Vom Labor bis zur Werkhalle – Arbeitsplätze mit UV-Exposition im Porträt

Ultraviolette Strahlung ist aus vielen Arbeitsprozessen nicht wegzudenken. Doch UV-Strahlung kann Haut und Augen nachhaltig schädigen. Eine aktuelle Auswertung des Instituts für Arbeitsschutz der DGUV zeigt, wo die größten Gefährdungen liegen und wie sich Beschäftigte wirksam schützen können.

Ultraviolette (UV-) Strahlung ist ein Teil des optischen Strahlungsspektrums und umfasst Wellenlängen zwischen 100 nm und 400 nm. Sie wird entsprechend ihrer Wellenlänge in UV-A-, UV-B- und UV-C-Strahlung unterteilt. Während UV-A-Strahlung vergleichsweise langwellig ist und tiefer in die Haut eindringen kann, ist UV-B-Strahlung energiereicher und verursacht unter anderem Sonnenbrand. UV-C-Strahlung besitzt die geringste Wellenlänge und somit die höchste Energie und wirkt besonders stark biologisch. Weil sie in der Natur jedoch weitgehend durch die Erdatmosphäre absorbiert wird, kommt UV-C-Strahlung auf der Erdoberfläche nur aus künstlichen Quellen vor.

Gefährdungen durch UV-Strahlung

Am Arbeitsplatz tritt UV-Strahlung sowohl natürlicher als auch künstlicher Herkunft auf. Die Strahlung der Sonne ist die Quelle der natürlichen UV-Strahlung. Die Gefährdung durch natürliche UV-Strahlung ist insbesondere für Personen relevant, die im Rahmen ihrer beruflichen Tätigkeit im Freien arbeiten. UV-Strahlung aus künstlichen Quellen kann in unterschiedlicher Form auftreten. Sie wird entweder gezielt als Prozessmittel eingesetzt, etwa bei der Trocknung von Farben, der Härtung von Klebern oder bei Fluoreszenzprüfungen, oder entsteht als unerwünschtes Nebenprodukt technischer Verfahren, zum Beispiel bei Gasflammen oder beim Lichtbogenschweißen.

Je nach Art der Quelle, spektraler Zusammensetzung, Abstand und Expositionsdauer kann die Belastung für Beschäftigte sehr unterschiedlich ausfallen. Gerade weil UV-Strahlung für das menschliche Auge unsichtbar ist, wird die Gefährdung häufig unterschätzt und Risiken teilweise erst erkannt, wenn akute gesundheitliche Beschwerden auftreten.

Im Hinblick auf die möglichen Gefährdungen unterscheidet sich die Strahlung aus natürlicher oder künstlicher Quelle grundsätzlich nicht. UV-Strahlung kann Augen und Haut schädigen. Die Art und Schwere der gesundheitlichen Auswirkungen hängen von der Wellenlänge, der Intensität und der Dauer der Exposition ab. Grundsätzlich werden akute und chronische Wirkungen unterschieden.

Akute Schädigungen treten meist kurzfristig nach einer intensiven Exposition auf. Dazu zählen schmerzhafte Entzündungen der Horn- und Bindehaut des Auges (Photokeratitis und Photokonjunktivitis) sowie Hautrötungen bis hin zum Sonnenbrand. Diese akuten Effekte sind in der Regel reversibel, da körpereigene Reparaturmechanismen greifen.

Problematisch wird UV-Strahlung insbesondere bei wiederholter, langanhaltender oder intensiver Exposition. Dann kann das Reparatursystem des Körpers überlastet werden, sodass es zu chronischen Schädigungen kommt. Dazu zählen unter anderem die Linsentrübung des Auges (Katarakt) sowie verschiedene Formen von Hautkrebs. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) stuft alle Wellenlängen der UV-Strahlung, unabhängig von natürlichem oder künstlichem Ursprung, als krebserregend für den Menschen ein.[4] Dennoch berücksichtigt die in Deutschland im Jahr 2015 eingeführte Berufskrankheit BK Nr. 5103 „Plattenepithelkarzinome oder multiple aktinische Keratosen der Haut durch natürliche UV-Strahlung“ nur Expositionen durch natürliche UV-Strahlung der Sonne.[5] Ein erhöhtes Erkrankungsrisiko durch Exposition aus künstlichen UV-Strahlungsquellen konnte bisher nicht nachgewiesen werden und ist bis heute Gegenstand der Forschung. Demnach ist diese bisher explizit kein begründeter Risikofaktor für den UV-induzierten Hautkrebs.

Obwohl die schädigenden Wirkungen natürlicher UV-Strahlung auf den menschlichen Körper wissenschaftlich umfassend belegt sind, existieren bislang keine verbindlichen Grenzwerte, die die berufliche Exposition gegenüber natürlicher UV-Strahlung regulieren oder begrenzen würden. Dies bedeutet, dass Beschäftigte, die im Freien arbeiten, potenziell hohen UV-Belastungen ausgesetzt sein können, ohne dass hierfür ein normierter, rechtlich verankerter Schwellenwert zur Orientierung oder Gefährdungsbeurteilung zur Verfügung steht. Die Verantwortung für Schutzmaßnahmen liegt daher bislang überwiegend bei den Arbeitgebenden, die auf Grundlage allgemeiner arbeitsschutzrechtlicher Vorgaben handeln müssen.

Im Gegensatz dazu ist die Situation bei künstlich erzeugter UV-Strahlung deutlich klarer geregelt. Für technische UV-Quellen existiert ein international abgestimmtes Regelwerk, das in nationales Recht und technische Standards überführt wurde (siehe Infokasten „Grenzwerte“). Diese Vorgaben definieren je nach Art der Strahlungsquelle und zu Grunde liegenden Expositionsbedingungen unterschiedliche Grenzwerte, die sowohl akute als auch chronische Schädigungen von Haut und Augen berücksichtigen. Dadurch lassen sich Risiken systematisch bewerten und geeignete Schutzmaßnahmen ableiten.

Arbeitsplatzmessungen zu optischer Strahlung

Ein zentraler Aufgabenschwerpunkt des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) ist die Durchführung von Betriebsmessungen im Auftrag der Unfallversicherungsträger, die die Basis für eine Gefährdungsbeurteilung bilden können. Dabei ist der Schwerpunkt der Messungen abhängig von der jeweiligen Fragestellung und somit vom dafür zuständigen Fachbereich. Im Bereich der optischen Strahlung konzentrieren sich Betriebsmessungen auf die systematische Erfassung und Bewertung von Strahlung im UV- und Infrarot-Bereich (100 nm bis 400 nm beziehungsweise 780 nm bis 1 mm). Auch für den Menschen sichtbare Strahlung (400 nm bis 780 nm) kann messtechnisch ermittelt und bewertet werden.

Um eine arbeitsplatz- und tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilung zu ermöglichen, werden im Rahmen der Messungen detaillierte Informationen dazu gesammelt, wie die konkreten Arbeitsabläufe am betroffenen Arbeitsplatz gestaltet sind.

Eine messtechnische Erfassung der Exposition ist immer dann erforderlich, wenn diese nicht auf anderem Wege, etwa durch belastbare Herstellerangaben, zuverlässig bestimmt werden kann und die eingesetzte Technologie keine eindeutige Einschätzung zulässt, ob geltende Grenzwerte sicher unterschritten oder möglicherweise überschritten werden. In solchen Fällen stellt die Messung das zentrale Instrument zur fundierten Bewertung der tatsächlichen Expositionssituation dar. Die erhobenen Messwerte werden anschließend mit den jeweils geltenden Grenzwerten verglichen und mögliche Grenzwertüberschreitungen identifiziert. Ist dies der Fall, werden potenzielle Schutzmaßnahmen benannt; deren konkrete Ausgestaltung und Umsetzung jedoch in der Verantwortung des Betreibers liegt. Um eine arbeitsplatz- und tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilung zu ermöglichen, werden im Rahmen der Messungen detaillierte Informationen dazu gesammelt, wie die konkreten Arbeitsabläufe am betroffenen Arbeitsplatz gestaltet sind. Hierzu zählen unter anderem die Anzahl der durchgeführten Arbeitsschritte, die Dauer der Exposition und die Nähe zur Strahlungsquelle. Auch bereits vorhandene Schutzeinrichtungen oder genutzte persönliche Schutzausrüstung (PSA) können in die abschließende Bewertung mit einfließen.

Im Rahmen eines Rechercheprojekts wurden Messberichte zur Arbeitsplatzexposition gegenüber künstlicher UV-Strahlung aus dem Archiv des IFA systematisch ausgewertet. Die Analyse umfasste Unterlagen aus dem Zeitraum von 1980 bis 2020. Ziel der Auswertung war es, aus den Messdaten zentrale Handlungsschwerpunkte abzuleiten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass diese nicht zwingend die Bereiche mit dem höchsten Gefährdungspotenzial abbilden. Messungen erfolgen typischerweise dort, wo die Expositionshöhe im Vorfeld unklar ist, sodass die Daten vor allem Situationen mit Unsicherheiten im Hinblick auf die vorliegende Gefährdung widerspiegeln. Zudem sollten die aus den Messdaten gewonnenen Erkenntnisse in einer für die Praxis gut nutzbaren Form aufbereitet werden, die es erlaubt, diese auch auf andere Anwendungen zu übertragen.

Insgesamt ließen sich fünf Anwendungsbereiche identifizieren, die einen Großteil der durchgeführten Messungen darstellen. Im Zuge der Analyse wurden sowohl orts- als auch personenbezogene Messwerte zusammengeführt und grafisch aufbereitet. Für jeden dieser Bereiche wurden die relevanten Gefährdungsschwerpunkte sowie die überwiegend empfohlenen Schutzmaßnahmen herausgearbeitet.

1. Ein zentraler Anwendungsbereich von künstlicher UV-Strahlung ist die Tintenfixierung in Druckereien. Hier werden Farben mittels UV-Strahlung getrocknet. Zwar liegt der prozessrelevante Anteil überwiegend im UV-A-Bereich, dennoch emittieren die eingesetzten Leuchtmittel häufig auch UV-B- und UV-C-Strahlung. Die Messungen zeigten, dass Beschäftigte insbesondere an Lichtaustrittsöffnungen, Lüftungsschlitzen oder durch reflektierende Flächen relevanten Belastungen ausgesetzt sein können.
2. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Einsatz von Gasbrennern in der Glasbearbeitung. Die intensive UV-Strahlung entsteht hier als Nebenprodukt der Flamme. Da Tätigkeiten oft in unmittelbarer Nähe zur Flamme ausgeführt werden, sind vor allem Hände, Unterarme und das Gesicht gefährdet. Da die Gefährdung durch die bei der Arbeit an Gasbrennern entstehende Strahlung bereits ausführlich im Rahmen eines Forschungsprojekts untersucht wurde, wurden im Rahmen der Archivrecherche keine weiterführenden Auswertungen in diesem Bereich gemacht. [6] Gleiches gilt für die UV-Exposition beim Lichtbogenschweißen. [7]
3. Bei der Fluoreszenzprüfung (auch Flux-Prüfung) werden Werkstücke mit fluoreszierenden Substanzen behandelt, die unter UV-A-Strahlung sichtbar werden. Diese Verfahren kommen unter anderem in der Qualitätskontrolle metallischer Bauteile zum Einsatz. Die Exposition betrifft häufig Hände und Unterarme, weil die UV-Leuchten meist unterhalb der Augenhöhe angeordnet sind.
4. Auch bei der UV-Härtung von Klebern, Lacken und Beschichtungen treten relevante Expositionen auf. Im Unterschied zu vollautomatisierten Druckprozessen erfolgt die Härtung hier oft manuell, wodurch sich die Beschäftigten zeitweise sehr nah an den UV-Quellen aufhalten.
5. Besonders kritisch sind Anwendungen zur Entkeimung mit UV-C-Strahlung, etwa in Krankenhäusern, der Lebensmittelindustrie oder bei der Luftdesinfektion. Die Messungen zeigen, dass bei freistrahlenden Systemen selbst in mehreren Metern Entfernung Expositionsgrenzwerte überschritten werden können, insbesondere durch direkte und reflektierte Strahlung.

Besonders kritisch sind Anwendungen zur Entkeimung mit UV-C-Strahlung, etwa in Krankenhäusern, der Lebensmittelindustrie oder bei der Luftdesinfektion.

Schutzmaßnahmen nach dem STOP-Prinzip

Ein wichtiger Bestandteil der durchgeführten Betriebsmessungen ist die Ableitung von möglichen Schutzmaßnahmen nach dem im Arbeitsschutz üblichen STOP-Prinzip, sofern Überschreitungen der Expositionsgrenzwerte möglich sind. [8] Zunächst ist die mögliche Substitution der Gefahrenquelle durch Auswahl eines alternativen Verfahrens zu prüfen. Im weiteren Verlauf haben technische und organisatorische Maßnahmen Vorrang vor persönlicher Schutzausrüstung. In den ausgewerteten Messberichten konnten bestimmte Tätigkeitsbereiche identifiziert werden, bei denen die gesetzlich festgelegten Expositionsgrenzwerte bereits nach kurzer Zeit erreicht oder überschritten werden können – teilweise innerhalb weniger Minuten.

Die in den Messberichten aufgeführten Schutzempfehlungen sind überwiegend allgemein gehalten und bedürfen einer standortspezifischen Konkretisierung durch den Betreiber. Bei der Auswahl und Umsetzung geeigneter Maßnahmen ist insbesondere darauf zu achten, dass diese nicht nur wirksam, sondern auch praktikabel sind. Maßnahmen, die zwar einen hohen Schutzgrad bieten, jedoch den regulären Arbeitsablauf erheblich beeinträchtigen, werden in der Praxis häufig umgangen und verlieren damit ihre Wirksamkeit. Eine sorgfältige Abwägung zwischen Schutzwirkung und Anwendbarkeit ist daher essenziell.

Technische Schutzmaßnahmen sind besonders wirksam. Dazu zählen geschlossene Systeme, Abschirmungen, Trennwände oder Schutzscheiben zwischen UV-Quelle und Beschäftigten. Lichtaustrittsöffnungen sollten so klein wie möglich gestaltet und unnötige Spalte vermieden werden. Bei Entkeimungssystemen ist darauf zu achten, dass UV-C-Strahler nur dort eingesetzt werden, wo sie zwingend erforderlich sind, und dass direkte sowie reflektierte Strahlung zuverlässig abgeschirmt wird. Zusätzlich können UV-absorbierende Beschichtungen auf reflektierenden Oberflächen oder Raumdecken die Belastung deutlich reduzieren.

Organisatorische Maßnahmen ergänzen den technischen Schutz. Dazu gehören die Begrenzung der Aufenthaltsdauer in der Nähe von UV-Quellen, das Einhalten von Mindestabständen sowie klare Arbeitsanweisungen. Eine regelmäßige Unterweisung der Beschäftigten über Gefährdungen und Schutzmaßnahmen ist unverzichtbar. Warn- und Gebotsschilder machen auf bestehende Risiken aufmerksam und unterstützen die sichere Arbeitsorganisation.

Langjährige Messungen zeigen, dass Expositionsgrenzwerte in verschiedenen Anwendungsbereichen regelmäßig überschritten werden können, teilweise bereits nach sehr kurzer Zeit.

Wenn technische und organisatorische Maßnahmen nicht ausreichen oder nicht vollständig umgesetzt werden können, ist geeignete persönliche Schutzausrüstung erforderlich. Diese muss auf die jeweilige UV-Quelle und die exponierten Körperbereiche abgestimmt sein. Für den Augen- und Gesichtsschutz kommen UV-schutzgeeignete Schutzbrillen oder, bei höherer Belastung, Schutzvisiere zum Einsatz. Visierlösungen bieten einen besseren Schutz der Gesichtshaut und werden insbesondere bei Gasbrennern oder manuellen UV-Härtungsprozessen empfohlen. Zum Schutz der Haut sind langärmelige, dicht gewebte Kleidung, Stulpenärmel sowie UV-beständige Schutzhandschuhe erforderlich. In manchen Anwendungen haben sich Handschuhe ohne Fingerkuppen bewährt, um Schutz und Feinmotorik zu kombinieren. Wichtig ist, dass die PSA konsequent getragen und regelmäßig auf Beschädigungen überprüft wird. Die Auswahl geeigneter PSA muss Teil der Gefährdungsbeurteilung sein. Ebenso wichtig ist die Akzeptanz durch die Beschäftigten, die durch praxisnahe Unterweisungen und nachvollziehbare Schutzkonzepte gefördert werden kann.

Fazit

Künstliche UV-Strahlung stellt an vielen Arbeitsplätzen eine ernstzunehmende Gefährdung dar. Langjährige Messungen zeigen, dass Expositionsgrenzwerte in verschiedenen Anwendungsbereichen regelmäßig überschritten werden können, teilweise bereits nach sehr kurzer Zeit. Demnach müssen Arbeitsplätze, an denen optische Strahlung auftritt, stets genau in Hinblick auf die Exposition der dort tätigen Beschäftigten geprüft werden.

Eine wirksame Prävention erfordert ein systematisches Vorgehen im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung. Technische Abschirmungen, organisatorische Regelungen und geeignete persönliche Schutzausrüstung müssen sinnvoll kombiniert werden. Nur so lassen sich akute und langfristige Gesundheitsschäden vermeiden und ein sicherer Umgang mit künstlicher UV-Strahlung gewährleisten.