與可見光一樣，紫外線輻射 (UVR) 是一種光輻射形式，與可見光相比，它具有更短的波長和更高能的光子（輻射粒子）。 大多數光源也會發出一些 UVR。 UVR 存在於陽光中，也從工業、科學和醫學中使用的大量紫外線源中發出。 工人可能會在各種各樣的職業環境中遇到紫外線輻射。 在某些情況下，在低環境光水平下，可以看到非常強烈的近紫外線（“黑光”）源，但通常 UVR 是不可見的，必須通過在被 UVR 照射時發出熒光的材料的輝光來檢測。
正如光可以分為可以在彩虹中看到的顏色一樣，UVR 被細分，其成分通常表示為 紫外線A、紫外線B 和 UVC. 光和UVR的波長通常以納米（nm）表示； 1納米是十億分之一（10 - 9) 一米。 太陽光中的UVC（極短波UVR）被大氣層吸收，無法到達地球表面。 UVC 只能從人工來源獲得，例如殺菌燈，它們以單一波長 (254 nm) 發射大部分能量，對殺死表面或空氣中的細菌和病毒非常有效。
UVB 是對皮膚和眼睛最俱生物破壞性的 UVR，雖然大部分能量（陽光的組成部分）被大氣吸收，但它仍然會產生曬傷和其他生物效應。 長波紫外線 (UVA) 通常存在於大多數燈源中，也是到達地球的最強烈的紫外線。 儘管 UVA 可以深入組織，但它的生物破壞性不如 UVB，因為單個光子的能量低於 UVB 或 UVC。
紫外線輻射源
陽光
戶外工作人員在陽光下經歷的紫外線輻射最大的職業暴露。 太陽輻射的能量被地球的臭氧層大大削弱，將地面 UVR 限制在大於 290-295 nm 的波長。 陽光中更危險的短波 (UVB) 射線的能量是大氣傾斜路徑的強大函數，並隨季節和一天中的時間而變化（Sliney 1986 和 1987；WHO 1994）。
人工來源
人類接觸的最重要的人工來源包括：
工業電弧焊。 潛在 UVR 暴露的最重要來源是弧焊設備的輻射能。 弧焊設備周圍的 UVR 水平非常高，在幾米的近距離觀察下，暴露在三到十分鐘內可能會對眼睛和皮膚造成急性傷害。 眼睛和皮膚保護是強制性的。
工業/工作場所 UVR 燈。 許多工業和商業過程，例如油墨、油漆和塑料的光化學固化，都涉及使用在紫外線範圍內發出強烈光的燈。 雖然由於屏蔽而有害暴露的可能性很低，但在某些情況下可能會發生意外暴露。
“黑燈”。 黑光燈是一種主要在紫外線範圍內發射的專用燈，通常用於熒光粉的無損檢測、鈔票和文件的認證以及廣告和迪斯科舞廳的特殊效果。 這些燈不會對人類造成任何顯著的暴露危害（在某些情況下對光敏皮膚除外）。
藥物治療。 UVR 燈在醫學上用於各種診斷和治療目的。 UVA 源通常用於診斷應用。 根據治療類型的不同，對患者的照射也有很大差異，皮膚科使用的紫外線燈需要工作人員小心使用。
殺菌紫外線燈。 波長在 250–265 nm 範圍內的 UVR 對滅菌和消毒最有效，因為它對應於 DNA 吸收光譜中的最大值。 低壓汞放電管通常用作 UV 源，因為 90% 以上的輻射能量位於 254 nm 線。 這些燈通常被稱為“殺菌燈”、“殺菌燈”或簡稱為“UVC 燈”。 殺菌燈用於醫院抗擊結核感染，也用於微生物安全櫃內以滅活空氣中和表面的微生物。 正確安裝燈具和使用眼部保護裝置至關重要。
美黑. 在企業中可以找到日光浴床，客戶可以通過特殊的日光浴燈曬黑，這些日光浴燈主要在 UVA 範圍內發射，但也會發射一些 UVB。 經常使用日光浴床可能會顯著增加一個人每年的皮膚紫外線暴露量； 此外，在日光浴沙龍工作的員工也可能接觸到低水平的物質。 客戶應強制使用護目鏡或太陽鏡等護目鏡，根據安排，甚至工作人員也可能需要護目鏡。
一般照明. 熒光燈在工作場所很常見，在家庭中也已經使用了很長時間。 這些燈會發出少量的紫外線輻射，並且只佔一個人每年紫外線照射量的百分之幾。 鹵鎢燈越來越多地用於家庭和工作場所，用於各種照明和展示目的。 未屏蔽的滷素燈可以發出足以在短距離內造成急性傷害的紫外線輻射水平。 在這些燈上安裝玻璃過濾器應該可以消除這種危險。
生物效應
皮
紅斑
紅斑或“曬傷”是皮膚變紅，通常在暴露於紫外線輻射後四到八小時內出現，並在幾天后逐漸消退。 嚴重的曬傷會導致皮膚起泡和脫皮。 UVB 和 UVC 在引起紅斑方面的效果都是 UVA 的 1,000 倍左右（Parrish、Jaenicke 和 Anderson，1982 年），但較長的 UVB 波長（295 至 315 nm）產生的紅斑更嚴重，持續時間更長（Hausser，1928 年）。 紅斑的嚴重程度和時間進程的增加是由於這些波長更深入地滲透到表皮中。 皮膚的最大靈敏度顯然出現在大約 295 nm 處（Luckiesh、Holladay 和 Taylor 1930；Coblentz、Stair 和 Hogue 1931），而在 0.07 nm 和更長的波長處出現的靈敏度要低得多（大約 315）（McKinlay 和 Diffey 1987）。
在最近針對未曬黑的淺色皮膚的研究中，295 nm 的最小紅斑劑量 (MED) 範圍為 6 至 30 mJ/cm2 （Everett、Olsen 和 Sayer 1965 年；Freeman 等人 1966 年；Berger、Urbach 和 Davies 1968 年）。 254 nm 處的 MED 變化很大，具體取決於曝光後經過的時間以及皮膚是否暴露在室外陽光下，但通常約為 20 mJ/cm2, 或高達 0.1 J/cm2. 皮膚色素沉著和曬黑，最重要的是角質層增厚，可以使 MED 增加至少一個數量級。
光敏作用
職業健康專家經常遇到光敏工人職業暴露於紫外線輻射的不利影響。 使用某些藥物可能會在暴露於 UVA 時產生光敏作用，局部應用某些產品（包括某些香水、潤膚露等）也可能產生光敏作用。 對光敏劑的反應包括光過敏（皮膚過敏反應）和從陽光或工業 UVR 來源的 UVR 暴露後的光毒性（皮膚刺激）。 （使用日光浴設備時的光敏反應也很常見。）這種皮膚光敏反應可能是由塗抹在皮膚上的乳膏或軟膏、口服或註射藥物或使用處方吸入器引起的（見圖 1） ). 開出潛在光敏藥物處方的醫生應始終警告患者採取適當措施以確保不會產生不良反應，但患者經常被告知只避免陽光照射而不是紫外線輻射源（因為這些對於一般人群來說並不常見）。
圖 1. 一些光致敏物質
延遲效應
長期暴露在陽光下——尤其是 UVB 成分——會加速皮膚老化並增加患皮膚癌的風險（Fitzpatrick 等人 1974 年；Forbes 和 Davies 1982 年；Urbach 1969 年；Passchier 和 Bosnjakovic 1987 年）。 幾項流行病學研究表明，皮膚癌的發病率與緯度、海拔高度和天空覆蓋度密切相關，而這又與 UVR 暴露相關（Scotto、Fears 和 Gori 1980 年；WHO 1993 年）。
人類皮膚致癌作用的精確定量劑量反應關係尚未建立，儘管白皙皮膚的人，尤其是凱爾特人，更容易患皮膚癌。 然而，必須注意的是，在動物模型中引發皮膚腫瘤所必需的紫外線照射可能會傳遞得足夠慢，以至於不會產生紅斑，並且這些研究中報告的相對有效性（相對於 302 nm 處的峰值）在相同的情況下有所不同就像曬傷一樣（Cole、Forbes 和 Davies 1986；Sterenborg 和 van der Leun 1987）。
眼
光角膜炎和光結膜炎
這些是由暴露於 UVB 和 UVC 輻射引起的急性炎症反應，在過度暴露後數小時內出現，通常在一到兩天后消退。
強光導致的視網膜損傷
儘管光源不太可能對視網膜造成熱損傷，但暴露於富含藍光的光源可能會造成光化學損傷。 這可能導致暫時或永久性視力下降。 然而，對強光的正常厭惡反應應該可以防止這種情況發生，除非有意識地努力盯著強光看。 UVR 對視網膜損傷的貢獻通常非常小，因為晶狀體的吸收限制了視網膜暴露。
慢性影響
幾十年來長期職業性暴露於紫外線輻射可能會導致白內障和非眼睛相關的退行性影響，例如與陽光照射相關的皮膚老化和皮膚癌。 長期暴露在紅外線輻射下也會增加患白內障的風險，但如果能保護眼睛，這種情況發生的可能性很小。
光化紫外線輻射（UVB 和 UVC）被角膜和結膜強烈吸收。 這些組織的過度暴露會導致角膜結膜炎，通常稱為“焊工閃光”、“弧光眼”或“雪盲”。 Pitts 報告了人類、兔子和猴子角膜中光性角膜炎的作用譜和時程（Pitts 1974）。 潛伏期與暴露的嚴重程度成反比，從1.5到24小時不等，但通常發生在6到12小時內； 不適通常會在 48 小時內消失。 結膜炎隨之而來，並可能伴有眼瞼周圍面部皮膚的紅斑。 當然，UVR 暴露很少會導致永久性眼部損傷。 Pitts 和 Tredici (1971) 報告了 10 至 220 nm 寬 310 nm 波段的人類光性角膜炎閾值數據。 發現角膜的最大靈敏度出現在 270 nm 處——與皮膚的最大靈敏度明顯不同。 據推測，270 nm 輻射在生物學上更具活性，因為缺乏角質層來減弱較短 UVR 波長下角膜上皮組織的劑量。 波長響應或作用光譜沒有像紅斑作用光譜那樣變化很大，閾值在 4 到 14 mJ/cm 之間變化2 在 270 納米。 在 308 nm 處報告的閾值約為 100 mJ/cm2.
眼睛反复暴露於具有潛在危險水平的 UVR 並不會像皮膚暴露那樣增加受影響組織（角膜）的保護能力，這會導致曬黑和角質層增厚。 Ringvold 及其同事研究了角膜 (Ringvold 1980a) 和房水 (Ringvold 1980b) 的紫外線吸收特性，以及 UVB 輻射對角膜上皮細胞 (Ringvold 1983)、角膜基質 (Ringvold 和 Davanger 1985) 和角膜內皮（Ringvold、Davanger 和 Olsen 1982；Olsen 和 Ringvold 1982）。 他們的電子顯微鏡研究表明，角膜組織具有顯著的修復和恢復特性。 儘管人們可以很容易地檢測到最初出現在細胞膜中的所有這些層的顯著損壞，但形態學恢復在一周後完成。 基質層中角膜細胞的破壞很明顯，儘管內皮細胞通常缺乏快速細胞更新，但內皮細胞恢復明顯。 卡倫等人。 (1984) 研究瞭如果紫外線照射持續存在，內皮損傷就會持續存在。 賴利等。 (1987) 還研究了 UVB 暴露後的角膜內皮細胞，並得出結論認為，嚴重的單一損傷不太可能產生延遲效應； 然而，他們還得出結論，長期接觸會加速與角膜老化相關的內皮細胞變化。
295 nm 以上的波長可以透過角膜，幾乎完全被晶狀體吸收。 Pitts、Cullen 和 Hacker (1977b) 表明，在 295–320 nm 波段的波長下，兔子會產生白內障。 瞬態不透明度的閾值範圍為 0.15 至 12.6 J/cm2，取決於波長，最小閾值為 300 nm。 永久性混濁需要更多的輻射照射。 在 325 至 395 nm 的波長范圍內沒有發現透鏡效應，即使在 28 至 162 J/cm 的更高輻射照射下也是如此2 （Pitts、Cullen 和 Hacker 1977a；Zuclich 和 Connolly 1976）。 這些研究清楚地說明了 300-315 nm 光譜帶的特殊危害，正如預期的那樣，因為這些波長的光子可以有效地穿透並具有足夠的能量來產生光化學損傷。
泰勒等。 (1988) 提供了流行病學證據，證明陽光中的 UVB 是老年性白內障的一個病因，但表明白內障與 UVA 暴露沒有相關性。 儘管由於晶狀體對 UVA 的強烈吸收而一度流行，但 UVA 可導致白內障的假設尚未得到實驗實驗室研究或流行病學研究的支持。 實驗室實驗數據表明光性角膜炎的閾值低於白內障發生的閾值，因此必須得出結論，低於每天產生光性角膜炎所需的水平應被視為對晶狀體組織有害。 即使假設角膜暴露在幾乎等於光性角膜炎閾值的水平，人們也會估計晶狀體在 308 nm 處的每日 UVR 劑量將低於 120 mJ/cm2 在戶外 12 小時（Sliney 1987）。 事實上，更現實的平均每日暴露量將小於該值的一半。
火腿等。 (1982) 確定了 320-400 nm 波段的 UVR 產生的光視網膜炎的作用光譜。 他們表明，可見光譜帶的閾值為 20 至 30 J/cm2 在 440 nm 處，減少到大約 5 J/cm2 對於以 10 nm 為中心的 325 nm 波段。 作用光譜隨著波長的減小而單調增加。 因此，我們應該得出結論，水平遠低於 5 J/cm2 在 308 nm 處應該會產生視網膜損傷，儘管這些損傷在曝光後 24 至 48 小時內不會變得明顯。 沒有關於低於 325 nm 的視網膜損傷閾值的公開數據，只能預期角膜和晶狀體組織光化學損傷的作用光譜模式也適用於視網膜，從而導致損傷閾值為0.1 焦耳/厘米2.
儘管 UVB 輻射已明確顯示對皮膚具有致突變性和致癌性，但角膜和結膜致癌的情況極其罕見，這一點非常引人注目。 似乎沒有科學證據表明紫外線照射與人類角膜或結膜的任何癌症有關，儘管牛的情況並非如此。 這表明人眼中有一個非常有效的免疫系統在運作，因為肯定有戶外工人接受與牛所接受的 UVR 暴露相當的暴露。 這一結論得到以下事實的進一步支持：患有免疫反應缺陷的個體，如色素性乾皮病，經常發展為角膜和結膜瘤（Stenson 1982）。
安全標準
UVR 的職業暴露限值 (EL) 已經制定，包括一個作用譜曲線，該曲線包含從輕微紅斑和角膜結膜炎研究中獲得的急性效應閾值數據（Sliney 1972 年；IRPA 1989 年）。 考慮到測量誤差和個體反應的變化，該曲線與集體閾值數據沒有顯著差異，並且遠低於 UVB 致白內障閾值。
UVR 的 EL 在 270 nm (0.003 J/cm2 在 270 nm 處），例如，在 308 nm 處為 0.12 J/cm2 （ACGIH 1995，IRPA 1988）。 無論暴露是來自白天的幾次脈衝暴露、一次非常短暫的暴露，還是來自每平方厘米幾微瓦的 8 小時暴露，生物危害都是相同的，並且上述限制適用於全天工作。
職業防護
在可行的情況下，應盡量減少職業暴露於紫外線輻射。 對於人工源，盡可能優先採取過濾、屏蔽、圍護等工程措施。 管理控制，例如訪問限制，可以降低對個人保護的要求。
農業工人、體力勞動者、建築工人、漁民等戶外工作人員可以穿著合適的緊密編織衣服，最重要的是，戴上有檐帽子以減少面部和頸部暴露，從而最大限度地降低暴露在太陽紫外線下的風險。 可以在暴露的皮膚上塗抹防曬霜，以減少進一步暴露。 戶外工作人員應有陰涼處，並獲得上述所有必要的保護措施。
在工業中，有許多來源能夠在短時間內造成急性眼損傷。 可以使用適合預期用途的不同防護等級的各種眼部防護裝置。 用於工業用途的產品包括焊接頭盔（此外還提供保護免受強烈的可見光和紅外輻射以及面部保護）、面罩、護目鏡和吸收紫外線的眼鏡。 一般而言，工業用防護眼鏡應緊貼面部，確保沒有縫隙讓紫外線輻射直接到達眼睛，並且結構合理，以防止人身傷害。
防護眼鏡的合適性和選擇取決於以下幾點：
- UVR 源的強度和光譜發射特性
- 靠近 UVR 源的人的行為模式（距離和暴露時間很重要）
- 防護眼鏡材料的傳輸性能
- 眼鏡框的設計可防止眼睛周邊暴露於直接未吸收的紫外線輻射。
在工業暴露情況下，可以通過測量並與推薦的暴露限值進行比較來評估眼部危害程度（Duchene、Lakey 和 Repacholi，1991 年）。
測量
由於生物效應對波長的強烈依賴性，任何 UVR 源的主要測量是其光譜功率或光譜輻照度分佈。 這必須使用由合適的輸入光學器件、單色儀和 UVR 檢測器和讀數器組成的光譜輻射計進行測量。 這種儀器通常不用於職業衛生。
在許多實際情況下，寬帶 UVR 計用於確定安全暴露持續時間。 出於安全目的，可以調整光譜響應以遵循用於 ACGIH 和 IRPA 曝光指南的光譜函數。 如果不使用適當的儀器，將導致危害評估的嚴重錯誤。 也可以使用個人 UVR 劑量計（例如，聚砜膠片），但它們的應用主要局限於職業安全研究，而不是危害評估調查。
結論
紫外線照射引起的關鍵細胞成分的分子損傷不斷發生，並且存在修復機制來應對皮膚和眼組織的紫外線照射。 只有當這些修復機制不堪重負時，急性生物損傷才會變得明顯（Smith 1988）。 由於這些原因，最大限度地減少職業紫外線輻射暴露仍然是職業健康和安全工作者關注的一個重要問題。