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05.11.2013
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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
1. Einleitung2. Wirkung auf den Menschen3. Rechtliche Grundlagen4. Auftreten in der Arbeitswelt5. Schutzmaßnahmen
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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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Auftreten in der Arbeitswelt
• 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
1. Einleitung2. Wirkung auf den Menschen3. Rechtliche Grundlagen4. Auftreten in der Arbeitswelt5. Schutzmaßnahmen
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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
Anwendungsbereich der OStrV
100 nm 1 mm
„Optische Strahlung“
Bild: Wikipedia
„Elektromagnetische Felder“„Ionisierende Strahlung“
nach Dr. Wittlich (IFA)
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Anwendungsbereich der OStrV
nach Dr. Wittlich (IFA)
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
nach Dr. Wittlich (IFA)
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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!
nach Dr. Wittlich (IFA)
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)
nach Dr. Wittlich (IFA)
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
nach Dr. Wittlich (IFA)
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
nach Dr. Wittlich (IFA)
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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
Gefährdungsbeurteilung
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Gefährdungsbeurteilung
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
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
• 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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Physikalische Grundlagen
Sonderfall Laser:
Bild Laserstrahlung
Physikalische Grundlagen
• 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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Physikalische Grundlagen
• 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:
Physikalische Grundlagen
• 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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Physikalische Grundlagen
• 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:
Physikalische Grundlagen
• 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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Wirkung auf den Menschen
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:
Wirkung auf den Menschen
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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Wirkung auf den Menschen
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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Physikalische Grundlagen
• 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:
Wirkung auf den Menschen
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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Wirkung auf den Menschen
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.
Wirkung auf den Menschen
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
1. Einleitung2. Wirkung auf den Menschen3. Rechtliche Grundlagen4. Auftreten in der Arbeitswelt5. Schutzmaßnahmen
Bewertungskriterien
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
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Risiko bei Temperaturstrahlern
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
Risiko bei Temperaturstrahlern
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
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Risiko bei Temperaturstrahlern
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
Beispiel: Elektroschweißen
Quelle: IFA
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Beispiel: Elektroschweißen
Quelle: IFA
Beispiel: Elektroschweißen
Quelle: IFA
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Auftreten in der Arbeitswelt
• Eher unkritisch:– Büro-/Bildschirmarbeitsplatz
– Grafiker
– Cutter• Emission durch Bildschirme bei den inzwischen gängigen TFT-
Bildschirmgeräten äußerst gering.
UV-Strahlung:
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
Auftreten in der Arbeitswelt
• Eher kritisch:– Schauspieler
• Müssen den Blendreflex unterdrücken, um Szene überzeugend zu spielen.
– Piloten• Blendung durch Dritte mit Laserpointern.
Sichtbare Strahlung:
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
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Auftreten in der Arbeitswelt
• 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:
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
Auftreten in der Arbeitswelt
• Eher kritisch:– Gießerei
• Werkstücke befinden sich technologiebedingt in unmittelbarer Nähe der Beschäftigten.
– Glasherstellung• Werkstücke befinden sich technologiebedingt in unmittelbarer
Nähe der Beschäftigten.
IR-Strahlung
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
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Auftreten in der Arbeitswelt
• 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
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
Inhalt
1. Einleitung2. Wirkung auf den Menschen3. Rechtliche Grundlagen4. Auftreten in der Arbeitswelt5. Schutzmaßnahmen
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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.
Bilder verschiedener Anwendungsfälle
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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 !