Einfluss meteorologischer Größen auf die UV-Strahlungsexposition von Beschäftigten im Freien

Status:

abgeschlossen

Zielsetzung:

Hinsichtlich der UV-Strahlungsexposition kommt dem Wetter eine entscheidende Rolle zu. Es gibt zurzeit noch keine wissenschaftlichen Untersuchungen, die personendosimetrische Messungen der UV-Bestrahlung in direkte Verbindung zu meteorologischen Daten bringen.

Hinsichtlich der UV-Strahlungsexposition kommt dem Wetter eine entscheidende Rolle zu. Es gibt zurzeit noch keine wissenschaftlichen Untersuchungen, die personendosimetrische Messungen der UV-Bestrahlung in direkte Verbindung zu meteorologischen Daten bringen.

Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand darin, Messungen der UV-Strahlungsexposition von Beschäftigten, die über Jahre mit GENESIS-UV durchgeführt wurden, mit meteorologischen Daten zu verknüpfen und offene Fragestellungen zu klären. Dies gilt insbesondere für den UV-Index, der als mögliches Präventionstool für die Unfallversicherung überprüft werden soll. Weiterhin sollte geklärt werden, ob sich aus den Messungen mit GENESIS-UV Anteile von Verschattung während der Arbeit oder Aufenthalte innerhalb oder außerhalb von Gebäuden abschätzen lassen.

Aktivitäten/Methoden:

Der auf einer statischen, ebenen Fläche gemessene UV-Index (UVI) wird genutzt, um je nach Stufe Schutz- und Verhaltensmaßnahmen vorzuschlagen. Es sollte eine wissenschaftlich fundierte Aussage getroffen werden können, ob der UV-Index die tatsächliche Exposition an der Person korrekt darstellt.

Die personendosimetrische Messung der UV-Strahlungsexposition von Beschäftigten im Freien mit GENESIS-UV führte bereits in den vergangenen Jahren zu einem großen Datenbestand. GENESIS-UV lieferte dabei Daten für Zeit, Bestrahlung mit UV-A und UV-B/C, dreidimensionale Angaben zur Beschleunigung sowie dreidimensionale Angaben über das lokale (Erd-)Magnetfeld.

Mithilfe einer meteorologischen Messstation wurden direkt am Arbeitsort von Versuchspersonen bei GENESIS-UV, die mit einem personengetragenen Dosimeter ausgestattet waren, statische Messungen der Parameter UV-Bestrahlung (global, diffus, erythemgewichtet, spektral aufgelöst), Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Windstärke und Niederschlag durchgeführt. Diese Messungen wurden in Relation zu den personendosimetrisch gemessenen Werten gesetzt und durch genaues Protokollieren der durchgeführten Tätigkeiten mit den hinterlegten Tätigkeitsprofilen verknüpft. Einen weiteren zentralen Punkt bildete die Erstellung eines meteorologischen Datensatzes, der Parameter wie den zeitgenauen Sonnengang, direkte und diffuse solare Strahlungsflüsse, Temperatur, Feuchte, Windstärke, Bedeckungsgrad, Niederschlag sowie Daten aus dem UV-Messnetz des Bundesamtes für Strahlenschutz enthalten sollte. Diese wurden mit den Datensätzen aus GENESIS-UV verbunden.

Das Projekt steht in enger Verbindung mit dem DGUV Forschungsprojekt FF-FB 181 "Teil 2 des Forschungsprojekts 'Durch UV-Strahlung induzierte bösartige Hauttumore': Berufliche und außerberufliche Exposition gegenüber UV-Strahlung und Hautkrebs" und den IFA Projekten 4206 "DGUV-FB 181 "Hautkrebs durch UV-Strahlung", 4207 "Messkampagne mit GENESIS-UV-Messsystem: ultraviolette Bestrahlung bei Tätigkeiten im Freien" und 4208 "Durchlässigkeit (Transmission) von Fahrzeugscheiben für UV-Strahlung".

Ergebnisse:

In einem ersten Meilenstein wurde die meteorologische Messstation beschafft und durch Dosimeter des GENESIS-UV Messsystems ergänzt, um einen direkten Anschluss an die personendosimetrische Datenerhebung durch die Versicherten zu ermöglichen. Die Messstation wird auch nach Ende dieses Projekts für weitere Messungen und Aktionen (z. B. Sonnenschutztage bei UV-Trägern) verwendet.

Während der in den Jahren 2016 und 2017 bundesweit durchgeführten 14 Messreisen konnte eine große Anzahl an Datensätzen erhoben werden. Die UV Exposition von im Freien arbeitenden Probanden wurde dabei mit der global verfügbaren UV Sonnenstrahlung verglichen. Aus der globalen UV-Strahlung wurde der UVI bestimmt und mit den Vorhersagen des Deutschen Wetterdienstes verglichen. Dabei wurde der reale UVI nie überschätzt, zeigte aber nur für klaren Himmel gute Übereinstimmung mit der Vorhersage.

Neben den Messungen im beruflichen Umfeld konnte eine Messreihe im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit der Universität Jena zur Bestrahlung verschiedener Körperstellen bei Beachvolleyballern durchgeführt werden. Für das IFA können daraus Lehren in Bezug auf die Verteilung der Bestrahlung bei verschiedenen Körperhaltungen gezogen werden und so – mit den anderen bei GENESIS-UV erhobenen Daten – in ein Kooperationsprojekt mit der Universität Lausanne einfließen. Dieses Projekt soll mit Hilfe von softwaregestützten Modellierungen zum Aufbau eines Katasters zur Verteilung der Exposition an verschiedenen Körperstellen bei unterschiedlichen Berufen dienen. Mittels erster Modellsimulationen wurde der Einfluss von Wolken auf die individuelle UV-Belastung an verschiedenen anatomischen Körperregionen untersucht.

Im Rahmen einer Kooperation mit Public Health England (PHE) wurden mehrtägige Messungen während eines so genannten Low Ozone Events durchgeführt. Der Effekt des Mini-Ozonlochs wurde mittels des Radiation Amplification Factors (RAF) quantifiziert, der für die zukünftige Charakterisierung von Mini-Ozonlöchern in einen auf UV-Messdaten beruhenden RAFm und einen neuen Parameter, den Cloud Ozone Factor (COF) zerlegt wurde. Hieraus lässt sich direkt ableiten, wie stark die UV-Bestrahlung an einem bestimmten Tag erhöht ist.

Dieses Projekt diente zur Unterstützung einer durch ein DGUV Promotionsstipendium finanzierten Arbeit in Kooperation mit dem meteorologischen Institut der Universität Bonn. Die abschließende Dissertation mit der wissenschaftlichen Auswertung wird zurzeit durch die Universität publiziert.

Stand: