Der neue Grenzwert für alveolengängigen Staub Messtechnische Aspekte

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Ulrike Albrecht
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Der neue Grenzwert für alveolengängigen Staub Messtechnische Aspekte Symposium Gefahrstoffe 2012 Schlema VII, 02. 04.05.2012, Weimar Dr. Markus Mattenklott Referat 2.

1 Der neue Grenzwert für alveolengängigen Staub Messtechnische Aspekte Symposium Gefahrstoffe 2012 Schlema VII, , Weimar Dr. Markus Mattenklott Referat 2.3 "Stäube - Fasern" Fachbereich 2 "Chemische und biologische Einwirkungen" Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung - IFA Alte Heerstraße 111, Sankt Augustin

2 Inhalt Der neue A-Staub-Grenzwert: Berücksichtigung der Dichte Probenahme und Analyse von Stäuben Ultrafeine Stäube Ermittlung des biobeständigen Anteils Geltungsbereich des Grenzwertes Verhältnis A- zu E-Staub Bewertung der Expositionen Seite 2

3 Allgemeiner Staubgrenzwert: bisherige Situation MAK-Kommission TRGS 900 A-Staub: 1,5 mg/m³ E-Staub: 4 mg/m³ A-Staub: 3 mg/m³ E-Staub: 10 mg/m³ Festlegung: 1997 Seite 3

4 Allgemeiner Staubgrenzwert: 2011 MAK-Kommission TRGS 900 A-Staub: 0,3 mg/m³ E-Staub: 4 mg/m³ A-Staub:? mg/m³ E-Staub: 10 mg/m³ MAK- und BAT-Werte-Liste, Juli 2011 Seite 4

5 MAK- und BAT-Werte-Liste Juli 2011 neuer MAK-Wert für die alveolengängige Fraktion des Allgemeinen Staubgrenzwerts (sog. A-Fraktion): 0,3 mg/m³ Synonym: Granuläre biobeständige Stäube (GBS) Spitzenbegrenzung: Kategorie II - 15min-Wert mit Überschreitungsfaktor 8, - max. 4-mal/Schicht, Abstand mind. 1 h Seite 5

6 MAK- und BAT-Werte-Liste Juli 2011 Grenzwert bezogen auf Stäube der Dichte 1 g/cm³ Grenzwert gilt nicht für ultrafeine Partikel Grenzwert gilt für schwer- bzw. unlösliche Stäube Einstufung der GBS in die Kanzerogenitätskategorie 4 (krebserzeugende Stoffe, die bei Einhaltung des jeweiligen MAK- Wertes das Krebsrisiko des Menschen nicht erhöhen) Seite 6

7 Berücksichtigung der Dichte MAK-Wert wurde für GBS einer Materialdichte von 1 g/cm³ abgeleitet Bestimmung der Dichte von Arbeitsplatz-Mischstäuben ist aufwendig, teilweise kaum durchführbar. Dichte realer Stäube liegt im Mittel bei ca. 2,5 g/cm³, im Einzelfalll aber deutlich darüber oder darunter (Al-Oxid 3,9; Ba-Sulfat 4,5; Fe(II)/(III)-Oxid 5,7/5,2; TiO 2 3,9/4,2; SiC 3,2) Bezogen auf Dichte 2,5 g/cm³: berechneter A-Staub-GW: 0,75 mg/m³ Umsetzung? - pauschale Anwendung des berechneten A-Staub-GW - Im begründeten Einzelfall Umrechnung des A-Staub-GW Seite 7

8 A-Staub: Probenahme und Analytik Volumenstrom Probenahmesystem VC 25F PM 4F MPG II FSP-BIA FSP-10 Respicon [m³/h] 22,5 4,0 2,8 0,12 0,6 0,19 Absolute Nachweisgrenze [mg] 4,0 0,6 0,6 0,3 0,3 0,3 Relative Nachweisgrenze in mg/m³ bei Probenahmedauer 15 min 1,4 0,60 0,86 10,0 2,0 7,5 2 h 0,18 0,075 0,11 1,25 0,25 0,94 Werte für Proben ortsfester und stationärer Probenahmesysteme, die verpackt und versandt werden 8 h 0,044 0,019 0,027 0,31 0,063 0,24 Besonderheit bei Staubmessungen: Gemäß DIN ISO auch Ausweisung von Konzentrationen zwischen NWG und BG zulässig Seite 8

9 Gravimetrische A-Staub-Bestimmung Problem: kein ausreichender Abstand der rel. NWG vom Grenzwert bei kurzzeitigen Probenahmen mit personengetragenen PN-Geräten LOQ X,X mg/m 3 Vorgehensweise nach DIN ISO 15767: 8 Angabe der ermittelten Masse 8.1 Die ermittelte Masse wird angegeben, sofern sie die Grenze der zahlenmäßigen Erfassbarkeit (LOQ) überschreitet 8.2 Wenn das Ergebnis zwischen der Nachweisgrenze (LOD) und der LOQ liegt, wird angegeben, dass die Masse zwischen LOD und LOQ liegt, und die ermittelte Masse wird ebenfalls angegeben. 8.3 Falls für die Masse ein Wert unterhalb der LOD ermittelt wird, ist anzugeben, dass der Schätzwert unterhalb der LOD liegt. LOD 0 X,X mg/m 3 Messwert zwischen LOD und LOQ! < X,X mg/m 3 Seite 9

10 A-Staub: Probenahmedauer Mindestprobenahmedauern bei Arbeitsplatzmessungen zur Erfüllung der Anforderung des Abschnitts (Messbereich) der EN 482 Angenommener A-Staub-Grenzwert: 0,75 mg/m³ Bezogen auf NWG! Probenahmesystem VC 25F PM 4F MPG II FSP-BIA FSP-10 Respicon Langzeitmessung in Stunden (0,075 mg/m³ nachweisbar) 4,74 2,00 2,86 33,3 6,67 25,1 Mindestprobenahmedauer bei Kurzzeitmessung in Minuten (3 mg/m³ nachweisbar) EN 482: - Messbereich des Verfahrens mind. Konzentrationen von 1/10 bis zum 2-fachen des Grenzwertes, - bei Kurzzeitwertmessungen mind. Konzentrationen von ½ bis zum 2-fachen des Grenzwertes Seite 10

11 Allg. Staub-GW: Anteil Ultrafeiner Partikel Sind bei gravimetrischen Messverfahren von Staub der A-Fraktion nicht zu trennen Bisher: Ultrafeine Partikel im A-Staub werden miterfasst, da bezüglich des Massenanteils im Staub i.d.r. nicht relevant Seite 11

12 Biobeständigkeit von Stäuben Der Allg. Staub-GW gilt für Stäube, deren Partikel nicht systematisch bioverfügbar sind, also überwiegend für Stäube, die in biologischen Flüssigkeiten (insbes. Lungen-Surfactant) unlöslich oder schwer löslich sind. Zu beachten ist, das die Bioverfügbarkeit nicht allein von der Löslichkeit in Wasser oder biologischen Flüssigkeiten abhängt. Ebenso ist zu beachten, dass die Übergänge zwischen Bioverfügbarkeit und fehlender Bioverfügbarkeit fließend sind, so dass keine Löslichkeitsgrenze für die Zuordnung zum Grenzbereich des Allg. Staub-GW benannt werden kann. Dabei sei angemerkt, dass der Allg. Staub-GW, sofern nicht im Einzelfall anders geregelt, für Stäube mit ähnlicher wie geringerer Bioverfügbarkeit als Calciumsulfat (Gips) gilt Entwurf der Begründung für Allgemeiner Staubgrenzwert (A-Fraktion) (Granuläre Biobeständige Stäube (GBS)), Stand: August 2011 Seite 12

Bestimmung des löslichen Anteils von Stäuben Bisher: Konventionsverfahren *) zur Bestimmung des löslichen Anteils (BGIA-Arbeitsmappe, Kennzahl 0412/7; Gefahrstoffe - RdL 65 (2005) Nr.

13 Bestimmung des löslichen Anteils von Stäuben Bisher: Konventionsverfahren *) zur Bestimmung des löslichen Anteils (BGIA-Arbeitsmappe, Kennzahl 0412/7; Gefahrstoffe - RdL 65 (2005) Nr. 6) Verfahren: Staub beaufschlagtes Filter (PM 4) 2 x jeweils 30 min mit Wasser überschichten (Rühren), Wasser durch Filter absaugen; Differenzwägung vor und nach Behandlung *) gesondertes Verfahren für Arbeitsbereiche im Bergbau Seite 13

14 Löslichkeit: Tests mit verschiedenen Lösungsmedien (1) 100 gelöster Anteil [Masse-%] mg 500 mg Medium: 0,1 n HCL - durch niedrigen ph werden mehr Komponenten gelöst - worst-case-abschätzung des löslichen Anteils 0 Halbhydrat Gips (abgeb.) Millicarb CaCO3 p.a. Dolomit Fe2O3 0,1 n HCL H2O Puffer ph7 - Toxikologisch vertretbar? Seite 14

15 Löslichkeit: Tests mit verschiedenen Lösungsmedien (2) gelöster Anteil [Masse-%] mg 500 mg Medium: demin. H 2 O - Lösungsmedium ist nicht ph-stabil - Zusammensetzung des Staubes beeinflusst Löslichkeit einzelner Komponenten 0 Halbhydrat Gips (abgeb.) Millicarb CaCO3 p.a. Dolomit Fe2O3 0,1 n HCL H2O Puffer ph7 - Abhängigkeit des löslichen Anteils von Einwaage Seite 15

16 Löslichkeit: Tests mit verschiedenen Lösungsmedien (3) Medium: Puffer ph7 *) gelöster Anteil [Masse-%] mg 500 mg - Beeinflussung des Filtermediums durch Puffer - Abhängigkeit des löslichen Anteils von der Einwaage 0 Halbhydrat Gips (abgeb.) *) ~ 0,029 M NaOH ~ 0,050 M KH 2 PO 4 Millicarb CaCO3 p.a. Dolomit Fe2O3 0,1 n HCL H2O Puffer ph7 - keine klare Unterscheidung, ob Stoff löslich oder nicht löslich ist Seite 16

17 Bestimmung des löslichen Anteils von Stäuben Stand der Dinge Die Bioverfügbarkeit von Stäuben wird mit bisherigen Konventionsverfahren nicht abgebildet Bisheriges Verfahren ist infrage zu stellen, ggf. ist ein neues Verfahren zu entwickeln Bisherige Vorgehensweise Keine standardmäßige Überprüfung des löslichen Anteils von Stäuben (Aufwand nicht vertretbar) In Bereichen mit vermuteten/bekannten löslichen Anteilen von Stäuben, exemplarische Untersuchungen Bei bekanntem löslichen Anteil: Grenzwertbeurteilung nur bezogen auf den berechneten unlöslichen Anteil Seite 17

18 Verhältnis A-Staub zu E-Staub Grenzwert für E-Staub bleibt unverändert Bereiche, in denen bisher E-Staub die maßgebliche Beurteilungsgröße war, wird dies zukünftig A-Staub sein Bisher: 3 mg/m³ (A) E : A = 3,3 : 1 10 mg/m³ (E) Zukünftig: 0,75 mg/m³ (A) E : A = 13,3 : 1 10 mg/m³ (E) Seite 18

19 Verhältnis A- zu E-Staub Schärfere Bewertung durch A- oder E-Staub? 3 mg/m³ (A) 10 mg/m³ (E) E:A = 3,3:1 0,75 mg/m³ (A) 10 mg/m³ (E) E:A = 13,3:1 Quelle: BGIA-Arbeitsmappe, Kennzahl 0412/2, 19. Lfg., 1997 Seite 19

20 Geltungsbereich des A-Staub-Grenzwertes TRGS 900 (Stand Januar 2012), beispielhafte Liste von Stoffen im Geltungsbereich des Allg. Staub-GW: Aluminium, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid (faserfrei, außer Aluminiumoxid-Rauch), Bariumsulfat, Eisen(II)oxid, Eisen(III)oxid, Graphit, Magnesiumoxid (außer Magnesiumoxid-Rauch), Polyvinylchlorid, Siliciumcarbid (faserfrei), Tantal, Titandioxid GBS-Grenzwert Abgeleitet aus Tierversuchen mit: Titandioxid, Toner Geltungsbereich des neuen A-Staub-GW? Jeweils separate Prüfung, ob Stoffe unter den GW fallen? A-Staub-GW weiterhin als allgemeine Obergrenze? Seite 20

21 Langzeitwert Schichtmittelwert Beurteilung von Staubexpositionen Gemessene Staubkonzentrationen bei bestimmten Tätigkeiten häufig lognormal verteilt Variabilität der Exposition bei Schichtmessungen ist bei Beurteilung der GW-Überschreitung zu berücksichtigen Überschreitungsfaktor (Verhältnis aus 97,5%-Obergrenze und arithmet. Mittelwert der Verteilung) liegt typischerweise bei 2 bis 5 Berücksichtigung eines Umrechnungsfaktors bei Überführung des neuen A-Staub-Grenzwertes? Direkt bei Festlegung des Grenzwertes? oder Umsetzung im nachgehenden Regelwerk (TRGS 402)? Seite 21

22 GBS: Einstufung Kanzerogenitätskategorie 4 bei Einhaltung des Grenzwertes ist das Krebsrisiko des Menschen nicht erhöht erhöhtes Krebsrisiko bei Grenzwertüberschreitung! Seite 22

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