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職場中的紫外線紅斑

紫外線紅斑是由紫外線輻射引起的皮膚發紅現象──俗稱曬傷──是皮膚已經受損的可見指標。在職場中,受影響的不僅是戶外工作者,還包括所有暴露於人工紫外線輻射下的人員,例如在焊接、紫外線固化或紫外線消毒作業期間。

實際暴露量的高低,可透過 UV 量測儀器與輻射計 進行量測來確定。

職場中紫外線紅斑的後果

紫外線紅斑的輕微影響可能包括輕微發紅、搔癢及疼痛。
這些症狀通常持續時間不長,一般在一至兩天內消退,但最長可持續五天。對於眼睛而言,UVC 可能引起光角膜炎及光結膜炎,這兩種病症雖令人不適,但通常是可逆的,並可透過佩戴適當的防護眼鏡加以預防。

雖然這些症狀通常是暫時性的,但紫外線紅斑的復發是皮膚可能受損的警訊,包括皮膚癌風險增加。因此,重視這些症狀並採取預防措施非常重要。
雖然職場中的紫外線紅斑通常只是輕微的皮膚刺激,但在某些情況下,特別是長期暴露時,可能會產生更嚴重的後果。這些後果包括:

  1. 皮膚提前老化
  2. 色素沉澱異常
  3. 皮膚癌風險增加

防護措施與個人防護裝備(PPE)

為防止職場中發生紫外線紅斑,需要採取各種防護措施,其中第一要務是確定暴露量。光譜、輻照度及暴露時間皆為重要因素。
依據 § 7 OStrV 規定,在確定並實施防護措施時,必須考量以下優先順序: 

  1. 避免或降低非同調光學輻射造成的危害 
  2. 技術性防護措施 
  3. 組織性防護措施 
  4. 個人措施,特別是個人防護裝備
  • 雇主應提供適當的個人防護裝備(PPE),例如防護眼鏡、手套、長袖衣物,以及具高防曬係數(SPF)的防曬乳
  • 教育與訓練:針對紫外線暴露風險及正確使用 PPE 的訓練,有助於提升員工對紫外線防護重要性的認知 
  • 防護量測與風險評估
  • 量測數據依據「人工光學輻射指令」用於評估工作者的暴露程度,並依據指令 2006/25/EC 確定每日允許暴露量 Heff 及 HUVA。 這些限值是專門針對波長在 180 至 400 nm 之間的紫外線輻射所訂定。它們代表在此條件下,大多數健康的工作者可反覆暴露,而不會遭受急性健康損害,例如紅斑(皮膚發紅)或光角膜炎(一種眼部損傷)。這些限值特別適用於連續輻射源,旨在提供一個準則,使紫外線源的使用更加安全,但不應將其視為安全與不安全之間的嚴格分界線。

紅斑有效輻照度:曬傷背後的物理量

紅斑並非由「UV」引起,而是由其中非常狹窄的一部分所引起。在297至400 nm之間,其有效性會下降約四個數量級:在300 nm時1 mW/cm²的輻照度會使皮膚泛紅,而在380 nm時相同的輻照度幾乎不會產生任何影響。因此,只要未指明波長,以mW/cm² UV-A表示的數值便無法說明其對皮膚的危害程度。

依據ISO/CIE 17166訂定的紅斑作用光譜 ser(λ),以一條曲線涵蓋了此現象。該光譜在250至298 nm之間被歸一化為1,並在此波長以上分兩階段下降。將量測光譜與此曲線相乘並在該範圍內加總,即可得到以W/m²表示的紅斑有效輻照度 Eer——這是就皮膚危害而言,唯一能夠用來比較兩種不同光源的物理量。

從輻照度到劑量

量 符號 單位 定義
紅斑有效輻照度 Eₑᵣ W/m² 光譜乘以 sₑᵣ(λ),於 250 至 400 nm 範圍內加總
紅斑有效曝露量(劑量) Hₑᵣ J/m² Eₑᵣ 乘以時間
標準紅斑劑量 SED 1 SED = 100 J/m² 標準化劑量單位,與膚質類型無關
最小紅斑劑量 MED 依膚質類型而定 出現發紅現象時之劑量-第二型膚質約為 2.5 SED
紫外線指數 UVI – UVI = 40 · Eₑᵣ(單位為 W/m²)

如何量測紅斑有效輻射

取得該數值有兩種途徑,兩者在投入成本與適用範圍上有所不同:

  • 以光譜量測並計算。如 UVpad E 這類光譜輻射計可提供光譜;隨後再以計算方式套用 ser(λ) 加權。這是精確的途徑,當光源未知或為窄頻時更是唯一可行的方式——而且從同一份光譜中,可並行求得依 IEC 62471 的光化學加權與紅斑加權。
  • 以加權方式量測。當感測器的光譜響應度重現紅斑曲線時,即可直接得出 Eer。此類可更換式量測探頭適用於 RMD Pro;此時儀器顯示的不是原始輻照度,而是經評估的量值。對於已知光源的重複性檢查而言,這是快速的途徑。

第二種途徑完全取決於感測器與該曲線的吻合程度。由於 ser(λ) 橫跨四個數量級,300 nm 處側翼的微小偏差,其影響甚至大於 UV-A 區段的大幅誤差。因此任何數值都必須連同感測器相對於實際光源的光譜失配一併說明——並具備可溯源的依 ISO 17025 之校正。

關於劑量如何換算為 SED 與 MED,以及各膚質類型適用的數值,詳見標準紅斑劑量與最小紅斑劑量。工作場所的法規架構——限值、風險群組與風險評估——則由職業安全與光生物安全說明。

為工作場所曝露量測選擇感測器

在風險評估與職業安全方面,DIN EN 14255-1 規範了人員對人工光學輻射個人曝露的量測與評估。DIN EN 14255-1 本身不含限值;限值規定於關於人工光學輻射的 2006/25/EC 指令中,該指令已轉換為各國國內法。

進行這些量測時,感測器需具備一定的靈敏度。請選擇量測範圍為 0 至 2 mW/cm² 的感測器,例如 UVA 或 UVB 感測器。依據 2006/25/EC 指令,UVA 輻射的限值為 104 J/m²。以每日八小時工作時間計算,此相當於 0.035 mW/cm² 的連續輻照度。

對於短時間作業,輻照度可相應提高。範例:

提示:在設計紫外線設備時,請確保輻照度——就作業持續時間而言——不超過曝露限值。凡員工可能受到輻射曝露的設備,皆應加以評估:即使加權輻照度僅為 µW/cm² 的幾分之一,在八小時輪班內也會耗盡 30 J/m² 的每日限值。

如需永久安裝於設備中,可選用線上式感測器;何種感測器類型適用於何種光源,詳見紫外線感測器選型指南。

主題專家

作者:Dr. Mark Paravia

Dr.-Ing. Mark Paravia 是位於 Ettlingen 的 Opsytec Dr. Gröbel GmbH 的總經理,並負責領導經認證的校正實驗室。在於 KIT 照明技術研究所完成關於脈衝式氙氣激子放電的研究後,他目前的研究重點為光學輻射量測技術。他是 DIN 標準委員會 FNL 7「光學輻射」的副主席,並為 DVGW 紫外線消毒專案小組成員。