dr inż. Ryszard Dębkowski
y
ródła promieniowania UV i IR, dopuszczalne wartości, ochrona
Promieniowanie nadfioletowe (UV) oraz podczerwone (IR) jest zarówno naturalnym składnikiem
promieniowania słonecznego jak i wytwarzane jest sztucznie w celu wykorzystania go w procesach
technologicznych, medycynie czy kosmetyce. Obszar promieniowania UV i IR dzieli siÄ™ na pasma A (bliskie), B
(średnie) i C (dalekie). Pasma te obejmują następujące długości fal:
UVA  315 ÷ 400 nm
UVB  280 ÷ 315 nm
UVC  100 ÷ 280 nm
IRA  780 ÷ 1400 nm
IRB  1400 ÷ 3000 nm
IRC  3000 ÷ 106 nm
Do ziemi dociera strumień promieniowania słonecznego o gęstości mocy ok. 935 W/m2, z czego 45% przypada na
promieniowanie podczerwone, 48% promieniowanie widzialne i 7% promieniowanie ultrafioletowe.
Promieniowanie słoneczne jest osłabiane w atmosferze. Cząsteczki i atomy gazów absorbują promieniowanie a
zawiesina aerozoli promieniowanie to rozprasza.
TECHNICZNE y
RÓDA
A PROMIENIOWANIA
Do sztucznych z
ródeł UV zalicza się elektryczne z
ródła nadfioletu, które znalazły zastosowanie w
medycynie, przemyśle farmaceutycznym i spożywczym (sterylizacja żywności, wykrywanie zanieczyszczeń
bakteryjnych i odchodami gryzoni), poligrafii (utrwalanie tuszu drukarskiego), przemyśle meblowym, lakierniach
(utwardzanie lakieru), salonach kosmetycznych (solaria), itp. y
ródłem promieniowania UV są urządzenia stosowane
do dezynfekcji sprzętu i pomieszczeń (gabinety i sale zabiegowe) w służbie zdrowia. Dezaktywacja
mikroorganizmów następuje przez naświetlenie ich promieniowaniem o długości fali 260  265 nm (UVC),
powodującym uszkodzenie DNA. UVC stosowane też jest w lampach do dezynfekcji ścieków, wody w basenach
kąpielowych i wody pitnej. Promienniki UV znalazły także zastosowanie do identyfikacji banknotów, dokumentów,
dzieł sztuki a także w urządzeniach do badań naukowych (spektroskopia).
Tabela 1 [1] przedstawia wyniki pomiarów natężenia promieniowania na stanowiskach pracy, w których
promieniowanie UV jest wykorzystywane w stosowanej technologii lub jest jej efektem ubocznym.
y
ródłem promieniowania UV o bardzo dużym natężeniu jest elektryczny łuk spawalniczy. W otoczeniu łuku
skuteczne natężenie promieniowania przekracza kilkakrotnie dopuszczalne wartości. W tabeli 2 [1] przedstawiono
przykłady uzyskanych natężeń promieniowania UV w różnych technikach spawalniczych.
1
dr inż. Ryszard Dębkowski
y
ródła ciepła o bardzo wysokich temperaturach stanowią z
ródła promieniowania podczerwonego IR. W
procesach produkcyjnych do takich z
ródeł należą powierzchnie pieców, kotłów, rozżarzone i stopione metale itp.
Hutnictwo jest gałęzią przemysłu, w której występują największe i najsilniejsze z
ródła IR pochodzenia
temperaturowego. Największe narażenie występuje przy otworze spustowym pieca oraz przy obsłudze pieca
martenowskiego. Silne promieniowanie cieplne występuje także podczas procesu elektrolizy metali, obróbki
cieplnej, w hutnictwie szkła, w przemyśle chemicznym i ceramicznym.
y
ródłem promieniowania IR są promienniki podczerwieni stosowane do ogrzewania, nagrzewania i suszenia.
Promiennikowe nagrzewanie materiałów stosuje się przy przetwarzaniu metali, tworzyw sztucznych i
ceramicznych. Szeroko stosowana jest podczerwień w procesie suszenia lakierów, emalii i farb. Silne pochłanianie
przez wodę promieniowania podczerwonego wykorzystuje się w procesach suszenia, w których wymagane jest
odparowanie wody. W ten sposób suszy się żywność (zboża, owoce, warzywa), drewno, celulozę, papier i materiały
włókiennicze. Silne promieniowanie IR wykazują ogniska pożarowe - na promieniowanie z tego z
ródła narażeni są
strażacy biorący udział w akcjach gaśniczych.
WARTOÅšCI DOPUSZCZALNE
Oddziaływanie nadmiernych dawek promieniowania UV i IR powoduje wiele niekorzystnych skutków
biologicznych, prowadząc do uszkodzenia oczu lub skóry. Skutki narażenia na promieniowanie zależą od
parametrów fizycznych promieniowania, wielkości pochłoniętej dawki oraz właściwości optycznych i biologicznych
eksponowanej tkanki.
Jako kryterium oceny zagrożenia promieniowaniem nadfioletowym przyjęto niedopuszczenie do powstania
rumienia skóry, zapalenia rogówki i spojówki oka, rozwoju zmian nowotworowych skóry i zaćmy soczewki.
Dopuszczalna ekspozycja na promieniowanie UV została ograniczona wartościami dwóch parametrów:
1. Najwyższe dopuszczalne napromienienie skuteczne Ns oka i skóry w ciągu dobowego wymiaru czasu
pracy, bez względu na długość jego trwania, wyznaczane wg krzywej skuteczności biologicznej nadfioletu
w zakresie 180 ÷ 400 nm (rys.1), nie powinno przekroczyć 30 J/m2,
2
ES = Å" X Å" "
NS = ES Å" t
"E

1
Ns  napromienienie skuteczne
Es  skuteczne natężenie napromienienia
t  całkowity czas ekspozycji na promieniowanie
2
dr inż. Ryszard Dębkowski
E  natężenie napromienienia promieniowaniem o długości fali 
X  względna skuteczność widmowa promieniowania o długości fali  (rys.1)
"  przedział długości fal promieniowania, dla którego wyznacza się wartość E
2. CaÅ‚kowite napromienienie oczu Nc promieniowaniem z pasma 315 ÷ 400 nm, nie powinno być wiÄ™ksze od
10 000 J/m2 w ciÄ…gu dobowego wymiaru czasu pracy.
2
EC = Å" "
NC = EC Å"t
"E

1
Nc  napromienienie całkowite
Ec  całkowite natężenie napromienienia
t  całkowity czas ekspozycji na promieniowanie
E  natężenie napromienienia promieniowaniem o długości fali 
"  przedział długości fal promieniowania, dla którego wyznaczono wartość E
Rys.1. Krzywa widmowa skuteczności biologicznej nadfioletu S
Jako kryterium zagrożenia promieniowaniem podczerwonym przyjęto niedopuszczenie do powstania
uszkodzenia termicznego oka (rogówka, soczewka, siatkówka) oraz skóry.
W tabeli 3 przedstawiono wartości dopuszczalne promieniowania podczerwonego.
Zagrożenie termiczne siatkówki ograniczają dwie wartości uzależnione od czasu jednorazowej ekspozycji oka: do
10s lub dłuższej od 10s i zależą od czasu ekspozycji  t i kątowej wielkości z
ródła promieniowania  ą .
Uwzględnienie w wartości dopuszczalnej wielkości z
ródła promieniowania ma istotne znaczenie, gdyż od tego
parametru zależy wielkość obrazu na siatkówce, a więc wielkość narażonego obszaru, w którym soczewka oka
skupia promieniowanie pochodzÄ…ce ze z
ródła.
Wyznaczana dla tych przypadków wartość Ls (luminancji skutecznej z
ródła) uwzględnia względną skuteczność
widmową zagrożenia termicznego siatkówki R, której przebieg w funkcji długości fali promieniowania widoczny
jest na rysunku 2.
Tabela 3
Czas
oczy skóra
ekspozycji
1400
5
LS = Å" L Å" " = N = 20000 Å" t1/ 4
"R
t d" 10s
d"
d"
d"
Ä… Å" t1 / 4 [J m-2]
380
[W cm-2sr-1]
1400
LS = Å" L Å" " = 0,6/ Ä…
"R
t > 10s WBGT
>
>
>
780
[W cm-2sr-1]
IR (780, 3000)
"
t e" 1000s
e"
e"
e"
E = 100 [W/m2]
IRA, B, C
t < 1000s
<
<
<
E = 18000 t-3/4 [W/m2]
LS - skuteczna luminancja energetyczna z
ródła
E  bezwzględne natężenie napromienienia
N  napromienienie skóry
Rys. 2.
3
dr inż. Ryszard Dębkowski
Ochrona przed termicznym uszkodzeniem rogówki oraz zmniejszenie ryzyka powstania zaćmy soczewki została
opisana również dwiema wartościami zależnymi od czasu ekspozycji na promieniowanie. Wartości te są
natężeniem napromienienia nie uwzględniającym skuteczności biologicznej poszczególnych długości fal z całego
widma promieniowania. Dopuszczalna wartość dawki promieniowania ograniczająca narażenie skóry na IR została
określona tylko dla krótkich czasów ekspozycji, przy dłuższym narażeniu na ten typ promieniowania właściwym
postępowaniem jest ocena mikroklimatu środowiska pracy za pomocą wskaz
nika WBGT.
OCHRONA
Jeżeli na stanowisku pracy występuje promieniowanie podczerwone i nie jest możliwa jego eliminacja poprzez
zmianę technologii, do podstawowych działań związanych z ochroną pracownika przed jego niekorzystnym
oddziaływaniem należą:
" kształtowanie mikroklimatu (wilgotność powietrza, ruch powietrza, temperatura powietrza),
" odsunięcie ludzi ze strefy narażenia (automatyzacja, mechanizacja),
" organizacja pracy (skrócenie czasu ekspozycji tak, by nie przekraczać wartości dopuszczalnych, zapewnić
wypoczynek),
" stosowanie ekranów i osłon (wykonane z materiałów litych metalowych, szklanych bądz
z tworzyw
sztucznych, jak też wykonanych z siatek metalowych o wielkości oczek dobranych do długości fali
promieniowania. Skuteczność ekranów wzrasta w przypadku zraszania ich wodą),
" środki ochrony osobistej (odzież  w wyniku pochłaniania promieniowania przez tkaniny ich temperatura
może wzrastać, przez co zwiększa się termiczne obciążenie organizmu. Najlepszym zatem rozwiązaniem
jest stosowanie tkanin jasnych i błyszczących, które odbijają promieniowanie IR. Osłony twarzy należy
stosować, gdy istnieje prawdopodobieństwo przekroczenia wartości dopuszczalnej promieniowania dla
skóry. Mogą być wykonane z lekkiego metalu z otworem na filtr, bądz
z siatki drucianej lub tworzywa
sztucznego. Okulary ochronne z filtrami chroniącymi wzrok przed IR powinny być dobrane w zależności od
intensywności promieniowania z
ródła a ich chromatyczność nie ograniczała widzenia przedmiotu pracy.
Przy dużym poziomie promieniowania zaleca się stosować filtry mające powierzchnię odbijającą IR, dzięki
czemu ogranicza siÄ™ wzrost temperatury filtra).
Głównymi środkami ochrony na stanowiskach z występującym promieniowaniem UV są:
" obudowy z
ródeł promieniowania lub ekrany chroniące pracowników (np. stanowisko spawalnicze musi
być osłonięte ekranami zabezpieczającymi osoby postronne przed narażeniem na promieniowanie),
" odzież ochronna (materiały ściśle tkane o ciemnych barwach odznaczają się większą skutecznością
pochłaniania UV),
" okulary, gogle, maski ochronne wyposażone w filtry eliminujące promieniowanie UV.
Zarówno promieniowanie IR jak i UV może ulegać odbiciu od powierzchni gładkich, jasnych i metalizowanych. By
promieniowanie odbite nie stanowiło wtórnego zagrożenia dla wzroku ekrany osłaniające oraz pomieszczenia
pracy winny być malowane farbami matowymi.
Literatura
[1] Wolska A., Pawlak A.: Ocena zagrożenia promieniowaniem nadfioletowym na wybranych stanowiskach
pracy. Bezpieczeństwo pracy nr 12, 2002
[2] Wolska A.: Nowe kryteria oceny zagrożenia nielaserowym promieniowaniem optycznym. Bezpieczeństwo
pracy nr 3, 2003
[3] Indulski J.: Higiena pracy, t.2, Oficyna Wydawnicza IMP, A
ódz
1999
[4] Dz.U. 2002 nr 217 poz. 1833
4