דף פייסבוק סיטילייט
 English Site
בטיחות פוטוביולוגית – ת"י
בטיחות פוטוביולוגית – ת"י 62471 - אינג' דוד תורג'מן

ההתקדמות בשנים האחרונות בתחום מקורות אור ובעיקר בנושא הלדים מעלה מחדש את נושא הבטיחות פוטוביולוגית והשפעותיה על בריאות .

התקן הישראלי ת"י 62471 המבוסס על התקן האירופאי IEC 62471 נותן לנו אפשרות לבחון את ההיבטים הבטיחותיים של ההשפעות הפוטוביולוגית.

התקן כולל הנחיות להערכת הבטיחות הפוטוביולוגית של נורות ושל מערכות תאורה הכוללות גופי תאורה. התקן מפרט בעיקר את גבולות החשיפה, את השיטות למדידות ייחוס ואת שיטת המיון לצורך הערכה ובקרה של גורמי הסיכון הפוטוביולוגיים מכל מקור חשמלי לא קוהרנטי רחב פס של קרינה אופטית, לרבות נורות לד ( LED – דיודה פולטת אור ).

מאמר זה יפרט את  גורמי הסיכון  המופיעים בתקנים , דרכים מושכלים לשימוש בטוח במקורות אור והתייחסות למחקרים המבוצעים בעולם.

פירוט הסכנות על בריאות האדם

 

הספקטרום האלקטרומגנטי בתחום הרלוונטי בתקן כולל שלושה אזורים עיקריים, תחום ה  UV האולטרה סגול, תחום הראיה ( בין 380-780 ננומטר ) ותחום ה IR  ( אינפרה אדום ).

למעשה בכל אחד מהתחומים הללו ישנם אזורים בעלי השפעה בריאותית כתוצאה מחשיפה מוגברת.

במכלול הסכנות ניתן למנות :

      פגיעות בעיניים ( דלקת בקרנית וקטרקט )

  מאמר פוטוביולוגיה איור 1                    מאמר פוטוביולוגיה איור 2

                      

                        איור 1                                                          איור 2

 

 

      פגיעות בעור  ( סרטן העור  ופריחה על העור )

       מאמר פוטוביולוגיה איור 3                  מאמר פוטוביולוגיה איור 4                        

                        איור 3                                                                 איור 4





באיור 5 – ניתן לראות את ההשפעות הבריאותיות כפונקציה של התדרים השונים ( בין 200-3000 ננומטר )

 

 מאמר פוטוביולוגיה איור 5

                                                                                                                                         איור – 5


מניתוח הטבלה ניתן לראות כי קרינה בתחום ה UV הינה בעלת גורם סיכון לעיניים והשאלה היא האם מקורות האור הקיימים היום מאפשרות לנו שימוש בטוח, למעשה הדבר נכון הן לנורות הפריקה כגון נורות מטל הלייד, הן נרות הפלואורסצנטיים ולאחרונה הצטרפו גם נורות הלד.

 

 

ת"י 62471

 

התקן עוסק במספר נושאים :

 

  • בטיחות פוטוביולוגית של מקורות אור ומערכות שבהם יש שימוש במקורות אור (כגון גופי תאורה).
  • סכנות לעין ולעור.
  • הגבלות החשיפה (עד 8 שעות ביום ).
  • סיווג המבוסס על זמני חשיפה מקסימליים.
  • סימון מקורות האור על פי רמות הסיכון.

 

התקן אינו עוסק בנושאים שיש להם נגיעה לבטיחות הפוטוביולוגית ( נושאים שיש לתת עליהם את הדעת גם בתקינה והן במחקר ):

 

  • נזקים כתוצאה משיבוש השעון ביולוגי.
  • פגיעות ברשתית כתוצאה מנזקים מידיים או מצטברים.
  • התייחסות לנושא המלטונין.
  • מחזורי ערות ושינה.
  • ההשפעה של נושאים אלו על מערכת הבריאות הינה מהותית ולכן יש לערוך מחקרים מבוקרים על מנת להגיע למסקנות.

 

יש לציין כי התקן אינו תקן מחייב והינו בגדר תקן ממליץ, משמעות הדבר היא כי יתכן שישווקו מוצרים לציבור הרחב ללא פיקוח ועם דגרת סיכון  גבוהה לבריאות.

 

גבולות החשיפה על פי התקן ( איור – 6  ):


גורם הסיכון

תחום ספקטראלי (nm )

זמן חשיפה (Sec )

E – עוצמת הקרינה W/m²

האיבר המושפע

מהות הפגיעה

Actinic UV skin and eye

200-400

T<30,000

30/t

 עין, עור

פגיעה בקרנית, קטרקט, אדמומיות בעור , התנוונות העור

UV-A eye

315-400

T≤1,000

10,000/t

עין

קטרקט

T>1,000

10

Retinal Blue -Light small source

300-700

T≤100

100/t

עין

נזק לרשתית

T>100

1

Infrared radiation eye

780-3,000

T≤1,000

18,000/t^0.75

עין

קטרקט, פגיעה בקרנית

T<1,000

100

Thermal skin

380-,3000

T<10

20,000/t^0.75

עור

כוויות בעור

 

                                                                               איור – 6

 

 

רמת הסכנה תלויה במספר פרמטרים ( ראה איור – 7 ):

 

 

*      עוצמת ההארה ( ביחידות -לוקס – Lux )

 

*      מרחק ממקור האור ( ביחידות -מ"מ – mm )

 

*      זמן החשיפה ( ביחידות –שניות – Sec )

  מאמר פוטוביולוגיה איור 7

 איור – 7

 

 

כדי לקבוע את סיווג מקור האור מפעילים את מקור האור במרחק של 200 מ"מ ובעוצמה של 500 לוקס, זמן החשיפה ורמת הסיכון תקבע את הסיווג של מקור האור.

 

קבוצת הסיכון

הגדרת הסיכון

סיווג

קבוצת סיכון 0 -ללא סיכון

אין סיכון פוטוביולוגי

RG0

קבוצת סיכון 1- רמת סיכון נמוכה

במגבלות התנהגות נורמאלית רמת הסיכון נמוכה

RG1

קבוצת סיכון 2 – רמת סיכון בינונית

סיכון ברמה בינונית לאור קורן או קיימת אי נוחות תרמית

RG2

קבוצת סיכון 3 – רמת סיכון גבוהה

סיכון גם בחשיפה קצרת זמן

RG3

 

כלומר לזמני החשיפה יכולים להיות השפעות על הבריאות ולכן מומלץ לפעול בהתאם להמלצות התקן לגבי זמני החשיפה.

באיור -8 ניתן לראות את זמני החשיפה המותרים לגבי כל סיווג וסיווג, ככול שרמת הסיווג גבוהה יותר כך זמן החשיפה המותר נמוך יותר ( עבור RG0 – אין מגבלה של זמני חשיפה ).

 

  מאמר פוטוביולוגיה איור 8

איור – 8

 

 

עיקרון המדידות:

מחקרים רבים נעשים בימים אלו במספר מעבדות באירופה ובארה"ב במטרה לקבל נתונים מבוססים על הסכנות והמגבלות שימוש במקורות אור בעלי פוטנציאל לפגיה בבריאות.

ביצוע מדידות על בני אדם הינו נושא בעייתי מאוד מאחר שהנזקים חלקם לא הפיכים לכן המדידות מבוצעות במספר מגבלות שהינם פועל יוצא של:

-          תוצאות של נתונים אמפיריים

-          שקלול לפי פקטור מ 5-10 פעמים האנרגיה הדרושה לגרימת פגיעות /נזקים הניתנים לצפייה

-          הניסויים שבשימוש אינם כוללים חשיפות מרובות

-          סעיף A.3.8 ב-  Annex A מצויין:

-                     Needed information: More knowledge of injury mechanism ;data at 400nm to
                450nm for exposure durations less than 10 seconds ; data on additivity of  
                       multiple exposures and possibility of delayed effects from to recurrent  
                                                        .exposures at levels below the acute threshold    

כלומר באזור הבעייתי של האור הכחול יש עדיין חוסר ידיעה ונתונים הדורשים חקירה יסודית ומבוקרת באשר לנזקים אפשריים

-          עקומות הרגישות אינם מתאימות לאוכלוסיות מסוימות שרגישות יותר.

-          קבוצות הסיכון לא לוקחות בחשבון חשיפה מכוונת ממושכת (שכן סיכון לפגיעה הינו לעיתים לא הפיך).

           גם התוצאות המתקבלות אינם חד משמעיות

איור 9 – מראה שה (EHV (Exposure Hazard Value ערך הסכנה יכול להיות בעל ערך מסויים עבור מרחקי מדידה שונים

 

  מאמר פוטוביולוגיה איור 9

 

איור – 9

 

האור כחול  בלדים :

 נשאלת השאלה מדוע נושא האור הכחול עולה ביתר שאת בלדים יותר מאשר במקורות אור אחרים כגון נורות מטל הלייד ונורות פלואורסנט.

הספקטרום של הלד בנוי משלושה חלקים בסיסיים שההרכבה שלהם מאפשרת קבלת ספקטרום בתחום הנראה.

איור 10 – מראה את הפליטה המונוכרומטית של החלקים השונים

  מאמר פוטוביולוגיה איור 10

איור -10

 

כלומר ניתן ע"י הרכבה רצויה לקבל מצד אחד ירידה משמעותית בתחום של האור הכחול וקבלת ספקטרום טוב בתחום הנראה

איור 11 – מראה איך נראה גרף ספקטראלי של לד ב 4000 מעלות קלוין ( Cool white Led  ),

איך נראה הגרף הספקטראלי של לד ב 3000 מעלות קלוין ( Warm White Led )

ואיך הספקטרום של אור כחול 

  מאמר פוטוביולוגיה איור 11

איור – 11

 

כלומר ניתן להבחין כי יש קשר בין צבע מקור האור לבין הסכנה הפוטוביולוגית לגבי האור הכחול

באיור – 12 – ניתן לראות כי העוצמה יורדת ככול שצבע האור במעלות קלוין יורדת ( וזה נכון גם למקורות אור האחרים כגון נורות מטל הלייד ונורות פלואורסנט )

  מאמר פוטוביולוגיה איור 12

איור – 12

כמו כן ניתן לראות כי קיימת קורולציה גבוהה בין עוצמת האור וצבע האור

איור – 13 מראה את גרף הקושר בין עוצמת האור לבין צבע האור :

  מאמר פוטוביולוגיה איור 13

איור – 13

כבר הצלחנו לראות כי החשיפה לאור כחול הינה בעייתית ובעוצמות מסוימות זמן החשיפה המותרת הינו קטן

אם כך, האם ע"י מניעה או הקטנה של האור הכחול נוכל להחליט שמקור הסכנה קטן?

מסתבר שישנם עוד גורמים נוספים שיש לקחת אותם בחשבון בעיקר כשלוקחים את הלד , מרכיבים עליו עדשות ( לצורך פיזור רצוי של האור ) ומכניסים את כל המערך הזה לתוך גוף תאורה .

ניתן לראות למשל שלד שהוגדר ע"י היצרן כבעל רמת סיכון RG2  בתחום הBlue Light  ( ראה איור – 14 ) אין הכרח שהרכבתו בגוף תאורה תהיה בעלת רמת סיכון גבוהה

 

  מאמר פוטוביולוגיה איור 14

איור – 14

 

שכן שימוש בעדשות מפזרות מאפשרות הקטנה של רמת הסיכון והסיווג שיכולים לרדת באופן משמעותי .

באיור – 15 ניתן לראות מספר מצבים שיכולים להסביר את הנושא

-          שימוש בלד במרחק מסויים יכול להיות בעל סיווג RG1  , אם נגדיל את המרחק נוכל לראות כי גם עם שמירה של רמת ההארה  הסיווג ירד ל RG0

  מאמר פוטוביולוגיה איור 15

איור -15

 

-          איור – 16 - שימוש בלד במרחק מסויים יתן לנו אומנם רמת סיווג RG0 , אולם אם נרכיב על אותו הלד עדשה מרכזת נעלה את רמת הסיווג ל RG1

 

 

  מאמר פוטוביולוגיה איור 115

 

 מאמר פוטוביולוגיה איור 16

איור – 16

 

גופי תאורה עם לדים :

 

השימוש בגופי תאורה מבוססי לדים תופס מקום נכבד הן בתאורת החוץ והן בתאורת הפנים כאשר מצד אחד התמריץ הינו חיסכון באנרגיה ומצד שני החיסכון בעלויות התחזוקה של מתקן התאורה.

אין ספק שהנתונים הנ"ל יוצרים מספר היבטים שיש לתת עליהם את הדעת :

-          גוף תאורה בנוי ממערך של לדים – ככל שכמות הלדים במערך גדולה יותר והיא אינה מרוכזת בלד עוצמתי יחיד כך רמת הסיווג הפוטוביולוגי עשויה לרדת.

-          שימוש בעדשות מרכזות או מפזרות יכולות להשפיע על רמת הסיווג .

-          שימוש בצבע אור יכולה להשפיע ( ככול שהטמפרטורה נמוכה יותר כך יש סיכוי להורה של הסיווג ).

-          שימוש בעוצמה גבוהה יכול להשפיע ולהעלות את הסיווג.

-          מרחק ממקור האור עשוי להוריד את רמת הסיכון

-          כדי לקבל נתונים אמתיים ומהמנים יש למעשה לדרוש בדיקות בטיחות פוטוביולוגית על גוף התאורה השלם ולא רק על הלדים בלבד בהתאם למקום ההתקנה .

 

 

סיכום :

 

שימוש מושכל בעקרונות המובאים במאמר זה יכולות לאפשר שימוש בטוח במקורות האורה השונים וביניהם גם הלדים .

שימוש מושכל באמצעים הקיימים יכולים לשפר באופן מהותי את איכות מתקן התאורה תוך מתן דגש על הבטיחות של המשתמשים תוך שצירה על איכות הסביבה שבה אנו חיים .