Zdravotní rizika při expozici ultrafialovým zářením
Článek pojednává o možném zdravotním riziku osob při expozici ultrafialovým zářením především od nekoherentních technologických zdrojů. Zmiňuje se o účincích na lidský organismus a hygienických limitech, o kritériích pro posuzování zdravotního rizika, způsobu měření a o hygienickém dozoru u této problematiky včetně náhledu na využívání UV záření v komerčních soláriích.
Úvod
V hygienické praxi lze považovat ultrafialové záření (dále UV záření) za významné zdravotní riziko našeho prostředí (viz [1]). A i když skutečnost, že působením UV záření může dojít k akutnímu poškození zraku a pokožky je již dostatečně dlouho známa, bylo dosti obtížné stanovit konkrétní „limitní dávky ozáření“ především kvůli možné variabilní dávce absorpce z přírodního prostředí.
Přitom platí, že UV záření se v našem prostředí vyskytuje přirozeně jako součást slunečního záření, a že jsme na ně (více méně) adaptováni. Dokonce můžeme konstatovat, že obvyklé dávky přírodního UV záření k životu potřebujeme.
Poznámka:
Sluneční záření běžně obsahuje 51,8 % viditelného záření (VIS), 43,9 % infračerveného záření (IR), 3,9 % UV-A záření a 0,4 % UV-B záření. Člověk je v průběhu dne vystaven přirozenému působení slunečního záření a tím absorbuje i určitou dávku UV záření. Tato dávka je pro každého z nás různá, závisí i na vnějších podmínkách (na zeměpisné poloze, atmosférických podmínkách, času expozice, popř. i na oblečení a odrazných podmínkách – více odráží např. sníh, voda, písek) a účinek také závisí i na individuálních schopnostech adaptace příjemce (např. černoši jsou podstatně lépe chráněni pigmentací své pokožky, než běloši popř. albíni). V praxi se odhaduje účinek přírodního UV záření ve venkovním prostředí podle změřené tloušťky ozónové vrstvy v zemské atmosféře (porovnává se s normálem). Existuje kanadský výzkumný a studijní program (CANEDUV), který se zabývá monitorováním přírodního UV záření po celém světě.
V našich zeměpisných podmínkách jsou pro běžnou populaci kritickým obdobím polední hodiny jarních měsíců, než se vytvoří přirozená ochranná pigmentace, závisející na typu pokožky (rozlišujeme 4 základní typy). Doporučuje se zásada, že v průběhu poledních hodin jarních a letních měsíců nevystavujeme nechráněnou pokožku slunečnímu záření déle než půl hodiny. Při déle trvajícím pobytu na slunci je potřeba se přiměřeně chránit oděvem, vhodnou pokrývkou hlavy, slunečními brýlemi, popř. i slunečníkem apod.
Samozřejmě větší zdravotní riziko představují umělé zdroje, takže je mezinárodně požadována především ochrana před UV zářením od technologických zdrojů. Byly přijaty nejvyšší přípustné hodnoty (NPH) pro expozici osob od nekoherentních technologických zdrojů UV záření (u nás prvně publikovány v nařízení vlády č. 480/2000 Sb. z prosince roku 2000, které byly dále upraveny v NV č. 1/2008 Sb. [2]).
Charakteristika UV záření
| Pásmo záření | Druh záření | e [eV] | λ [nm] | f [Hz].1014 |
|---|---|---|---|---|
| Infračervené (IR) | IR–C | 0,12–0,41 | 104–3000 | 0,3–1,0 |
| IR–B | 0,41–0,89 | 3000–1400 | 1,0–2,14 | |
| IR–A | 0,89–1,59 | 1400–780 | 2,14–3,84 | |
| Viditelné (VIS) | VIS červené | 1,59–1,96 | 780–630 | 3,84–4,76 |
| VIS oranžové | 1,96–2,07 | 630–600 | 4,76–5,0 | |
| VIS žluté | 2,07–2,17 | 600–570 | 5,0–5,26 | |
| VIS zelené | 2,17–2,53 | 570–490 | 5,26–6,12 | |
| VIS modré | 2,53–2,88 | 490–430 | 6,12–6,89 | |
| VIS fialové | 2,88–3,26 | 430–400 | 6,89–7,5 | |
| Ultrafialové (UV) | UV–A | 3,26–3,93 | 400–320 | 7,5–9,37 |
| UV–B | 3,93–4,43 | 320–280 | 9,37–10,7 | |
| UV–C | 4,43–12,4 | 280–180 | 10,7–16,6 |
Jedná se o fyzikální faktor našeho prostředí, přenášející elektromagnetickou energii ve formě záření. K jeho charakteristice slouží především vlnová délka (popř. frekvence, nezávisející na prostředí) a hustota zářivého toku (W/m2).
Obecně je zařazujeme do pásma optického záření (UV + VIS + IR záření – viz tabulka č. 1), ale na rozdíl od „světla“ nám UV záření informace o vnějším okolí nepřenáší (není „vidět“). Z hlediska elektromagnetického spektra vytváří hranici mezi ionizujícím a neionizujícím zářením.
Účinky UV záření na lidský organismus
Rozhodující pro účinek ozáření je velikost absorbované energie v konkrétní lidské tkáni za určitý čas. Vzhledem k charakteru UV záření lze předpokládat, že nebezpečná je pro člověka především absorpce na povrchu těla – v oku (čočka a rohovka) a v pokožce (pro všechny rasy stejná). Existují prokazatelné nepříznivé tepelné i netepelné účinky, probíhající současně. Pro určité oblasti (frekvenční pásma) se předpokládají některé účinky za prioritní.
- oblast – UV-R záření (sloučená pásma UV-B a UV-C záření podle CIE): zde zařazujeme UV záření, jehož vlnová délka je kratší než 315 [nm]. Účinky se projevují poměrně rychle tepelnými efekty a můžeme je pociťovat (což lze považovat za výhodu!). Nejdříve dochází k popálení rohovky a následně i pokožky. Vrchol spektrální citlivosti je u rohovky na 270 [nm] vlnové délky, u pokožky asi na 297 [nm] a je pro všechny lidské rasy stejný. Používaným kritériem je stanovení minimální dávky ozáření potřebné k dosažení mírného zčervenání pokožky (tzv. střední erytémová dávka – „MED“);
- oblast – UV-A záření: Vlnová délka tohoto UV záření je delší než 315 [nm]. Prahové hodnoty intenzity UV-A záření potřebné k tepelným projevům jsou řádově (1000×) vyšší než u UV-R záření. Avšak toto záření je nebezpečně pohlcováno v oční čočce (vrchol spektrální citlivosti je na 365 [nm]). Účinky se projevují velmi pomalu a mohou se kumulovat (rizikem je, že účinky na počátku vůbec nepociťujeme!). Může dojít k zákalu oční čočky nebo k předčasnému stárnutí pokožky, popř. až k inicializaci nádorových onemocnění – mluvíme o fotochemických účincích.
Hygienické limity pro UV záření
Podle experimentálně ověřených průběhů absorpce v dotčené tkáni (biologického účinku UV záření) jsou stanoveny nejvyšší přípustné hodnoty expozice – dávky ozáření popř. limitní hustota zářivého toku pro určitý čas [2]. Jsou definovány pro dvě spektrální oblasti a to pouze pro nekoherentní technologické zdroje (viz tabulka č. 2):
- v oblasti 315–400 [nm] (UV-A) je limit udáván v absolutních (energetických) hodnotách a odpovídá absorpci v oční čočce;
- pro celý rozsah UV záření (180–400 [nm]) je sumárně stanovena spektrální efektivita (Sλ – spektrální váhový koeficient), která odpovídá biologickému účinku (absorpci) v rohovce. V součinu s energetickými hodnotami potom mluvíme o efektivních hodnotách zářivého toku popř. efektivních dávkách ozáření.
| NPH expozice v rozsahu UV-A (315 až 400 nm; riziko pro oční čočku) | NPH expozice v rozsahu celého UV záření (180 až 400 nm; riziko pro rohovku a pokožku) | ||
|---|---|---|---|
| Dávka pro dobu expozice 8 hodin HUVA (součin hustoty zářivého toku a času) | 104 J.m−2 | Dávka pro dobu expozice 8 hodin Heff (součin efekt. hustoty zář. toku a časut) | 30 J.m−2 |
Kritéria pro hodnocení zdravotního rizika
Základem jsou měřitelné parametry UV záření:
- vyzařované spektrum (zápis spektrometru);
- hustota zářivého toku (radiometr [W/m2]);
- doba trvání expozice.
Z naměřených parametrů vypočítáme dávku ozáření (plošnou hustotu energie v [J/m2]), kterou používáme jako výchozí kritérium pro hodnocení zdravotního rizika v dané oblasti a porovnáváme ji s NPH pro expozici osob.
Měření UV záření
V dřívější praxi se měření hustoty zářivého toku provádělo pomocí speciálních širokopásmových detektorů (radiometry – lze použít pro okamžitý odhad rizika); nevýhodou u těchto měření je překrývání pásem v okolí 315 [nm], takže měření nelze přesně vyhodnotit podle NV č. 1/2008 Sb., [2].
Proto upřednostňujeme spektroradiometry s dostatečným spektrálním rozsahem (např. Sola-Scope). Vyhodnocování výsledků je náročnější (PC).
Přitom měření expozice UV zářením se provádějí pouze tehdy, pokud nelze předem odhadnout, budou-li mezní hodnoty překročeny nebo ne (nutné ověřit místním šetřením). Výsledky měření jsou významně závislé na použitém postupu, proto se doporučuje dodržovat normovaný postup [4].
Hygienický dozor
a) U přírodních zdrojů se hygienický dozor neprovádí. Upozorňuje se jen na nechráněný pobyt během poledních hodin v jarním a letním období (doporučují se sluneční brýle, pokrývka hlavy atd. – legislativní nárok na ochranu chybí);
b) Při dozoru u technologických (nekoherentních) zdrojů potřebujeme znát:
- spektrální složení záření (oblast vyzařování);
- hustotu zářivého toku (okamžitou i efektivní);
- časový průběh možné expozice osob;
- předpokládanou vzdálenost zdroje od místa možného pobytu;
- srovnání s hygienickými limity (zařazení do kategorie);
a kontrolujeme především dodržování požadovaných ochranných opatření:
- technických (kryty, blokování, úprava činitelů odrazů);
- administrativních (provozní řád, výstražné tabulky);
- organizačních (kontrola vstupu);
- osobní ochranné prostředky (brýle, štíty, rukavice).
Přitom limity pro pracovní prostředí jsou stanoveny tak, aby nedošlo k žádnému nepříznivému projevu (např. k „opalování“).
c) Zcela specifická situace je u solárií. Zde rozlišujeme:
- zda se jedná o obsluhu (pracovníky popř. zdravotnický personál) – posuzujeme pomocí limitů pro technologické zdroje UV záření [2] a stejně kontrolujeme zajištění ochranných opatření (ochranné brýle, zástěny, ochranný oděv apod.);
- nebo zda dochází k vědomému cílenému ozařování celého nechráněného těla osoby (zákazníka) umělým zdrojem ultrafialového záření. Zde by se mělo vzít do úvahy, že ozařování umělým ultrafialovým zářením je určené pouze zdravým osobám na vlastní nebezpečí (případnou terapii stanovuje na svoji odpovědnost pouze lékař).
Přitom hygienický dozor u zákazníků komerčních solárií prakticky vykonávat nelze – kontrola dávky ozáření zákazníka není prakticky proveditelná (ve Francii a Švédsku je povoleno užívání veřejného solária jen osobám starším 18 let)! Kontrolují se pouze nutná opatření:
- organizační pro obsluhu – pobyt mimo ozařovaný prostor;
- pro zákazníka – jsou-li k dispozici osobní ochranné prostředky (brýle);
- administrativní – provozní řád, výstražné tabulky;
Navíc se k provozování solárií (pro provozovatele) vztahují i technické normy [3, 4, 5] (nejsou ale hygienickým předpisem!). Podle těchto norem jsou pro komerční použití v soláriích doporučeny UV spotřebiče (zdroje) typu 1 (popř. 2 či 4; provozované pod dozorem zaškolené osoby), jejichž biologický účinek je způsoben především zářením s vlnovou délkou větší než 315 [nm]. Dále je v normách uvedeno, že u spotřebičů určených pouze k použití v soláriích má být uvedena výstraha nejen na spotřebiči, ale i na trvalých štítcích určených k připevnění na stěnu v blízkosti UV spotřebiče a to přibližně takto:
POZOR ULTRAFIALOVÉ ZÁŘENÍ (ČSN ISO 3864-1)
UV záření může způsobit poškození očí a kůže. Používejte přiložené ochranné brýle. Určité léky a kosmetické přípravky mohou zvýšit citlivost. Další informace vám poskytne obsluhující personál (popř. návod).
Avšak ani dodržení požadavků technických norem neodstraňuje zdravotní rizika UV záření!
Také nelze srovnávat účinky slunečního záření s účinky umělého UV záření ze solária – rozdíl mezi spektrálním složením přirozeného slunečního záření a zářením komerčního solária je dostatečně patrný na grafickém záznamu ze spektroradiometru (Sola-Scope; viz obr. č. 1).
Obr. 1: Spektrální záznam denního osvětlení a umělého ozařování v komerčním soláriu
Z kontrolního porovnávajícího orientačního měření různých druhů trubic vyplynulo, že z hlediska posuzování rizika poškození zdraví nedocházelo k žádnému významnému rozdílu. U běžně používaných UV zářičů v soláriích byl čas dosažení nejvyšší přípustné dávky expozice osob do 1 minuty, (u slunečního záření zhruba 2 až 3 hodiny)! U tzv. „BIO“ trubic byla intenzita v oblasti UV-A záření většinou ještě cca o 20 [%] vyšší.
Hygienik tedy zásadně odmítá nést odpovědnost za ozařování zákazníků („opálení“ je obranná reakce organismu proti nežádoucímu účinku). Pouze dbá na dostatečné varování před tímto rizikem, aby se vždy jednalo pouze o vědomé podstoupení tohoto rizika! Měření má smysl provádět pouze ve vztahu k pracovníkům obsluhy, pokud nelze vyloučit jejich riziko.
Poznámka:
Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny (IARC) bylo na základě dlouhodobého vědeckého bádání provedeno zařazení UV záření do skupiny prokázaných karcinogenních látek.
Dále k diskutované podpoře tvorby vitamínu D – je to látka hormonální povahy, jejíž účinná forma je po vystavení pokožky spektru UV-B záření (~ 300 nm) syntetizovaná v játrech z reakčních meziproduktů. Nedostatečné vystavování pokožky slunečnímu záření může mít za následek suboptimální saturaci vitamínem D. Vzhledem ke známým onkogenním účinkům UV záření se však doporučuje zajistit dosažení optimálních hladin vitamínu D v organismu raději perorální cestou zařazováním potravin bohatých na vitamín D (rybí tuk, játra, žloutek, mléko, máslo), event. příjmem potravin průmyslově obohacených vitaminem D nebo potravních doplňků s obsahem vitamínu D.
Závěr
Před nadměrným UV zářením je potřeba chránit zrak i pokožku (kryty, ochranné brýle, oděv). Obecně platí, že nebezpečnost UV záření významně klesá se vzdáleností od zdroje.
Z hlediska možného rizika pracovníků provádí hygienická služba tzv. kategorizaci prací, kde za rizikové se považují práce zařazené do kategorie III. S kategorií III. se můžeme setkat v polygrafii (sítotisk), ve zdravotnictví (léčebná solária, germicidní zářiče), při průmyslovém využití (vytvrzování, defektoskopii) popř. i jako s vedlejším produktem při svařování. Přitom případné posuzování zrakové zátěže z hlediska oslňování s rizikem UV záření nesouvisí (UV záření „nevidíme“).
Navíc ani u komerčních solárií nelze opomíjet riziko UV záření – jedná se zde o větší zdravotní riziko než prospěch.
Literatura
- [1] WHO – „Zdravotní kritéria životního prostředí – část 14: UV záření; Geneva 1979
- [2] Nařízení vlády č. 1/2008 Sb., O ochraně zdraví před neionizujícím zářením
- [3] ČSN EN 60335-2-27 Bezpečnost elektrických spotřebičů pro domácnost a podobné účely – část 2–27: zvláštní požadavky na spotřebiče pro ošetřování pleti použitím ultrafialového a infračerveného záření (ed. 2 z dubna 2009)
- [4] EN 14255-1 část 1: Měření a hodnocení expozicí osob nekoherentnímu optickému záření – Část 1: Ultrafialové záření emitované umělými zdroji na pracovišti (září 2005)
- [5] ČSN EN 61228 + změna A 1 (36 0035) Metody měření a specifikace UV záření zdrojů světla používaných k opalování (srpen 1996 + červen 2000)
The paper deals with the possible health risks of exposure of persons to ultraviolet radiation primarily from incoherent technological resources. It talks about the effects on the human body and hygiene limits, the criteria for assessing health risks, the method of measurement and hygienic supervision at the preview of this issue, including the use of UV radiation in commercial tanning salons.