Erfahrungen bei Expositionsmessungen am Arbeitsplatz

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1 Erfahrungen bei Expositionsmessungen am Arbeitsplatz VCI Stakeholder Dialog Nanomaterialien am Arbeitsplatz Dr. Stefan Engel Gefahrstoffmanagement

2 Synthetischen Nanomaterialien Unsere Interessen Innovative Materialien BASF hat eine lange Tradition als Produzent partikelförmiger Produkte, z.b. Farbpigmente in Größenordnungen, die auch den Nanometermaßstab enthalten können. BASF ist jedoch kein Bulk-Produzent synthetischer Nanopartikel, sondern primär Verwender. BASF verwendet synthetische Nanopartikel zur Produktion von Materialien mit vollständig neuen oder erheblich verbesserten Produkteigenschaften, z.b. Lacke, Beschichtungen oder Textiladditive. Innovationen für die Bereiche Bau, Haushalt, Automobil, Kosmetik, Elektronik und Energie sind die Ziele unserer Forschung und Entwicklung. 2

3 Synthetischen Nanomaterialien Typische Tätigkeiten Einfüllung, z.b. aus Säcken oder Thyssen-Containern in Reaktoren, Mischer, etc. in geschlossenen Systemen oder mit wirksamer Absaugung. Verarbeitung in geschlossenen Maschinen und Apparaten in industriellem Maßstab, z.b. Extrusion mit einem Polymer oder Formulierung zu einer Dispersion. Laborarbeiten in abgesaugten Laborabzügen mit g- bis zu maximal kg- Maßstab in F&E. Expositionsmöglichkeiten bestehen an unseren Arbeitsplätzen im wesentlichen bei Einfüllungen in in industriellem Maßstab. 3

4 Arbeitsplatzmessungen Analytik luftgetragener Partikel Unser Methodenrepertoire SMPS- Technologie Gesamtstaub- Probenehmer nm µm Feinstaub- Probenehmer µm CPC- Technologie Analytische Methoden 3 µm WRAS- Technologie µm Nano nm Mikro Makro Maßstab 0.1 nm 1 nm 10 nm 0.1 µm 1 µm 10 µm mm 1 mm 1 cm 0.1 m 1 m

5 Arbeitsplatzmessungen Analytik luftgetragener Partikel Unsere Messtrategie Wir verwenden derzeit etablierte gravimetrische Messmethoden zur Bestimmung der E- und A- Fraktion, innovative stationäre Analysenmethoden zur Erfassung der Partikelkonzentration und Partikelgrößenverteilung (CPC, SMPS, WRAS) und aussagekräftige elektronenmikroskopische Methoden (z.b. SEM, TEM, EDXS) zur Charakterisierung möglicher Staub- und Partikelbelastungen an unseren Arbeitsplätzen in einem Messbereich von 10 nm bis zu 30 μm. Die Kombination verschiedener analytischer Methoden ermöglicht eine möglichst vollständige Beschreibung der Staub- und Partikelbelastungen. 5

6 Partikelkonzentrationen luftgetragener Nanopartikel Größenordnungen (1/2) Partikelkonzentrationen zwischen 10 und 100 nm Hintergrundbelastung in geschlossenen Räumen, z.b. im Büro: < P/cm 3 Hintergrundbelastung in industrieller Umgebung, z.b auf dem Verbundstandort in Ludwigshafen: ca P/cm 3 bei der Einfüllung staubförmiger Nanopartikel, z.b. Eisenoxid aus einem Thyssen-Container: < P/cm 3 bei Laborarbeiten im Abzug, z.b. offene Umfüllung von Zinkoxid: < 10 5 P/cm 3 durch thermische Prozesse, z.b in der Umgebung eines ölbeheizten Extruders (280 C): < P/cm 3 zunehmende Partikelkonzentration 6

7 Partikelkonzentrationen luftgetragener Nanopartikel Größenordnungen (2/2) in einer Bäckerei (zwischen 10 und 1000 nm): < P/cm 3 (Quelle: BGIA, UBA-Workshop 2005) im Zigarettenrauch: ca P/cm 3 an einer stark befahrenen Straße, zusätzlich mit Straßenarbeiten wie Arbeiten mit einem Presslufthammer und Teeren: ca P/cm 3 während des WIG-Schweißens: ca P/cm 3 in Abgasen aus einem Dieselmotor: ca P/cm 3 (Quelle: GRIMM Aerosol Technik) zunehmende Partikelkonzentration 7

8 Arbeitsplatzmessungen Herausforderungen und offene Fragen (1/2) Unsicherheit hinsichtlich der aktuellen Metrik Was sind die toxikologisch relevanten Parameter? Partikelkonzentration und -größenverteilung lungendeponierbare Oberfläche,... Aussagekraft und Zuverlässigkeit der erhobenen Daten zu Partikelkonzentration und -größenverteilung innerbetriebliche Ringversuche mit unterschiedlichen Geräten fehlende kommerzielle Standards fehlende, standarisierte Verfahren zur Aerosolerzeugung 8

9 Arbeitsplatzmessungen Herausforderungen und offene Fragen (2/2) Unterscheidung von der Hintergrundbelastung Hintergrund im industriellen Umfeld unzureichend charakterisiert vergleichende Messungen vor und nach der Umgang notwendig fehlende oder aufwändige Charakterisierung der chemischen Identität Berücksichtigung des Verhaltens luftgetragener Nanopartikel nach der Emission, wie beispielsweise Adsorption oder Aggregation fehlende Methoden fehlende personengetragene Expositionsmessung Zur Definition adäquater Arbeitsschutzmaßnahmen werden valide Daten zu realistischen Expositionsszenarien benötigt. 9

10 Erfahrungen bei Expositionsmessungen am Arbeitsplatz Zusammenfassung Ein analytisches Methodenrepertoire entsprechend aktueller, anerkannter Metrik steht zur Verfügung. Validierung und Standardisierung der Methoden stehen aus. Mögliche Belastungen durch synthetische Nanopartikel am Arbeitsplatz werden durch Hintergrundbelastung und störende Effekte überlagert. Die Bewertung der erhobenen Daten bedarf hoher Expertise in Aerosolmesstechnik, klassischer Gefahrstoffmessung und Arbeitsschutz. 10

11 Herzlichen Dank für Ihre freundliche Aufmerksamkeit! 11