Verordnung und Technische Regeln zu Optischer Strahlung · 05.11.2013 3 Einleitung • Sichtbare und unsichtbare Strahlung tritt sowohl am Arbeitsplatz als auch in der Freizeit auf

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Dr. Detlev MohrLandesamt für Arbeitsschutz Potsdam

E-Mail: [email protected]

Die Rechtsgrundlagen zur Beurteilung der Gefährdungen durch künstliche optische Strahlung

Verordnung und Technische Regeln zu Optischer Strahlung

Inhalt

1. Einleitung2. Wirkung auf den Menschen3. Rechtliche Grundlagen4. Auftreten in der Arbeitswelt5. Schutzmaßnahmen

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Einleitung

Was sind physikalische Einwirkungen?

Physikalische Einwirkung Kriterium Rechtsvorschrift

Klima (Temperatur, Feuchte, …) ArbStättV

Staub GefStoffV, ArbStättV

Vibrationen LärmVibrationsArbSchV

Beleuchtung ArbStättV

natürliche optische Strahlung ArbSchG

künstliche optische Strahlung 100nm…1mm OStrV

Displays BildscharbV

Ionisierende Strahlung < 100nm AtG, StrlSchV, RöV

Elektromagnetische Felder > 1mm ArbSchG

Bewegen von Lasten LasthandhabV

Lärm (aurale Wirkung) > 80dB (A) LärmVibrationsArbSchV

Lärm (extraaurale Wirkung) < 80dB (A) ArbStättV

Infraschall, Ultraschall <16Hz; >16kHz ArbSchG, ArbStättV

Einleitung

Warum noch mehr Vorschriften ?

- Physikalische Belastungsfaktoren sind in der betrieblichen Praxis häufig anzutreffen und gefährden Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten in nicht unerheblichem Maße

- ca. 300.000 beruflich exponierte Beschäftigte durch künstliche UV-Strahlung

- Beruflich exponierte Beschäftigte durch künstliche IR-Strahlung

- 2,5 …3 Mio beruflich exponierte Beschäftigte durch Sonnenstrahlung

- Hautkrebserkrankungen sind im Vormarsch

- EU hat Europäische Richtlinien zur Verbesserung von Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz beschlossen

- Erleichterung für die Arbeitgeber durch Konkretisierung dessen, was von ihnen erwartet wird

- Schwerpunktsetzung durch Ordnungswidrigkeitentatbestände in ansonsten schutzzielorientierten Vorschriften

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Einleitung

• Sichtbare und unsichtbare Strahlung tritt sowohl am Arbeitsplatz als auch in der Freizeit auf.

• Die Emission erfolgt entweder natürlich durch die Sonne oder künstlich durch andere Strahlungsquellen.

• Die Exposition des Menschen durch Infrarotstrahlung erfolgt ständig, durch sichtbare Strahlung häufig.

• Die Höhe, Dauer und Art der Exposition sind entscheidend für eine positive Einwirkung oder das Auftreten einer Schädigung.

Identifikation der Schädigungsschwellen und Mechanismen!Identifikation der mit unterschiedlichen biologischen Wirkungen verknüpften Wellenlängen!

Spektrum elektromagnetischer Strahlung

Optische StrahlungRichtlinie 2006/25/EG

UVStrahlung

Gamma-Strahlung

RöntgenStrahlung

IRStrahlung

VIS

400 nm 780 nmSichtbarer Bereich

KW, MW,LW

MikrowelleRadar, UKW

0,01 nm 1 nm 100 nm 1 µm 1 mm 1 m 1 km

EMFRichtlinie 2013/35/EU

Ionisierende Strahlung(Euratom)

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Physikalische Grundlagen

Quelle: Gigahertz Optik

Inhalt


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Schädigende Wirkungen durch UV• Hornhautschädigung „Verblitzung“

etc. sowie Katarakt als Folge langjähriger UV Exposition

Schädigende Wirkungen durch VIR, IR• Thermischer Netzhautschaden, Blaulicht-

schädigung, Katarakt (Glasindustrie), Blendung

Wirkung von optischer Strahlung auf die Augen

Schädigende Wirkungen durch UV• Sonnenbrand, Hautalterung, Hautkrebs,

Phototoxische Reaktionen, Allergien durch Wechselwirkungen mit chemischen Substanzen

Schädigende Wirkungen durch VIR, IR• Verbrennung der Haut durch hohe

Strahlungsintensitäten (z.B. Hochofen, Laser)

Wirkung von optischer Strahlung auf die Haut

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Auftreten in der Arbeitswelt

• Besonders gefährdet sind Auge und Haut (vgl. § 1 Abs. 1 Satz 2 OStrV)durch tatsächliche oder mögliche akute und chronische Schäden an derGesundheit.

Abb.: Eindringtiefen optischer Strahlung in Auge und Haut

Quelle der Abbildungen: TROS IOS

Wirkungen auf den Menschen

Spektralbereich Auge Haut

UV-C (100-280 nm)

Photokeratitis und -konjunktivitis, Verbrennungen der Hornhaut

Verbrennungen, Erytheme, Präkanzerosen, Karzinome

UV-B (280-315 nm)

Photokeratitis und -konjunktivitis, Kataraktbildung, Verbrennungen der Hornhaut

Verbrennungen, Verstärkte Pigmentierung, vorzeitige Hautalterung, Erytheme, Präkanzerosen, Karzinome

UV-A(315-400 nm)

Kataraktbildung, Verbrennungen der Hornhaut

Verbrennungen, Bräunung, vorzeitige Hautalterung, Erytheme, Karzinome

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Wirkungen auf den Menschen

Spektralbereich Auge Haut

Sichtbare Strahlung(400-700 nm)

Kataraktbildung, Verbrennungen der Hornhaut

Verbrennungen,photosensitiveReaktionen (z.B. Blaulicht-gefährdungunterhalb 500 nm)

IR-A (700-1.400 nm)

Katarakt, Verbrennungen der Netz- und der Hornhaut

Verbrennungen

IR-B (1.400-3.000 nm)

Katarakt, Verbrennungen der Hornhaut

Blasenbildung auf der Haut, Verbrennungen

IR-C (3.000 nm-1mm)

Verbrennungen der Hornhaut Verbrennungen

Staatliche Vorschriften zu Optischer Strahlung

Arbeitsschutzgesetz(ArbSchG)

OStrV

verb

indl

ich

Arbeitsschutz-Rahmen-RL(89/391/EWG)

19. Einzel-Richtlinie(2006/25/EG)

Ein unverbind-

licher Leitfaden zur

Richtlinie 2006/25/EG

über künstliche optische Strahlung

Ziel: • Schutz der Beschäftigten vor tatsächlichen

od. möglichen Gefährdungen ihrer Gesund-heit und Sicherheit durch die Exposition gegenüber künstlicher optischer Strahlung während ihrer Arbeit

• Schutz der Augen und Haut vor künstlicher optischer Strahlung,

• keine BK oder Unfälle

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Erwägungsgründe der RL 2006/25/EG

(4)Aufgrund der Auswirkungen von optischer Strahlung auf die Gesundheit und die Sicherheit der Arbeitnehmer, insbesondere wegen der Schädigung der Augen und der Haut, wird nunmehr die Einführung von Maßnahmen zum Schutz der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch optische Strahlung als notwendig angesehen. Durch diese Maßnahmen sollen nicht nur die Gesundheit und die Sicherheit jedes einzelnen Arbeitnehmers geschützt, sondern für die gesamte Arbeitnehmerschaft der Gemeinschaft ein Mindestschutz sichergestellt werden, um mögliche Wettbewerbsverzerrungen zu vermeiden.

(5) Eines der Ziele dieser Richtlinie ist die rechtzeitige Erkennung negativer gesundheitlicher Auswirkungen der Exposition gegenüber optischer Strahlung.

Wirkung auf den Menschen

• Strahlungsquelle künstliche Beleuchtung:– Vielzahl an künstlichen Licht- und IR-Quellen mit

unterschiedlichen Emissionsspektren• Glühlampe• Flammen• Öfen, etc.

– Aufteilung in breitbandige und diskrete Emissionsquellen

– Besonders gefährdete Berufsgruppen sind:• Glasbläser• Hochofenarbeiter• Beleuchter• Schweißer• Feuerwehrleute• Bauarbeiter• Grafiker

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• Medizinische Anwendung– Lichttherapie, Wärmekabinen– IR-Behandlung in der Orthopädie– IR- und UV-Strahlung in der Zahnmedizin

• Anwendung außerhalb der Medizin– diverse Schweißverfahren– Umgang mit heißen Medien (Glasverarbeitung, Metallverarbeitung)– Materialprüfung– Desinfektion– Trocknung von Lacken, Farben und Klebern– Unterhaltungsbranche

• künstliche optische Strahlung tritt nahezu an jedem Arbeitsplatz auf.• 0,5 Mio. Beschäftigte sind im Bundesgebiet UV-Strahlung aus

künstlichen Quellen ausgesetzt.• 2,7 Mio. Beschäftigte sind im Bundesgebiet bei Arbeiten im Freien

Expositionen durch natürliche UV-Strahlung ausgesetzt.• Differenzierte Daten zur IR-Strahlung liegen nicht vor

Arbeitsbedingte Erkrankungen

• BK 2401: Grauer Star durch Wärmestrahlung

– aber: 600.000 Katarakt-Operationen jährlich in der Bundesrepublik– Cataract Surgical Rate > 4.000 pro 1 Mio.

• Noch keine Berufskrankheit zu UV-Strahlung trotz relevanterExpositionen (gerade hohe Intensitäten); aber Vielzahl vonAnerkennungen im Einzelfall nach § 9 Abs. 2 SGB VII bei Arbeiten imFreien.

• Hautkrebserkrankungen sind auf dem Vormarsch.

Jahr 2011 2010 2009

Anträge 8 14 9

Anerkennungen 3 - -

Rentenfälle 2 - -

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Mit welchen Gefährdungen ist an diesem Arbeitsplatz zu rechnen?

• Hitze

• Infrarotstrahlung

• Blendung

• Verbrennungsgefahr

Fotos: IFA

Situation 1: Glasbearbeitung mit Gasbrennern

Gasflamme underhitztes Werkstück

Exponierte Händeund Unterarme Exponiertes

Gesicht

Exponierte Augen(ggf.)

Exponierter Nackendurch Nachbararbeits-platz

Nachbararbeitsplatzim „Schulbanksystem“

Foto: IFA

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Situation 2: Schweißen

Foto: Fotolia

Situation 3: Elektroschweißen

sehr guter Schutz

Schutzbewusstsein gering

Fotos: IFA

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Situation 3: Einrichten von Schweißrobotern

Foto: Fotolia

Situation 4: Gießerei

• Hohe Temperaturen

• Große Flächen

Fotos: IFA

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Situation 5: Stahlwerker

Foto: Fotolia

Situation 6: Glasherstellung

Foto: Fotolia

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Weitere Beispiele

Rissprüfung Glasherstellung

UV-Druckfarben Lacktrocknung

Blaulicht-LED

Glaskleben

Fotos: IFA

Inhalt


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Ziel:Schutz der Beschäftigten

vor tatsächlichen und möglichen Gefährdungen durch künstliche optische Strahlung

Verordnung zum Schutz der Beschäftigten

vor Gefährdungen durch künstliche optische Strahlung (OStrV)

• Anwendungsbereich und Begriffsbestimmungen• Schutz der Beschäftigten, aber auch von Schülern, S tudenten,

Praktikanten etc. vor

• tatsächlichen und möglichen Gefährdungen

• Gefährdungen aus direkten (unmittelbaren) und indirekten (mittelbaren) Wirkungen

• nachgewiesenen schädlichen Kurzzeit- und Langzeitwirkungen

• nachgewiesenen Wechsel- und Kombinationswirkungen

• Gefährdungsbeurteilung; Messungen

• Auslösewerte, Expositionsgrenzwerte, Schutzmaßnahmen

• Unterweisung d. Beschäftigten, allg. arbmed. Beratung

• Ausnahmen

• Straftaten und Ordnungswidrigkeiten

Aufbau der Verordnung

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1. Optische Strahlung aus künstlichen Quellen

2. Inkohärente Strahlung und Laserstrahlung

3. Gefährdungen durch direkte Wirkungen auf Augen und Haut

4. Gefährdungen durch indirekte Wirkungen (Blendung, Brand- und Explosionsgefahr)

5. Schädliche Kurzzeit- und Langzeitwirkungen

Anwendungsbereich der OStrV


100 nm 1 mm

„Optische Strahlung“

Bild: Wikipedia

„Elektromagnetische Felder“„Ionisierende Strahlung“

nach Dr. Wittlich (IFA)

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Gefährdungsbeurteilung – nicht neu

§ 4 Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG)

� Allgemeine Grundsätze

• Minimierungsgebot

• Gefahren an der Quelle bekämpfen

• „bei den Maßnahmen sind der Stand der Technik, Arbe itsmedizin und Hygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenscha ftliche Erkenntnisse zu berücksichtigen“

• sachgerechte Verknüpfung von Technik, Arbeitsorgani sation, Arbeitsbedingungen, sozialen Beziehungen und Umwelt einfluss

• Nachrangigkeit von individuellen Schutzmaßnahmen

• Beachtung besonders schutzbedürftiger Beschäftigten gruppen

• Erteilung geeigneter Anweisungen gegenüber den Besc häftigten

• geschlechtsspezifische Regelungen nur wenn biologis che Gründe dazu zwingen

seit August 1996

z.B. ISO-, EN- oder DIN-Normen

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Durchführung der Gefährdungsbeurteilung• personenbezogen

• tätigkeitsbezogen

• arbeitsbereichsbezogen

Maßnahmen durchführen

Wirksamkeitskontrolle

Gefährdungen ermittelnGefährd., Tätigkeit,

Verfahren, Arbeitsmittel usw.

Maßnahmen festlegentechnische, organisatorische,

persönliche Maßnahmen

Dokumentation

aktuelle Ergebnisse der Gefährdungs-

beurteilung

Gefährdungen bewertenInfos nutzen, Messung, Berech.

Verfahren der Gefährdungsbeurteilung

nach Allescher/Dr. Hilpert (BMAS)

Expositionsgrenzwerte – § 6 OStrV

• OStrV enthält keine direkt angegebenen Expositionsgrenzwerte

• § 6 OStrV verweist gleitend auf Anhänge der Richtlinie 2006/25/EG:

§ 6(1) OStrV → 2006/25/EG – Anhang I: Inkohärente optische Strahlung

§ 6(2) OStrV → 2006/25/EG – Anhang II: Laserstrahlung

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Maßnahmenprogramm

Stopp! Gefahrenbereich„Tätigkeitsverbot“

OK! Basisvorsorgebereich

Expositionsgrenzwerte

Bewertungskonzept bei Exposition gegenüber optischer Strahlung

Toleranzschwelle = Gefahrenschwelle

Ziel: Schutz der Augen und Haut durch künstl. opt. Strahlung, keine BK oder Unfälle

Welche Expositionsgrenzwerte für inkohärente optische Strahlung gibt es?

Expositionsgrenzwerte – § 6 OStrV


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Beispiel 1: Schweißerarbeitsplatz

Problem: Hohe UV-Bestrahlungsstärken(Überschreitung der Expositionsgrenzwerte a, b möglich)

Überschreitung der Grenzwerte bereits nach Sekunden möglich

Schutzmaßnahmen• Körperbedeckende Persönliche Schutzkleidung• Schutzvisier• Augenschutz z. B. entsprechend BGR 192, DIN EN 166• Bystanderschutz beachten!


Foto: IFA

Beispiel 2: Rissprüfung

Problem: Hohe UV-Bestrahlungsstärken(Überschreitung der Expositionsgrenzwerte a, b möglich)

Überschreitung der Grenzwerte möglich

Schutzmaßnahmen• Körperbedeckende Kleidung• Schutzvisier/-brille• Augenschutz z. B. entsprechend BGR 192, DIN EN 166• Technisch z. B. durch Anbringen der Strahlungsquelle unter Augenhöhe

Einrichtung des Arbeitsplatzes nach Branchenregelungen (hier: DGZfP EM6)


Foto: IFA

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Beispiel 3: Glasherstellung

Problem: Hohe IR-Bestrahlungsstärken(Überschreitung der Expositionsgrenzwerte m, n, o möglich)

Schutzmaßnahmen• Körperbedeckende Kleidung• Schutzvisier• Augenschutz (z. B. entsprechend BGR 192, DIN EN 166)• Abkühlzeiten einplanen

Überschreitung der Grenzwerte möglich

Fehlende Grenzwerte zum Schutz der Haut


Foto: IFA

Beispiel 4: Büroarbeitsplatz

Problem: keines im Sinne der OStrV!(keine Überschreitung der Expositionsgrenzwerte)

Die Gefährdungsbeurteilung im Sinne der OStrVist in verkürzter Form durchzuführen!

Überschreitung der Grenzwerte bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und Einrichtung des Arbeitsplatzes gemäß ArbStättV nicht zu erwarten

Quelle: Osram


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Staatliche Vorschriften zu Optischer Strahlung

Arbeitsschutzgesetz(ArbSchG)

OStrV

Technische Regeln zurOStrV

TROS Laserstrahlung

Technische Regeln zurOStrV

TROS Inkohärente Strahlung

Teil Allgemeines

Teil 1: Beurteilung der Gefährdung

Teil 2: Messung von inkohärenter Str.

Teil 3: Schutzmaßnahmen

Teil Allgemeines

Teil 1: Beurteilung der Gefährdung

Teil 2: Messung von Laserstrahlung

Teil 3: Schutzmaßnahmen

verb

indl

ich

die

Ver

mut

ungs

wirk

ung

ausl

ösen

d

Arbeitsschutz-Rahmen-RL(89/391/EWG)

19. Einzel-Richtlinie(2006/25/EG)

Ein unverbind-

licher Leitfaden zur

Richtlinie 2006/25/EG

über künstliche optische Strahlung

Zeitplan zur Erstellung der TROS

09. Nov. 2010 Bestätigung der Projektskizzen durch den UA 4

19. Jan. 2011 Bestätigung der Projektskizzen durch den ABS

Aufträge zur Erarbeitung der Technischen Regeln

Arbeitsphase

27. März 2013 Bestätigung der TROS IOS durch den UA 4

15. Mai 2013 Bestätigung der TROS IOS durch den ABS

Sommer 2013 frühester Zeitpunkt der Veröffentlichung der TROS IOS durch das BMAS (Stand:kurz vor der Veröffentlichung)

04. Sep. 2013 Bestätigung der TROS Laserstrahlung durch den UA 4

17. Okt. 2013 Bestätigung der Beschlussreife durch den KoK

04. Dez. 2013 Bestätigung der TROS Laserstrahlung durch den ABS

Winter 2014 frühester Zeitpunkt der Veröffentlichung der TROS Laserstrahlung durch das BMAS

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Gegenwärtiger Arbeitsstand bei den TROS

Gliede-

rung

Grob-

entwurf

1. Fein-

entwurf

2. Fein-

entwurf

3. Fein-

entwurf

4. Fein-

entwurf

End-

fassung

TROS Laserstrahlung

Teil Allg.

Teil 1ggf. Anpass. nach Änderung der OStrV

Teil 2

Teil 3

TROS Inkohärente optische Strahlung

Teil Allg.

Teil 1

Teil 2

Teil 3

Probleme bei den Technischen Regeln

• Entwürfe der TROS Laserstrahlung orientieren sich am Stand des geltenden Rechts

• ggf. Anpassung erforderlich bei Änderung der OStrV

• wegen der Anerkennung von Lehrgangsträgern für die Ausbildung von Laserschutzbeauftragten

• wegen der Aufgabenerweiterung für den Laserschutzbeauftragten

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Vorgesehene Änderung der OStrV

Die Qualität und Aussagekraft der ermittelten/verfügbaren Informationen für die zu betrachtende Tätigkeit sind entscheidend für den

Erfolg der Gefährdungsbeurteilung.

Informationsermittlung zur Gefährdungsbeurteilung

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Gefährdungsbeurteilung


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Sicherheitsklassifizierung

Laser

Inkohärente Quellen

1. Stand der Technik

2. Fachkundige Planung undDurchführung

3. Geeignete Mess- und Berechnungsverfahren sowie entsprechende Geräte

4. Stichprobenerhebung ist möglich

5. Aufbewahrung der Messergebnisse für eine spätere Einsichtnahme (UV-Bereich 30 Jahre)

Messungen und Berechnungen

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Messung Optischer Strahlung

Bild des Messgeräts

Messung der Leistung von Lasern

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1. Fachkundige Durchführung der Gefährdungsbeurteilung, der Messungen und der Berechnungen

2. Der Arbeitgeber kann sich fachkundig beraten lassen, wenn er nicht selbst über die erforderlichen Kenntnisse verfügt

3. Sachkundiger Laserschutzbeauftragter für Lasereinrichtungen der Klassen 3R und höher (analog BGV B2)

Fachkunde / Sachkunde

1. Gestaltung der Arbeitsbedingungen so, dass die Gesundheitsgefährdung beseitigt oder auf ein Mindestmaß reduziert wird. (Minimierungsgebot)

2. Berücksichtigung des technischen Fortschritts und Begrenzung der Gefährdung am Entstehungsort

3. Rangfolge der Maßnahmen (TOP-Prinzip)

4. Kennzeichnung von Bereichen mit Grenzwertüberschreitung

5. Aktionsprogramm durch AG bei weiterer Grenzwertüberschreitung

Schutzmaßnahmen

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Photosensibilität

1. Auf der Grundlage der Gefährdungsbeurteilung

2. vor Aufnahme der Beschäftigung,

3. danach mindestens einmal jährlich,

4. immer bei wesentlichen Änderungen der belastenden Tätigkeit

Unterweisung der Beschäftigten

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in ArbMedVV umgesetzt

• Pflichtvorsorge bei Grenzwertüberschreitung

• Angebotsvorsorge bei möglicher Grenzwert-Überschreitung

• Allgemeine arbeitsmedizinische Beratung bei Grenzwertüberschreitung

Konkretisierung dieser Anforderungen durch den Arbeitsmedizin-Ausschuss

Arbeitsmedizinische Vorsorge


„Unschärfe“ in der ArbMedVV:

Wenn Grenzwerte nach OStrV überschritten …

… „werdenwerden “ � PflichtPflicht vorsorge… „werden könnenwerden können “ � AngebotAngebot svorsorge

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Verfügbarkeit diagnostischer Methoden

• Für die Diagnose von Erkrankungen, die durchkünstliche optische Strahlung entstehen können, stehtder Berufsgenossenschaftliche Grundsatz G 17 imEntwurf zur Verfügung.

• Damit lassen sich im Rahmen derarbeitsmedizinischen Vorsorge einschlägigeErkrankungen verhindern oder frühzeitig erkennen.

• Der Grundsatz besteht aus einer körperlichenUntersuchung, der arbeitsmedizinischen Beurteilungder Untersuchungsergebnisse und einer individuellenarbeitsmedizinischen Beratung.

• Hinzu können Grundsätze wie z.B. G 30 „Hitze“ oderauch G 39 „Schweißrauche“ je nach Tätigkeit relevantsein.


• Arbeitsmedizinische Vorsorge (mittelbar):

– Pflichtuntersuchung bei Tätigkeiten mit extremer Hitzebelastung, die zu einer besonderen Gefährdung führen können (Anhang Teil 3 Abs. 1 Nr. 1 ArbMedVV).

– Angebotsuntersuchung bei Tätigkeiten an Bildschirmgeräten (Anhang Teil 4 Abs. 2 Nr. 1 ArbMedVV).

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Sonderfall Laser:

Bild Laserstrahlung


• Das Wort "Laser" ist die Abkürzung für "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission).

• Der Laser wurde erstmals im Jahr 1960 mit einem Rubinkristall realisiert.

• Zur Erzeugung von Laserstrahlung ist die Anregung eines Lasermediums durch Energiezufuhr nötig.

• Als Lasermedium können sehr unterschiedliche Stoffe dienen. – Verwendet werden Festkörper (wie z.B. ein Rubinkristall),

Halbleiter, Flüssigkeiten (wie z.B. gelöste Farbstoffe) oder Gase (wie z.B. ein Gemisch aus Helium und Neon).

Sonderfall Laser:

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• Die Zufuhr der Anregungsenergie kann durch Blitzlampen, elektrische Gasentladungen, chemische Reaktionen oder einen anderen Laser erfolgen.

• Einige der angeregten Atome oder Moleküle des Lasermediums geben Photonen (Lichtquanten) ab und gehen dabei wieder in den nichtangeregten Zustand über.

• Treffen diese Photonen auf andere Atome oder Moleküle im angeregten Zustand, so geben diese ebenfalls Photonen ab, die mit den aufgetroffenen Photonen in Wellenlänge, Phase und Abstrahlrichtung exakt übereinstimmen. Diesen Vorgang nennt man "stimulierte Emission".

Sonderfall Laser:


• Um eine Verstärkung der Strahlung zu erreichen, lässt man den Vorgang in einem Resonator ablaufen, d.h. die Strahlung wird in einem Rohr an beiden Enden durch Spiegel reflektiert und durchläuft so das Lasermedium mehrmals.

• Bei jedem Durchgang werden weitere angeregte Atome der Moleküle zur Abgabe von Photonen stimuliert.

• Einer der beiden Spiegel ist halbdurchlässig, so dass ein Teil der Strahlung das Lasermedium verlassen kann.

Sonderfall Laser:

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• Die austretende Laserstrahlung hat mehrere beachtliche Eigenschaften:– Sehr hohe Einfarbigkeit (Monochromasie) - sie weist genau

eine Wellenlänge auf;

– Kohärenz - die Wellen sind sowohl zeitlich als auch räumlich "in Phase", d.h. sie schwingen - bildlich gesprochen - genau parallel im gleichen Takt;

– Starke Strahlenbündelung - der Durchmesser des Strahls ist auch bei großer Entfernung von der Quelle sehr gering;

– Hohe Strahlungsdichte - aufgrund der starken Bündelung und der großen Verstärkung der Strahlung trifft auf eine kleine Fläche Strahlung mit hoher Intensität auf. Die Strahlungsdichte der Sonne kann damit um ein Vielfaches übertroffen werden.

Sonderfall Laser:


• Laserstrahlung kann in einem relativ großen Bereich des optischen Spektrums erzeugt werden. Er reicht vom Infrarotbereich über das sichtbare Licht bis zum UV. Der Wellenlängenbereich erstreckt sich von etwa 200 nm bis etwa 10.000 nm.

• Laser können kontinuierlich Strahlung aussenden oder gepulst arbeiten. Pulslaser können z.B. viele Pulse in definierten zeitlichen Abständen aussenden oder aber Einzelpulse. – Für spezielle Anwendungen (z.B. Kernfusion) werden extrem

kurze (Dauer im Nanosekunden-Bereich) Einzelpulse mit außerordentlich hohen Spitzenleistungen im Megawatt oder Gigawatt-Bereich erzeugt.

Sonderfall Laser:

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Laserklasse : Gefährdung beziehungsweise Schutzmöglichkeit:

1 Unter vernünftigerweise vorhersehbaren Bedingungen sicher

1M Bei Einsatz von optisch sammelnden Instrumenten für das Auge gefährlich (sonst wie Klasse 1)

2 Der direkte Blick in den Strahl muss vermieden werden - bei längerer Betrachtung (über 0,25 Sekunden hinaus) kann es zu Netzhautschäden kommen

2M Bei Einsatz von optisch sammelnden Instrumenten für das Auge gefährlich (sonst wie Klasse 2)

3A Nur bei Einsatz von optisch sammelnden Instrumenten für das Auge gefährlich

3R Gefährlich für das Auge

3B Immer gefährlich für das Auge

4 Immer gefährlich für das Auge und die Haut

Sonderfall Laser:


Laserklasse : Typische Anwendung :

1 Scanner-Kasse, DVD-Player

1M -

2 Laserpointer, Laser-Wasserwaage

2M -

3A -

3R Show- und Projektionslaser, Materialbearbeitungslaser

3B Show- und Projektionslaser, Materialbearbeitungslaser

4 Show- und Projektionslaser, Materialbearbeitungslaser

Sonderfall Laser:

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Laserklasse : Typische Leistung P (Dauerstrich-Laser) :

1 kleiner als 0,4 Milliwatt (mW)

1M kleiner als 0,4 Milliwatt, aber der Strahldurchmesser ist größer als sieben Millimeter (mm)

2 kleiner als ein Milliwatt

2M kleiner als ein Milliwatt, aber der Strahldurchmesser ist größer als sieben Millimeter

3A kleiner als fünf Milliwatt, aber der Strahldurchmesser ist größer als sieben Millimeter und die Leistungsdichte ist - bezogen auf den Pupillendurchmesser - so groß wie beim Klasse-2-Laser

3R kleiner als fünf Milliwatt

3B kleiner als 500 Milliwatt

4 größer als 500 Milliwatt

Sonderfall Laser:

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• Dank ihres geringen Energieverbrauchs und der langen Lebensdauer gelten Licht emittierende Dioden (LED) als die „Lichtquellen der Zukunft“.

• Weite Verbreitung (z.B. Anzeigen, OP-Leuchten, Autoscheinwerfer, etc.)

• Spezialanwendungen (z.B. UV-LED bei der Polymerisation von Kunststoffen in der Zahnmedizin, IRED zur Freiraum-Datenübertragung)

• Im Hinblick auf ihre geringe Quellengröße ähneln LED den Lasern, allerdings ist von ihnen ausgehende optische Strahlung nicht so kollimiert wie Laserstrahlung.

Sonderfall LED:


Sonderfall LED:

• Die Einstufung in eine Risikogruppe beruht, je nach Art des Emissionsgrenzwertes, auf der Messung der spektralen Bestrahlungsstärke oder der Strahldichte in einem vorgegebenen Referenzabstand zur optischen Quelle.

• Bei optischer Strahlung im sichtbaren Wellenlängen-bereich dominieren zwei Schädigungsmechanismen der Netzhaut: – photochemische Netzhautschädigung

– thermische Netzhautschädigung

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Sonderfall LED:

• Während die thermische Netzhautschädigung eine lokale Verbrennung des Netzhautgewebes darstellt, wird bei der photochemischen Schädigung die Energie der einfallenden optischen Strahlung in chemische Reaktionsenergie (und nicht in Wärme) umgesetzt. Die photochemische und die thermische Netzhautschädigung sind von der Größe der bestrahlten Netzhautfläche abhängig.


Risikogruppe 1:

Freie Gruppe (kein Risiko)

Keine Gefährdung, auch bei kontinuierlichem, uneingeschränkten Gebrauch

Risikogruppe 1 (geringes Risiko)

Unter den meisten Nutzungsumständen sicher, außer für sehr lang andauernde Betrachtung mit direkter Augenexposition.

Risikogruppe 2 (mittleres Risiko)

Stellen keine optische Gefährdung dar, solange Abwendungsreaktionen die Expositionsdauer begrenzen.

Risikogruppe 3 (hohes Risiko)

Sind auch bei kurzzeitiger Exposition gefährlich.

Sonderfall LED:

1: nach DIN EN 62471

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Inhalt


Bewertungskriterien

Bilder verschiedener Anwendungsfälle

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Risiko bei Temperaturstrahlern




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Worst-Case-Betrachtung bei IOS

Expositionsgrenzwert Bestrahlung Heff = 30 Jm-2

Wichtungsfunktion S(λ)Annahme, dass gesamte Energie bei 270 nm

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Risikobewertung bei LED-Lampen

Bild Schädigungspotenzial von LED

Risikobewertung bei LED-Lampen

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Beispiel: Elektroschweißen

Quelle: IFA


Quelle: IFA

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Quelle: IFA


Quelle: IFA

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• Eher unkritisch:– Büro-/Bildschirmarbeitsplatz

– Grafiker

– Cutter• Emission durch Bildschirme bei den inzwischen gängigen TFT-

Bildschirmgeräten äußerst gering.

UV-Strahlung:



• Eher kritisch:– Schauspieler

• Müssen den Blendreflex unterdrücken, um Szene überzeugend zu spielen.

– Piloten• Blendung durch Dritte mit Laserpointern.

Sichtbare Strahlung:


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• Eher unkritisch:– Beleuchter

• Steht bei manueller Ausleuchtung hinter dem Strahler oder bei automatischer Beleuchtung in der Leitwarte und wird deshalb nicht unmittelbar geblendet.

– Kraftfahrer• Blendung durch Sonnenlicht lässt sich über geeigneten

Sonnenschutz (Sonnenblende, Sonnenbrille) minimieren.

Sichtbare Strahlung:



• Eher kritisch:– Gießerei

• Werkstücke befinden sich technologiebedingt in unmittelbarer Nähe der Beschäftigten.

– Glasherstellung• Werkstücke befinden sich technologiebedingt in unmittelbarer

Nähe der Beschäftigten.

IR-Strahlung


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• Eher unkritisch:– Lacktrocknung

• Kapseln des Arbeitsplatzes ist möglich. Eine Qualitätskontrolle kann nach erfolgter Abkühlung erfolgen.

– Nachheizen von Kunststoffbeschichtungen• Kapseln des Arbeitsplatzes ist möglich. Eine Qualitätskontrolle

kann nach erfolgter Abkühlung erfolgen.

IR-Strahlung


Inhalt


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Kennzeichnung von Arbeitsplätzen

Schutzmaßnahmen

• Beispiel Hoch-/Schmelzofen:– Automatisierung der Arbeitsabläufe, danach

– Abschirmung, Verringerung der Expositionsdauer und Vergrößerung des Abstandes zur Strahlenquelle, erst dann

– Ausgabe persönlicher Schutzausrüstung.


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Schutzmaßnahmen

• Auswahl persönlicher Schutzausrüstung:

– EU-Richtlinie (89/686/EWG) über persönliche Schutzausrüstungen schreibt die CE-Kennzeichnung eingesetzter PSA vor.

• Das CE-Zeichen ist weder ein Qualitäts- noch ein Sicherheitszeichen.• Es wird auf Grund einer einmaligen Bauartprüfung vergeben und

bescheinigt die Übereinstimmung mit den wesentlichen Anforderungen der EU-Richtlinie.

• Besser wäre die Auswahl einer PSA mit GS-Zeichen bzw. dem DIN-Prüf- und Überwachungszeichen.

Schutzmaßnahmen

• Der häufigste Grund für eine Schutzmaßnahme vor intensiver optischer Strahlung ist das Schweißen.– Problem:

Das Auge muss nicht nur vor einer Schädigung geschützt werden – der Schweißvorgang als solches muss blendfrei beobachtbar sein.

Reduktion der Leuchtdichte desSchweißlichtbogens; Dämpfung der Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts und des UV- bzw. IR-Bereiches; Schutzstufen zwischen 1,4 und 16 (höhere Schutzstufe, geringerer Transmissionsgrad).

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Schutzmaßnahmen

Schweißerschild Lichtbogen

Bild Bild

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

und

Erfolg bei der Umsetzung – es gibt noch viel zu tun !

Documents

Verordnung und Technische Regeln zu Optischer Strahlung · 05.11.2013 3 Einleitung • Sichtbare und unsichtbare Strahlung tritt sowohl am Arbeitsplatz als auch in der Freizeit auf