Gefährdungen durch optische Strahlung
bei der Arbeit mit Brennern zur Glasbearbeitung
und geeignete Schutzmaßnahmen
I. Einleitung
Schon Ende des 18. Jahrhunderts wurde beschrieben, dass es bei
Glasmachern gehäuft zu Erblindungen kommt.
Langjährige Einwirkung durch Infrarot-Strahlung beim
Hineinschauen in weiß bis
hellrot glühende Glasmassen führt zur
Trübung der
Linse, es kommt zum Grauen Star. Zunächst auf Glasmacher
beschränkt,
wurde die Erkrankung bereits 1925 in die erste
Berufskrankheiten-Verordnung aufgenommen.
Präventionsmaßnahmen haben bewirkt,
dass dieses Krankheitsbild heute arbeitsbedingt kaum noch auftritt.
Erst jüngeren Datums sind Erkenntnisse über das
Auftreten von UVStrahlung bei der Produktion und Verarbeitung von Glas.
Strahlenquellen wie Brenner in Öfen oder Lichtbogen bei der
Quarzschmelze sind von den Mitarbeitern weitgehend abgeschirmt, sie
brauchen
hier nicht weiter betrachtet zu werden. Mögliche Quellen
für UV-Strahlung sind jedoch alle heißen Flammen,
die im
unmittelbaren Arbeitsbereich der Beschäftigten auftreten.
Hauptsächlich sind das die Tischbrenner der Glasapparatemacher
und
Glasbläser, die Handbrenner der Quarzglasapparatemacher, die
Maschinenbrenner
an Glasdrehmaschinen und die Flammpolieranlagen in der
Hohlglasindustrie. Folgen einer überhöhten
UV-Exposition können
Schädigungen des Auges und der Haut sein. Um die Belastung
durch UV-Strahlung beurteilen zu können, wurden Messungen an
den verschiedenen Brennern zur Glasbearbeitung durchgeführt.
II. Technische Grundlagen der Brenner
Tischbrenner
Der Tischbrenner ist das wichtigste Werkzeug des Glasapparatebauers und
Glasbläsers. Glasapparatebauer stellen aus Glashalbzeugen wie
Glasrohren, -stäben und -kolben Glasapparate bzw.
Glasgeräte her, die in Laboratorien, der Verfahrenstechnik
oder Medizin benötigt werden. Glasbläser fertigen aus
Glasröhren und -stäben Tierplastiken,
Ziergläser, Christbaumkugeln,
Kunstaugen, Perlen und ähnliches. Dazu werden die
Glashalbzeuge vor der Flamme des Tischbrenners so lange erhitzt, bis
sie zähflüssig werden und somit
formbar für die weitere Verarbeitung sind. Durch den Einsatz
von Metallzangen, das Einblasen von Luft und durch die Verwendung
von Holzschablonen kann dem Objekt nahezu jede gewünschte Form
gegeben werden.
Der Tischbrenner wird dabei in der Regel mit einem Gemisch aus Erdgas
und Luft betrieben, die Temperatur der Flamme beträgt 1200 bis
1400° C. Bei der „Arbeit vor der
Lampe“ sitzt der Glasapparatemacher bzw. Glasbläser
am Tisch, auf dem vor ihm der Brenner mit von ihm abweisender Flamme
steht. Die Hände
befinden sich nah an der Flamme (zwischen 10 und 30 Zentimeter), der
Abstand zwischen Gesicht und Flamme beträgt ca. 50
Zentimeter. Handschuhe werden wegen des benötigten
Feingefühls und für sicheren Griff nicht getragen.
Die Arme sind wegen der Temperaturverhältnisse ebenfalls
häufig frei. Das
Gesicht bleibt bis auf den Bereich der Schutzbrille unbedeckt.
Rötungen der Haut
wie beim Sonnenbrand sind verbreitet. Handbrenner Handbrenner werden
von Quarzglasapparatebauern verwendet. Anders als alkalisches Glas
besitzt Quarzglas nur einen engen
Temperaturbereich, in dem es plastisch verformbar ist. Es kann daher
nicht am Tischbrenner verformt und bearbeitet werden. Sollen
Geräte aus Quarzglas hergestellt werden, muss dieses
ähnlich wie Metalle geschweißt werden. Das geschieht
mittels Handbrenner. Erdgas ist dabei als Brennstoff ungeeignet, da es
eine zu geringe
chemische Reinheit besitzt. Schon Spuren von Alkali- oder
Erdalkalimetallen würden bei hohen Temperaturen die Entglasung
beschleunigen. Gängig ist daher der Einsatz von Wasserstoff
und Sauerstoff, hierbei können Flammtemperaturen über
2600° C erreicht werden. Die Wasserstoffflamme wird jedoch als
weich beschrieben. Wenn größere Flächen mit
einer
druckvollen Flamme bearbeitet werden müssen, kommt Propan zum
Einsatz.
Für filigrane Anwendungen, wenn z. B. mit einer kleinen Flamme
in Ecken gearbeitet werden muss, wird Azetylen und Sauerstoff
verwendet. Hierbei werden Temperaturen bis 2900° C erreicht.
Handbrenner werden bei der Bearbeitung von Quarzglas nicht nur zum
Schweißen eingesetzt, sie finden auch Verwendung
für das Feuerpolieren, auch Verglasen oder Abbrennen genannt.
Dies ist erforderlich nach zuvor stattgefundenen
Schweißvorgängen. Durch die hohen Temperaturen dabei
wird ein geringer Teil des Quarzglases verdampft. Als Folge
schlägt sich ein Schleier aus
sublimiertem Quarz auf den kühleren Teilen des
Quarzglasobjektes nieder. Dieser Schleier wird geglättet durch
das Anschmelzen
der Oberfläche beim Feuerpolieren. Da bei diesem Vorgang keine
speziellen feinmotorischen
Ansprüche bestehen, können relativ lange Handbrenner
benutzt werden. Gesicht und Hände können daher bei
größeren Objekten auf 80 cm Abstand und mehr
gehalten werden. Als Brenngas kommt im Regelfall Wasserstoff zum
Einsatz. An den Händen werden aus
Gründen der Qualität feine Baumwollhandschuhe
getragen. Die Unterarme der Mitarbeiter sind oft
entblößt, das
Gesicht ist ebenfalls frei, allerdings werden Schutzbrillen getragen.
Maschinenbrenner an Glasdrehmaschinen
Glasdrehmaschinen dienen der Bearbeitung von Glas und Quarzglas.Sie
finden bei der Glasgeräteherstellung Verwendung
für Ansetz-, Form- und Einschmelzarbeiten. In der
Quarzglasindustrie werden sie für das
Außenkalibrieren großer,
langer Rohre sowie für Ansetz- und Umformarbeiten eingesetzt.
Die Maschinenbrenner bestehen dabei aus mehreren in ihrer Position
verstellbaren Einzelbrennern, die kranzförmig um das zu
bearbeitende Objekt angeordnet sind. Gängige Brenngase sind
Erdgas und Wasserstoff. Bei größeren Maschinen in
der Quarzindustrie ist die
Blendwirkung, Wärmeabstrahlung und Lärmentwicklung so
erheblich, dass die Anlagen eingehaust werden. Der Aufenthalt des
Maschinenführers in den Kabinen beschränkt sich auf
Einstellarbeiten und
Kontrollen. Die Mitarbeiter tragen Schutzbrillen.
Feuerpolieren in der Hohlglasindustrie
Bei der maschinellen Herstellung von Gläsern, Schalen, Platten
ergeben sich an der Oberfläche des Glases Riefen, Schlieren
und Grate. Diese sind bedingt durch die raue Oberfläche der
verwendeten Negativformen und durch deren Mehrteiligkeit. In
zurückliegenden Jahren wurden die optischen Mängel
durch ein Bad in Flusssäure behoben. Das war teuer und
für den Arbeits- und Umweltschutz problematisch. Heute wird
daher dem
Feuerpolieren der Vorzug gegeben. Durch nachträgliches
Verschmelzen der Oberfläche werden die optischen
Mängel beseitigt, die Oberfläche wird sauber und
brillant, die Ränder glatt. Dazu wird das zwar noch
heiße
aber nicht mehr verformbare Glas über
Fördereinrichtungen an den Polierbrennern
vorbeigeführt, die mit der heißen Flamme
für eine dünne angeschmolzene Schicht sorgen, die
schnell wieder erstarrt. Als Brennstoff kommen Wasserstoff, Erdgas,
Propan oder auch Öl in Frage. Da der Prozess automatisch
abläuft, kann er
für die meiste
Zeit gut abgeschirmt werden. Umfangreichere Einstellarbeiten sind
jedoch stets nach Artikelwechsel nötig. Dann
hält sich der Mitarbeiter notwendigerweise im
Strahlungsbereich der Polierbrenner auf.
III. Physikalische Grundlagen
Die sichtbare Strahlung (Licht) ist ein kleiner Teil des
elektromagnetischen Spektrums. Die Wellenlänge der Strahlung
wird in Nanometer [nm] angegeben (1 nm = 1·10-9 m). Die
kurzwellige, für den
Menschen gerade
noch sichtbare Strahlung wird als violettes Licht empfunden.
Elektromagnetische Strahlung mit noch kürzerer
Wellenlänge ist unsichtbar. Sie wird ultraviolette Strahlung
(UV) genannt und umfasst das Intervall von 100 nm bis 400 nm. Strahlung
unterhalb 180 nm Wellenlänge wird in Luft vollständig
absorbiert (Vakuum - UV). Die UV-Strahlung ist in die Spektralbereiche
UV-A (315 bis 400 nm), UV-B (280 bis 315 nm) und UV-C (100 bis 280 nm)
eingeteilt. Der Bereich zwischen 380 nm und 400 nm wird sowohl der
UVStrahlung als auch der sichtbaren Strahlung zugerechnet. Die auf eine
Flächeneinheit auftreffende Strahlungsleistung
wird Bestrahlungsstärke E genannt und in W m-2 angegeben. Das
Produkt aus Bestrahlungsstärke und Einwirkungszeit ergibt die
Bestrahlung
H (Dosis) in Ws m-2 oder J m-2. Die biologische Wirksamkeit der
UV-Strahlung ist stark von der Wellenlänge abhängig
und wird durch die Bewertung mit
der Wichtungsfunktion S (λ)(siehe Tabelle 1 und Diagramm 1
der
BGI
5006) berücksichtigt. Weitere Definitionen und Begriffe sind
in DIN 5031 Teil: 1 sowie in der BG-Information 5006
„Expositionsgrenzwerte
für künstliche optische Strahlung“
enthalten.
IV. Physiologische Effekte von optischer Strahlung
Wirkungen auf den Menschen
UV-Strahlung dringt in menschliches Gewebe nur
oberflächlich ein;
die inneren Organe werden nicht erreicht. Daher sind die kritischen
Organe für die Einwirkung optischer Strahlung auf den Menschen
die Augen und die Haut. Die Eindringtiefe selbst ist von der
Wellenlänge abhängig. Während kurzwellige
UV-Strahlung und
langwellige IR-Strahlung bereits an der Oberfläche absorbiert
werden, dringt Strahlung im sichtbaren und nahen infraroten Bereich
tiefer ein. Entsprechend hängt der Ort der Wirkung im Auge und
in der Haut von der Wellenlänge ab. Art und Schwere eines
durch Strahlung hervorgerufenen Effektes sind neben der
Wellenlänge
von der Intensität der Strahlung und von ihrer Dosis
abhängig.
Zielorgan Auge
Entsprechend dem anatomischen Aufbau und den Absorptionseigenschaften
des Auges können durch UV-Strahlung vornehmlich die
äußersten Zellen der Hornhaut und der Bindehaut akut
geschädigt werden. Die Entzündungen der Hornhaut
(Photokeratitis) und der Bindehaut (Photokonjunktivitis) werden auch
Verblitzen der Augen, Schweisserblende oder Schneeblindheit genannt.
Sie treten nach ca. sechs bis zwölf Stunden auf. Die
Schädigungen sind sehr schmerzhaft und in der Regel nach
1–3 Tagen abgeklungen. Die Netzhaut (Retina) enthält
die Sinneszellen, welche das
Licht in Nervensignale umwandeln. Langwellige UV- und sichtbare
Strahlung kann bei entsprechend langer Einwirkungsdauer die Netzhaut
fotochemisch schädigen. Da diese Schädigung bei der
Wellenlänge von 440 nm am höchsten ist, spricht man
auch von der
Blaulichtgefahr. Es können störende, oft im Blickfeld
liegende blinde
oder zumindest im Farbempfinden beeinträchtigte Zonen
entstehen. Sichtbare Strahlung hoher Intensität kann eine
Blendung der
Augen verursachen. Die Blendung ist zwar keine direkte
Schädigung der Augen, sie kann jedoch das Sehen und Erkennen
beeinträchtigen und damit Folgeschäden (z. B.
Unfälle im
Straßenverkehr, Fehlhandlungen am Arbeitsplatz) hervorrufen.
Sichtbare und angrenzende infrarote Strahlung noch höherer
Intensität können an der Netzhaut irreversible
thermische Schädigungen hervorrufen. Die thermische
Schädigung
(Eiweißgerinnung bzw. Koagulation) hängt von der
Strahlungsintensität,
Einwirkdauer
und der Größe der bestrahlten
Netzhautfläche ab. Punktuelle Schäden werden meist
nicht wahrgenommen, außer im
Bereich des schärfsten Sehens. Dort können sie zu
schwerwiegenden Augenschäden führen. Als chronischer,
schädigender Effekt für das Auge ist
vor allem die irreversible Linsentrübung zu nennen. Durch die
UV-Strahlung
entstehen Pigmente, die im Laufe des Lebens zu einer Trübung
der Augenlinse mit entsprechender Einbuße der
Sehfähigkeit, genannt Grauer Star (Katarakt), führen.
Die Linse kann sich im Gegensatz zu den meisten anderen menschlichen
Geweben nicht erneuern. Auch eine langjährige
IR-Strahleneinwirkung kann zu einer Trübung der Augenlinse
führen. Diese
Einwirkung wurde jedoch vornehmlich an Arbeitsplätzen mit sehr
hohen
Expositionen,
wie z. B. bei Glasmachern beobachtet.
Zielorgan Haut
Eine akute Reaktion der Haut auf eine zu hohe UV-Exposition ist die
Bildung eines Erythems („Sonnenbrand“). Diese
entzündliche Hautrötung wird durch fotochemische
Prozesse hervorgerufen.
Aufgrund einer gefäßerweiternden Reaktion
erhöht
sich die Hautdurchblutung und die Haut schwillt an. Es kommt zu
Juckreiz und
Schmerzempfindung. Die erforderliche Bestrahlung zum Erreichen einer
Hautrötung (Erythem) wird als minimale Erythemdosis (MED)
bezeichnet und hängt von der Wellenlänge und vom
Hauttyp ab. Nach Ausbildung des UV-Eigenschutzes, d. h. durch die
Zunahme der oberen Hautschicht (Lichtschwiele) und Pigmentierung
(Bräunung), kann die Erythemschwellendosis gegenüber
der unkondionierten Haut erhöht werden. Bei wiederholter
UV-Exposition über einen längeren
Zeitraum verliert die Haut ihre Elastizität und wird
dünner.
Es kommt vornehmlich zu Pigmentverschiebungen, Austrocknung,
Faltenbildung und Bindegewebsschädigung.
UV-A-Strahlung trägt
besonders zu dieser vorzeitigen Hautalterung bei. Die weitaus
schwerwiegendste Folge
übermäßiger UV-Exposition ist die Bildung
von Hautkrebs, der weltweit zu den am
häufigsten auftretenden Krebsarten zählt. Nach
Angaben der
Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Prävention (ADP) gibt es
in Deutschland mit steigender Tendenz ca. 100.000 Neuerkrankungen pro
Jahr. Es gibt mit dem Spinaliom, Basaliom und malignem Melanom drei
verschiedene Hautkrebsarten mit unterschiedlichem Krankheitsverlauf.
Der direkte Zusammenhang zwischen
übermäßiger Sonnenbestrahlung und dem
Auftreten von Hautkrebs ist wissenschaftlich
eindeutig erwiesen. Bei den Hautkrebserkrankungen treten das Spinaliom
und Basaliom mit 93 % am häufigsten auf. Diese Krebsarten
entwickeln sich insbesondere an Körperbereichen, die stark der
UV-Strahlung
ausgesetzt
sind. Sie können in der Regel erfolgreich medizinisch
behandelt werden. Das maligne Melanom tritt mit ca. 7 % deutlich
seltener auf und entsteht nicht nur an UV-exponierten
Körperbereichen. Bei der
Verursachung dieser Krebsart ist nicht wie bei den anderen Krebsarten
die chronische UV-Belastung die Hauptursache, sondern vielmehr
häufige und ausgeprägte Sonnenbrandreaktionen
während der Kindheit und Jugend. Gute
Heilungschancen bestehen nur bei einer Früherkennung. Die
Wirkung von UV-Strahlung kann durch fototoxische Reaktionen und durch
die Fotoallergie deutlich verstärkt werden. Fototoxische
Reaktionen entstehen durch das Zusammenwirken von UV-Strahlung und
chemischen Substanzen, die durch die Strahlung bedingte toxische
Wirkung erzeugen (Photosensibilisatoren). Die Reaktionen sind
ähnlich wie beim Sonnenbrand, sie treten jedoch
schneller und stärker auf. Fotosensibilisatoren
können wirksam werden, wenn sie auf die
Hautoberfläche gelangen oder in den
Körper aufgenommen werden. Fotoallergie tritt auf, wenn
bestimmte Stoffe durch UV-Strahlung
chemisch umgewandelt und dadurch Allergencharakter annehmen.
Typische allergische Reaktionen sind Entzündungen,
Nässen der Haut und Blasenbildung. Sie können bei
Wiederholung bereits durch sehr kleine Stoffmengen in Verbindung mit
UV-Strahlung erzeugt werden. Im Arbeitsbereich begünstigen
beispielsweise Teer, Pech und Ruß fototoxische und
fotoallergische Reaktionen.
Gewisse Nahrungs- und Genussmittel, Medikamente oder Kosmetika
können ebenfalls Auslöser solcher Reaktionen sein.
V. Messtechnische Grundlagen
Messung und Bewertung von UV-Strahlung
Da für den Anwendungsfall der Glasbearbeitung über
die eingesetzten Brenner nur wenige Daten vorliegen und auch von Seiten
der Hersteller nur wenige Angaben über die Strahlungsemission
ihrer Geräte gemacht werden, sind in den meisten
Fällen Messungen notwendig, um die Gefährdung durch
UV-Strahlenquellen abzuschätzen und die richtigen
Schutzmaßnahmen zu wählen. Zukünftig
sollten die Hersteller der Anlagen und Geräte klare Angaben
machen, damit Messungen in der Regel unnötig werden (siehe EN
12191-1 für Maschinen). Muss die
Gefährdungsermittlung bei Einwirkung von optischer Strahlung
mittels Messungen ermittelt werden, so können 2
unterschiedliche Messmethoden, das Integral- und Spektralverfahren,
angewandt werden.
Spektralverfahren
Dieses ist das grundlegende aber aufwendige Verfahren zur
Gefährdungsermittlung und kann praktisch nur von
Prüfstellen und Sachverständigen in Laboratorien bzw.
in den Betrieben verwendet werden. Die Messanordnung besteht aus einer
geeigneten Eingangsoptik, die die Strahlung in einen Prismen- oder
Gittermonochromator
(Spektralradiometer) einlenkt, wo sie in schmale Bänder mit
Bandbreiten von üblicherweise 1, 2 oder 5 nm zerlegt
wird. Die spektral zerlegte Strahlung wird mit einer
Empfängereinrichtung über den gesamten
Spektralbereich als spektrale Bestrahlungsstärke gemessen. Die
wirksame Bestrahlungsstärke wird durch Multiplikation mit der
spektralen Wirkungsfunktion S(λ) [siehe BGI 5006] berechnet.
Integralverfahren
Beim Integralverfahren wird die Strahlung mit einem
Strahlungsempfängersystem gemessen, dessen relative spektrale
Empfindlichkeit der betrachteten relativen spektralen Wirksamkeit
entspricht. Kommerzielle Mess-Systeme sind nur
näherungsweise an die relative spektrale Empfindlichkeit
anpassbar und sind deshalb nur
für Übersichts- und Relativmessungen geeignet. Der
apparative Aufwand ist wesentlich geringer als beim Spektralverfahren.
Auf Grund der Grenzwertgestaltung muss mit verschiedenen
Filter-Empfängerkombinationen gearbeitet werden, wenn der
gesamte UV-Wellenlängenbereich für Haut und Auge
untersucht werden soll.
Im Bereich von 200-315 nm ist die spektrale Wirkungsfunktion des
Grenzwertes für Haut und Auge identisch. Die Kurve erreicht
bei 270 nm ihr Maximum. Die ideale Filter-Empfängerkombination
sollte oberhalb und unterhalb
dieses Bandes keine Strahlung durchlassen, innerhalb aber einen
möglichst ebenen Verlauf haben. Für die Haut liegt im
Bereich 315-400 nm eine eigene Wirkungsfunktion vor (IRPA 1989). Diese
unterscheidet sich wesent-
lich von der für das Auge. Ihre Werte fallen zu
höheren Wellenlängen hin über zwei
Größenordnungen ab. Für die
üblichen Strahlenschutzaufgaben sind Messgeräte nach
dem Integralverfahren besser geeignet, da die Handhabung und Auswertung
einfacher ist als beim Spektralverfahren. Die nachweisbare
Bestrahlungsstärke sollte aber mindestens 1 W m-2 bei 365 nm
und 1 mW·m-2 bei 270 nm betragen Wenn der
UV-Strahlungsanteil von Lampen zu beurteilen ist, muss das Mess-System
möglichst unempfindlich gegenüber sichtbarer und
IR-Strahlung
sein, da sonst das Messsignal durch das Streulicht dieser
Strahlungsanteile verfälscht wird.
Integrales UV-Messgerät bestehend aus
Empfänger
und Anzeigeeinheit
Messung von IR-Strahlung
Bei IR-Strahlung bis 1400 nm kann eine Bewertung mit biologischer
Wirkungsfunktion erforderlich sein. Hierzu kann ein Spektrometer oder
ein integrales Messgerät mit entsprechend angepasstem
Filtervorsatz eingesetzt werden.
Für langwellige IR-Messung und für einen Vergleich
mit Grenzwerten, bei denen keine biologische Wirkungsfunktion zu
berücksichtigen ist, kann ein integrierender pyroelektrischer
Empfänger mit entsprechendem Kantenfilter eingesetzt werden.
Mit diesem Empfänger ist eine nahezu
wellenlängenunempfindliche Gesamtstrahlungsmessung
möglich. Ferner ist die Messung mit einer definierten Blende,
z. B. 7 mm für den Wellenlängenbereich bis 1400 nm,
durchzuführen. In Abb. 3 ist ein
Gesamtstrahlungsmessgerät der Firma Polytec dargestellt.
VI. Arbeitsplatzmessungen
Im Folgenden sind verschiedene Beispiele von Arbeitsplatzmessungen
mit den zugehörigen Messwerten dargestellt:
|
Arbeitsplatz
|
Messabstand
in m |
Messwert
in mW/ m-2
|
Zulässige
Aufenthaltszeit in s |
|
Handbrenner
zum Feuerpolieren von Quarzglas, Brenngas Wasserstoff |
1,5
|
5,3
|
5660
= 94,3 Min. |
|
Polierbrenner
in der Hohlglasfertigung, Brenngas Methan |
0,5
|
19
|
1578
= 26 Min |
|
Tischbrenner
im Glasapparatebau, kleine Flamme, Brenngas Methan |
0,3
|
18
|
1666
= 27 Min. |
|
0,5
|
3,8
|
7894
= 131 Min. |
|
Tischbrenner
im Glasapparatebau, große Flamme, Brenngas Methan |
0,2
|
206
|
146
= 2,4 Min. |
|
0,5
|
31,4
|
955
= 15,9 Min. |
|
Maschinenbrenner
an Quarzglasdrehmaschine bei geöffneter Tür |
2
|
27
|
1111
= 18,5 Min. |
|
Handbrenner
für das Schweißen von Quarzglas, Brenngas Propan |
0,3
|
29
|
1034
= 17,2 Min. |
|
Maschinenbrenner
an offener Glasdrehmaschine, Brenngas Methan |
0,2
|
197
|
152
= 2,5 Min |
|
Arbeitsplatz
|
Messabstand
in m |
Messwert
in mW/ m-2
|
Zulässige
Aufenthaltszeit in s |
|
Handbrenner
zur Quarzglasbearbeitung, Brenngas Propan |
0,3
|
77
|
Keine
Überschreitung |
|
Tischbrenner
im Glasapparatebau, kleine Flamme, Brenngas Methan |
0,3
|
130
|
23076
= 384 Min. |
|
Handbrenner
zum Feuerpolieren von Quarzglas, Brenngas Wasserstoff |
1
|
780
|
3846
= 64 Min. |
|
1,5
|
370
|
8108
= 135 Min. |
|
Tischbrenner
im Glasapparatebau, große Flamme, Brenngas Methan |
0,1
|
701
|
4279
= 71 Min. |
|
0,2
|
441
|
6802
= 113 Min. |
|
Maschinenbrenner
an Quarzglasdrehmaschine bei geöffneter Tür |
2
|
600
|
5000
= 83 Min. |
|
Polierbrenner
in der Hohlglasfertigung, Brenngas Methan |
0,5
|
1100
|
2727
= 45 Min |
VII. Bewertung der Messergebnisse
Beim Erhitzen von Glas und Quarzglas zur Verformung und zum Schmelzen
entsteht UV-Strahlung, blendende sichtbare Strahlung und
Infrarotstrahlung. Der Anteil an UV-Strahlung wurde bisher im Gegensatz
zur Infrarot- und der blendenden sichtbaren Strahlung
unterschätzt. Bei der Verarbeitung von Glas können
das Gesicht, die Hände und die Unterarme optischer Strahlung
ausgesetzt sein. Die Messungen wurden mit dem Schwerpunkt auf UVund
IR-Strahlung durchgeführt. Die unterschiedlichen
Arbeitsplätze mit unterschiedlichen Verfahren und Brennern
lassen eine Einteilung in die Hauptgruppen handgeführte und
maschinenunterstützte Arbeiten zu, bei denen unterschiedliche
Schutzmaßnahmen Anwendung finden. Für die Bewertung
der Messergebnisse mit den Grenzwerten können
zukünftig die verbindlichen Festlegungen der EU-Richtlinie
„Künstliche optische Strahlung“ angewendet
werden. Bis zur nationalen Umsetzung dieser Richtlinie kann die
Bewertung nach der BGI 5006 „Expositionswerte für
künstliche optische Strahlung“ erfolgen. Eine genaue
Analyse der Strahlung ergibt, nach welcher Zeit in welchem Abstand die
Grenzwerte überschritten werden. Für die UV-Strahlung
gilt für einen 8 Stunden Arbeitstag ein für das Auge
und für die Haut biologisch gewichteter Expositionsgrenzwert
von 30 J nm. Für die IR-Strahlung im Bereich von 780 nm bis
3000 nm gilt zum Schutz des Auges vor Linsentrübungen ein
Expositionsgrenzwert von 3.000.000 J/m2 [=100W/m2]. In Tabelle 1 sind
für verschiedene Arbeitsplätze die
zulässigen Aufenthaltszeiten für die
Gefährdung durch UV-Strahlung und in Tabelle 2 die
Gefährdung durch IR-Strahlung dargestellt. Bezüglich
der UV- und IR-Strahlung lässt sich zusammenfassend sagen,
dass je näher der Abstand und je stärker die Flamme
ist, desto intensiver ist auch die UV- und IR-Emission. In kurzen
Abständen (typisch ca. 1 m) gilt jedoch nicht das quadratische
Entfernungsgesetz, da es sich um ausgedehnte Quellen handelt. Die
Ergebnisse zeigen ferner, dass die Expositionsgrenzwerte in vielen
Arbeitsbereichen zum Teil nach kurzen Zeiten überschritten
werden, so dass Schutzmaßnahmen erforderlich sind.
VIII. Schutzmaßnahmen
Bei der Auswahl von Schutzmaßnahmen müssen
grundsätzlich technische und organisatorische
Schutzmaßnahmen vor persönlicher
Schutzausrüstung Vorrang haben. Als technische
Schutzmaßnahmen sind die Abschirmung oder Einhausung des
Brenners zu nennen. In der industriellen Produktion, bei denen die
Prozesse üblicherweise automatisch ablaufen, kann meist eine
Einhausung des Brenners Anwendung finden. Hierbei ist zu beachten, dass
keine Strahlung aus Öffnungen austreten kann.
Zugangstüren sollten technisch überwacht sein (sofern
dies technisch möglich ist), damit ein unbefugtes
Öffnen verhindert wird, wo dies technisch möglich
ist, Maschinen und Anlagen wie z. B. beim Feuerpolieren und bei der
Anwendung von Glasdrehmaschinen sollten entsprechend der DIN EN 12198-1
„Sicherheit von Maschinen – Bewertung und
Verminderung des Risikos der von Maschinen emittierten
Strahlung“ gebaut sein. Die Einzelanfertigung erfolgt in der
Regel an Handarbeitsplätzen, wo technische
Schutzmaßnahmen meist nicht angewendet werden
können. Hier sollte geprüft werden, ob ein spezielles
Abschirmglas am Brenner die Strahlung auf das Gesicht und auf die Augen
verhindern kann. Eine organisatorische Schutzmaßnahme kann
die Beschränkung der Expositionsdauer gegenüber der
auftretenden Strahlung bei der Glasbearbeitung sein. Bei der
Beurteilung der Gefährdung sind die typischen
Aufenthaltszeiten in den üblichen Expositionsbereichen zu
ermitteln. Hierbei ist zu beachten, dass benachbarte
Arbeitsplätze zu einer zusätzlichen
Gefährdung führen können. Eine
organisatorische Schutzmaßnahme kann z. B. sein, dass durch
einen Wechsel der Tätigkeit ohne Strahlenbelastung der
Tagesgrenzwert nicht überschritten wird. Bereiche, bei denen
der Grenzwert überschritten werden kann, sind nach der BGI
5006 mit dem Warnschild „W09“ zu kennzeichnen.
Beispiel:
Nicht an allen genannten Arbeitsplätzen können
technische und organisatorische Maßnahmen einen
zausreichenden Schutz gewährleisten. In diesen Bereichen ist
deshalb die Anwendung von Persönlicher
Schutzausrüstung (PSA) die wichtigste
Schutzmaßnahme. Insbesondere Handarbeitsplätze, wie
der klassische
Glasapparatebauer, sind hierbei das Problem. Werden Arbeiten dicht am
Brenner ausgeführt, sind Arme und Hände
ungeschützt der Strahlung ausgesetzt. An solchen
Arbeitsplätzen wird der UVTagesgrenzwert bereits nach
3–30 Minuten (siehe Tabelle 1) überschritten.
Hände und Unterarme sind durch geeignete Kleidung
und Schutzhandschuhe zu schützen. Für
filigrane Tätigkeiten können dünne
Handschuhe oder Handschuhe ohne Fingerkuppen zum Einsatz kommen. Zum
Schutz der Gesichtshaut können Visiere verwendet werden. Der
Einsatz von Sonnencremes mit hohem Lichtschutzfaktor sollte nur die
letzte Option sein. Zwar können die Cremes bei
sachgemäßer Anwendung ein Erythem verhindern, jedoch
ist umstritten, ob sie auch in der Lage sind insbesondere Hautkrebs
vorzubeugen. Da ebenfalls die Grenzwerte für die Augen
deutlich überschritten werden, sollten
Schweißerschutzbrillen mit Schutzstufen 2, die einen
kombinierten UV- und IR-Schutz bieten, zum Einsatz kommen.
IX. Zusammenfassung
Die Ergebnisse der exemplarischen Messungen zeigen, dass die
UV-Strahlung bei der Glasbearbeitung in vielen Fällen sehr
hoch ist. Die internationalen und europäischen
Expositionsgrenzwerte werden bei vielen Anwendungen schon nach einigen
Minuten überschritten. Deshalb ist bei all diesen
Arbeitsplätzen eine Gefährdungsanalyse hinsichtlich
der UV-Strahlung erforderlich und in vielen Fällen sind
Schutzmaßnahmen notwendig.
Ansprechpartner:
Die Messungen und Bewertungen wurden mit Unterstützung der
BAuA in Dortmund und der Glas- und Keramik-Berufsgenossenschaft
durchgeführt. Der Ansprechpartner bei der BAuA Dortmund
ist Herr Günter Ott, und der Ansprechpartner der BG der
keramischen
Glas-Industrie ist Herr Böcker.
Anschriften:
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
Herr Günter Ott
Friedrich-Henkel-Weg 1–25,
44149 Dortmund
E-Mail: ott.guenter@baua.bund.de
BG der keramischen und Glas-Industrie
Herr Heinrich Böcker
Eitzredder 21,
23818 Altengörs
E-Mail: heinrich.boecker@bgglaskeramik.de
Bitte wenden Sie sich bei Fragen von Mitgliedsbetrieben der Textil-
Berufsgenossenschaft und der Berufsgenossenschaft der Feinmechanik
und Elektrotechnik (BGFE) an das Referat optische Strahlung!
Ansprechpartner:
Martin Brose,
E-Mail: optischestrahlen@bgfe.de

|
|