UV-Anamneseauxilium zur Expositionsabschätzung der natürlichen UV-Strahlendosis von im Freien Beschäftigten

ASU Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2013; 48: 250–253

Plattenepithelkarzinome der Haut bei Personen, die beruflich durch Tätigkeit im Freien langjährig gegenüber solarer ultravioletter (UV-) Strahlung ausgesetzt waren, erfüllen im Prinzip alle Kriterien zur Aufnahme einer Krankheit in die Liste der Berufskrankheiten (Drexler et al. 2012). Von entscheidender Bedeutung für die Abgrenzung einer besonders betroffenen Personengruppe ist die kumulative UV-Dosis, die im Laufe eines Arbeitslebens erworben wurde. Das in der Berufskrankheitenverordnung (BKV) genannte „in erheblich höherem Grade ausgesetzt Sein“ bezieht sich dabei nicht auf die Exposition selbst, sondern auf das daraus resultierende Erkrankungsrisiko. Der Begriff „erheblich“ ist juristisch zwar nicht exakt definiert, allerdings wurden in den letzten Jahren mehrere Berufskrankheiten ab einem relativen Risiko von 2 als solche konkret definiert. Bei einem durch die Arbeit verdoppelten Risiko (RR = 2) trägt die Arbeit mit 50 % zum Erkrankungsrisiko bei (Drexler et al. 2012). Da jeder Mensch gegenüber solarer UV-Strahlung exponiert ist und dadurch das Risiko hat, an einem PEK zu erkranken, ist für die Anerkennung eines PEK als Berufskrankheit die Frage von Relevanz, ab wann von einem beruflichen Verursachungsrisiko von mehr als 50 % ausgegangen werden kann. Die Möglichkeit einer quantitativen Expositionsabschätzung ist für den Arzt also wichtig, beispielsweise wenn er beurteilen soll, ob ein begründeter Verdacht auf das Vorliegen einer Berufskrankheit besteht.

Zur Abschätzung der stattgehabten natürlichen UV-Strahlendosis wurde von den Erlanger und Mainzer Hochschulinstituten für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin im Rahmen des DGUV-Forschungsprojekts FB 170 ein UV-Anamneseauxilium entwickelt. Dieses besteht aus dem nachfolgend beschriebenen Algorithmus. In diesen gehen sowohl externe Einflussfaktoren ein, die die Intensität der solaren UV-Strahlung bestimmen (z. B. die Jahreszeit oder die Meereshöhe), als auch Rahmendaten des Arbeitsverhältnisses sowie Angaben über das Freizeitverhalten des Patienten.

Da diese Parameter in verschiedenen Lebens- und Arbeitsphasen unterschiedlich sein können, wird die Dosisbestimmung immer in Bezug auf einen bestimmten Lebensabschnitt (Episode) vorgenommen und dann die Einzeldosen dieser Episoden aufsummiert. Auf diese Weise kann die berufliche natürliche UV-Dosis über das ganze Berufsleben retrospektiv abgeschätzt werden. Da eine Exposition mit UV-Strahlung aber auch in der Freizeit stattfindet und auch der ausschließlich in Innenräumen Beschäftigte (im Folgenden Indoorworker genannt) einer minimalen beruflichen UV-Belastung ausgesetzt ist (z. B. auf dem Weg zur Arbeit), ist das Verhältnis von zusätzlich durch Tätigkeit im Freien (Outdoortätigkeit) erworbener UV-Belastung zur Summe aus der durchschnittlichen Belastung des Indoorworkers und der UV-Belastung durch die Freizeitaktivität des Patienten für das Vorliegen eines BK-Falls entscheidend. Bei extremer passiver Freizeitgestaltung im Innenraumbereich („Stubenhocker“) werden Abschläge und bei überdurchschnittlicher UV-Exposition durch Freizeitaktivitäten entsprechende Zuschläge berücksichtigt. Das Risiko, an einem Plattenepithelkarzinom zu erkranken, wird als verdoppelt (RR = 2) angenommen, wenn die zusätzlich beruflich erworbene UV-Belastung relativ zur nichtberuflichen Exposition des Patienten 40 % und mehr beträgt (Drexler et al. 2012).

Als Berechnungseinheiten werden standarisierte Erythemdosen (SED), die eine spektrale Gewichtung der UV-Belastung vornehmen, zugrunde gelegt. Obwohl es wissenschaftlich nicht gesichert ist, welcher Frequenzbereich des Sonnenspektrums für die Entstehung der betreffenden Hauttumore verantwortlich ist, können die SED zugrunde gelegt werden, da solare UV-Strahlung, trotz unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung in Abhängigkeit von Meereshöhe und geografischer Breite, ausreichend gut mit der SED korreliert und sowohl die berufliche als auch die private Exposition als SED erfasst werden. Für UV-Spektren anderer Zusammensetzung (aus künstlichen Quellen) ist die Zulässigkeit des unmittelbaren Vergleichs mit der solaren Exposition allerdings wissenschaftlich noch nicht abschließend geklärt, weswegen eine einfache Addition von UV-Belastungen aus natürlichen und künstlichen Quellen nicht angewendet werden sollte.

In den folgenden Schritten wird die Vorgehensweise (Algorithmus) zur Abschätzung und Berechnung dieses Verhältnisses im Einzelnen dargelegt. In diese Abschätzung gehen sowohl relativ gut objektivierbare Fakten ein (z. B. Dauer des Arbeitsverhältnisses, Tätigkeitsschwerpunkte, Ort der Beschäftigung) als auch schwer objektivierbare Angaben des Patienten (z. B. Angaben über das Freizeitverhalten der letzten Jahrzehnte). Es ergibt sich dabei insbesondere das Problem, dass sich Patienten womöglich hinsichtlich ihres Freizeitverhaltens nicht hinreichend exakt an zeitlich weit zurückliegende Abschnitte erinnern. Um einer „Pseudogenauigkeit“ vorzubeugen, d. h. der Gefahr, besonders genaue Angaben zu erfragen, die vom Befragten mehr oder weniger unpräzise beantwortet werden und dadurch große Fehler in der Abschätzung hervorrufen würden, werden in der Freizeitanamnese pauschale Zu- oder Abschläge für bestimmte Verhaltensweise (extreme Outdooraktivität in der Freizeit oder im Urlaub) vorgenommen.

Wert A : Im ersten Schritt wird die altersäquivalente UV-Dosis für Indoorworker berechnet (Wert A). Dabei wird ein Jahresmittelwert aus wissenschaftlichen Studien für Indoorworker von 130 SED/Jahr zugrunde gelegt, der die berufliche UV-Belastung des Indoorworkers sowie eine durchschnittliche UV-Belastung in der Freizeit und durch Urlaub abdeckt (Knuschke et al. 2007, 2008). Wert A berechnet sich dann wie folgt: 130 SED/Jahr × Anzahl Lebensjahre bei Erstdiagnose des Hauttumors.

Wert B : Mit Wert B wird die zusätzliche UV-Dosis durch Outdoorarbeit bezeichnet. Da im Allgemeinen davon auszugehen ist, dass das bisherige Arbeitsleben des Patienten in mehreren unterschiedlichen Episoden ablief, wird pro Episode eine Abschätzung vorgenommen und dann aufsummiert. Zugrunde gelegt werden aufgrund der wissenschaftlichen Literatur 170 SED/Jahr als durchschnittliche zusätzliche jährliche Dosis an natürlicher UV-Strahlung für den Outdoorworker (Knuschke et al. 2004, 2007). Für die Abschätzung einer Arbeitsepisode werden folgende Angaben erhoben:

• Dauer der Tätigkeit in Jahren
• Einsatzzeit während des Tagesverlaufs (morgens/mittags/abends, vor allem wichtig für Teilzeitbeschäftigte)
• Einsatzzeit während des Jahresverlaufs (ganzjährig/saisonal)
• Einsatzort (geografische Breite, Meereshöhe, Rückstrahlvermögen [Albedo] der Arbeitsumgebung).

Der Wert B i einer einzelnen Arbeitsepisode berechnet sich dann wie folgt: Anzahl Jahre einer Tätigkeit × Faktor für Tagesverlauf × Faktor für Jahresverlauf × Faktor für geografische Breite × Faktor für Meereshöhe × Faktor für Albedo × 170 SED/Jahr. Wert B ist dann die Summe der Werte B i , also die Summe über alle Arbeitsepisoden. Dabei werden folgende Faktorwerte zugrunde gelegt (Angabe der Faktorwerte in Klammern):

• Tages- und Jahresverlauf des Sonnenstandes (Meffert et al. 2009; Stick et al. 1998; Weber et al. 2007; Knuschke et al. 2004): Hinsichtlich des Jahresverlaufs wird die Gewichtung von 80/20 von Sommermonaten zu Wintermonaten vorgenommen ( Tabelle 1 ).
• Hinsichtlich des Tagesverlaufs wird eine Gewichtung von 65/35 von Mittagsstunden zu Morgens- und Abendstunden vorgenommen ( Tabelle 2 ).
• Bedeckungsgrad des betroffenen Hautareals:
  • bedeckt (0 %),
  • nicht bedeckt (100 %),
  • manchmal bedeckt (50 %)
• Geografische Breite des Arbeitsortes (eigene Berechnung aufgrund von Daten des Finnish Meteorological Institute (FMI), http://promote.fmi.fi/index.html ):
  • 0–20° geogr. Breite z. B. Thailand (350 %),
  • 20–40° geogr. Breite z. B. Griechenland, Italien (200 %),
  • 40–60° geogr. Breite z. B. Deutschland, Südschweden (100 %),
  • 60–90° geogr. Breite z. B. Nordschweden (50 %)
• Meerehöhe des Arbeitsortes (mod. nach Ambach et al. 1994; BAG 2006):
  • bis 1000 m (100 %),
  • bis 2000 m (110 %),
  • bis 3000 m (120 %),
  • über 3000 m (130 %)
• Albedo (mod. nach BAG 2006; Feister et al. 1995; Koepke et al. 2006; Meyer 2010; Singh et al. 2001; Uller 2007):
  • keine Reflexion (100 %),
  • Schnee (165 %),
  • Wasser mit Wellengang (120 %),
  • Sand (115 %),
  • Styropor (185 %),
  • Zinkblech (175 %),
  • Weißaluminium (145 %),
  • Beton (110 %)

Abschätzung der natürlichen UV-Dosis in der Freizeit : Da sich im Allgemeinen auch das Freizeitverhalten im Laufe des Lebens verändern kann, werden auch hier wieder die einzelnen Episoden abgeschätzt und die Werte der einzelnen Episoden aufsummiert. Diese Episoden müssen nicht identisch mit denen der Abschätzung der beruflichen Exposition sein. Ist keine erhebliche Abweichung gegeben, bleiben die angesetzten 130 SED/Jahr bestehen. Aus oben genannten Gründen (Vermeidung einer Pseudogenauigkeit) werden für den Patienten pro Episode ggf. aufgrund seines Freizeitverhaltens nur dann Zu- oder Abschläge berechnet, wenn sein Verhalten erheblich vom Durchschnittswert abweicht.

Es werden also neben dem Durchschnittsverhalten in Freizeit und Urlaub nur drei weitere „Life-style-Gruppen“ betrachtet:

• Abschlag bei extrem passivem Freizeitverhalten ( „Stubenhocker“): –20 SED/Jahr
• Aufschlag bei extremem Freizeitverhalten am Wochenende: +50 SED/Jahr
• Aufschlag bei extremem Freizeitverhalten im Urlaub: +30 SED/Jahr
• Mit „extrem“ ist ein Verhalten gemeint, dass in der Regel eine erheblich erhöhte natürliche UV-Exposition mit sich bringt, wie regelmäßige Gartenaufenthalte oder regelmäßig aktiver Aufenthalt im Freien, wie Wandern, Radfahren, Skaten usw.. Die beiden Aufschläge können kombiniert werden, so dass die Exposition eines Indoorworkers dann bis zu 210 SED/Jahr betragen kann (Knuschke et al. 2004).

Die künstliche UV-Belastung durch die Arbeit (z. B. Schweißen) und auch die künstliche UV-Belastung in der Freizeit (z. B. Sonnenbank) können erfasst werden, allerdings ist eine Verrechnung der natürlichen und künstlichen UV-Strahlung derzeit nicht möglich, da sich das Spektrum künstlicher UV-Strahlung erheblich von dem der solaren UV-Strahlung unterscheidet. Die gebräuchlichen spektralen Gewichtungen der UV-Strahlung (Heff oder Hery) beziehen sich auf akute Effekte entweder für Augen und Haut oder nur für die Haut alleine. Die so genannte effektive Bestrahlung bezüglich des Nichtmelanom-Hautkrebses Hnmsc (NMSC – „non-melanoma skin cancer“) wurde experimentell ermittelt und beschreibt die Auftretenswahrscheinlichkeit von Plattenpithelkarzinomen bei Albinomäusen innerhalb eines Jahres in Abhängigkeit von der eingesetzten Wellenlänge. Beim Menschen entwickeln sich Plattenepithelkarzinome i. d. R. aber erst im höheren Lebensalter, also nach jahrzehntelanger Exposition, so dass die Frage der Zulässigkeit der Übertragbarkeit noch nicht abschließend beantwortet ist. Die Bewertung künstlicher UV-Quellen im Hinblick auf das Krebsrisiko bedarf daher weiterer wissenschaftlicher Forschungsarbeit.

Geht man von einer ganzjährigen, durchschnittlichen Outdoor-Tätigkeit in Deutschlandland mit einer zusätzlichen UV-Exposition von 170 SED/Jahr (gegenüber dem Indoorworker) und von der durchschnittlichen UV-Belastung des Indoorworkers von 130 SED/Jahr aus, dann ist der im Freien Berufstätige im Jahr gegenüber 300 (170 + 130) SED exponiert und damit um den Faktor 2,3 höher als ein in Innenräumen Beschäftigter. Die kumulative UV-Belastung eines Jahres wird nach Schauberger für Indoor-Beschäftigte auf 3–5 % der jährlichen UV-Umgebungsstrahlung angenommen, während für Outdoor-Beschäftigte etwa 10 % angenommen werden (Schauberger et al. 1992). Das Verhältnis der höheren UV-Belastung von Outdoor- im Vergleich zu Indoor-Beschäftigten wird in anderen Arbeiten auf 2,25 (Diffey 1987) und 3,0 (Schothorst et al. 1985) eingeschätzt. Die Grundannahmen in unserem Auxillium stehen damit in guter Übereinstimmung mit den entsprechenden Angaben aus der Literatur.

Um den Rechenaufwand zur Beurteilung der UV-Belastung gering zu halten, wird derzeit ein Online-Programm entwickelt, mit dem unter Zugrundelegung der anamnestischen Angaben und des beschriebenen Algorithmus die beruflichen und privaten Bestrahlungswerte schnell und einfach abgeschätzt werden können. Dieses Tool wird ab Herbst 2013 kostenfrei zur Verfügung stehen. Der Erstautor wird auf E-Mail-Anfrage die Zugangsmodalitäten mitteilen.

Literatur

Ambach W, M Blumthaler, C Anselm: Spektrale Messungen des Höheneffektes der solaren UV-Strahlung im Raum Innsbruck; Berichte des naturwissenschaftlichen-medizinischer Verein Innsbruck 1994; 81: 7–14.

Bundesamt für Gesundheit (BAG): Höhe und Reflexion ( http://www.bag.admin.ch/themen/strahlung/00058/00147/01584/01588/index.html?lang=de ) 2004.

Diffey BL: Analysis of the risk of skin cancer from sunlight and solaria in subjects living in Northern Europe. Photodermatology 1987; 4: 118–126.

Drexler H, Diepgen TL, Schmitt J, Schwarz T, Letzel S: Arbeitsbedingte UV-Exposition und Malignome der Haut. Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2012; 47: 350–354.

Feister U, Grewe R: Spectral albedo measurements in the UV and visible region over different types of surfaces. Photochem Photobiol 199; 62: 736–744.

Finnish Meteorological Institute (FMI): http://promote.fmi.fi/index.html, abgerufen September 2011.

Knuschke P, Kurpiers M, Koch E, Kuhlisch W, Witte K. Mittlere UV-Expositionen der Bevölkerung. Hannover: Technische Informationsbibliothek, 2004.

Knuschke P, Unverricht I, Ott G, Janssen M: Personenbezogene Messung der UV-Exposition von Arbeitnehmern im Freien. Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Forschung, F 1777; Dortmund, Berlin, Dresden: BAuA, 2007.

Knuschke P, Janssen M, Ott G: Referenzbasis solarer UV-Expositionen zur Bewertung der Expositionslevel in der Bevölkerung und an Arbeitsplätzen im Freien. In: Kaase H, Serick F (Hrsg.): Licht und Gesundheit. Berlin, 2008, S. 24–29.

Koepke P, Anwender M, Mech A et al.: Actual state of the UV radiation transfer model package star. In: Fischer H, Sohn B (eds.): IRS 2004: Current Problems in Atmospheric Radiation. Hampton, USA: Deepak, 2006, pp 71–74.

Meffert H, Meffert PJ, Rowe E, Kolde G: Ein einfaches Verfahren zum Abschätzen des UV-Index. Akt Dermatol 2009; 35: 25–28.

Meyer G: UV-Strahlenbelastung von Seeleuten. In: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (Hrsg.): Optische Strahlung. Dortmund: BAuA, 2010, S. 43–46.

Schothorst AA, Slaper H, Schouten R: UV-B dose in maintenance psoriasis phototherapy versus solar UV-B exposure. Photodermatology 1985; 2: 213–220.

Schaubberger G, Keck G, Cabay A: Das Verhalten des Menschen im solaren Spannungsfeld im Hinblick auf seine UV-Exposition. Hautarzt 1992; 43: 542–548.

Singh VP, Singh P, Haritashya UK (Hrsg.): Encyclopedia of snow, ice and glaciers. Dordrecht, Netherlands: Springer, 2011.

Stick C, Pielke L: Die Zusammensetzung der solaren UV-Strahlung im Tagesverlauf. Akt Dermatol 1998; 24: 159–163.

Uller A: Untersuchung des Reflexionsverhaltens von Oberflächen im ultravioletten Spektralbereich. Diplomarbeit Technische Universität Graz, 2007 (http://esv-sva.sozvers.at/mediaDB/MMDB133500_M013.pdf).

Weber M, Schulmeister K, Graber F et al.: Studie zur UV-Belastung bei Arbeiten im Freien. AUVA, 2007 (http://esv-sva.sozvers.at/mediaDB/555789_R49.pdf).

Danksagung : Das Forschungsvorhaben wurde durch die DGUV gefördert (FP 170).

Für die Verfasser:

Dr. phil. Dipl-Phys. Johannes Kiesel

Institut und Poliklinik für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin

der FAU Erlangen-Nürnberg

Schillerstraße 29 – 91054 Erlangen

johannes.kiesel@ipasum.med.uni-erlangen.de