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Physikalische Einwirkungen

Optische Strahlung

Sind Sie an Ihrem Arbeitsplatz optischer Strahlung ausgesetzt? Diese Frage wird wohl niemand mit „Nein“ beantworten können, denn eigentlich sind wir ständig von ihr umgeben – einfaches Beispiel: künstliche Beleuchtung.

Während künstliche Beleuchtung in der Regel keine Gefährdung darstellt, kommen an vielen Arbeitsplätzen zunehmend Strahlungsquellen zum Einsatz, die sehr wohl die Gesundheit und Sicherheit von Beschäftigten beeinträchtigen können. Um dies zu verhindern, hat der Arbeitgeber die Vorgaben der Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) einzuhalten. Die OStrV regelt den Schutz vor Gefährdung durch künstliche ultraviolette (UV), sichtbare (VIS) und infrarote (IR) Strahlung sowie Laserstrahlung.

Wie auch bei anderen Belastungsarten, beispielsweise Lärm, hat der Arbeitgeber im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung mögliche Gefährdungen durch optische Strahlung zu ermitteln, zu bewerten und - falls erforderlich - Maßnahmen (nach dem Stand der Technik) einzuleiten.

Das Ziel aller Maßnahmen ist, dass Beschäftigte optischer Strahlung so wenig wie möglich ausgesetzt werden (Minimierungsgebot). In jedem Fall müssen die Grenzwerte der Arbeitsschutzverordnung eingehalten werden.

Empfehlungen zur Umsetzung der Vorgaben der OStrV beinhalten die dazugehörigen Technischen Regeln zur Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (TROS). Veröffentlicht wurden zum einen die TROS IOS (inkohärente optische Strahlung = UV-, IR-, sichtbare Strahlung) und zum anderen die TROS Laserstrahlung (kohärent).

Diese Verordnung findet ausschließlich bei Strahlungsquellen Anwendung, die künstlich erzeugt  werden. Also nicht bei natürlichem Licht. Trotzdem hat die und der Arbeitgebende (unabhängig von der OSTRV) die Pflicht, mögliche Gefährdungen durch die Sonne zu beurteilen und erforderliche Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten zu ergreifen.

Was ist optische Strahlung?

Bei optischer Strahlung handelt es sich um elektromagnetische Wellen mit Längen zwischen 100 Nanometer (1 nm = 1 millionstel Millimeter) und 1 Millimeter. Die Wellenlänge ist ausschlaggebend für die Eigenschaften der Strahlung. Daher unterscheidet man in diesem Wellenlängenbereich zwischen ultravioletter (UV), sichtbarer (VIS) und infraroter (IR) Strahlung.

© Modifiziert nach TROS BAuA


An vielen Arbeitsplätzen sind derart starke Strahlungsquellen anzutreffen, dass schädigende Wirkungen für Haut oder Augen zu erwarten sind.

Beispiel: Beim Elektroschweißen werden die Grenzwerte für UV-Strahlung bereits nach wenigen Sekunden überschritten. Ohne entsprechende Schutzausrüstung ist eine Gefährdung der Augen und Haut unvermeidbar.

Die Wellenlänge ist dabei ausschlaggebend für die Art der Schädigung. So sind je nach Wellenlängenbereichen bestimmte Wirkungen zu erwarten.


Wellenlängenbereich

Auge

Haut

Ultraviolett-Strahlung

100 nm – 380 nm

UV-C

100 nm – 280 nm


  • Bindehautentzündung
  • Hornhautentzündung
  • Hautrötung
  • Hautkrebs

UV-B

280 nm – 315 nm

  • Bindehautentzündung
  • Hornhautentzündung
  • Trübung der Augenlinse
  • Beschleunigte Hautalterung
  • Verbrennung der Haut
  • Hautkrebs

UV-A

315 nm – 380 nm

  • Trübung der Augenlinse


  • Beschleunigte Hautalterung
  • Verbrennung der Haut
  • Hautkrebs

Sichtbare
Strahlung

380 nm – 780 nm


  • Fotochemische und fotothermische Netzhautschädigung
  • Fotosensitive Reaktionen
  • Thermische Schädigung

Infrarot-Strahlung

780 nm – 1 mm


IR-A

780 nm – 1400 nm

  • Trübung der Augenlinse
  • Thermische Schädigung der Netzhaut
  • Verbrennung der Haut

IR-B

1400 nm – 3000 nm

  • Trübung der Augenlinse
  • Verbrennung der Hornhaut
  • Verbrennung der Haut

IR-C

3000 nm – 1 mm

  • Verbrennung der Hornhaut
  • Verbrennung der Haut

Bitte beachten: Durch Einnahme bestimmter Medikamente (z. B. Antibiotikum) kann das Gewebe sensibler auf Strahlung (auch unterhalb der Grenzwerte) reagieren. In solch einem Fall ist zu prüfen, ob entsprechenden Schutzmaßnahmen ergriffen werden müssen.

Eine Gefährdung der Sicherheit kann sich zudem durch indirekte Wirkungen ergeben, für die zwar keine Grenzwerte festgelegt wurden, die aber dennoch in der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen sind.

Beispiele hierfür sind:       

  • Blendung,
  • Brand- und Explosionsgefahr,
  • Entstehung von Gefahrstoffen.

Infrarot-, Ultraviolett- sowie sichtbare Strahlung ist in ganz unterschiedlichen Branchen zu finden. Meist wird sie gezielt für einen bestimmten Zweck erzeugt, häufig entsteht sie ungewollt bei Prozessen. So wird UV-Strahlung beispielweise gezielt zur Entkeimung (Desinfektion, Sterilmachung) eingesetzt, beim Elektroschweißen entsteht sie als unerwünschtes Nebenprodukt.


Wellenlängenbereich

Anwendungen/ Vorkommen

IR-Strahlung

  • Trocknung
  • Härtung
  • Heizen
  • Kommunikation
  • Überwachungsbeleuchtung
  • Glas-/Metallschmelzen

Sichtbare Strahlung

  • Beleuchtung
  • Displays, Anzeigen
  • Bildschirme
  • Beamer, Projektoren

UV-Strahlung

  • Härtung/Trocknung von Lacken, Farben und Klebern
  • Fluoreszenz z. B. Rissprüfung
  • Entkeimung
  • Elektro- und Autogenschweißen
  • Bühnenscheinwerfer
  • Glasbearbeitung

Folgende Fragestellungen können bei der Ermittlung von möglichen Gefährdungen (sog. Gefährdungsbeurteilung) durch optische Strahlung hilfreich sein:

  • Werden in meinem Betrieb Arbeitsmittel verwendet, durch die Beschäftigte erhöhter UV-, IR- oder sichtbarer Strahlung   ausgesetzt und gefährdet sein könnten?

  • In welchen Arbeitsbereichen (z. B. Fertigung) treten diese möglichen Gefährdungen auf und bei welchen Tätigkeiten (z. B. Elektroschweißen)?
    Entsteht eine Gefährdung bei Tätigkeiten wie Wartung, Instandhaltung oder Reparatur von Arbeitsmitteln?

  • Sind besondere Personengruppen betroffen, z. B. Schwangere, Jugendliche oder Beschäftigte, die an Fotosensitivität leiden?

  • Liegen Informationen der Arbeitsmittel bzw. Strahlungsquellen vor, z. B. Herstellerangaben?

  • Ist ein Vergleich mit ähnlichen bekannten Strahlungsquellen möglich (z. B. Kenntnisse der Unfallversicherungsträger, Datenbanken, etc.)?

  • Müssen Messungen oder Berechnungen durchgeführt werden, da keine aussagekräftigen Informationen vorliegen?

Eine Gefährdung kann ausgeschlossen werden, wenn die Expositionsgrenzwerte eingehalten werden und auch indirekte Wirkungen keine Gefährdungen darstellen.

Weiterführende praxisorientierte Informationen zur Gefährdungsbeurteilung bei künstlicher optischer Strahlung bietet die Handlungshilfe der Behörde für Gesundheit und Verbraucherschutz Hamburg

Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten sind zu ergreifen, wenn eine Gefährdung durch optische Strahlung nicht sicher ausgeschlossen werden kann bzw. zu erwarten ist. Die Rangfolge nach dem TOP-Prinzip ist zu berücksichtigen:

  1. Technische Maßnahmen: z. B. Reduzierung der Leistung, Abschaltung, Abschirmung/Einhausung, Abstandsvergrößerung, technische Zugangsbeschränkungen
  2. Organisatorische Maßnahmen: z. B. Unterweisung, Betriebsanweisung, Kennzeichnung des Expositionsbereichs, Begrenzung der Aufenthaltsdauer
  3. Persönliche Maßnahmen: z. B. Schutzbrillen, Schutzhandschuhe, Schutzbekleidung/-anzüge

Das Ziel aller Maßnahmen ist eine Reduzierung der Exposition auf ein Minimum, in jedem Fall unterhalb der Grenzwerte!

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Laserstrahlung

Im Jahre 1960 wurde der erste Laser von Theodore Maiman fertiggestellt. Bedenkt man, wie vielfältig Laser mittlerweile genutzt werden, ist es kaum vorstellbar, dass zunächst niemand so recht wusste, wofür man diese neugewonnene Technologie überhaupt einsetzen sollte. In den letzten Jahrzehnten ist die Entwicklung in diesem Bereich enorm vorangeschritten. Laser sind mittlerweile kompakt, arbeiten zuverlässig und lassen sich für unterschiedlichste Zwecke nutzen. Zudem sind die Anschaffungs- sowie Betriebskosten mit den Jahren deutlich gesunken. Dies sind nur einige Gründe dafür, dass Laser immer häufiger zum Einsatz kommen und auch zukünftig neue Einsatzmöglichkeiten entwickelt werden.

Was ist Laserstrahlung?

Die Bezeichnung Laser steht für die Abkürzung „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“, was übersetzt „Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission“ bedeutet. Ein Laser ist eine Quelle sehr starker optischer Strahlung und zeichnet sich durch eine hohe Strahldichte aus. Laserstrahlung ist zudem räumlich sowie zeitlich kohärent, was bedeutet, dass sich die Lichtwellen parallel zueinander und im gleichen Takt ausbreiten. Dadurch ist der Strahl eines Lasers stark gebündelt und kann auch weite Distanzen überbrücken, wobei sich der Strahl nur geringfügig aufweitet. Zudem verfügt Laserstrahlung nur über eine einzige Wellenlänge (Monochromasie). Diese ist vom sogenannten Lasermedium abhängig und kann im Bereich von UV-, IR- oder sichtbarer Strahlung liegen. Handelt es sich bei dem Medium beispielsweise um Rubin, so beträgt die Wellenlänge 694 nm und der Strahl leuchtet rot.

Die Wirkung der Laserstrahlung auf den menschlichen Körper ist vergleichbar mit der Wirkung inkohärenter optischer Strahlung (siehe oben), denn sie hängt in erster Linie von der Wellenlänge ab. Die Gefahr, die von Lasern ausgeht, richtet sich vor allem an das Auge und die Haut, wobei die Eindringtiefe im Gewebe gering ist.  Das Ausmaß der Schädigung hängt von der Wellenlänge und der Leistung des Lasers sowie der Bestrahlungsdauer ab. So kann es bei einem leistungsstarken Laser bereits bei einem kurzen Blick in den Strahl zu einer erheblichen Schädigung des Auges bzw. bei kurzer Hautbestrahlung zu Verbrennungen kommen.

Um einschätzen zu können welche Gefährdung von einem Laser ausgeht, ist der Hersteller verpflichtet, eine Klassifizierung des Lasers vorzunehmen. Die einzelnen Klassen werden dabei anhand der Leistung des Lasers definiert. Als Verbraucherprodukte dürfen auf dem Markt nur Laser der Klasse 1/1M sowie der Klasse 2/2M bereitgestellt werden.

Klasse

Gefährdung

Beispiele

1

1M

Die Leistung der zugänglichen Laserstrahlung ist so schwach, dass eine Schädigung der Augen oder Haut ausgeschlossen werden kann. Auch Laseranlagen in der Industrie erfüllen oft die Anforderungen der Klasse 1, obwohl sie über leistungsstarke Laser verfügen. Sie sind aber so eingekapselt, dass keine Laserstrahlung höherer Leistung austreten kann.

Dies gilt auch für Laser der Klasse 1M, vorausgesetzt der Laserstrahl wird nicht durch optische Instrumente (z. B. Lupe) verkleinert.

  • Laserdrucker
  • CD-Player
  • Barcode-Scanner
  • Laseranlagen in der Industrie
1C
Diese Klasse findet ausschließlich Anwendung bei Geräten, die nur Strahlung emittieren, wenn sie Kontakt mit der Haut oder Gewebe haben. Dies wird durch spezielle Kontaktschalter gewährleistet. Laserstrahlung, die dabei nach außen austritt muss den Anforderungen der Klasse 1 entsprechen.
  • Geräte für medizinische/ kosmetische Anwendungen wie z. B. Haar- und Tattooentfernung

2

2M

Laser der Klasse 2 emittieren Strahlung nur im sichtbaren Bereich (400-700 nm) und sind bei kurzzeitiger Exposition auch für das Auge ungefährlich (bis 0,25 s).

Dies gilt auch für Laser der Klasse 2M, vorausgesetzt der Laserstrahl wird nicht durch optische Instrumente (z. B. Lupe) verkleinert.

  • Laserpointer
  • Laserwasserwaage

3R

Laser der Klasse 3R sind potentiell gefährlich für das Auge. Im sichtbaren Bereich dürfen sie eine maximale Leistung von 5 mW haben.

  • Baustellenlaser

  • Showlaser

3B

Laser dieser Klasse sind gefährlich für das Auge, häufig auch für die Haut. Auch ein kurzzeitiger Blick in den Strahl kann das Auge bereits schädigen.

Im Dauerstrichbetrieb darf der Laser eine maximale Leistung von 500 mW aufweisen.

  • Anwendungen in der Kosmetik/Medizin

4

Strahlung von Lasern der Klasse 4 sind gefährlich für Auge sowie die Haut und kann Brände und Explosionen auslösen. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein.

  • Materialbearbeitung

Beim Betrieb von Lasern der Klasse 3R, 3B und 4 ist vom Arbeitsgebenden eine sachkundige Laserschutzbeauftragte oder ein sachkundiger Laserschutzbeauftragter (LSB) schriftlich zu bestellen. Die oder der LSB gilt als sachkundig, wenn sie oder er neben der erfolgreichen Teilnahme an einem entsprechenden Kurs über eine technische, naturwissenschaftliche, medizinische oder kosmetische Berufsausbildung oder über eine vergleichbare, mindestens zweijährige Berufserfahrung verfügt und eine Tätigkeit an Laseranlagen der Klasse 3R, 3B oder 4 in jüngerer Vergangenheit nachweisen kann. Zu den Aufgaben gehören die Unterstützung des Arbeitsgebenden bei der Durchführung der Gefährdungsbeurteilung sowie bei der Festlegung und Durchführung von Schutzmaßnahmen. Zudem unterstützt die oder der LSB Arbeitgebende bei der Überwachung des sicheren Betriebes der Lasereinrichtungen im eigenen Zuständigkeitsbereich. Mit der schriftlichen Bestellung überträgt die oder der Arbeitgebende die konkreten Aufgaben, Befugnisse und Pflichten.

Weiterführende Informationen zu den Aufgaben der oder des LSB sowie Anforderungen an die LSB-Kurse sind in den TROS Laserstrahlung zu finden. LSB-Kurse bieten beispielsweise die Berufsgenossenschaften an.

Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten sind zu ergreifen, wenn eine Gefährdung durch Laserstrahlung nicht sicher ausgeschlossen werden kann bzw. zu erwarten ist. Die Rangfolge nach dem TOP-Prinzip ist zu berücksichtigen:

  1. Technische Maßnahmen: z. B. Betrieb im geschlossenen Raum, Einhausung, Abschirmungen, Warnlampen,
  2. Organisatorische Maßnahmen: z. B. Kennzeichnung des Laserbereichs, Zugangsregelungen für Laserbereich, Verkürzung der Expositionszeit
  3. Persönliche Maßnahmen: z. B. Laser-Schutz- und Justierbrillen, Laser-Schutzhandschuhe, Laser-Schutzkleidung

Das Ziel aller Maßnahmen ist eine Reduzierung der Exposition auf ein Minimum, in jedem Fall unterhalb der Grenzwerte!

KomNet Frage-Antwort-Dialoge zum Thema optische Strahlung