跳转至主要内容 跳转至页脚
professional
photonics.

工作场所中的紫外红斑

紫外红斑是由紫外辐射引起的皮肤发红,俗称晒伤,是皮肤已经受损的可见标志。在工作场所中,不仅户外工作人员会受到影响,暴露于人工紫外辐射的所有人员都可能受到影响,例如在焊接、紫外固化或紫外消毒过程中。

实际的暴露程度可以通过使用紫外测量仪和辐射计进行测量来确定。

工作场所中紫外红斑的后果

紫外红斑的轻微影响可能包括轻度发红、瘙痒和疼痛。
这些症状通常持续时间较短,一般在一到两天内消退,但也可能持续长达五天。对于眼睛而言,UVC可能导致光性角膜炎和光性结膜炎,这两种病症尽管令人不适,但通常是可逆的,并可通过佩戴适当的防护眼镜加以预防。

尽管这些症状通常是暂时的,但紫外线红斑的复发是皮肤可能受损的一个警示信号,包括皮肤癌风险的增加。因此,重视这些症状并采取预防措施非常重要。
尽管工作场所中的紫外线红斑通常表现为轻微的皮肤刺激,但在某些情况下,尤其是长期暴露时,可能会产生更严重的后果。这些后果包括:

  1. 皮肤过早老化
  2. 色素沉着障碍
  3. 皮肤癌风险增加

防护措施与个人防护装备(PPE)

为防止工作场所出现紫外线红斑,需要采取多种防护措施,其中首要任务是确定暴露情况。光谱、辐照度和暴露持续时间都是重要因素。
根据《OStrV》第7条的规定,在确定和实施防护措施时必须考虑以下优先顺序: 

  1. 避免或最小化非相干光辐射带来的危害 
  2. 技术防护措施 
  3. 组织防护措施 
  4. 个人防护措施,特别是个人防护装备
  • 雇主应提供适当的个人防护装备(PPE),例如防护眼镜、手套、长袖衣物,以及具有高防晒系数(SPF)的防晒霜
  • 教育与培训:关于紫外线暴露风险及PPE正确使用方法的培训,有助于提高员工对紫外线防护重要性的认识 
  • 防护测量与风险评估
  • 测量数据用于根据"人工光学辐射指令"评估工人的暴露情况,并根据2006/25/EC指令确定每日允许暴露量Heff和HUVA。 这些限值专门针对波长在180至400 nm之间的紫外辐射进行定义。它们代表了大多数健康工人在反复暴露的情况下不会遭受急性健康损害(如红斑(皮肤发红)或光性角膜炎(一种眼部损伤))的条件。这些限值主要适用于连续辐射源,旨在提供一个使紫外线源使用更安全的指导原则,但不应被视为安全与不安全之间的严格分界线。

红斑有效辐照度:晒伤背后的物理量

红斑并非由"UV"整体引起,而是由其中极窄的一部分引起。在297~400 nm之间,效力下降约四个数量级:300 nm处1 mW/cm²的辐照度会使皮肤发红,而在380 nm处相同的辐照度几乎不会产生任何效果。因此,只要不明确波长,以 mW/cm² 表示的紫外A辐照度数值就无法说明其对皮肤的危害程度。

符合ISO/CIE 17166标准的红斑作用光谱ser(λ)以一条曲线体现了这一点。该曲线在250~298 nm之间被归一化为1,超过此范围后分两个阶段下降。将测得的光谱与该曲线相乘并在该范围内求和,即可得到以 W/m² 表示的红斑有效辐照度Eer——这是就皮肤而言,唯一能够用来比较两种不同光源的量。

从辐照度到剂量

物理量 符号 单位 定义
红斑有效辐照度 Eₑᵣ W/m² 光谱与sₑᵣ(λ)相乘,在250~400 nm范围内求和
红斑有效辐照量(剂量) Hₑᵣ J/m² Eₑᵣ乘以时间
标准红斑剂量 SED 1 SED = 100 J/m² 标准化剂量单位,与皮肤类型无关
最小红斑剂量 MED 取决于皮肤类型 出现发红时的剂量——对于II型皮肤约为2.5 SED
紫外线指数 UVI – UVI = 40 · Eₑᵣ(单位为W/m²)

如何测量红斑有效辐射

获得该数值有两种途径,二者在测量工作量和适用范围上有所不同:

  • 光谱测量并计算。如 UVpad E 这样的光谱辐射计可测得光谱,随后通过计算施加 ser(λ) 加权。这是最精确的途径,也是在光源未知或为窄谱光源时唯一可行的方法——而且可以由同一光谱同时确定符合 IEC 62471 的光化学加权和红斑加权。
  • 加权测量。光谱响应度与红斑曲线相符的传感器可直接给出 Eer。RMD Pro 配有此类可更换的测量头;此时仪器显示的不是原始辐照度,而是经评估后的量。这是对已知光源进行常规检测的快捷途径。

第二种途径完全取决于传感器与曲线的匹配程度。由于 ser(λ) 跨越四个数量级,300 nm 处曲线陡坡的微小偏差比 UV-A 区域的较大误差影响更大。因此,任何数值都应与传感器相对于实际光源的光谱失配一并给出——并配有符合 ISO 17025 的可溯源校准。

剂量如何转换为 SED 和 MED,以及各皮肤类型适用的数值,详见标准红斑剂量与最小红斑剂量一节。工作场所的法律框架——限值、风险等级与风险评估——则在职业安全与光生物安全中说明。

选择用于工作场所暴露测量的传感器

就风险评估和职业安全而言,DIN EN 14255-1 规定了人工光学辐射个人暴露的测量与评估方法。DIN EN 14255-1 本身不包含限值,这些限值载于已转化为国家法律的 2006/25/EC 号人工光学辐射指令中。

此类测量对传感器灵敏度有一定要求。例如应选择测量范围为 0~2 mW/cm² 的 UVA 或 UVB 传感器。根据 2006/25/EC 号指令,UVA 辐射的限值为 104 J/m²。若每日工作时间为八小时,则对应的持续辐照度为 0.035 mW/cm²。

对于短时任务,辐照度可相应更高。示例:

提示:在设计紫外装置时,请确保辐照度——相对于活动持续时间而言——不超过暴露限值。凡是员工可能暴露于该辐射的装置,均应进行评估:即使加权辐照度仅为百分之几 µW/cm²,在八小时轮班内也会耗尽每日 30 J/m² 的限值。

对于设备中的永久安装,可选用内置式传感器;哪种传感器类型适用于哪种光源,详见紫外传感器选型指南。

主题专家

作者:Dr. Mark Paravia

Dr.-Ing. Mark Paravia是位于Ettlingen的Opsytec Dr. Gröbel GmbH的董事总经理,并负责领导其已获认可的校准实验室。在KIT照明技术研究所从事脉冲氙准分子放电研究之后,他目前的研究重点是光学辐射测量技术。他是DIN标准委员会FNL 7「光学辐射」的副主席,也是DVGW紫外线消毒项目组的成员。