Principy radiační ochrany - bezpečnost a ochrana zdraví při práci

Předmětem tohoto Tématu týdne je zajištění požadavků radiační ochrany na pracovištích, kde se nakládá se zdroji ionizujícího záření (ZIZ), či vykonávají činnosti vedoucí k ozáření osob. Jsou zmíněny principy radiační ochrany – zdůvodnění činnosti, optimalizace radiační ochrany a omezování ozáření osob a jejich aplikace za normálních i mimořádných podmínek (zásahy). Pozornost je zaměřena na problematiku bezpečného provozu pracovišť se ZIZ, na ochranu pracovníků s těmito zdroji, příp. obyvatel v jejich okolí. Jsou diskutovány vazby specifických požadavků radiační ochrany (prevence, regulace ozáření, hodnocení rizik, zdravotní újma) a obecných požadavků bezpečnosti práce a ochrany zdraví (BOZP).

 Historický úvod

V souladu s obecnými principy je cílem radiační ochrany zabezpečit odpovídající úroveň ochrany zdraví osob a umožnit přitom přínos z využití zdrojů ionizujícího záření (ZIZ) a jaderné energie (JE). Při řešení praktických problémů se přitom radiační ochrana opírá o soubor vzájemně konsistentních principů, kritérií a přístupů.

Rozvoj radiační ochrany začal krátce po objevu X – záření; již v roce 1902 byl poprvé vznik nádorového onemocnění u pracovníka se ZIZ přičítán působení ionizujícího záření (IZ). V letech 1911-14 bylo popsán vznik 198 nádorových onemocnění - především u radiologů, z nichž 54 zemřelo. V letech 1920 až 1940 byla zjištěna radiační poškození, zejména kůže u rentgenologů i pacientů, u pracovníků ve výrobě svítících (radioaktivních) barev. Tyto skutečnosti vedly k prvnímu doporučení omezujícímu ozáření - 0,1μg 226Ra byl stanoveno jako bezpečné depo a dávka 0,6 rad (cca 6 mGy)/týdně na kost a dřeň jako limitující ozáření. Od konce druhé světové války došlo k rozvoji epidemiologických studií účinků ozáření (v důsledku použití jaderných zbraní v Japonsku a rozšiřování lékařských a profesionálních expozic ZIZ) a později k využití výsledků těchto studií k určení koeficientů rizika pravděpodobnosti smrti pro fatální nádory a tzv. zdravotní újmy. Od 50. let minulého století se rychle rozvíjela dozimetrie IZ, radiobiologický a později molekulárněbiologický výzkum, což byl důsledek obav z možného použití jaderných zbraní a zejména předpokládaného rozvoje jaderné energetiky. 70. až 80. léta minulého století přinesla pokrok v objasňování kancerogeneze, genetických poškození a v ujasňování rozdílu mezi deterministickými a stochastickými účinky IZ.

Již v roce 1921 British X- and Radium Protection Committee přijal pravidla směřující k omezování ozáření při práci. V roce 1934 ICRP (Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu) přijala první limity 0,2 R/den (cca 2 mGy/den). V letech 1956-58 byly ICRP stanoveny dávkové limity pro celé tělo, gonády a kostní dřeň na 5 rem/rok (cca 50 mSv/rok), pro ostatní orgány (15-75) rem/rok (150 – 750 mSv/rok); dále byl stanoven tzv. akumulační
vzorec pro věkově závislé limitování ozáření D=5×(věk-18). V roce 1991 bylo ICRP [1] vydáno Doporučení č. 60, které stanovilo systém radiační ochrany, který v podstatě platí do současnosti. Mezinárodní agentura pro atomovou energii ve Vídni (IAEA) rozpracovala toto Doporučení do tzv. Základních bezpečnostních standardů - BSS [2], podobně jako Evropská unie do Směrnice Rady Evropy 96/29 [3]. Tato Směrnice se stala základem legislativy EU v oblasti radiační ochrany a byla rovněž přijata naší republikou (viz. vyhláška SÚJB č. 307/2002 Sb. v platném znění).

Jak se vyvíjel systém radiační ochrany v ČR? Již v roce 1918 byl v Praze zřízen Státní ústav radiologický (Ústav), který byl „hlavní autoritou“ v oblasti „záření“ prakticky až do roku 1959 (od roku 1955 byl přejmenován na Výzkumný ústav radiologický). Již v roce 1947 Ústav převzal dohled nad radiační hygienou na československých pracovištích s ionizujícím zářením, včetně provádění pravidelných radiačně-hygienických prohlídek pracovníků s ionizujícím zářením. Ústav byl postupně reorganizován a na jeho bázi v roce 1959 byl zřízen Ústav pro výzkum, výrobu a využití radioisotopů. Současně již krátce po II. světové válce se v rámci ministerstva zdravotnictví začaly zřizovat ústavy pracovního lékařství jakožto „výzkumné a vyšetřovací orgány zdravotní ochrany práce“ (Nezmiňuji se o řadě dalších významných rezortních, výzkumných a školských pracovištích, kde se rovněž řešily specifické problémy související s ochranou před IZ a významně se podílely na rozvoji radiační ochrany).

Od roku 1952 byl v Československu přijat sovětský model hygienické a protiepidemické péče, byl zřízen Ústav hygieny práce a chorob z povolání v Praze s oblastním ústavem v Bratislavě a při Krajských národních výborech byly zřízeny Krajské hygienicko- epidemiologické stanice (KHS). V roce 1965 byl zřízen Výzkumný ústav hygieny záření, který byl v roce 1971 začleněn do Institutu hygieny záření jako Centrum hygieny záření (CHZ). Specifickými hygienickými problémy souvisejícími s těžbou a zpracováním uranové rudy se zabýval, v témže roce zřízený, Ústav hygieny práce v uranovém průmyslu v Příbrami. Tento systém byl v podstatě zachován až do roku 1995, kdy Vláda ČR rozhodla o spojení radiační ochrany a jaderné bezpečnosti do Státního úřadu jaderné bezpečnosti (SÚJB). Útvary radiační hygieny při KHS byly reorganizovány na Regionální centra SÚJB a na bázi CHZ byl vytvořen Státní ústav radiační ochrany (SÚRO). V letech 1997 až 2002 byl vytvořen a vstoupil v platnost soubor nových právních předpisů – zákon č. 18/1997 Sb. (atomový zákon) v platném znění a na něj navazující řada prováděcích předpisů v oblasti radiační ochrany (především vyhláška SÚJB č. 184/1997 Sb. a její revize vyhláška č. 307/2002 v platném znění) a jaderné bezpečnosti, které SÚJB dávaly rozsáhlé pravomoci v oblasti státní správy a dozoru při využívání jaderné energie, a ionizujícího záření2. Prováděcí předpisy v oblasti radiační ochrany byly postupně plně harmonizovány s legislativou EU.

Principy radiační ochrany

Zmíněné doporučení ICRP č. 60 [1] rozlišilo dva typy činností vedoucích k ozáření – záměrné, radiační činnosti, („practice“), vedoucí k předvídanému a tudíž kontrolovanému ozáření osob a aktivity, kdy zdroj IZ se dostane mimo kontrolu - zásahy („intervention“).

K radiačním činnostem řadíme nejen ty, jež zavádějí nové soustavy zdrojů, expozičních cest a jednotlivců, ale i ty, jež mění expoziční cesty z již existujících zdrojů k člověku a tak zvyšují ozáření jednotlivců nebo jejich počet.

Dlouhodobým vývojem byly postupně formulovány a do praxe radiační ochrany zavedeny základní principy - princip zdůvodnění činnosti nebo zásahu, princip optimalizace ochrany nebo zásahu, princip limitování - omezování ozáření jednotlivce při radiačních činnostech pod dané hodnoty ozáření a princip zajištění bezpečnosti zdrojů. Zatímco při radiačních činnostech se uplatňují všechny uvedené principy, zásahy se řídí principem zdůvodnění a optimalizace, tzn. požadavkem, aby snížení újmy způsobené ozářením v důsledku provedení zásahu převýšilo škody a náklady se zásahem spojené, včetně nákladů sociálních, a aby přínos zásahu byl co nejvyšší. Princip limitování se neuplatňuje, neboť by mohl nežádoucím způsobem omezit provádění zásahů, nicméně byly mezinárodně stanovená kritéria – zásahové úrovně/akční úrovně (S účinností od 1. července 2005 vykonává SÚJB i dozor nad zajišťováním technické bezpečnosti vybraných zařízení (novela atomového zákona č. 253/2005 Sb.)), při jejichž překročení se daný zásah považuje za zdůvodněný a příp. i optimalizovaný.

Opatření k omezení/snížení ozáření osob, ať již při činnostech nebo v rámci zásahů, lze uplatnit v kterémkoliv článku expozičního řetězce – u zdroje, v cestách expozice i u exponovaných osob. Opatření u zdroje jsou však zpravidla nejvíce efektivní a je jim vhodné dávat přednost, pokud je však lze uplatnit. Opatření v životním prostředí mohou mít negativní, sociální, psychologické dopady, jejich účinnost je omezena tím, že se mohou týkat jen některých expozičních cest a omezených skupin obyvatelstva.

Ukázalo se účelným rozlišovat tři druhy ozáření osob:

• ozáření při práci, zahrnující zásadně všechna ozáření, k nimž došlo při práci a jako důsledek práce,
• ozáření lékařské, jež je především ozářením osob jako součásti vyšetřovacích a léčebných postupů na nich prováděných,
• ozáření obyvatel (obecné), kam spadají veškerá ostatní ozáření, tedy ozáření v důsledku radioaktivních látek, uváděných záměrně do životního z jaderných a jiných zařízení, ze zdrojů zevního ozáření při pobytu v jejich blízkosti (v čekárně nemocnice, na ulici), při užití zdrojů ionizujícího záření v rámci obecné výuky ve škole, a i z radioaktivních látek v prostředí

Při radiačních činnostech je prakticky jisté, že k ozáření osob dojde, jeho výši lze předpovědět, regulovat, i když s určitou mírou nejistoty. Vedle „normálního“ ozáření se však vyskytují situace spojené s možností neočekávaného ozáření v důsledku nehody, selhání zařízení, přístrojů či lidí, tedy s ozářením potenciálním. Jelikož lze dosáhnout určitého stupně kontroly i nad pravděpodobností a velikostí těchto ozáření, nabývají přístupy ochrany před zářením v takových případech charakter zajištění bezpečnosti zdrojů a bezpečného zacházení s nimi. Ochrana před zářením se tak sbližuje s obory technické a jaderné bezpečnosti a vytváří systém ochrany před zářením a bezpečnosti zdrojů záření [2, 4]. z pokusů jaderných zbraní, apod.

K uplatnění principů zdůvodněnosti ozáření a optimalizace radiační ochrany, jež směřuje k ochraně pracovníků se ZIZ, dochází běžně i ve zdravotnictví při indikaci vyšetření nebo léčení pacientů pomocí ZIZ. Pro lékařské ozáření se však, podobně jako u zásahů, neaplikují dávkové limity (ty platí jen na ozáření návštěvníků u nemocných s aplikovanými zářiči nebo pomocníků z řad neprofesionálů při lékařských úkonech), rozhodující je individuální zdravotní prospěch pacienta.

V čem se liší systém regulace ozáření od regulace vlivu ostatních „škodlivých“ faktorů?

Základní úlohou hygieny práce/pracovního lékařství i hygieny záření/ochrany zdraví před účinky IZ je péče o zdraví specifických profesních skupin. S tímto požadavkem souvisí nejen dohled nad dodržováním legislativou stanovených požadavků, kritérií a limitů pro práci v prostředí „škodlivých“ fyzikálních a chemických, biologických faktorů, nýbrž i soustavné poznávání rizik vyplývajících z působení těchto faktorů, vlivu pracovních podmínek a pracovního prostředí potenciálně ohrožujících zdraví, či dokonce životy lidí. Z tohoto pohledu jsou cíle radiační ochrany a hygieny práce/pracovního lékařství stejné, což znamená, že kromě níže uvedených specifik, „neradiační“ požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (BOZP), stanovené právními předpisy (Zákoník práce č. 262/2006 Sb. v platném znění, zákon č. 309/2006 Sb. a řada prováděcích předpisů k těmto zákonům), musí být splněny i na pracovištích se ZIZ. Jde např. o požadavky na ochranné pomůcky (Nařízení vlády č. 495/2001 v platném znění), zajištění hygienických, „neradiačních“ požadavků v pracovním prostředí (Nařízení vlády č. 101/2005 Sb., č. 178/2001 Sb., Zákon o ochraně veřejného zdraví č. 258/2000 Sb. v platném znění), o požadavky na územní plánování a výstavbu pracovišť (stavební zákon č 50/1976 Sb. v platném znění), zajištění požadavků požární ochrany (zákon o požární ochraně 59/2006 Sb.), apod.

S hrozbou použití jaderných zbraní, s rozvojem aplikací zdrojů ionizujícího záření (ZIZ) a zejména s rozvojem jaderné energetiky, se ukázala potřeba vytvořit specifický systém regulačních kriterií a požadavků, technického (dozimetrie IZ, problematika stínění, vybavení pracovníků a pracovišť – specifické požadavky v jaderných zařízeních), organizačního (potenciální rozsah a důsledky možných havárií na jaderných zařízeních, či nelegálního zneužití ZIZ) a personálního zabezpečení (kvalifikace pracovníků se ZIZ - radiologická fyzika, radiobiologie), vycházející z daného poznání biologických účinků IZ (prahy vzniku deterministických účinků záření, vliv malých dávek ozáření – limitování stochastických účinků, apod.). Tato potřeba byla hlavní důvodem pro vyčlenění radiační hygieny z okruhu „ostatních hygien“.

Studium dlouhodobých následků jaderných výbuchů, rozvoj radiobiologie a dalších přidružených oborů (radioterapie, nukleární medíny, atd.) byly získány poznatky o radiační kancerogenezi a genetických změnách v důsledku ozáření osob, což dovolilo odvodit koeficienty objektivní zdravotní újmy (tab.1), a to jak pro obecnou populaci, tak pro radiační pracovníky.

Tabulka č.1: Koeficienty pravděpodobnosti výskytu stochastických účinků [1]

Hodnocení rizika ve vztahu k ozáření osob vychází z bezprahového lineárního modelu. Jestliže lze zabránit vzniku deterministických účinků tím, že dávka nepřekročí prahovou hodnotu daného účinku, v případě stochastických účinků nelze jejich vznik zcela vyloučit; lze pouze omezit pravděpodobnost jejich vzniku na míru pokládanou za přijatelnou pro jednotlivce a společnost.

Při povolování nových činností/praxí vedoucích k ozáření bude povolena pouze taková činnost, která přináší větší přínos a výhody než činí s ní spojené náklady a nevýhody. Čistý přínos lze zvyšovat např. vynaložením další prostředků na ochranná opatření, avšak jen do okamžiku, kdy další náklady již nepřinesou úměrné snížení ozáření lidí. Při povolování dané praxe se ZIZ musí být tedy radiační ochrana optimalizována, tzn. musí být zajištěno, aby ozáření osob bylo tak nízké, jak je rozumně dosažitelné při uvážení ekonomických a sociálních hledisek (tzv. princip ALARA – „as low as reasonably achievable”). I při zdůvodněné činnosti s optimalizovanou ochranou však mohou být přínos a újma (reprezentovaná dávkami záření) nestejně rozděleny mezi dotčené osoby, v krajních podmínkách by i při optimalizované ochraně mohli někteří jednotlivci dostat vysoké dávky. Proto je nezbytné pro druhy ozáření vyznačující se nestejnou distribucí přínosu a dávek, jako je ozáření při práci a ozáření obyvatel, zabránit závažným nerovnostem a stanovit obecnou garanci nejvýše přijatelného individuálního rizika jak stochastických tak deterministických poškození, to znamená zajistit, aby ozáření osob nepřekročilo stanovené limity individuálních dávek.

Zjednodušené schéma uplatňování principů radiační ochrany v procesu povolování je uvedeno na následujícím obr. 1:

Ze schématu vyplývá, že nemůže být povolena praxe se ZIZ, kdy nebudou splněny výše uvedené požadavky ochrany osob před IZ. V tom je základní rozdíl mezi povolování praxí, v nichž je osoba vystavena jiným než radiačním „škodlivým“ faktorům.

Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví v platném znění v Dílu 7, §37 a vyhláška č. 432/2003 Sb. (harmonizovaná s předpisy EU) udávají podmínky zařazování prací do kategorií. Zařazení vychází z hodnocení expozičních cest ve vztahu ke stanoveným limitům/kritériím (Nařízení vlády č. 178/2001 Sb.) – koncentrace látky, „škodlivého“ faktoru (fyzikální faktory – neionizační záření, teplo, světlo, hluk, vibrace, chemické,  biologické činitelé, prach, apod.), z hodnocení rizika vzniku biologického účinku a doby pobytu v riziku. Přitom se klade důraz (při působení více škodlivých vlivů, faktorů) na souhrnné hodnocení úrovně zátěže z hlediska zdravotního. Do:

1. kategorie se zařazují práce, při nichž podle současného poznání není pravděpodobný nepříznivý vliv na zdraví,
2. kategorie se zařazují práce, při nichž podle současného poznání lze nepříznivý vliv na zdraví očekávat výjimečně, při nichž nejsou překračovány stanovené limity (často je horní mezí pro zařazení nepřekročení 1/3 stanoveného limitu/kritéria),
3. kategorie se zařazují práce, při nichž jsou překračovány stanovené limity/kritéria (někdy ze shora omezeno trojnásobným překročením limitů/kriterií), a přitom expozice osob faktoru/škodlivému vlivu není snížena technickými opatřeními (je vždy nezbytné používat ochranné pomůcky), dále práce, při nichž se vyskytují opakovaně nebo statisticky významně nemoci z povolání, či nemoci s daným rizikem/škodlivinou související; u prací této kategorie se zpravidla stanovují kontrolovaná pásma,
4. kategorie se zařazují práce, při nichž je vysoké riziko ohrožení zdraví, které nelze ani při použití dostupných a použitelných ochranných opatření zcela vyloučit, a kdy jsou překročeny kriteriální hodnoty odpovídající zařazení prací do 3. kategorie.

Z uvedeného je zřejmé, že mohou být povoleny (o zařazení prací do třetí nebo čtvrté kategorie rozhoduje příslušný orgán ochrany veřejného zdraví) práce, při nichž za „normálních“ podmínek jsou překračovány stanovené limity/kritéria. S touto skutečností souvisí i „nepopulární“ přístup radiační ochrany k uplatňování sociálních a ekonomických výhod (zkrácená pracovní doba, „riziková“ dovolená, apod.) v důsledku práce v „riziku“. Již uvedené Doporučení ICRP č. 60 [1] uvádí, že pokud jsou uplatněny při povolování dané praxe principy radiační ochrany (tzn. ozáření osob nejen že nepřekračuje stanovené limity, ale je zdůvodněné a radiační ochrana optimalizována), nevyplývají z této činnosti žádné požadavky na uvedené výhody. Přístup SÚJB v této oblasti respektuje tuto skutečnost, nicméně doporučuje, aby v kolektivních smlouvách pro pracovníky ZIZ byly uplatněny sociální, ekonomické výhody, nikoliv však z hlediska „rizikovosti“ dané praxe, nýbrž z hlediska její „náročnosti“ (specifické kvalifikační požadavky, práce s náročnými technologiemi, odpovědný přístup k práci se ZIZ, apod.), podobně jako např. u dispečerů letecké dopravy.

Z pohledu výše uvedených kriterií na kategorizaci prací k zajištění ostatních, “neradiačních“ požadavků podle Zákoníku práce č. 262/2006 Sb. v platném znění (obecné požadavky pracovního lékařství, preventivní prohlídky, apod.), zařazují se praxe s IZ do 2. kategorie. Dlouhodobá zkušenost ukazuje, že nejen požadavek nepřekročení i 1/3 stanovených limitů je v případě praxí se ZIZ splněn (viz. obr. 2).

Obrázek č. 2: Ilustrace počtu pracovníků (šrafované sloupce), roční kolektivní dávky [mSv] (černé sloupce) a průměrné individuální dávky [mSv/rok] (bílé sloupce) pro vybrané profesní skupiny (data SÚJB)

Stanovení koeficientů rizika pro stochastické účinky IZ („limitování“  v případě jiných „škodlivých“ faktorů se zpravidla vztahuje k zabránění/omezení deterministických účinků), limitů vyjádřených v efektivní dávce/ekvivalentní dávce, detekční techniky (dovolující stanovit jak míru vnějšího tak vnitřního ozáření osob), modelů šíření radioaktivních látek, to vše dovoluje radiační ochraně regulaci ozáření osob ve vztahu ke zdravotní újmě v dlouhodobém horizontu – limity ozáření se vztahují na 1, příp. 5 let (v případě vnitřního ozáření se vyhodnocuje ozáření v tzv. úvazek efektivní dávky - vyhláška č. 307/2002 Sb. v platném znění) - což je časový integrál ozáření po dobu 50 pro pracovníky) a 70 - pro jednotlivce z obyvatelstva) let. V „neradiační“ hygieně se „limitování“ zpravidla vztahuje k „pracovní“ směně (týdennímu vážení pobytu „v riziku“).

Jako ilustraci rozdílných přístupů k hodnocení ozáření pracovníků lze zmínit např. i stanovení kontrolovaných pásem. Jestliže u „neradiačních“ faktorů je kontrolované pásmo zpravidla „regulačním“ nástrojem ve vztahu k riziku, v případě praxí s IZ je spíše organizačně-technickým opatřením (evidence pohybu osob v potenciálně „rizikovém“ prostředí).

Ostatní požadavky – požadavky na monitorování pracoviště a pracovních podmínek (ať přímým měřením, či kvalifikovanými odhady, modelování), havarijní plány, uchovávání dat a evidencí (např. o lékařských preventivních prohlídkách a jejich závěrech), vyšetřování mimořádných událostí a jejich hodnocení (příčin, „zátěže“/expozice), zpracovávání licenční dokumentace (atomový zákon uvádí dokumentaci, kterou je třeba předložit, včetně té, kterou SÚJB schvaluje), apod. – jsou v principu obdobné, na základě legislativních (viz. výše) požadavků se však liší. Nelze říci, že požadavky radiační ochrany jsou obecně přísnější (záleží na typu „škodlivého“ faktoru), je však skutečností, že hodnocení zdravotní újmy je (viz. výše) z hlediska kvantifikace propracovanější (dovedeno až do vyjádření finančního ekvivalentu jednotky ozáření - „manSv“). U činností/praxí, jakými jsou např. JE (jaderná zařízení obecně), jsou licenční požadavky na hodnocení bezpečnosti daného zařízení (od umístění po vyřazování), havarijní připravenost, kvalifikační požadavky na personál, jejich trénink, atd. velmi obsáhle a detailně stanoveny a kontrolovány.

Závěr

Nebylo možné v rozsahu tohoto sdělení ukázat na všechna specifika radiační ochrany ve vztahu k OPBZ/pracovnímu lékařství (podrobněji se s problematikou radiační ochrany může čtenář seznámit v práci [4]), lze však říci že oddělení těchto oborů mělo jak historické tak odborné důvody. To, že radiační ochrany dospěla při hodnocení ozáření osob až ke kvantifikace zdravotní újmy a formulaci svých „zdravotně-ekonomických“ principů, je především „zásluhou“ vojenského zneužití ZIZ a následných výzkumů v souvislostí s rozvojem
aplikací ZIZ, zejména JE a lékařských aplikací. Nicméně vzájemná vazba radiační ochrany a OPBZ/pracovního lékařství je nezbytností (i legislativně zajištěné), je nejen ku prospěchu (vzájemnému ovlivňování), ale přispívá i dalšímu vývoji a rozvoji obou oblastí.

Literatura

[1] ICRP Publication 60: Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, Annals of the ICRP, 21, 1-3, Pergamon Press, 1991.
[2] International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources. Safety Series No 115, IAEA, 1996.
[3] Council Directive 96/29/Euratom of 13 May 1996 laying down basic safety standards for the protection of the health of workers and the general public against the danger arising from ionizing radiation, Official Journal of the European Communities, Vol. 39, 29 June 1996.
[4] Klener, V. (ed.): Principy a praxe radiační ochrany, SÚJB/AZIN CZ Praha,
2000.