K o m m e n t a r z u m Österreichischen Aktionsplan Nanotechnologie

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1 Nanotechnologie - Risikoforschung und Risikokommunikation K o m m e n t a r z u m Österreichischen Aktionsplan Nanotechnologie Datum: Version: version: 1_003 Kontakt: Ing. Harald Kviecien Geschäftsführung harald.kviecien@pimex.at KOHS Harald A. Kviecien GmbH Praterstraße 15/4/ Wien phon: fax: DW 9 Quellenhinweis: HERIVIS Endbericht 2009 (vorläufig, noch nicht veröffentlicht)

2 Nanotechnologie - Risikoforschung und Risikokommunikation Im Rahmen des vom Zentrum für Innovation und Technologie (ZIT) geförderten internationalen Forschungs- und Entwicklungsprojekt HERIVIS (health risk visualisation system) wurde in den Jahren ein innovatives Instrument zur Analyse und Kommunikation von Risiken von ultrafeinen Partikeln in der Atemluft entwickelt. Das innovative Instrument wurde in einem weiteren internationalen Forschungsprojekt: VECTOR (visualisation of the exposure of cyclists to traffic on road) eingesetzt. Nanopartikel sind ein aktuelles Thema sowohl in der Wissenschaft als auch in der Öffentlichkeit. Die Wirkungen von Nanopartikel auf die Gesundheit des Menschen sind derzeit allerdings, so stellt auch der Österreichische Aktionsplan Nanotechnologie fest, nicht ausreichend bekannt. Im Rahmen der Projekte HERIVIS und VECTOR wurden insbesondere die Themen: Feinstaub und Ultrafeinstaub im Straßenverkehr, Quarzfeinstaub sowie Schweißrauche intensiv behandelt. Die dem entwickelten Instrument zugrundeliegende PIMEX-Methode, ist jedoch grundsätzlich für jede Form messbarer Partikel in der Luft anwendbar. Beide Projekte (HERIVIS und VECTOR) kommen zu dem Schluss, dass in den Bereichen der Risikoforschung, des Risikomanagements und der Risikokommunikation Handlungsbedarf besteht. Die Ergebnisse aus den Projekten HERIVIS und VECTOR zeigen jedoch darüber hinaus neue wirksame Wege im Umgang mit Risiken der Nanotechnologie auf. So wurde unter anderem festgestellt, dass ein recht hoher Anteil der bilanzierten Emissionen im Straßenverkehr aus Quellgruppen stammt, über die nur eine sehr schlechte Wissensbasis vorhanden ist. Unterschiedliche Quellen von ultrafeinen Partikeln in der Luft nicht außer Acht zu lassen sehen wir insbesondere für die Kommunikation und Interaktion mit der Bevölkerung für zweckmäßig an. Im Rahmen der beiden Projekte wurde auch großer Wert auf die Einbeziehung von Schülern und Studenten gelegt, die in die Rolle eines Risikoforschers schlüpfen konnten. Als nächstes gehen wir näher auf die einzelnen Belastungsarten ein, mit denen wir uns im Rahmen der genannten Projekte beschäftigt haben, um in PIMEX als Analyse- und Kommunikationsinstrument vorzustellen. Abschließend finden Sie unsere Handlungsempfehlungen in Ergänzung zu dem Handlungsbedarf, den der Aktionsplan bereits vorsieht. Nanopartikel (Ultrafeine Partikel) Nanopartikel (Ultrafeine Partikel) sind Teilchen mit Mobilitäts- (oder Diffusions-) Äquivalentdurchmesser < 100 nm und deren Aggregate bzw. Agglomerate. Ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters. Von Nanoobjekten spricht man, wenn Material mit einem, zwei oder drei Außenmaß(en) im Nanomaßstab vorliegt. Dazu zählen die Nanopartikel, also Nanoobjekte mit allen drei Außenmaßen im Nanomaßstab. Nanoplättchen sind Nanoobjekte mit einem Außenmaß im Nanomaßstab und zwei wesentlich größeren Außenmaßen. Nanofasern besitzen zwei ähnliche Außenmaße im Nanomaßstab und ein drittes Außenmaß, das wesentlich größer als die beiden anderen Außenmaße ist. Diese Definitionen wurden 2008 vom Technischen Komitee ISO/TC 229 "Nanotechnologies" in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 352 Seite 2/7

3 "Nanotechnologien" erarbeitet. Das zuständige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA AA im Normenausschuss Materialprüfung (NMP) und als Deutsche Industrie Norm CEN ISO/TS 27687: veröffentlicht. Nanopartikel können unterschiedlicher chemischer Natur sein. Sowohl anorganische als auch organische Nanopartikel sind bekannt. Sie können aus nur einem Element bestehen, z.b. aus Metall oder aus Kohlenstoff oder aber aus Verbindungen, wie Oxiden, Nitriden usw. Unter Nanokompositen versteht man Verbundmaterialien, in denen mindestens eine Komponente in Form von Nanoobjekten vorliegt. Nanopartikel lagern sich häufig aneinander und bilden Aggregate oder Agglomerate. Um ultrafeine Partikel in Kombination mit dem kohs.pimex.system zu erfassen wurden im Projekt HERIVIS die beiden Messgeräte TSI 3007 CPC sowie TSI Dusttrack 8520 angepasst und in weiterer Folge im Rahmen des Projekts VECTOR (visualisation of the exposure of cyclists to traffic on roads) eingesetzt. Die Kooperationsstelle Hamburg, eine Forschungsstelle der Freien Hansestadt Hamburg entwickelte ein spezielles Tragesystem für die beiden Messgeräte um die Messungen von Ultrafeinstaub als mobile Applikation (beim Radfahren im Straßenverkehr) bewerkstelligen zu können. Abbildung 1 zeigt die Vorstellung des kohs.pimex.system in Verbindung mit der Mess-Applikation "Vector". Das TSI 3007 CPC und das TSI Dusttrack 8520 befinden sich im Tragesystem. Die Vorstellung erfolgte am PIMEX Workshop 2008 in Feuchtwangen. Abbildung 1: Vorstellung des kohs.pimex.system am PIMEX Workshop 2008 in Feuchtwangen in Verbindung mit der Mess-Applikation "Vector" (TSI 3007 CPC, TSI Dusttrack 8520) Risiken durch Schweißrauch erfassen Durch schweißtechnische Arbeiten werden partikelförmige und gasförmige Gefahrstoffe freigesetzt. Die Emissionen (=Schweißrauch) sind Stoffgemische, deren chemische Zusammensetzungen und Konzentrationen von den eingesetzten Werkstoffen und den angewendeten Verfahren abhängig sind. Zur Einschätzung des Gesundheitsrisikos für die Arbeitnehmer wird unter anderem festgestellt, in welchen Mengen und Konzentrationen der Schweißrauch eingeatmet wird. Dazu wird ermittelt, welchen Staubfraktionen der mit dem Schweißrauch freigesetzten Partikel angehören (Schweißrauch besteht zu einem großen Teil aus so genannten alveolengängigen Partikeln, die so klein sind, dass sie sich in den Lungenbläschen ablagern können). Des Weiteren können auch so genannte ultrafeine Partikel entstehen, deren Durchmesser im Nanometerbereich liegen. Seite 3/7

4 Um die Belastung der Arbeitnehmer durch Schadstoffe am Arbeitsplatz zu minimieren, existieren zahlreiche Orientierungshilfen und Richtlinien, wie z.b. stoffspezifische Grenzwerte. Die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaßnahmen ist dabei von Unternehmen zu überprüfen und nachzuweisen. Mit dem kohs.pimex.system ist ein modernes Instrument zur Analyse und Gestaltung von Schweiß-Arbeitsplätzen verfügbar. Durch die Möglichkeit Expositionsverläufe direkt mit der momentanen Tätigkeit des Beschäftigten in Verbindung zu setzen, lassen sich mittels PIMEX Maßnahmen ableiten, die zu einer Senkung der Belastung durch Schweißrauch um bis zu 50 % führen. Dies wurde durch den Einsatz des kohs.pimex.systems bei schweißtechnischen Arbeiten erwiesen. Darüber hinaus eignet sich das kohs.pimex.system ideal für eine kontinuierliche Prüfung der Wirksamkeit gesetzter Maßnahmen (optimierte Absauganlagen, gezielte Schulungsmaßnahmen etc.) und trägt so neben der Reduktion von Risiken für die Gesundheit zur nachhaltigen Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Schweiß- Arbeitsplätzen bei. Mehrere Berufsgenossenschaften in Deutschland setzen das kohs.pimex.system seit Jahren intensiv zur Beratung von Unternehmen, insbesondere zur Sensibilisierung der Mitarbeiter für die eigene Gesundheit ein. Mehrere hundert Schweißer wurden bisher mit Hilfe von PIMEX-Aufzeichnungen unterwiesen (u.a. durch die Berufsgenossenschaft Metall oder die Meyer Werft). Das PIMEX System wurde auf der SCHWEISSEN & SCHNEIDEN 2009, der Welt-Leitmesse der Fügetechnik ( mit dem 3M Welding Safety Award ausgezeichnet. Risiken durch Quarzfeinstaub messen und beurteilen Bei den kristallinen Siliziumoxyden (SiO2) steht der alveolengängige Quarzfeinstaub (Quarz, Cristobalit, Tridymit) im Fokus der allgemeinen Aufmerksamkeit. Nach dem heutigen Stand des Wissens ist Quarzfeinstaub einer der Verursacher von Silikose. Deshalb bestehen für den Arbeitsplatz in den meisten Ländern der EU teilweise als gesetzlich verpflichtend einzuhaltende Grenzwerte für den alveolengängigen Quarzstaub. Daneben werden in Wissenschaft und Forschung auch andere Wirkungen des Quarzfeinstaubes diskutiert und untersucht. Quarzfeinstaub kommt bei den verschiedensten Berufsbranchen und Arbeitstätigkeiten vor und in vielen Fällen auch in einem Gemisch mit anderen Schadstoffen bzw. Stäuben in der Luft (vgl. dazu z.b. HVBG 2009 S. 49 ff.). Für die Messung von Quarzfeinstaub gibt es derzeit keine spezielle Norm; sehr wohl aber für Schadstoff- bzw. Staubmessung (z.b. EN 481 o. OENORM EN 13205). Vorliegende Ergebnisse von historischen und aktuellen Messungen (durchgeführt in verschiedenen Kontexten und unterschiedlichen Intentionen) sind deshalb nur bedingt vergleichbar (vgl. z.b. Dahmann 2006a). Auch wird von unterschiedlichen Einrichtungen bzw. in verschieden Regionen/Längeren mit verschiedenen Geräten (Probenahme) und Verfahren (Auswertung/Analyse) gemessen (genannt z.b. bei HVBG 2006, S. 55 ff., Dahmann 2006a und 2006b). Bei der Ermittlung und Beurteilung der Belastung am Arbeitsplatz wird zumeist nur der lungengängige A-Staub (engl.: respirabel R-Dust; früher: Feinstaub) und der Einatembahre E-Staub (engl.: inhalable I-Dust; früher: Gesamtstaub) gemessen (gemäß EN 481; beschreiben z.b. bei Silberholz 2002). Es sind sowohl stationäre wie personenbezogen Messungen möglich und üblich (siehe NEPSI 2006, S. 20). Neben dem Staub werden, je nach Intention und Verfahren, auch Raumtemperatur, Luftfeucht, Luftzug und Druck gemessen. Der Unterschied bei der Abscheidefunktion für die alveolengängängige Staubfraktion gemäß der Johannesburger Konvention ( Feinstaub ) und der EN 481 ( A-Staub ) ist Seite 4/7

5 gering, so dass mancherorts noch alte Geräte für die Messung bzw. Beurteilung einsetzt werden. (siehe z.b. HVBG 2006, S. 55 f.) Neben den konventionellen Verfahren (siehe oben) werden heute auch direktanzeigende Messgeräte für Aerosole / Staub eingesetzt. Bei allen Verfahren und Geräten ist immer auch die Nachweisgrenze bzw. die Empfindlichkeit zu berücksichtigen. Nach den verfügbaren Veröffentlichungen werden die direktanzeigenden Messegräten zumeist als Ergänzung und Erweiterung der konventionellen Probenamenverfahren bei diesen geht es zumeist um die exakte Analyse des Staubes (z.b. Einhaltung von Grenzwerten) eingesetzt. Tendenziell werden direktanzeigende Messgeräte beim Auftreten kurzzeitiger größerer Konzentrationen eingesetzt (welche von den Probenahme- Analyse -Verfahren als solche Spitzenverläufe nicht erkannt werden). Dadurch ist es auch möglich, die eigentlichen Staubquellen, den zeitlichen Expostionsverlauf und diesbezügliche Ursache- Wirkungszusammenhänge auch direkt bei der Ausübung einer Arbeitstätigkeit (im Testlabor wie auch unter realen Bedingungen im beruflichen Alltagsbetrieb) abschätzen zu können. Insbesondere mit Hilfe der PIMEX Methode wurden damit bereits erfolgreich Messungen durchgeführt (z.b. Kluger 2006). PIMEX als Analyse- und Kommunikationsinstrument im Bereich Belastungen für Radfahrer PIMEX, insbesondere die mittels der PIMEX Methode erstellten Medien sind sehr gut geeignet Risiken zu kommunizieren. Einerseits lassen sich damit Informationen über unterschiedliche Risiken nachvollziehbar und verständlich transportieren. Andererseits ermöglicht das Abbilden von Präventionsprozessen eine systematische Interaktion mit den Zielgruppen und eine damit verbundene Verbesserung der Einschätzung über Wirkungen der Gesundheitskommunikation. Im Zuge der Implementierung innerhalb des Projekts HERIVIS wurde das kohs.pimex.system im Rahmen des Projekts VECTOR (visualisation of the exposure of cyclists to traffic on roads) eingesetzt. Im Projekt VECTOR wird die Feinstaubbelastung von Radfahrern in verschiedenen europäischen Großstädten vergleichend untersucht. Ausgewählt wurden Utrecht, Hamburg, Budapest und Vilnius. Mit dem kohs.pimex.system werden die Belastungen in verschiedenen Verkehrssituationen aufgezeichnet und sichtbar gemacht. Dieses Material wird verwendet, um Behörden, Betroffene und Radfahrerverbände über die Expositionsrisiken beim Radfahren zu informieren. Die ersten Messungen liefen im September und Oktober 2007 in Utrecht und Hamburg. Weitere Messungen fanden im April (Budapest) und Mai (Vilnius) 2008 statt. Im Projekt VECTOR wurde eng mit Hochschulen aus Deutschland und den Niederlanden zusammen gearbeitet. Die Tätigkeiten wurden sowohl inhaltlich (Messergebnisse der Ultra-Feinstaub-Belastung für Radfahren im Verkehr) als auch hinsichtlich der Risiko-Kommunikation und des Risiko-Bewusstseins evaluiert. Die Ergebnisse der Evaluation wurden publiziert (u.a. Risk Communication and Cycling, Potential of video to inform exposure to fine particles, J.R. Carreón, University of Groningen, IVEM, 2007). Die folgenden Abbildungen zeigen unterschiedliche Situationen bei der Messung und Visualisierung der Exposition von Ultra-Feinstaub für Radfahrer im Straßenverkehr. Die Auswertung der Daten zeigt unter anderem, dass Radfahrer kurzen Spitzenbelastungen ausgesetzt sind, die bei herkömmlichen Messmethoden nicht berücksichtigt werden. Seite 5/7

6 Abbildung 2: Belastungen von Radfahrern durch Ultra-Feinstaub im Straßenverkehr Abbildung 3: geringere Belastung in verkehrsarmen und begrünten Zonen Abbildung 4: Belastung in PKW bleibt längere Zeit auf hohem Niveau Seite 6/7

7 Handlungsempfehlungen: Ergänzend zu dem im Aktionsplan gelisteten Handlungsbedarf empfehlen wir folgende Punkte zu berücksichtigen: - Aktionsfeld Rechtliches: Österreich beabsichtigt im Rahmen der rechtlichen Positionierung auf die Einhaltung eines hohen Schutzniveaus zu achten. Dabei empfehlen wir auf die genannten Ergebnisse aus den Projekten HERIVIS und VECTOR zu verweisen, die unterstreichen, dass auf Basis Österreichischer Kompetenzen und Technologie bereits praktische Wege erarbeitet wurden, um dieses Ziel zu erreichen - Kommunikationskultur: Der Aktionsplan sieht eine offene und dialogorientierte sowie fachlich fundierte Kommunikation zwischen allen Stakeholdern und der Öffentlichkeit vor. Die in den Projekten HERIVIS und VECTOR eingesetzten Methoden zielen insbesondere auf die Einbeziehung unterschiedlicher Öffentlichkeiten durch transparente Kommunikation von Risiken ab. - Weiters erscheint uns, dass Schulen, Universitäten einerseits und Communities im Netz (web 2.0) mit einem enormen Potential behaftet sind, den Chancen eine höhere Bedeutung zuzuweisen, als den Risiken. Dieses Potential zu nutzen ist unserer Ansicht nach nur durch eine offene und dialogische Kommunikation möglich. Die Visualisierung von Risiken stellt aus unserer Sicht ein Schlüsselelement dar, eine tragfähige Form eines offenen Dialogs entstehen zu lassen. Wir empfehlen daher die Erfahrungen und Ergebnisse aus den Projekten HERIVIS und VECTOR einerseits in ähnlichen Projekten zu nutzen sowie inhaltlich weiter zu entwickeln. - Glaubwürdiges und zielgruppenorientiertes Informationsangebot: Wir empfehlen die Erfahrungen und Ergebnisse aus den Projekten HERIVIS und VECTOR in den Aufbau dieses geplanten Informationsangebots einzubeziehen. - Verbesserung des derzeitigen Daten-/Wissensstands bzgl. Risikomanagement am Arbeitsplatz. Diesen Punkt möchten wir besonders unterstreichen. - Verbesserung der allgemeinen Datenlage über Emissionen, Belastungen und Belastungswirkungen. Wir halten die derzeit zur Verfügung stehenden Daten über Emissionen, Belastungen in der Atemluft von Arbeitnehmern als auch der Bevölkerung insgesamt sowie deren möglichen Wirkungen als nicht ausreichend. Eine Kommunikation über Chancen ohne die Risiken annähernd gut zu kennen wird unserer Erfahrung nach den gewünschten Effekt verfehlen. - Ausbau von Forschungskompetenz im Bereich EHS: wir empfehlen in diesem Bereich verstärkt bestehende Strukturen in Österreich sowie die internationale Vernetzungen zu stärken. Der Bereich EHS sollte dabei aus unserer Sicht als Impuls für wirtschaftliche Innovation gesehen werden. KOHS die Organisation Die KOHS ist eine unabhängige Forschungs- und Entwicklungseinrichtung im Bereich Arbeits- und Gesundheitsschutz und ist an nationalen und internationalen Projekten in diesem Bereich beteiligt. Die KOHS bietet Dienstleistungen zur Implementierung innovativer Ansätze von Sicherheits- und Gesundheitsmanagementsystemen als auch Lösungen zur Analyse und Steuerung von Präventions- und Kommunikationsaufgaben. Die KOHS bietet darüber hinaus die Umsetzung wissenschaftlich fundierter PIMEX Interventionen sowie sicherheitstechnischer und ergonomischer Beurteilungen. Weitere Schwerpunkte liegen in der didaktischen Aufbereitung von PIMEX Schulungsmaterial und der Entwicklung von Lernstrategien für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit. Seite 7/7