsel via diffusie of bloeddoorstroming afgevoerd
K.B. kunstmatige optische straling
Thermisch effect indien temperatuursverhoging: – Huid: brandwonden – Ogen zijn meest gevoelig. Oogletsels afhankelijk van indringdiepte die afhankelijk is van de frequentie zichtbaar licht en IRA : netvliesverbranding
K.B. kunstmatige optische straling
Inhoud van K.B. KOS
• Koninklijk besluit van 22 april 2010 betreffende de bescherming van de gezondheid en de veiligheid van de werknemers tegen de risico’s van kunstmatige optische straling op het werk. • Hoofdstuk V van Titel IV van de Codex over het welzijn op het werk. • Omzetting van Richtlijn 2006/25/EG van het Europees Parlement en de Raad van 5 april 2006 betreffende de minimumvoorschriften inzake gezondheid en veiligheid met betrekking tot de blootstelling van werknemers aan risico’s van fysische agentia (kunstmatige optische straling).
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Toepassingsgebied en definities Grenswaarden voor blootstelling Bepaling van de blootstelling en risicobeoordeling Maatregelen ter voorkoming of vermindering van risico’s Voorlichting en opleiding van de werknemers Raadpleging en participatie van de werknemers Gezondheidstoezicht Slotbepalingen
Grenswaarden voor blootstelling
Verschillende effecten
= grenzen (limieten) voor de blootstelling aan optische straling, die direct gebaseerd zijn op bewezen gezondheidseffecten en biologische overwegingen. Inachtnemening van deze grenswaarden waarborgt dat aan kunstmatige bronnen van optische straling blootgestelde werknemers worden beschermd tegen alle bekende negatieve gevolgen voor de gezondheid Onderscheid tussen – Niet-coherente kos – Laserstraling Afkomstig van ICNIRP Voor een bepaalde bron van kos kan meer dan één blootstellingswaarde met bijhorende grenswaarde gelden.
De gevoeligheid voor optische straling verschilt volgens locatie: huid en verschillende delen van het oog volgens effect (thermisch of fotochemisch) volgens de frequentie volgens het tempo en de duur van de blootstelling
verschillende normen
Biologisch effectieve bestralingssterkte = fysisch invallend stralingsvermogen x wegingsfactor
6
Afhankelijk van het type straling is de spectrale weging (als functie van ): S( ) : gezondheidseffect van ultraviolette straling op ogen en huid, met een maximale waarde van 1 bij =270 nm en een waarde dicht bij nul aan de einden van het ultraviolette spectrum ( =180 nm en 400 nm). B( ) : het door de bestraling met blauw licht aan het oog toegebracht fotochemisch letsel, met een maximale waarde van bij 437,50 nm en een waarde dicht bij nul aan de ondergrens ( =380 nm) en bij golflengtes hoger dan =700 nm. R( ) : de door zichtbare en IRA-straling aan het oog toegebrachte thermische schade, met een waarde van 10 keer die van B( ) in het gebied van 380 nm tot 500 nm. Boven die golflengte daalt de waarde tot 0,02 bij =1400 nm.
Grenswaarden voor blootstelling aan incoherente straling Zeven formules gelden in verschillende, maar soms overlappende golflengtegebieden die één van de volgende parameters geven die te vergelijken zijn met de grenswaarden H: bestralingsdosis [J/m²] voor UV L: radiantie [W/(m².sr)] voor blauwlicht E: bestralingssterkte, vermogensdichtheid [W/m²] voor blauwlicht en infrarode straling
7
Grenswaarden voor blootstelling aan laserstraling De biofysische relevante waarden voor blootstelling aan optische straling kunnen aan de hand van verschillende formules worden bepaald. De formule die dient te worden gebruikt, hangt af van de golflengte en de blootstellingsduur van de door de bron uitgezonden straling. De resultaten dienen te worden vergeleken met de desbetreffende grenswaarden voor blootstelling. Omdat een stralingsbron een ruim spectrum kan uitzenden, kan dus meer dan één blootstellingswaarde met bijbehorende grenswaarde gelden. Volgende parameters worden berekend en dienen te worden vergeleken met de grenswaarden: E: bestralingssterkte [W/m²] H: bestralingsdosis [J/m²]: de tijdsintegraal van E De tabellen geven de grenswaarde in functie van de golflengte en de tijd voor blootstelling · van het oog voor korte blootstellingsduur (<10 s) · van het oog voor lange blootstellingsduur (>10 s) · van de huid Hierbij moet worden opgemerkt dat: · behalve voor tussen 400 nm en 1400 nm dezelfde grenswaarden gelden voor blootstelling van de huid en ogen; · indien voor de golflengte of een andere parameter van de laser twee grenswaarden gelden, wordt de meest beperkende toegepast.
8
Correctie voor herhaalde blootstelling (pulsen of scanning) Hierbij geldt dat: · elke afzonderlijke puls de blootstellingsgrenswaarde niet mag overschrijden; · een groep pulsen gedurende een zekere tijd de blootstellingsgrenswaarde voor die tijd niet mag overschrijden; · ter bescherming tegen thermische beschadiging elke puls binnen een groep van N pulsen moet liggen beneden de blootstellingsgrenswaarde voor een enkele puls vermenigvuldigd met de cumulatieve thermische correctiefactor N-0,25.
9
