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紫外線相關指引、規範與標準

紫外線輻射適用兩大類法規:產品安全與職業安全。產品安全涵蓋有關燈具光生物安全性的 DIN EN 62471、適用於電氣器具的 IEC 60335 系列、適用於機械的 DIN EN 12198-1,以及適用於 UVC 裝置的 ISO 15858。在工作場所方面,則適用 2006/25/EC 指令,並搭配 DIN EN 14255-1,該標準訂定了測量與評估個人暴露量的程序。

對於產品而言,必須依預期用途加以區分,以選擇合適的安全標準。安全標準涵蓋範圍廣泛的產品類別與應用領域,大致可分為不同類別。

可區分為電氣與電子裝置、機械、工作站以及燈具/燈具系統。

電氣與電子裝置例如設計為家用器具。就家用器具而言,一般假設其亦會在類似辦公室的環境中的工作場所使用。因此,這些器具與工業用途的器具有所不同。

因此,第一項相關標準為:

DIN EN IEC 60335-1 VDE 0700-1:2026-09 家用及類似用途電氣器具的安全性

自 2026 年 9 月 1 日起,本版本取代先前有效的 DIN EN 60335-1 VDE 0700-1:2024-07;先前版本已廢止。

DIN EN 或 IEC 60335 由多個部分組成,其中第一部分(60335-1)訂定一般性要求。針對不同類型器具的特定要求則於各獨立標準(第二部分)中處理,例如

IEC 60335-2-27:供皮膚暴露於紫外線與紅外線輻射用之設備

IEC 60335-2-65:空氣淨化裝置(具紫外線 C 輻射)

IEC 60335-2-109:2010+A1:2013+A2:2016 家用及類似用途之紫外線水處理設備

IEC 60335 會定期更新,以因應新技術及不斷變化的安全要求。最新版本針對紫外線安全訂定了 DIN EN 62471:2009 之免限值等級(free class)。

備註:IEC 60335-1 較舊版本於第 32 章(輻射、毒性及類似危害)中要求:「器具在正常使用之操作期間,不得發出有害輻射或因有毒物質等所產生之危害」。舊規定的缺點在於未包含精確規範。因此,依 DIN EN 62471:2009 訂定之免限值等級更具優勢,也更明確、更精確。

正如電磁相容性(EMC)等領域一般,機械與系統亦適用獨立標準。

其中最重要者為

DIN EN 12198-1:2008-11 機械安全性 – 機械所發出輻射之危害評估與降低

DIN EN 12198-1:2008-11 適用於機械,並訂定評估及降低該類機械使用時可能產生之輻射危害的一般原則。此涵蓋多種輻射類型,包括光學輻射(紫外線、可見光及紅外線)、電磁輻射及游離輻射。若無適用之 C 類標準,則適用 DIN EN 12198-1。DIN EN 12198-1 之目標與要求為危害之評估、降低與識別。

與機械之評估距離一般為 10 cm。分級依有效輻照度而定,分為三個等級:

等級限制與防護措施資訊與訓練
0無限制不需提供資訊
1限制:進入限制,可能需要防護措施提供有關危害、風險及次要影響之資訊
2特別限制與基本防護措施提供有關危害、風險及次要影響之資訊
次要影響;可能需要
需要進行訓練。

所需之防護措施及資訊即依此分級而定。在此階段並不需要將紫外線危害降低至「零」。反之,仍必須對使用者提出警告並進行訓練。

備註:對於 400 nm 至 700 nm 範圍內之可見光輻射,則採用有效輻射亮度或輻照度(Slamda)。此處介紹紫外線標準時未將其納入考量。

接下來談的是工作場所之職業安全。有關工作場所中紫外線輻射之職業安全,係由旨在保護員工健康並將紫外線暴露降至最低之指引與法律規範所規定。所考量之主要事項為 OStrV(例如德國)與 2006/25/EC 指令。

人工光學輻射危害員工保護條例(OStrV)

本條例規範保護員工免受人工光學輻射(包括紫外線輻射)危害之相關事項,並要求雇主進行風險評估並實施適當之防護措施。OStrV 所定 30 J/m² 之暴露限值,係德國《人工光學輻射風險員工保護職業安全衛生條例》之一部分,該條例將 2006/25/EC 指令轉化為國內法。

2006/25/EC 指令 人工光學輻射

2006/25/EC 指令,即所謂「人工光學輻射指令」,係一項規範工作場所中保護勞工免受人工光學輻射危害之歐盟指令。本指令適用於所有勞工可能暴露於人工光學輻射之工作場所。人工光學輻射包括由燈具、雷射、焊接設備及其他工業應用等人工光源所發出之紫外線輻射(UV)、可見光及紅外線輻射(IR)。

雇主有義務落實本指令之要求,以確保員工之安全與健康。此包括進行風險評估、實施適當之防護措施,並定期對員工提供訓練。

人工光學輻射指令列出約 15 種不同危害。此處與紫外線相關者為非同調 UVA 輻射之限值 HUVA,以及皮膚與眼睛之有效輻射照射量 Heff。  此外亦包含其他限值,例如所謂之藍光危害。

此處說明皮膚與眼睛之有效輻射照射量 Heff。此為以 S(λ) 加權之輻射曝露量,即以 J/m² 表示之劑量。加權函數如下所示。圖中顯示兩條曲線,代表 x 軸以奈米(nm)表示之波長(lambda)與 y 軸危害反應函數 S 之間的關係。y 軸採用對數刻度。

加權函數值愈高,代表危害愈大。由此可見,UVA 光譜範圍內之風險明顯低於 UV-B 及 UV-C 輻射所帶來之風險。 

評估時必須量測發射量。然後將其乘以權重函數 S,再乘以曝露時間(以 s 為單位)。所得結果即為加權劑量 Heff。Heff 的限值為 30 J/m²。該數值係基於最小紅斑劑量(MED),即已證實會導致紅斑之最低紫外線劑量。限值會依紫外線波長而有所不同,較短波長(UVC 與 UVB)通常比較長波長(UVA)具有更高的風險。這些限值特別針對波長介於 180 至 400 nm 之間的紫外線輻射所定義。它們代表大多數健康工作者可反覆曝露而不致遭受急性健康傷害(如紅斑(皮膚發紅)或光角膜炎(一種眼睛損傷))的條件。這些限值特別適用於連續輻射源,其目的在於提供一項準則,使紫外線光源之使用更為安全,但不應被視為安全與不安全之間的嚴格分界線。

Heff = 30 J/m² 的限值適用,且已被其他標準所採納。例如,以下 ISO 15858:2016 即採用此限值。備註:標準本身無法規定法定限值。

ISO 15858:2016 UV-C 設備……人員可容許曝露量

此國際標準針對使用紫外線 UV-C 輻射進行空氣與表面消毒訂定安全準則。一般用於所謂的上層空氣紫外線設備,以消毒上層空間之空氣。ISO 15858:2016 透過輻照度限值來定義保護人員之最低要求,該限值對應於在 254 nm 發射下每日有效劑量 30 J/m²。UV-C 輻照度係於房間內不同位置、高度介於 1.83 m 至 2.13 m(6.0 至 7.0 ft)之間量測。此量測於初次安裝時進行,並於安裝新紫外線燈管時亦須進行。

此量測方式與 DIN EN 14255 所述之一般量測程序有所不同。一般情況下適用 DIN EN 14255。

DIN EN 14255-1:2005 非同調光學輻射之人員個人曝露量測與評估

DIN EN 14255-1 規定了量測與評估人員因人造光學輻射(包括紫外線輻射)所致個人曝露之方法。DIN EN 14255-1:2005 本身並未規定任何限值,而是採用 2006/25/EC 指令中之限值。 

與其他標準不同,評估距離並非固定值,而是依工作場所之應用情況而定。DIN EN 14255-1:2005 亦規定了一系列防護措施與組織性措施,包括個人防護裝備(PPE)。

燈具與燈具系統最重要之標準為 DIN EN 62471「燈具與燈具系統之光生物安全性」。

DIN EN 62471:2009-03 燈具與燈具系統之光生物安全性

(IEC 62471:2006)

DIN EN 62471 之制定目的,係確保人造燈具與燈具系統所發射之輻射不會對皮膚或眼睛造成有害影響。其波長範圍定義為 200 nm 至 3000 nm,涵蓋所有危害。DIN EN 62471 與 2006/25/EC 指令之限值均以 ICNIRP 準則為基礎;此標準另外規定了量測條件、量測儀器與評估距離。評估距離一般為 20 cm。

最重要之結果為依 DIN EN 62471 進行之評估與分類:

依 DIN EN 62471:2009,設備應分類為以下群組:

  • 免評估群組
  • 風險群組 1(低風險)
  • 風險群組 2(中等風險)
  • 風險群組 3(高風險)

     

免評估群組之設備不會出現以下情形:

  • 8 h 內之光化性紫外線危害(Es)
  • 1000 s 內之近紫外線危害(EUVA)
  • 10,000 s 內之光化學視網膜危害(LB)
  • 10 s 內之熱視網膜危害(LR)
  • 1000 s 內之紅外線輻射對眼睛之危害(EIR)

風險群組 1 包含在使用者正常行為限制下不會構成危害之燈具。舉例而言,此意味著:

  • 10,000 s 內之光化性紫外線危害(Es)
  • 300 s 內之近紫外線危害(EUVA)

風險群組 2 之重點在於避免對明亮光源之反應或熱不適感。風險群組 3(高風險)表示該燈具即使於短時間曝露下仍構成危害。 

依 IEC 62471-6:2022 標準,評估可稍加簡化。

IEC 62471-6:2022 燈具與燈具系統之光生物安全性 – 第 6 部分:紫外線燈具產品

62471 標準第 6 部分亦適用於主要用途為發射紫外線輻射能量之燈具,例如用於激發受照射材料螢光之紫外線光源、昆蟲誘捕燈、科學研究、礦物鑑定、非破壞性檢測、殺菌照射及其他用途。因此,輻射亮度與熱危害不在其範圍內。IEC 62471-6:2022 之評估距離依應用而定,介於 0.4 m 至 3 m 之間。若欲適用 IEC 62471 第 6 部分,紫外線輻射發射量必須大於總輻射發射量之 50%。

IEC 62471-6:2022 標準處理光學輻射源之光生物安全性,特別著重於以 LED 為基礎之系統中光學輻射源之光生物安全性要求。此為一般性標準 IEC 62471 之補充,針對紫外線 LED 及紫外線 LED 系統就其光生物風險之評估與分類提供具體準則與要求。

紫外線領域指引、規範與標準之總結

為評估產品、機器或工作場所,必須選用正確之標準,以確保量測與評估條件明確規定。上述已列出最重要之標準。

總結而言,依據 RL/2006/25(人工光學輻射指令),曝露限值對於紫外線評估具有最重要之意義。該限值為 8 小時內 30 J/m²。依 ICNIRP,30 J/m² 之曝露限值適用於工作人口之曝露,惟在採取若干預防措施之情況下,亦可適用於一般大眾。若遵守此曝露限值,可預期健康成年人可反覆曝露而不致產生急性不良影響。依 ICNIRP,此限值應視為皮膚曝露之理想目標,以將長期風險降至最低。ICNIRP 指出,此曝露限值亦可能適用於一般大眾——但僅限於謹慎採用,因為可能存在對此曝露程度反應敏感之個人。

展望與 222 nm 遠紫外線之澄清:

美國政府工業衛生學家會議(ACGIH)於 2022 年 1 月公布了針對 222 nm 輻射之新曝露限值,提高了眼睛與皮膚之限值水平。此變更係基於新的科學發現與研究,但並非法定限值。國家及歐盟之限值為有效劑量 30 J/m²(2006/25/EC)。

提高(222 nm 之)曝露限值之主要原因包括:

222 nm 波長之輻射屬於所謂遠紫外線 UV-C 範圍,與波長較長之 254 nm UV-C 輻射相比,對生物組織之穿透深度較低。此較低之穿透深度意味著輻射主要抵達皮膚最外層細胞層與眼睛表層,而不會損及較深層、較敏感之組織層。

就眼睛而言,222 nm 輻射亦主要被角膜外層吸收,而不會抵達如水晶體等較深層結構。

長期研究尚未完成。使用可於歐盟法定限值(30 J/m²,採用 Seff 加權)範圍內進行,但 ACGIH 之建議在歐盟並未被採納。

這些框架在各應用領域中如何互相作用,可參見應用頁面職業安全與光生物安全性(風險評估中之 OStrV 與 IEC 62471)、紫外線螢光檢測(ASTM E1417 與 ISO 3452)以及水處理與環境技術中之紫外線應用(DIN 19294 與 ÖNORM M 5873)。

結語:

本標準、法規及各項防護措施清單並非完整無遺。應以《職業健康與安全條例》(OstrV)及相關標準各適用版本、各適用部分為準。

作者:Dr. Mark Paravia

Dr. Mark Paravia 在紫外線量測技術之研究與開發方面擁有多年經驗。 Dr. Mark Paravia 積極參與標準化領域之工作,重點在於職業安全與光譜響應函數。Paravia 博士主持了 DIN 下 UV-C 二次空氣裝置工作小組,該小組制定了 DIN/TS 67506*。

* UV-C 二次空氣裝置中的 UV-C 輻射源係完全封閉的。儘管如此,仍可能有少量 UV-C 輻射外洩,必須將其降至最低,以符合適用之限值。此類裝置的設計應使其可依據 DIN EN 62471:2009-3 歸類為免責群組(無需採取進一步防護措施之光生物安全裝置)。

所述之產品安全限值係針對健康成年人。若裝置係用於需要紫外線防護之人員(例如兒童或眼睛、皮膚受損之人員)周邊環境,例如托兒所及國小,則其在可觸及區域(地面以上 180 cm 以內之所有區域)於波長 200 至 300 nm 光譜範圍內,不應發出任何可量測到的紫外線輻射。依現行量測技術之水準,若在型式測試中,於任何可觸及點、距離 20 cm 處,波長 200 nm 至 300 nm 之紫外線光譜範圍內未加權輻照度未超過 200 µW/m²,即視為「無可量測之紫外線輻射」。

哪個標準適用於我的任務?

上方文字對法規脈絡進行了分類;下方的查找工具則以相反的方式運作。請選擇一項應用與任務——系統將列出相關規則,並附上其內容的簡短摘要以及最後確認其版本的日期。

關於標準與文件記錄的常見問題

紫外線劑量應如何依照標準進行記錄?
沒有背景資訊的劑量數值無法追溯來源。至少必須記錄燈管與光譜範圍。對於時間積分值,可能還需加入照射時間與輻照度變化曲線,因為兩者都無法僅由劑量反推得出——即使兩個製程的劑量相同,其輻照度也可能相差一個數量級。

哪一項標準適用於哪一種產品?
標準的選擇取決於預定用途,而非輻射類型。對於家用電器產品,適用 DIN EN 60335-1 並搭配針對特定產品類型的第 2 部分標準——皮膚曝露適用 IEC 60335-2-27,空氣清淨機適用 -2-65,水處理適用 -2-109。只要沒有適用的 C 類標準,機械設備即適用 DIN EN 12198-1。工作場所依 DIN EN 14255-1 進行評估,燈具與燈具系統依 DIN EN 62471 評估——主要發射紫外線的產品則依 IEC 62471-6:2022 評估。

依標準規定,紫外線發射應在何種距離下進行評估?
評估距離是相應標準的規定內容,並非可自由選擇。DIN EN 12198-1 通常在 10 cm 處評估機械設備,DIN EN 62471 則在 20 cm 處評估燈具。IEC 62471-6:2022 則依應用情況在 0.4 m 至 3 m 之間進行評估。ISO 15858 於室內多個位置、在 1.83 m 至 2.13 m 的高度量測 UV-C 輻照度。DIN EN 14255-1 並未固定距離,而是依實際工作場所的應用情況決定。因此,未標明距離的量測值無法進行評估。

標準是否總會訂定法定限值?
並非如此。標準可能僅定義量測與評估程序,本身並未訂定限值。DIN EN 14255-1 描述了程序,但其限值來自德國 OStrV 及指令 2006/25/EC。在德國具有法律約束力的是八小時內 30 J/m² 的有效曝露限值;DIN EN 62471 與 ISO 15858 均採用此限值。相反地,如 2022 年提出的 ACGIH 針對 222 nm 的建議值,並非法定限值,也不適用於歐盟。

用於評估標準與指引的紫外線量測裝置

輻射計 RMD Pro

全數位手持式輻射計,具備兩個感測器輸入埠與 8 GB 記憶體,可量測輻照度與劑量。

SR900

陣列式光譜輻射計,量測範圍 200 至 1100 nm,配備積分球、餘弦擴散器及探頭等配件。

主題專家

作者:Dr. Mark Paravia

Dr.-Ing. Mark Paravia 為位於 Ettlingen 的 Opsytec Dr. Gröbel GmbH 的董事總經理,並負責領導經認證的校正實驗室。在 KIT 照明技術研究所完成脈衝氙氣激子放電相關研究後,他目前的重點在於光學輻射量測技術。他同時擔任 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的成員。