Die Gefahrstoffverordnung: Probenahme - Messtechnik - Bewertung Bestimmung von Gasen und Dämpfen bei Arbeitsplatzmessungen

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1 Die Gefahrstoffverordnung: Probenahme - Messtechnik - Bewertung Bestimmung von Gasen und Dämpfen bei Arbeitsplatzmessungen

2 Gase und Dämpfe Einteilung nach physikalisch-chemischen Eigenschaften Gase (nur Gasphase vorhanden) z. B. Kohlendioxid, Ammoniak, Ozon, Ethylenoxid, Methan Dämpfe (verdampfte Flüssigkeiten) z. B. Lösemittel, Kraftstoffe, Quecksilber Nebel (Flüssigkeitströpfchen und Dampf in der Gasphase) z.b. Kühlschmierstoffe

3 Gase und Dämpfe Akkreditierungsanforderungen / Gruppeneinteilung Gruppe 3: Anorganische Gase und Dämpfe Halogene, Halogenwasserstoffe, Hydride, Nichtmetalloxide Gruppe 4: Organische Gase und Dämpfe z. B. Lösemittel, Alkohole, Phenole, Amine, organische Säuren Gruppe 5: Ausgewählte Parameter / Gebiete z. B. Dampf und Aerosolphasen

4 Zielstellung der Messung Ziel von Messungen in der Luft am Arbeitsplatz ist die möglichst umfassende und repräsentative Beurteilung einer Expositionssituation Vergleich mit Luftgrenzwerten Beurteilung der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen Beschreibung und Dokumentation des Standes der Technik Verfahrens- und stoffspezifische Kriterien (TRGS 420) Berufskrankheiten Stand der Arbeitshygiene/Arbeitsmedizin

5 Auswahl des Messverfahrens Bestandteile Probenahme Transport und Lagerung Analytische Bestimmung Bewertung

6 Auswahl des Messverfahrens Probenahmestrategie Art der Messung Art der Probenahme technische Möglichkeiten Empfohlene Analysenverfahren für Arbeitsplatzmessungen (GA 13) Probenahmesysteme Mess- und Analysengeräte Expositionshöhe, Grenzwert, Probenahmedauer

7 Art der Messung Expositionsmessungen (Schichtmittelwert-, Kurzzeitwert-, Kontrollmessungen) Messungen im ungünstigsten Fall (worstcase-messungen) Messungen an der Emissionsquelle sonstige Messungen

8 Art der Messung Expositionsmessungen Messung des Schichtmittelwertes c S = c i t ti i Σt i = Schichtlänge alle Gefahrstoffe im Arbeitsbereich Kurzzeitwertmessungen Kontrollmessungen zur Arbeitsbereichsanalyse alle / ausgewählte Gefahrstoffe (Leitkomponente)

9 Expositionsmessungen Probenahmedauer / Probenanzahl Probenahmedauer (Mittelungsdauer) Mindestprobenzahl 10 sec 30 1 min 20 5 min min 4 30 min 3 1 h 2 2 h 1

10 Expositionsmessungen Probenahmedauer / Probenanzahl absolute Bestimmungsgrenze des analytischen Verfahrens / messbarer Konzentrationsbereich maximal möglicher Volumenstrom Leistungsparameter der Pumpe / Strömungswiderstand Wechselwirkung des Stoffs mit Sammelphase Kapazität (Durchbruchsvolumen)

11 Art der Messung Messungen im ungünstigsten Fall (worst-case-messungen) wenn infolge besonderer Expositionsbedingungen deutlich höhere Belastungen als normal zu erwarten sind z. B. beim Einsatz leicht flüchtiger Stoffe oder bei auftragsbedingter Durchsatzerhöhung bis an die Kapazitätsgrenze

12 Art der Messung Messungen an der Emissionsquelle gleichen Überlegungen wie bei den worst-case-messungen durch eine Einhaltung des Grenzwerts in unmittelbarer Nähe einer Emissionsquelle kann auf die Einhaltung im gesamten Arbeitsbereich geschlossen und der Messaufwand dadurch reduziert werden Sonstige Messungen Informationen über bestimmte Einzeltätigkeiten, Arbeitsabläufe, Techniken oder auch einzelne Stoffe begrenzte Aussagen für die Bestimmung des Standes der Technik oder im Rahmen von Vorermittlungen

13 Art der Probenahme personengetragene Probenahme ortsfeste Probenahme Unterschiede im Ergebnis Arbeitnehmer wechseln den Ort ungleicher Abstand zur Emissionsquelle Beeinflussung durch Luftströmungen

14 Dokumentation der Messung Arbeitsstoffverzeichnis Beschreibung des Arbeitsbereiches Anlagenart und Arbeitsmittel Beschreibung des Arbeitsverfahrens Technische Schutzmaßnahmen Probenahmeverfahren Probenahmebedingungen

15 Probenahmesysteme Aktive Probenahme Luft-Strömung Sammel- oder Speichermedium Luft-Strömung Probenahmepumpe Adsorption, Absorption, Reaktion, Speicherung Passive Probenahme Luft-Diffusion Sammelmedium

16 Messprinzipien bei der Sammlung von Gasen und Dämpfen an Arbeitsplätzen Probenahme ohne Anreicherung mit Anreicherung direkt anzeigend Arbeitsplatzluft im Original Adsorption Absorption Reaktion

17 Probenahme mit Anreicherung Adsorptions- und Reaktionssammler Silicagel-Röhrchen DNPH-imprägnierte Röhrchen Thermodesorptions-Röhrchen z. B. Tenax, Chromosorb, Porapak Röhrchenhalter Aktivkohle-Röhrchen

18 Probenahme mit Anreicherung Reaktionssammler reaktive Stoffe werden in stabilere Formen überführt (z. B. Diisocyanate) bessere Anreicherung oder Desorption (z. B. Aldehyde) empfindlicherer Nachweis (z. B. Epoxide) gestörte Bestimmung durch Begleitkomponenten

19 Passive Probenahme Anreicherung von Stoffen durch Diffusion Adsorption oder Reaktion möglich

20 Probenahme mit Anreicherung Absorption/Reaktion in Flüssigkeiten geeignet für ortsfeste Probenahme weniger geeignet für personengetragene Probenahme Auslaufsicherheit problematisch

21 Probenahme ohne Anreicherung Direkt anzeigende Messgeräte Summendetektoren Flammenionisationsdetektor Photoionisationsdetektor Wärmetönungssensor selektive Detektoren Infrarotdetektor/-spektrometer Elektrochemische Gassensoren

22 Probenahme ohne Anreicherung Direkt anzeigende Messgeräte Messung des Schichtmittelwertes Überprüfung von Kurzzeitwerten Ermitteln von Emissionsquellen

23 Probenahme ohne Anreicherung Sammlung, Reaktion Gassammelgefäß Prüfröhrchen Gasprobenbeutel

24 Probenahmepumpen normativ geregelte Anforderungen (DIN EN 1232) vorzugsweise personengetragen verwendbar leicht, klein, leise 5 % Abweichung des Volumenstroms vom ursprünglichen Wert geringe Pulsation (<10%) Betriebsdauer vorzugsweise 8 h Temperaturstabilität genaue Zeitbasis

25 Pumpenkalibrierung Schwebekörper-Durchflussmesser Massendurchflussmesser Seifenblasen-Strömungsmesser Gasuhren

26 Pumpenkalibrierung Gasuhr Sammelmedium Pumpe Datenerfassung/ Auswertung

27 Pumpenkalibrierung Durchflussmesser Sammelmedium Pumpe Datenerfassung/ Auswertung. V 0. = V a 293K 273K + T a pa 1013hPa

28 Pumpen Kalibrierung des Volumenstroms

29 Fehler bei der Anwendung validierter Messverfahren methodische Fehler - Probenahmestrategie falscher Probenahmeort falsche Probenahmezeit (Zeitpunkt, Dauer) Messung nicht aller relevanten Stoffe technische Probenahmefehler Dichtheit des Probenahmesystems Funktionsfähigkeit (Akkukapazität, Regelverhalten) Probenahmebedingungen (Druck/Temperatur) Kontaminationen Lagerungs- und Transportbedingungen

30 Methodensammlung der DFG Analytische Methoden zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe Band 1 Luftanalysen Spezielle Vorbemerkungen Probenahme und analytische Bestimmung von Gasen und Dämpfen Autoren: Ralph Hebisch, Dietmar Breuer, Wilhelm Krämer, Claus-Peter Maschmeier, Michael Tschickardt