Die UV-Messungen durch die Personendosimetrie

Im Folgenden werden Untersuchungen vorgestellt, die mit Hilfe der Personendosimetrie die UV-Dosis in Abhängigkeit von Personengruppen und Verhalten gemessen haben.

Diese Messungen können ein detailliertes Bild über die UV-Dosis geben und dadurch beispielsweise Risikogruppen oder auch die ortsabhängige Strahlendosis aufzeigen. Es gibt – je nach Bauart – verschiedene Dosimetertypen. Gängige sind das Dosimeter, das Sporendosimeter sowie das elektronische Dosimeter. Das Polysulfonfilm-Dosimeter besteht im Wesentlichen aus Polysulfon, einem Kunststoff, der seine optischen Eigenschaften als Folge seiner Exposition mit UV-Strahlung ändert. Vor und nach der Exposition muss die Absorption der UV-Strahlung photometrisch bestimmt werden. Der Differenzwert bei einer bestimmten Wellenlänge ist ein Maß für die Dosis. Sporen- und Biofilmdosimeter basieren auf der Messung der Überlebensrate von Bacillus subtilis Sporen, die der UV-Strahlung ausgesetzt werden. Nach der Exposition ist eine Referenzexposition im Labor notwendig, und im Anschluss daran werden die Sporen bebrütet, die Poren angefärbt und die Koloniebildungsfähigkeit der Sporen als Maß für die Dosis bestimmt. Das elektronische Dosimeter besteht aus einem Sensor mit Filtern und einem Halbleiterdetektor, an den ein Speicherchip angeschlossen ist, der die Daten elektronisch aufzeichnet (vgl. KRINS et al., 1999). Je nach Einsatzzweck werden entsprechende Dosimeter benutzt. Das Polysulfonfilmdosimeter wird häufig im Rahmen der Personendosimetrie verwendet wie auch in der Untersuchung von KNUSCHKE et al.

(2007). In der Studie wurde die UV-Exposition im Jahresverlauf differenziert nach

Werktags-, Freizeit- und Urlaubsexposition gemessen, wobei die UV-Strahlung für repräsentative Berufsgruppen und deren Verteilung für 19 Körperareale ermittelt wurde.

Repräsentativ für ständig im Freien arbeitende Arbeitnehmer wurden Beschäftigte aus Hochbau, Landwirtschaft und Müllentsorgung in die Studie einbezogen. Sportlehrer, Kindergärtnerinnen und Glasreiniger standen stellvertretend für Berufsgruppen mit intermittierender Tätigkeit im Freien. Beschäftigte, die sich ständig im Gebäude (Innentätigkeit) aufhalten, wurden als Referenzgruppe auf Basisexpositionsniveau angesehen. Besonders interessant sind Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen der Exposition und dem Wetter. So beeinflussen meteorologische Faktoren, insbesondere Lufttemperatur, Sonnenscheindauer und Niederschlag, die Wahrscheinlichkeit einer individuellen UV-Exposition. Die Abbildungen 66 und 67 veranschaulichen diesen Zusammenhang. In der Abbildung 66 ist die mittlere solare UV-Exposition (SED/d) an Werk- und Wochenendtagen für die 37. und 38. Kalenderwoche (KW) zu erkennen. In der Abbildung 66a ist die mittlere solare UV-Exposition (Sonnenstandswinkel 42°) für die 37.

Kalenderwoche dargestellt. Unter Berücksichtigung der Abbildung 67 wird deutlich, dass die Exposition für eher mäßiges Wetter gilt, da die Temperatur von 26 °C (Wochenanfang) auf 13 °C abfiel und währenddessen Niederschlag einsetzte. Mit Ausnahme der Bauarbeiter stieg die UV-Exposition in der 38. KW für alle Berufsgruppen – vor allem im Freizeitbereich. Die Gründe hierfür zeigt die Abbildung 67 – denn der Niederschlag blieb aus, die Temperatur stieg an und die Sonnenscheindauer erhöhte sich.

Abbildung 66: Mittlere solare UV-Exposition an Werk- und Wochenendtagen (γs=42°) für die 37. (a) und 38.

(b) Kalenderwoche (KW) 2003. Quelle: KNUSCHKE et al., 2007.

Diese Ergebnisse sind im Hinblick auf den Klimawandel und der sich dadurch ggf.

verändernden UV-Exposition von großer Wichtigkeit und im Weiteren ein wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit.

Abbildung 67: Meteorologische Situation (aus WetterOnline) während der 37. und 38. Kalenderwoche 2003.

Quelle: KNUSCHKE et al., 2007.

Die Urlaubsexposition stellt einen wesentlichen Teil der Jahresdosis dar. Auch diesem Thema wurde in der Untersuchung Rechnung getragen (Abbildung 68). Zu erkennen ist die mittlere tägliche Urlaubsexposition im Vergleich zu den mittleren arbeitstäglichen UV-Expositionen von im Freien beschäftigten Arbeitnehmern. In der rechten Bildhälfte ist die Urlaubsregion mit der Mittagssonnenhöhe zu erkennen.

Abbildung 68: Mittlere tägliche Urlaubsexposition im Vergleich zu mittleren arbeitstäglichen UV-Expositionen von im Freien beschäftigten Arbeitnehmern. Rechte Bildhälfte: Urlaubsregion und Mittagssonnenhöhe.

Quelle: KNUSCHKE et al., 2007.

Die Urlaubsexposition ist abhängig vom Urlaubsort (geographische Lage) und damit von der Mittagssonnenhöhe, der Aufenthaltsdauer, den meteorologischen Bedingungen und dem individuellen Verhalten vor Ort. Als Referenzwerte können die roten Balken der Bauarbeiter in Dresden angesehen werden, die – je nach Mittagssonnenhöhe – unterschiedlich exponiert sind. Im Vergleich dazu liegen die Urlaubsexpositionen – selbst im heimischen Garten – deutlich höher. Im Mittelmeerraum (70°) liegen die Werte erwartungsgemäß am höchsten, wobei auch in Mitteleuropa hohe Expositionswerte bei einem Sonnenstand von 60° erreicht werden können. Als Grund für die hohen Expositionen im Garten oder an der Ostsee kann die Temperatur angenommen werden.

Im Sommer könnte im Mittelmeerraum aufgrund der hohen Wärmebelastung die Sonne gemieden und Schatten aufgesucht werden. Aufgrund der im Mittel geringeren Temperaturen in Deutschland wird möglicherweise daher die Sonnenwärme (beispielsweise am Ostseestrand) und damit die UV-Exposition auch über die Mittagsstunden gesucht. In Summe gesehen kann dann die UV-Exposition in thermisch etwas ungünstigeren Regionen (wie beispielsweise der Ostseeküste) im Vergleich zum Mittelmeerraum recht hoch sein. Die Tatsache, dass die UV-Exposition im Urlaub einen hohen Anteil an der Jahresexposition hat, wird von DIFFEY (2004) gestützt. In einer Untersuchung wurde der Anteil der Urlaubsexposition an der Jahresdosis mit 30 % angegeben. Der Anteil der Wochenendexposition im Sommer gar mit 40 %.

Es zeigt sich, dass die Bedeutung der Urlaubs- und Freizeitgestaltung in Kombination mit meteorologischen Gegebenheiten den wesentlichen Faktor in der UV-Exposition spielt.

In vielen Fällen werden die Angaben über UV-Strahlungsintensitäten auf Grundlage horizontaler Flächen angegeben. Jedoch bestehen deutlich Unterschiede in der Bestrahlungsstärke, je nach dem wie die Ausrichtung der Fläche in Bezug zur Einstrahlungsrichtung ist. Dies ist hinsichtlich der Expositionsabschätzung einzelner Körperareale wichtig, da besonders stark exponierte Flächen (Sonnenterrassen, z.B. Stirn) und eher schwach exponierte Flächen (z.B. Oberschenkel) vorhanden sind (Annahme stehende Person und hoher Sonnenstand). Die UV-Strahlungsintensität in Abhängigkeit von den Körperflächen wurde von HÖPPE et al. (2004) untersucht. Grundlage dafür war die Schaffung eines Messsystems, das die erythemwirksame Strahlung in 27 verschiedenen Richtungen innerhalb von 2 Minuten gleichzeitig erfassen kann. Zur besseren Visualisierung wurden die Ergebnisse mit einem virtuellen Oberflächenmodell des menschlichen Körpers kombiniert (Abbildung 69).

Abbildung 69: UVI-Verteilung auf dem Körper eines stehenden Mannes mit Blick nach Süden (Azimutwinkel 180°) am Schneefernhaus (12. Juni 2001) um 13:15h (Sonnenazimutwinkel 180,4°; Sonnenhöhenwinkel 65,7°). Ozonkonzentration 307 DU, wolkenfreier Himmel. Quelle: HÖPPE et al., 2004.

Die Abbildung verdeutlicht die unterschiedliche Strahlungsintensität abhängig von der Körperfläche. Erwartungsgemäß sind die Sonnenterassen am stärksten der Strahlung ausgesetzt. Dazu zählen in erster Linie die Stirn, die Nase, die Ohren, die Brust, die Füße sowie Handrücken und Arme. Aber auch Teile des (sonnenabgewandten) Rückens sind immer noch einem UVI-Niveau von 6 ausgesetzt, das nach HÖPPE et al. (2004) durch die hohe Albedo der Umgebung von 64 % zustande kommt. Diese Ergebnisse lassen sich gut

mit der „Lagehäufigkeit von Hautkrebs“ vergleichen (z.B. ARMSTRONG und KRICKER, 2001).

Dabei wird deutlich, dass vor allem das Basaliom dort auftritt, wo die größte Exposition vorhanden ist, nämlich im Gesicht und an den Ohren. Für das Spinaliom trifft dies auch noch zu, allerdings kommt dies auch oftmals auf dem Handrücken vor, im Gegensatz zum Basaliom. Die Häufigkeit an den Füßen ist sehr gering, was mit dem Tragen von Schuhen (und damit UV-Schutz) zu begründen ist. Wie erwähnt, weist das maligne Melanom im Gegensatz zu den nichtmelanozytären Hautkrebsen, eine geringere Abhängigkeit von den stark exponierten Körperarealen auf.

3.3.3.2 Die Bedeutung thermophysiologischer Bedingungen für das