04902 Schutz vor natürlicher UV-Strahlung bei Tätigkeiten im Freien
|
Die UV-Strahlung der Sonne begleitet den Menschen in Beruf und Freizeit. Sie kann zu einem Gesundheitsrisiko werden, wenn man sich nicht richtig schützt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über ihr Vorkommen an verschiedenen Arbeitsplätzen, die Regelungen des Arbeitsschutzes und der arbeitsmedizinischen Vorsorge. Vor dem Hintergrund der Berufskrankheit Nr. 5103 wird erläutert, nach welchen Kriterien sie beurteilt wird und welche Berufsgruppen besonders häufig betroffen sind. Es wird gezeigt, welche Schutzmaßnahmen auch und gerade angesichts des Klimawandels wirksam sein können, und dabei der Bogen zum Hitzeschutz geschlagen. von: |
1 Einleitung
Die Strahlung der Sonne
Sobald man sich tagsüber im Freien aufhält, ist man der Sonnenstrahlung ausgesetzt. Das ist zunächst etwas sehr Positives, denn die Sonne ist der Grund dafür, dass der Mensch auf der Erde leben kann. Seit Anbeginn der Evolution waren Lebewesen der Sonnenstrahlung ausgesetzt und mussten sich anpassen. Dies ist auch dem Menschen weitestgehend gelungen, allerdings gibt es heute einige Faktoren, die sich als problematisch erweisen können. Dazu gehört auch der Klimawandel, auf den in diesem Beitrag näher eingegangen wird.
Sobald man sich tagsüber im Freien aufhält, ist man der Sonnenstrahlung ausgesetzt. Das ist zunächst etwas sehr Positives, denn die Sonne ist der Grund dafür, dass der Mensch auf der Erde leben kann. Seit Anbeginn der Evolution waren Lebewesen der Sonnenstrahlung ausgesetzt und mussten sich anpassen. Dies ist auch dem Menschen weitestgehend gelungen, allerdings gibt es heute einige Faktoren, die sich als problematisch erweisen können. Dazu gehört auch der Klimawandel, auf den in diesem Beitrag näher eingegangen wird.
Der Aufenthalt im Freien ist gesund. Jegliche Prävention, sowohl im beruflichen als auch im privaten Kontext, muss dies im Kern berücksichtigen. Es darf nicht sein, dass schon Kinder Angst vor der Sonne oder dem Aufenthalt im Freien entwickeln. Ein sonnensicherer Aufenthalt im Freien ist möglich.
Ein Blick in die Vergangenheit
Die Sonne spielt seit jeher eine wichtige Rolle in der menschlichen Kultur. Nicht nur daran lässt sich erkennen, wie tief die Sonne in unserem Verhalten und alltäglichen Tun verwurzelt ist. Ob Aton, der Sonnengott der Ägypter, Helios, der Sonnengott der Griechen, Sol, der Sonnengott der alten Römer, und viele andere mehr, ganze Religionen stellen die Sonne in den Mittelpunkt. Auch Herrscher bezeichneten sich immer wieder so, etwa die Pharaonen oder der französische König Ludwig XIV. („Sonnenkönig”).
Die Sonne spielt seit jeher eine wichtige Rolle in der menschlichen Kultur. Nicht nur daran lässt sich erkennen, wie tief die Sonne in unserem Verhalten und alltäglichen Tun verwurzelt ist. Ob Aton, der Sonnengott der Ägypter, Helios, der Sonnengott der Griechen, Sol, der Sonnengott der alten Römer, und viele andere mehr, ganze Religionen stellen die Sonne in den Mittelpunkt. Auch Herrscher bezeichneten sich immer wieder so, etwa die Pharaonen oder der französische König Ludwig XIV. („Sonnenkönig”).
Daraus lässt sich schließen, dass der Mensch per se einen gewissen Bezug zur Sonne hat, der vermutlich dazu führt, dass die Gefährdung nicht ausreichend wahrgenommen wird. Es fehlt die innere Überzeugung, dass Schutzmaßnahmen gegen etwas ergriffen werden müssen, das schon immer da war und uns immer begleitet. Es handelt sich also weniger um ein Problem der Verhältnisprävention als vielmehr um ein Problem der Verhaltensprävention. Aus der Praxis wissen wir, dass die Maßnahmen zum Schutz vor solarer UV-Strahlung seit Langem bekannt und meist einfach sind, dass es aber an der Umsetzung mangelt.
Ein besonderes Beispiel ist die Bräunung, die immer noch als positiv und erstrebenswert angesehen wird, obwohl bekannt ist, dass es sich dabei um einen Abwehrmechanismus der Haut – ähnlich dem Immunsystem im Körperinneren – handelt. Gelegentlich sieht man in den sozialen Medien sogar noch Werbung, die Bräune als besonders attraktives körperliches Erscheinungsbild propagiert.
Der Unterschied: natürliche und künstliche Strahlung
In diesem Artikel geht es um die natürliche UV-Strahlung der Sonne. Dies muss deshalb so explizit erwähnt werden, weil es deutliche Unterschiede zur sogenannten künstlichen Strahlung (besser: Strahlung aus künstlichen Quellen) gibt, insbesondere hinsichtlich gesetzlicher Regelungen und Vorschriften. Physikalisch gibt es dafür keinen Grund, da die Photonen der Strahlung nicht unterscheidbar sind. Die Historie zeigt, dass sich diese Unterscheidung nur entwickelt hat, weil ein Unterschied in der spektralen Zusammensetzung besteht und deshalb eine unterschiedliche biologische Wirkung vermutet wird. Außerdem wurde argumentiert, dass die Sonne als wesentliche natürliche Strahlungsquelle schon immer da war und daher zunächst nicht berücksichtigt werden muss, während die technischen Anwendungen neu sind, der menschliche Körper schlecht angepasst ist und die Bestrahlungsstärken viel höher sind. Der Begriff „künstlich” kann in diesem Zusammenhang mit „menschengemacht” gleichgesetzt werden.
In diesem Artikel geht es um die natürliche UV-Strahlung der Sonne. Dies muss deshalb so explizit erwähnt werden, weil es deutliche Unterschiede zur sogenannten künstlichen Strahlung (besser: Strahlung aus künstlichen Quellen) gibt, insbesondere hinsichtlich gesetzlicher Regelungen und Vorschriften. Physikalisch gibt es dafür keinen Grund, da die Photonen der Strahlung nicht unterscheidbar sind. Die Historie zeigt, dass sich diese Unterscheidung nur entwickelt hat, weil ein Unterschied in der spektralen Zusammensetzung besteht und deshalb eine unterschiedliche biologische Wirkung vermutet wird. Außerdem wurde argumentiert, dass die Sonne als wesentliche natürliche Strahlungsquelle schon immer da war und daher zunächst nicht berücksichtigt werden muss, während die technischen Anwendungen neu sind, der menschliche Körper schlecht angepasst ist und die Bestrahlungsstärken viel höher sind. Der Begriff „künstlich” kann in diesem Zusammenhang mit „menschengemacht” gleichgesetzt werden.
In der Folge haben sich sowohl die Prävention als auch das Berufskrankheitengeschehen in den beiden „Teilbereichen” unabhängig voneinander entwickelt, teilweise sogar konträr. So gibt es im Bereich der optischen Strahlung aus künstlichen Quellen Expositionsgrenzwerte und klare gesetzliche Regelungen (OStrV, TROS IOS), aber keine anerkennungsfähigen Berufskrankheiten. Diese gibt es wiederum im Bereich der natürlichen UV-Strahlung (BK-Nr. 5103), es fehlen jedoch Expositionsgrenzwerte und klare gesetzliche Regelungen, die sich darauf beziehen.
1.1 Elektromagnetisches Spektrum der Sonne
Transmission der Atmosphäre
Optische Strahlung ist jede elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 nm bis 1 mm. Sie umfasst die ultraviolette Strahlung (UV, 100 nm bis 400 nm), die sichtbare Strahlung („Licht”, 400 nm bis 780 nm) und die infrarote Strahlung (IR, 780 nm bis 1 mm). Der Energiegehalt einer Welle und damit ihre Fähigkeit, Wirkungen hervorzurufen, hängt von der Wellenlänge ab. Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Energie.
Optische Strahlung ist jede elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 nm bis 1 mm. Sie umfasst die ultraviolette Strahlung (UV, 100 nm bis 400 nm), die sichtbare Strahlung („Licht”, 400 nm bis 780 nm) und die infrarote Strahlung (IR, 780 nm bis 1 mm). Der Energiegehalt einer Welle und damit ihre Fähigkeit, Wirkungen hervorzurufen, hängt von der Wellenlänge ab. Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Energie.
Das Strahlungsspektrum der Sonne entspricht im Wesentlichen dem eines planckschen Strahlers, dem noch Absorptionslinien überlagert sind. Das plancksche Strahlungsgesetz beschreibt die Energieverteilung eines Schwarzkörperstrahlers und lässt sich relativ einfach aus der Temperatur des Strahlers berechnen. Aus der effektiven Temperatur der Sonne von etwa 5.900 Kelvin ergibt sich, dass das Maximum der Bestrahlungsstärke bei etwa 500 nm liegt, also im grün-blauen Bereich. Darüber hinaus gibt es beträchtliche Bestrahlungsstärken im UV-, visuellen und IR-Bereich. Außerhalb der Erdatmosphäre sieht das Spektrum wie in Abbildung 1 dargestellt aus.
Die Erdatmosphäre dient als eine Art Schutzschild gegen die Strahlung, an die sich der Mensch im Lauf der Evolution nicht gewöhnt hat. Daher reagiert der Mensch empfindlich auf Änderungen der spektralen Zusammensetzung, insbesondere zu kürzeren Wellenlängen hin.
Aus der Sonnenstrahlung, die auf die Erdatmosphäre trifft, wird jede kurzwellige Strahlung einschließlich der UV-C-Strahlung vollständig herausgefiltert. Von der einfallenden UV-B-Strahlung, die ein kanzerogenes Potenzial besitzt, erreichen noch 5 % die Erdoberfläche, während die UV-A-Strahlung nahezu ungefiltert (95 %) auf die Erdoberfläche trifft. Absorption findet auch im sichtbaren und im IR-Bereich statt, wird aber in diesem Beitrag nicht weiter betrachtet.
Spektren auf der Erdoberfläche
An der Erdoberfläche sind im Sonnenspektrum nur noch geringe Anteile der UV-B-Strahlung nachweisbar. Diese reichen jedoch aus, um über einen längeren Zeitraum Krankheiten wie Hautkrebs zu verursachen. Wie im nächsten Abschnitt deutlich wird, reagiert der menschliche Körper besonders empfindlich auf Veränderungen der UV-B-Strahlungsintensität. Wegen des steilen Abfalls der UV-Bestrahlungsstärke unterhalb von 330 nm spricht man auch von der UV-B-Kante des Spektrums. Die Bestrahlungsstärke nimmt um Größenordnungen ab, während die Empfindlichkeit der Haut um Größenordnungen zunimmt. Gerade im Hinblick auf den Klimawandel liegt darin eine der größten Gefahren für Augen und Haut.
An der Erdoberfläche sind im Sonnenspektrum nur noch geringe Anteile der UV-B-Strahlung nachweisbar. Diese reichen jedoch aus, um über einen längeren Zeitraum Krankheiten wie Hautkrebs zu verursachen. Wie im nächsten Abschnitt deutlich wird, reagiert der menschliche Körper besonders empfindlich auf Veränderungen der UV-B-Strahlungsintensität. Wegen des steilen Abfalls der UV-Bestrahlungsstärke unterhalb von 330 nm spricht man auch von der UV-B-Kante des Spektrums. Die Bestrahlungsstärke nimmt um Größenordnungen ab, während die Empfindlichkeit der Haut um Größenordnungen zunimmt. Gerade im Hinblick auf den Klimawandel liegt darin eine der größten Gefahren für Augen und Haut.
Sonnenspektren werden auch in der Normung verwendet, z. B. bei der Entwicklung von Schutzkleidung. Der qualitative Verlauf ändert sich mit den Breitengraden nicht wesentlich, die Bestrahlungsstärke nimmt zum Äquator hin aber stark zu.
