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Seite 1
Tätigkeiten mit Nano‐Expositionen
aus Sicht eines Sicherheitsingenieurs
Prof. Dr. Stephan Lambotte
Hochschule Furtwangen
Security & Safety Engineering
Robert‐Gerwig‐Platz 1
78120 Furtwangen
Tel.: 07723/920‐2458
lat@hs‐furtwangen.de
Robert
Dejak
/ FH München
Prof. Dr. Ulrich
Weber
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Motivation der Arbeit
Derzeitige Verunsicherung bei Arbeitgeber und Beschäftigten
Die zahlreichen Aktivitäten des Unternehmens in der Nanotechnologie
Die kaum erforschten Risiken im Umgang mit nanoskaligen Materialien
Konkrete Arbeitshilfen für Labortätigkeiten sind derzeit kaum vorhanden
Erhöhung der Sicherheit und Gesundheitsschutz für Beschäftigte
Know‐how für die Industrie

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Was ist Nano?
Problem bei der Klassifizierung:
Vielfalt, Erscheinungsformen
Definition für Nanopartikel:
Mindestens in 2 Dimensionen
zwischen 1‐100 nm groß

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Stoff
AGW
(mg/m³)
Gramm C
60
/ Schicht*
mg C
60
/ m³
Polyethylenglykole (PEG 600)
1.000
15.374
1.200
Calciumsulfat (Pulver)
6
407
32
Portlandzement (Staub aus
kieselaurem Calcium)
5
397
31
Allgemeiner StaubGW - A-Staub
3
Blei und seiner Verbindungen (alt,
MAK-Wert)
0,1
4,5
0,35
anorganische Silberverbindungen
(z.B. Silberoxid)
0,01
0,4
0,03
Wie gefährlich können Nanopartikel im Labor sein?
Gleiche Molare Verhältnisse C60 wie für bekannte Gefahrstoffe
*Annahme: Labor 3*8*8 m = 192 m³ =>
Luftwechsel: 1600 m³/h => 12800 m³/Schicht

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TRGS 526 ‐ Laboratorien
3.3 Expositionsermittlung
3.3.1 Allgemeines
(1) Im Laboratorium wird durch Bau und technische Ausstattung sowie
organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen eine Sicherheitsgrundlage
geschaffen, um auch bei Tätigkeiten mit
neuen oder noch nicht ausreichend
untersuchten Stoffen
die Gefährdung zu minimieren.
(2) Der Arbeitgeber kann im Allgemeinen davon ausgehen, dass keine unzulässig
hohe Exposition gegenüber Gefahrstoffen vorliegt, wenn
1.
fachkundiges und zuverlässiges Personal,
2.
nach den einschlägigen Vorschriften und dem
Stand der Technik
und
3.
insbesondere nach dieser Regel und
laborüblichen Bedingungen
(siehe Nummer
3.3.3) arbeitet.

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Gefährdungsbeurteilung: Vorgehen 1
Stoffermittlung
Zuordnung zu Gefahrenklassen
Ermittlung der Nanoeigenschaften

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Seite 7
Einordnung der Nanopartikel in Gefahrklassen (Arbeitshilfe)
Nanopartikeleinordnung erfolgt nach:
Erscheinungsform, Morphologie
Chemischen und physikalischen Eigenschaften
Agglomerationstendenz/‐zustand
Generellen Stoff‐Einstufung
Erkenntnisse aus toxikologischen Studien
Verhalten des nanopartikulären
Produktes
Beispiel:
Nanopulver: Gecoateten Metall-
Nanopartikel (unlöslich, keine Stoff-
Einstufung, keine Verunreinigungen,
etc.)
Anhang B.1
C

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Zuordnung zu Gefahrklassen
Gefahrklasse (GK)
A
B
C
D
Einstufung / Bewertung
Harmlos
?
Xn, C, Xi,
cmr Kategorie 3,
sensibilisierend
T, T+, cmr

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Seite 9
Gefährdungsbeurteilung: Vorgehen 2
Stoffermittlung
Zuordnung zu Gefahrenklassen
Ermittlung der Nanoeigenschaften
Schutzziele

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Seite 10
Schutzziele
S1
Die
Freisetzung
von Nanpartikeln soll minimiert werden und
die Entstehung nanopartikelhaltigen Aerosolen soll vermieden
werden
S2
Die
inhalative Aufnahme
von Nanopartikeln muss verhindert
werden
S3
Kontaminationsverschleppung
und eine orale Aufnahme
der Nanopartikel muss verhindert werden
S4
Ein
Kontakt
der Haut mit Nanopartikeln muss vermieden
werden
S5
Dem Entstehen von nanopartikulären
Ablagerungen
innerhalb des Labors ist entgegenzuwirken

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Gefährdungsbeurteilung: Vorgehen 3
Stoffermittlung
Zuordnung zu Gefahrenklassen
Ermittlung der Nanoeigenschaften
Schutzziele
Grundmaßnahmen

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Seite 12
Grundmaßnahmen (N=22)
Maßnahme
Bemerkungen
Schutzziel
GK
A
GK
B
GK
C
GK
D
Substitution
Verwendung in
Suspension,
geschlossene Systeme
S1-S5
-
Technische Lüftung
25 m³/(h*m²)
S2, S5
Regelmäßige
Reinigung des
Arbeitsbereichs und
des Labors
Reinigung nur durch
Aufsaugen oder feucht
abwischen (kein
Abblasen!).
S3, S5
Stoff- und
tätigkeitsspezifische
Betriebsanweisung
und Unterweisung
der Mitarbeiter
-
Nicht erforderlich; ▲Einzelfallprüfung; empfohlen;
anzuwenden

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Seite 13
Gefährdungsbeurteilung: Vorgehen 4
Stoffermittlung
Zuordnung zu Gefahrenklassen
Ermittlung der Nanoeigenschaften
Grundmaßnahmen
Schutzziele
Ermittlung der Tätigkeiten
Expositionsbewertung

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Seite 14
Vorgehensweise für die Arbeitsplatzanalyse:
Besichtigung
von Nano‐Laboratorien der FhG
Analyse der Labortätigkeiten
Exakte Beschreibung der Labortätigkeiten
Unterteilung nach Menge (klein/groß) und Form (Pulver, Suspension, Matrix)
Ergebnis: 37 typischen Labortätigkeiten (Tabelle)
Expositionsbewertung: Lunge, Haut, Magen‐Darm mit Punktesystem (4 Stufen)
Sortieren der Tätigkeiten
nach Expositionsrisiko für die Beschäftigten
Ergebnis:
37 expositionsbewertete Labortätigkeiten (Arbeithilfe)
Tätigkeitsermittlung

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Seite 15
Expositionsbewertung
Tätigkeit
Bemerkungen
Art
Menge
Lunge
Haut
Oral
Umfüll- und
Dosiervorgänge
Ohne
Hilfsmittel
Pulver
Groß
33 3
Manuelle Misch-
und Rührvorgänge
Mit Hilfsmitteln
Pulver
Klein
22
1
Reinigungsarbeiten
bei größeren
Kontaminationen
Behälterbruch,
Verschütten
Suspension
Groß
03 1
Aufenthalt im Labor
Z.B.
Führungen und
Besichtigungen
Pulver,
Suspension
Klein,
groß
00 0
37 beschriebene Tätigkeiten
0: Keine Exposition;
1: geringe Exposition ist nicht auszuschließen;
2: Exposition ist anzunehmen;
3: Erhöhte Exposition möglich

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Seite 16
Gefährdungsbeurteilung: Vorgehen 5
Stoffermittlung
Zuordnung zu Gefahrenklassen
Ermittlung der Tätigkeiten
Expositionsbewertung
Ermittlung der Nanoeigenschaften
Grundmaßnahmen
Schutzziele
Tätigkeitsspezifische
Maßnahmen‐
vorschläge

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Seite 17
Tätigkeitsbezogene Schutzmaßnahmen (N=12)
Schutzmaßnahme
Beschreibung/
Erklärung
Abk.
Vorschriften
T
Laborabzug
Empfohlenen:
Faserfilter Filterklasse:
Schwebstofffilter HEPA
Filter der Klasse H10-
H14 Empfohlen: H12
oder H13
TSM-1
BGR 121 (Grafiken und
Definition) / TRGS 526 - 6.3.1
Abzüge
T
Absaugboxen
mit
Luftrückführung + Filter
TSM-2
TRGS 526 - 6.3.2
Absaugboxen mit
Luftrückführung
P
Atemschutzfilter
:
Halbmasken mit P2-Filter
oder partikelfiltrierenden
Halbmasken FFP2
Durchlassgrade von
Atemfiltern für Partikel
< 670nm (nach
Anzahl): FFP3, P3:
0,01 %, FFP2, P2: 0,2
%, FFP1, P1: 5,2 %
(Pilotmessung - BGIA -
2001)
ASF-P2
TRGS 526 - 4.5.4 Atemschutz
/ BGR 190 Einsatz von
Atemschutzgeräten (siehe DA
Hr. Liegl)
P
Atemschutzfilter
:
Halbmasken mit P3 oder
partikelfiltrierenden
Halbmasken FFP3
ASF-P3
TRGS 526 - 4.5.4 Atemschutz
/ BGR 190 Einsatz von
Atemschutzgeräten (siehe DA
Hr. Liegl)
P
Schutzhandschuhe
für
normale Labortätigkeiten
Empfohlen: Nitril -
Einweglaborschutz-
handschuhe
SH-1
TRGS 401 - 6.4.2
Schutzhandschuhe / Leitfaden:
Carbon Nanotubes (CNT) -
MaVo CarNAk

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Seite 18
Aufnahmewege
Empfohlene
Tätigkeitsspezifische SM
Tätigkeit
Lunge
Haut
Mage
n-
Darm
Nanopartikel-Gefahrklasse
inhalative
Aufnahme
dermal
Aufnahme
orale
Aufnahme
A BCD
Umfüllvorgänge
und
Dosierungsvorgänge
ohne Hilfsmittel
3 22
TSM-1
oder
TSM-
2, SH-
1
TSM-1
oder
TSM-
2, SH-
1
TSM-
1, oder
TSM-
2,
SH-1
TSM-1
oder
TSM-
2, SH-
1
Innerbetrieblicher
Transport
von geschlossenen
Behältern
0 1 0
- SH-1 SH-1 SH-1
Abwiegevorgang
ohne Zu- und Entnahme
des Abwiegematerials
(geschlossener Behälter)
0 1 0
- SH-1 SH-1 SH-1
Anhang B.5
Zuordnung tätigkeitsbezogener Schutzmaßnahmen

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Seite 19
Gefährdungsbeurteilung: Überblick
Stoffermittlung
Zuordnung zu Gefahrenklassen
Ermittlung der Tätigkeiten
Expositionsbewertung
Ermittlung der Nanoeigenschaften
Grundmaßnahmen
Schutzziele
Tätigkeitsspezifische
Maßnahmen‐
vorschläge

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Seite 20
Zusammenfassung
Unproblematisch
Labortätigkeiten
Arbeiten in Suspensionen
Geschlossene Systeme
Gebundene Nanopartikel
Kritische Tätigkeiten
Abwiegen
Reinigungsarbeiten an
Reaktoren
Instandhaltungsarbeiten
Große Mengen Pulver
Mitarbeiter einbinden!

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Seite 21
Problem: Zuordnung zu Gefahrenklassen
A
B
C
D
G e f a h r e n k l a s s e n