SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
Die Innovationsgesellschaft mbH
Lerchenfeldstrasse 5, CH-9014 St.Gallen
Tel. +41 71 278 02 04, info@innovationsgesellschaft.ch
www.innovationsgesellschaft.ch
„Sicheres Arbeiten mit Nanomaterialien“
Datum: Juni 2014
Autor: Helmut Elbert
©T.Michel–Fotolia.com
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH
Arbeitsschutz
bei Tätigkeiten mit Nanomaterialien
1
Gliederung
 Wichtige Begriffe (Teil I)
 Aufnahmewege (Teil II)
 Schutzmaßnahmen (Teil III)
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 2
Wichtige Begriffe
 Nanoobjekte sind beabsichtigt hergestellte Materialien mit einem, zwei
oder drei Außenmaß(en) von etwa 1 bis 100 Nanometer (nm). Sie treten
als Nanopartikel, Nanofaser oder Nanoplättchen auf.
 Nanoobjekte können sich durch stärkere bzw. schwächere
Bindungskräfte zu Aggregaten bzw. Agglomeraten zusammenlagern.
 Nanomaterialien umfassen die Nanoobjekte sowie deren Aggregate und
Agglomerate. Dazu zählen auch nanostrukturierte Materialien.
 Nanostrukturierte Materialien weisen äußere oder innere Strukturen
von etwa 1 bis 100 nm auf, wie Nanokomposite…
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 3
Faserförmige
Nanoobjekte
(Nanofasern,
Nanoröhrchen,
Nanodraht)
Nanoplättchen
N a n o o b j e k t e
NanoplättchenNanofaserNanopartikel
N a n o m a t e r i a l i e n
N a n o s t r u k t u r i e r t e M a t e r i a l i e n
Nano
Komposite
Nanopartikel Nanopartikel /
-stäbchen in
Komposit
Übersicht: Nanomaterialien und deren Einteilung
(in Anlehnung an den technischen Standard von ISO/TC 229)
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
Aggregate
Agglomerate
aus: BGI/GUV-I 5149
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 4
Nanopartikel
Faserförmige
Nanoobjekte
(Nanofasern,
Nanoröhrchen,
Nanodraht)
Nanoplättchen
N a n o o b j e k t e
z.B.: … Nanoplättchenz.B. … Nanofaserz.B. … Nanopartikel
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
Übersicht: Nanoobjekte und deren Einteilung
(in Anlehnung an den technischen Standard von ISO/TC 229)
aus: BGI/GUV-I 5149
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 5
Nanomaterialien
 werden gezielt hergestellt
 haben besondere Eigenschaften auf Grund der
Nanometer-Größe. Sie haben z.B. eine andere Farbe als
dasselbe Material in mikroskaliger Form (z.B. Gold) oder
sie sind viel reaktionsfähiger (pyrophores Eisen)
 neigen dazu, sich durch stärkere bzw. schwächere
Bindungskräfte zu Aggregaten bzw. Agglomeraten
zusammenzulagern
 Beispiele: Industrie-Ruß, Titandioxid, Zinkoxid, Carbon-
Nanotubes (CNT)
Wichtige Begriffe
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
Bild BASF
© 3drenderings – Fotolia.com
© Jose Gill – Fotolia.com
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 6
Ultrafeinstäube
 werden nicht gezielt hergestellt
 sie entstehen als Nebenprodukt aus thermischen
Prozessen
 werden durch Menschen verursacht
(z.B. Metallverarbeitung, Verbrennungsmotoren,
Heizungen, Abrieb)
 oder stammen aus natürlichen Quellen
(z.B.Vulkanasche, Waldbrände, Wirbelstürme)
 bestehen aus einem komplexen Gemisch von chemischen
Substanzen (z.B. Metalle, Kohlenwasserstoffe, inerte
Substanzen)
Wichtige Begriffe
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
Christian Neßlinger / pixelio.de
© Stefan Redel – Fotolia.com
Bernhard Friesacher / pixelio.de
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH
Feinstäube und Ultrafeinstäube
7
Welche Arten von Stäuben unterscheidet
man?
Staub ist ein natürlicher Bestandteil der Luft
und damit so gut wie überall präsent. Je nach
Größe der Staubteilchen unterscheidet man:
Einatembarer Staub (E-Staub, früher:
Gesamtstaub): Partikel, die kleiner als100 µm
sind. Sie werden durch Mund und Nase
eingeatmet. Der Arbeitsplatzgrenzwert beträgt
10 mg/m3.
Alveolengängiger Staub (A-Staub, früher:
Feinstäube): Partikel, die bis in die Alveolen
vordringen können. Der Arbeitsplatzgrenzwert
beträgt 1,25 mg/m3.
Ultrafeinstaub (UFP) ist kleiner als 100 nm
und kann ebenfalls bis in die Alveolen
vordringen. Die o.g. Grenzwerte gelten nicht
für Ultrafeinstaub.
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
Modifiziert nach M. Berges, IFA
einatembar
E-Staub
alveolengängig
A-Staub
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 8
0.001 μm
( = 1 nm)
0.01 μm 0.1 μm 1 μm 10 μm 100 μm
HaardurchmesserPollen
rote Blut-
körperchen
BakterienViren
Große
MoleküleC Fulleren60
einatembarer Staub
alveolengängiger Staub
Nanoobjekte /
Ultrafeinstaub
Materialien / Partikel und ihre Größe in μm
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
© 3drenderings – Fotolia.com © haemengine – Fotolia.com© Janice Carr – Wikimedia© Sebastian Kaulitzki– Fotolia.com© Sebastian Kaulitzki– Fotolia.com© TebNad - Fotolia.com © Jan Homann – Wikimedia
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 9
Ultrafeinstäube sind allgegenwärtig:
Beispiele aus der Praxis (ca. 10 – ca. 600 nm)
Nanomaterialien und Arbeitsschutz
Ort der Messung Partikelzahl pro cm3 Luft
geschlossene Räume 1.000 – 10.000
industrielle Arbeitsplätze 5.000 – 100.000
stark befahrene Strasse bis zu 100.000
am Ofen einer Bäckerei bis zu 640.000
im Zigarettenrauch bis zu 1.000.000
in Dieselmotorabgasen bis zu 10 Mrd.
©StefanRedel–Fotolia.com
©2005byTomaszSienicki
DieterSchütz/pixelio.de
©Rgtimeline–Fotolia.com
DieterSchütz/pixelio.de
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 10
Potentielle Aufnahmewege für Nanomaterialien
inhalativ = über Atemwege
oral = durch Verschlucken
dermal = über die Haut
Aufnahmewege
© Mikael Häggström - Wikimedia
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 11
 Der Hauptaufnahmeweg für die meisten
Nanomaterialien sind die Atemwege.
 Einige Nanopartikel können über die Alveolen
(Lungenbläschen) der Lunge in den Blutkreislauf
und von dort in sekundäre Zielorgane (z. B. die
Nieren) gelangen.
 Im Tierversuch wurde gezeigt, dass über den
Riechnerv einige Nanopartikel bis in das Gehirn
gelangen können.
Aufnahme über die Atemwege
Aufnahmewege
© Saibo/Theresa knott- Wikimedia
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 12
Aufnahme durch Verschlucken
 Nanopartikel können auch über die
Schleimhäute des Magen-Darm-Traktes
aufgenommen werden.
 Je kleiner die Partikel sind, desto größer ist die
Wahrscheinlichkeit, dass es zu einer
Ablagerung der aufgenommenen Partikel in
bestimmten Geweben und Organen kommen
kann.
 Ist die Darmbarriere infolge entzündlicher
Erkrankungen in ihrer Funktion beeinträchtigt,
können die Transportraten höher liegen als bei
einem gesunden Darm.
Aufnahmewege
Public domain image - Wikimedia
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 13
Aufnahme über die Haut
 Die Gefährdung durch die
Aufnahme von Nanopartikeln über
die Haut wird derzeit als gering
beurteilt.
 Die gesunde Haut ist i.d.R. eine
wirksame Barriere gegen das
Eindringen von Nanopartikeln.
Aufnahmewege
© Wong, D.J. et al - Wikimedia
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH
Klassifizierung der Exposition
14
Nanomaterialien
 freie Nanoobjekte
(inkl. Agglomerate u. Aggregate)
 Nanoobjekte gebunden in
eine andere Substanz
 Nanoobjekte verteilt in
einer Flüssigkeit
(Suspension)
Eine mögliche Aufnahme von Nanomaterialien in den menschlichen
Körper hängt davon ab, wie sie in der Umgebung vorliegen:
Praxisbeispiel
Arbeiten mit
pulverförmigen
Nanoobjekten
Risiko bzgl. Körperaufnahme
ohne Schutzmaßnahmen
groß
vernachlässigbar
groß
Spray-Applikation,
starkes Umrühren
Nanoobjekte als
Verstärkung in
Kunststoffen
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 15
Substitution
Technische Schutzmaßnahmen (Kollektivschutz)
Organisatorische Schutzmaßnahmen
Persönliche Schutzmaßnahmen (Individualschutz)
Das „STOP-Modell“
Schutzmaßnahmen
© leremy – Fotolia.com
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH
Rangfolge der Schutzmaßnahmen
 Wenn die Substitution zumutbar ist, hat diese Vorrang
 Technische Maßnahmen haben grundsätzlich Vorrang vor
organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen
 Treten Emissionen trotz technischer Schutzmaßnahmen auf, so
 kann zwar die Person durch organisatorische Maßnahmen und PSA
geschützt werden
 die Kleidung, die getragene PSA, die Umgebung und andere Personen
werden jedoch kontaminiert
 Kontaminationen werden zudem oft verschleppt
 Bei Havarien sind dagegen organisatorische und persönliche
Schutzmaßnahmen regelmäßig notwendig
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 17
Substitution
Beispiele:
 Staubende Nanoobjekte in flüssigen Medien
dispergieren, in einer Matrix binden oder durch
weniger staubende Materialien (z.B. Pasten,
Granulate) ersetzen
 Ersatz von Sprühanwendungen durch
aerosolarme Verfahren (Streichen, Tauchen)
Schutzmaßnahmen
©pengyou92–Fotolia.com
© Simon Eugster - Wikimedia
S.Hofschlaeger/pixelio.de
© W. Oelen - Wikimedia
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 18
Technische Schutzmaßnahmen
 Verwenden von geschlossenen Apparaturen u.
Materialien-Transfersystemen
 Absaugen von Stäuben oder Aerosolen direkt an
der Quelle
 Raumlüftung und Abluftfiltersystem für abgesaugte
Luft vorsehen (HEPA-Filter H14), keine
Luftrückführung
 Abtrennung von Arbeitsbereichen und Anpassung
der Raumlüftung
 Reinigung nur durch Aufsaugen mit einem
Industriestaubsauger der Staubklasse H oder
feucht aufwischen, kein Abblasen
Schutzmaßnahmen
©UCL–Wikimedia
©RGtimeline–Fotolia.com©2014DieInnovationsgesellschaftmbH
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 19
Beispiele:
 Minimieren der Expositionszeit
 Minimieren der Anzahl exponierter Personen
 Entstehen von Stäuben oder Aerosolen vermeiden
 Beschränkung des Zugangs
 Unterweisen des Personals über Gefahren und
Schutzmaßnahmen (Betriebsanweisungen)
Organisatorische Schutzmaßnahmen
Schutzmaßnahmen
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 20
Organisatorische Schutzmaßnahmen
 Im Arbeitsbereich keine Lebensmittel aufbewahren
sowie weder essen, trinken oder rauchen
 Waschmöglichkeit vorsehen
 Nach Arbeitsende und vor jeder Pause Hände
gründlich reinigen
 Straßenkleidung und Arbeitskleidung getrennt
aufbewahren
Hygienemaßnahmen:
Schutzmaßnahmen
©AndreyKiselev–Fotalia.com
©T.Michel–Fotalia.com
AndreasMorlok/pixelio.de
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 21
 Atemschutz
 Schutzhandschuhe
 Schutzanzug
Persönliche Schutzmaßnahmen
Sie sind notwendig, wenn Aerosolbildung und / oder Hautkontakt durch
technische Maßnahmen nicht ausgeschlossen werden können:
Schutzmaßnahmen
© T. Michel – Fotolia.com
© leremy – Fotolia.com
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 22
Atemschutz:
 Wenn die Freisetzung von Nanomaterialien nicht
verhindert werden kann, zusätzlich zu den
technischen Maßnahmen eine Atemschutzmaske
tragen (mindestens Partikelfilter P2).
Persönliche Schutzmaßnahmen
Schutzmaßnahmen
© T. Michel – Fotolia.com
© leremy – Fotolia.com
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 23
Persönliche Schutzmaßnahmen
Handschuhe
 Bei direktem Kontakt mit Nanomaterialien (fest, flüssig
oder staubförmig)
 Chemikalienschutzhandschuhe (die Beständigkeit
gegenüber dem enthaltenen Lösungsmittel ist zu
berücksichtigen)
 Sorgfältiges An- und Ausziehen der Handschuhe und
Überlappung mit dem Schutzanzug ist sehr wichtig
Schutzmaßnahmen
© T. Michel – Fotolia.com
© leremy – Fotolia.com
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 24
Schutzanzug
 Bei Staubentwicklung: staubdichter
Einwegschutzanzug (Typ 5) mit Kapuze verwenden
 Sorgfältiges An- und Ausziehen der Handschuhe und
Überlappung mit dem Schutzanzug ist sehr wichtig
 Gleichermaßen wichtig ist das richtige An- und
Ausziehen des Schutzanzugs
Persönliche Schutzmaßnahmen
Schutzmaßnahmen
© T. Michel – Fotolia.com
© leremy – Fotolia.com
© John S. Jacob / Wikimedia Commons
© 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 25
FAZIT:
Die bisher vorliegenden Untersuchungsergebnisse
zum Thema Arbeits- und Gesundheitsschutz beim
Umgang mit Nanomaterialien zeigen, dass die
gegen Stäube üblichen Schutzmaßnahmen auch
gegenüber Nanomaterialien wirksam sind.
Schutzmaßnahmen

Weitere ähnliche Inhalte

Andere mochten auch

Los makers
Los makersLos makers
Los makers
Jorge Montana
 
Duodiseño final practica
Duodiseño final practicaDuodiseño final practica
Duodiseño final practica
Jorge Montana
 
d3con presentation May 2011 - Lothar Krause (DE)
d3con presentation May 2011  - Lothar Krause (DE)d3con presentation May 2011  - Lothar Krause (DE)
d3con presentation May 2011 - Lothar Krause (DE)
Sociomantic Labs
 
Tag der Legenden - Crossmedia Konzept
Tag der Legenden - Crossmedia KonzeptTag der Legenden - Crossmedia Konzept
Tag der Legenden - Crossmedia Konzept
C H
 
Finalpr
FinalprFinalpr
Finalpr
Luis Barrueto
 
Vor Publikation 2011
Vor Publikation 2011Vor Publikation 2011
Vor Publikation 2011
alberat22
 
Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014
Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014
Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014
Hotel Lindenhof
 
Entwicklungszusammenarbeit und Islam
Entwicklungszusammenarbeit und Islam Entwicklungszusammenarbeit und Islam
Entwicklungszusammenarbeit und Islam
10000stories
 
Vortrag Stock IHK - Weiterbildung
Vortrag Stock IHK - WeiterbildungVortrag Stock IHK - Weiterbildung
Vortrag Stock IHK - Weiterbildung
Duumvir29
 
2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen
2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen
2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen
Börsenverein des Deutschen Buchhandels
 
Test dieter
Test dieterTest dieter
Test dieter
dibico
 

Andere mochten auch (12)

Los makers
Los makersLos makers
Los makers
 
Duodiseño final practica
Duodiseño final practicaDuodiseño final practica
Duodiseño final practica
 
d3con presentation May 2011 - Lothar Krause (DE)
d3con presentation May 2011  - Lothar Krause (DE)d3con presentation May 2011  - Lothar Krause (DE)
d3con presentation May 2011 - Lothar Krause (DE)
 
Tag der Legenden - Crossmedia Konzept
Tag der Legenden - Crossmedia KonzeptTag der Legenden - Crossmedia Konzept
Tag der Legenden - Crossmedia Konzept
 
Finalpr
FinalprFinalpr
Finalpr
 
Vor Publikation 2011
Vor Publikation 2011Vor Publikation 2011
Vor Publikation 2011
 
Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014
Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014
Hotel Lindenhof****s Sommerprospekt 2014
 
Entwicklungszusammenarbeit und Islam
Entwicklungszusammenarbeit und Islam Entwicklungszusammenarbeit und Islam
Entwicklungszusammenarbeit und Islam
 
Vortrag Stock IHK - Weiterbildung
Vortrag Stock IHK - WeiterbildungVortrag Stock IHK - Weiterbildung
Vortrag Stock IHK - Weiterbildung
 
2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen
2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen
2025 – schöne neue Welt? Szenarien für die Buchbranche der Zukunft! 55 Thesen
 
Scribando
Scribando Scribando
Scribando
 
Test dieter
Test dieterTest dieter
Test dieter
 

Mehr von SwissNanoCube

SNC-Modul Rasterkraftmikroskop
SNC-Modul RasterkraftmikroskopSNC-Modul Rasterkraftmikroskop
SNC-Modul Rasterkraftmikroskop
SwissNanoCube
 
SNC Modul Ausbildung und Beruf
SNC Modul Ausbildung und BerufSNC Modul Ausbildung und Beruf
SNC Modul Ausbildung und Beruf
SwissNanoCube
 
SNC Wirtschaftsmodul
SNC Wirtschaftsmodul SNC Wirtschaftsmodul
SNC Wirtschaftsmodul
SwissNanoCube
 
"Nano"-Effekte - Einige Beispiele
"Nano"-Effekte - Einige Beispiele"Nano"-Effekte - Einige Beispiele
"Nano"-Effekte - Einige Beispiele
SwissNanoCube
 
Nanotechnologien in der Industrie
Nanotechnologien in der IndustrieNanotechnologien in der Industrie
Nanotechnologien in der Industrie
SwissNanoCube
 
Arbeitssicherheit präsentationen it
Arbeitssicherheit präsentationen itArbeitssicherheit präsentationen it
Arbeitssicherheit präsentationen it
SwissNanoCube
 
Praesentation lotus it
Praesentation lotus itPraesentation lotus it
Praesentation lotus it
SwissNanoCube
 
Zusatzmaterial nanorama it
Zusatzmaterial nanorama itZusatzmaterial nanorama it
Zusatzmaterial nanorama it
SwissNanoCube
 
Zusatzmaterial nanorama franz
Zusatzmaterial nanorama franzZusatzmaterial nanorama franz
Zusatzmaterial nanorama franz
SwissNanoCube
 
Praesentation_lotus_fr
Praesentation_lotus_frPraesentation_lotus_fr
Praesentation_lotus_fr
SwissNanoCube
 
MEM-Modul Swiss Nano-Cube
MEM-Modul Swiss Nano-CubeMEM-Modul Swiss Nano-Cube
MEM-Modul Swiss Nano-Cube
SwissNanoCube
 
Swiss Nano-Cube MEM-Modul
Swiss Nano-Cube MEM-ModulSwiss Nano-Cube MEM-Modul
Swiss Nano-Cube MEM-Modul
SwissNanoCube
 
Zusatzmaterial nanorama 01
Zusatzmaterial nanorama 01Zusatzmaterial nanorama 01
Zusatzmaterial nanorama 01
SwissNanoCube
 
Snc nanochemie modul
Snc nanochemie modulSnc nanochemie modul
Snc nanochemie modul
SwissNanoCube
 

Mehr von SwissNanoCube (19)

SNC-Modul Rasterkraftmikroskop
SNC-Modul RasterkraftmikroskopSNC-Modul Rasterkraftmikroskop
SNC-Modul Rasterkraftmikroskop
 
SNC Modul Ausbildung und Beruf
SNC Modul Ausbildung und BerufSNC Modul Ausbildung und Beruf
SNC Modul Ausbildung und Beruf
 
SNC Wirtschaftsmodul
SNC Wirtschaftsmodul SNC Wirtschaftsmodul
SNC Wirtschaftsmodul
 
"Nano"-Effekte - Einige Beispiele
"Nano"-Effekte - Einige Beispiele"Nano"-Effekte - Einige Beispiele
"Nano"-Effekte - Einige Beispiele
 
Nanotechnologien in der Industrie
Nanotechnologien in der IndustrieNanotechnologien in der Industrie
Nanotechnologien in der Industrie
 
5 nano im_alltag_01
5 nano im_alltag_015 nano im_alltag_01
5 nano im_alltag_01
 
Arbeitssicherheit präsentationen it
Arbeitssicherheit präsentationen itArbeitssicherheit präsentationen it
Arbeitssicherheit präsentationen it
 
Grundlagen modul it
Grundlagen modul itGrundlagen modul it
Grundlagen modul it
 
Praesentation lotus it
Praesentation lotus itPraesentation lotus it
Praesentation lotus it
 
Zusatzmaterial nanorama it
Zusatzmaterial nanorama itZusatzmaterial nanorama it
Zusatzmaterial nanorama it
 
Zusatzmaterial nanorama franz
Zusatzmaterial nanorama franzZusatzmaterial nanorama franz
Zusatzmaterial nanorama franz
 
Praesentation_lotus_fr
Praesentation_lotus_frPraesentation_lotus_fr
Praesentation_lotus_fr
 
Grundlagen_modul_fr
Grundlagen_modul_frGrundlagen_modul_fr
Grundlagen_modul_fr
 
MEM-Modul Swiss Nano-Cube
MEM-Modul Swiss Nano-CubeMEM-Modul Swiss Nano-Cube
MEM-Modul Swiss Nano-Cube
 
Swiss Nano-Cube MEM-Modul
Swiss Nano-Cube MEM-ModulSwiss Nano-Cube MEM-Modul
Swiss Nano-Cube MEM-Modul
 
Nanomedizin modul
Nanomedizin modulNanomedizin modul
Nanomedizin modul
 
Zusatzmaterial nanorama 01
Zusatzmaterial nanorama 01Zusatzmaterial nanorama 01
Zusatzmaterial nanorama 01
 
Snc lotus modul
Snc lotus modulSnc lotus modul
Snc lotus modul
 
Snc nanochemie modul
Snc nanochemie modulSnc nanochemie modul
Snc nanochemie modul
 

Sicheres Arbeiten mit Nanomaterialien

  • 1. Die Innovationsgesellschaft mbH Lerchenfeldstrasse 5, CH-9014 St.Gallen Tel. +41 71 278 02 04, info@innovationsgesellschaft.ch www.innovationsgesellschaft.ch „Sicheres Arbeiten mit Nanomaterialien“ Datum: Juni 2014 Autor: Helmut Elbert ©T.Michel–Fotolia.com
  • 2. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Arbeitsschutz bei Tätigkeiten mit Nanomaterialien 1 Gliederung  Wichtige Begriffe (Teil I)  Aufnahmewege (Teil II)  Schutzmaßnahmen (Teil III)
  • 3. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 2 Wichtige Begriffe  Nanoobjekte sind beabsichtigt hergestellte Materialien mit einem, zwei oder drei Außenmaß(en) von etwa 1 bis 100 Nanometer (nm). Sie treten als Nanopartikel, Nanofaser oder Nanoplättchen auf.  Nanoobjekte können sich durch stärkere bzw. schwächere Bindungskräfte zu Aggregaten bzw. Agglomeraten zusammenlagern.  Nanomaterialien umfassen die Nanoobjekte sowie deren Aggregate und Agglomerate. Dazu zählen auch nanostrukturierte Materialien.  Nanostrukturierte Materialien weisen äußere oder innere Strukturen von etwa 1 bis 100 nm auf, wie Nanokomposite… Nanomaterialien und Arbeitsschutz
  • 4. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 3 Faserförmige Nanoobjekte (Nanofasern, Nanoröhrchen, Nanodraht) Nanoplättchen N a n o o b j e k t e NanoplättchenNanofaserNanopartikel N a n o m a t e r i a l i e n N a n o s t r u k t u r i e r t e M a t e r i a l i e n Nano Komposite Nanopartikel Nanopartikel / -stäbchen in Komposit Übersicht: Nanomaterialien und deren Einteilung (in Anlehnung an den technischen Standard von ISO/TC 229) Nanomaterialien und Arbeitsschutz Aggregate Agglomerate aus: BGI/GUV-I 5149
  • 5. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 4 Nanopartikel Faserförmige Nanoobjekte (Nanofasern, Nanoröhrchen, Nanodraht) Nanoplättchen N a n o o b j e k t e z.B.: … Nanoplättchenz.B. … Nanofaserz.B. … Nanopartikel Nanomaterialien und Arbeitsschutz Übersicht: Nanoobjekte und deren Einteilung (in Anlehnung an den technischen Standard von ISO/TC 229) aus: BGI/GUV-I 5149
  • 6. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 5 Nanomaterialien  werden gezielt hergestellt  haben besondere Eigenschaften auf Grund der Nanometer-Größe. Sie haben z.B. eine andere Farbe als dasselbe Material in mikroskaliger Form (z.B. Gold) oder sie sind viel reaktionsfähiger (pyrophores Eisen)  neigen dazu, sich durch stärkere bzw. schwächere Bindungskräfte zu Aggregaten bzw. Agglomeraten zusammenzulagern  Beispiele: Industrie-Ruß, Titandioxid, Zinkoxid, Carbon- Nanotubes (CNT) Wichtige Begriffe Nanomaterialien und Arbeitsschutz Bild BASF © 3drenderings – Fotolia.com © Jose Gill – Fotolia.com
  • 7. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 6 Ultrafeinstäube  werden nicht gezielt hergestellt  sie entstehen als Nebenprodukt aus thermischen Prozessen  werden durch Menschen verursacht (z.B. Metallverarbeitung, Verbrennungsmotoren, Heizungen, Abrieb)  oder stammen aus natürlichen Quellen (z.B.Vulkanasche, Waldbrände, Wirbelstürme)  bestehen aus einem komplexen Gemisch von chemischen Substanzen (z.B. Metalle, Kohlenwasserstoffe, inerte Substanzen) Wichtige Begriffe Nanomaterialien und Arbeitsschutz Christian Neßlinger / pixelio.de © Stefan Redel – Fotolia.com Bernhard Friesacher / pixelio.de
  • 8. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Feinstäube und Ultrafeinstäube 7 Welche Arten von Stäuben unterscheidet man? Staub ist ein natürlicher Bestandteil der Luft und damit so gut wie überall präsent. Je nach Größe der Staubteilchen unterscheidet man: Einatembarer Staub (E-Staub, früher: Gesamtstaub): Partikel, die kleiner als100 µm sind. Sie werden durch Mund und Nase eingeatmet. Der Arbeitsplatzgrenzwert beträgt 10 mg/m3. Alveolengängiger Staub (A-Staub, früher: Feinstäube): Partikel, die bis in die Alveolen vordringen können. Der Arbeitsplatzgrenzwert beträgt 1,25 mg/m3. Ultrafeinstaub (UFP) ist kleiner als 100 nm und kann ebenfalls bis in die Alveolen vordringen. Die o.g. Grenzwerte gelten nicht für Ultrafeinstaub. Nanomaterialien und Arbeitsschutz Modifiziert nach M. Berges, IFA einatembar E-Staub alveolengängig A-Staub
  • 9. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 8 0.001 μm ( = 1 nm) 0.01 μm 0.1 μm 1 μm 10 μm 100 μm HaardurchmesserPollen rote Blut- körperchen BakterienViren Große MoleküleC Fulleren60 einatembarer Staub alveolengängiger Staub Nanoobjekte / Ultrafeinstaub Materialien / Partikel und ihre Größe in μm Nanomaterialien und Arbeitsschutz © 3drenderings – Fotolia.com © haemengine – Fotolia.com© Janice Carr – Wikimedia© Sebastian Kaulitzki– Fotolia.com© Sebastian Kaulitzki– Fotolia.com© TebNad - Fotolia.com © Jan Homann – Wikimedia
  • 10. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 9 Ultrafeinstäube sind allgegenwärtig: Beispiele aus der Praxis (ca. 10 – ca. 600 nm) Nanomaterialien und Arbeitsschutz Ort der Messung Partikelzahl pro cm3 Luft geschlossene Räume 1.000 – 10.000 industrielle Arbeitsplätze 5.000 – 100.000 stark befahrene Strasse bis zu 100.000 am Ofen einer Bäckerei bis zu 640.000 im Zigarettenrauch bis zu 1.000.000 in Dieselmotorabgasen bis zu 10 Mrd. ©StefanRedel–Fotolia.com ©2005byTomaszSienicki DieterSchütz/pixelio.de ©Rgtimeline–Fotolia.com DieterSchütz/pixelio.de
  • 11. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 10 Potentielle Aufnahmewege für Nanomaterialien inhalativ = über Atemwege oral = durch Verschlucken dermal = über die Haut Aufnahmewege © Mikael Häggström - Wikimedia
  • 12. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 11  Der Hauptaufnahmeweg für die meisten Nanomaterialien sind die Atemwege.  Einige Nanopartikel können über die Alveolen (Lungenbläschen) der Lunge in den Blutkreislauf und von dort in sekundäre Zielorgane (z. B. die Nieren) gelangen.  Im Tierversuch wurde gezeigt, dass über den Riechnerv einige Nanopartikel bis in das Gehirn gelangen können. Aufnahme über die Atemwege Aufnahmewege © Saibo/Theresa knott- Wikimedia
  • 13. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 12 Aufnahme durch Verschlucken  Nanopartikel können auch über die Schleimhäute des Magen-Darm-Traktes aufgenommen werden.  Je kleiner die Partikel sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einer Ablagerung der aufgenommenen Partikel in bestimmten Geweben und Organen kommen kann.  Ist die Darmbarriere infolge entzündlicher Erkrankungen in ihrer Funktion beeinträchtigt, können die Transportraten höher liegen als bei einem gesunden Darm. Aufnahmewege Public domain image - Wikimedia
  • 14. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 13 Aufnahme über die Haut  Die Gefährdung durch die Aufnahme von Nanopartikeln über die Haut wird derzeit als gering beurteilt.  Die gesunde Haut ist i.d.R. eine wirksame Barriere gegen das Eindringen von Nanopartikeln. Aufnahmewege © Wong, D.J. et al - Wikimedia
  • 15. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Klassifizierung der Exposition 14 Nanomaterialien  freie Nanoobjekte (inkl. Agglomerate u. Aggregate)  Nanoobjekte gebunden in eine andere Substanz  Nanoobjekte verteilt in einer Flüssigkeit (Suspension) Eine mögliche Aufnahme von Nanomaterialien in den menschlichen Körper hängt davon ab, wie sie in der Umgebung vorliegen: Praxisbeispiel Arbeiten mit pulverförmigen Nanoobjekten Risiko bzgl. Körperaufnahme ohne Schutzmaßnahmen groß vernachlässigbar groß Spray-Applikation, starkes Umrühren Nanoobjekte als Verstärkung in Kunststoffen
  • 16. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 15 Substitution Technische Schutzmaßnahmen (Kollektivschutz) Organisatorische Schutzmaßnahmen Persönliche Schutzmaßnahmen (Individualschutz) Das „STOP-Modell“ Schutzmaßnahmen © leremy – Fotolia.com
  • 17. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Rangfolge der Schutzmaßnahmen  Wenn die Substitution zumutbar ist, hat diese Vorrang  Technische Maßnahmen haben grundsätzlich Vorrang vor organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen  Treten Emissionen trotz technischer Schutzmaßnahmen auf, so  kann zwar die Person durch organisatorische Maßnahmen und PSA geschützt werden  die Kleidung, die getragene PSA, die Umgebung und andere Personen werden jedoch kontaminiert  Kontaminationen werden zudem oft verschleppt  Bei Havarien sind dagegen organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen regelmäßig notwendig
  • 18. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 17 Substitution Beispiele:  Staubende Nanoobjekte in flüssigen Medien dispergieren, in einer Matrix binden oder durch weniger staubende Materialien (z.B. Pasten, Granulate) ersetzen  Ersatz von Sprühanwendungen durch aerosolarme Verfahren (Streichen, Tauchen) Schutzmaßnahmen ©pengyou92–Fotolia.com © Simon Eugster - Wikimedia S.Hofschlaeger/pixelio.de © W. Oelen - Wikimedia
  • 19. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 18 Technische Schutzmaßnahmen  Verwenden von geschlossenen Apparaturen u. Materialien-Transfersystemen  Absaugen von Stäuben oder Aerosolen direkt an der Quelle  Raumlüftung und Abluftfiltersystem für abgesaugte Luft vorsehen (HEPA-Filter H14), keine Luftrückführung  Abtrennung von Arbeitsbereichen und Anpassung der Raumlüftung  Reinigung nur durch Aufsaugen mit einem Industriestaubsauger der Staubklasse H oder feucht aufwischen, kein Abblasen Schutzmaßnahmen ©UCL–Wikimedia ©RGtimeline–Fotolia.com©2014DieInnovationsgesellschaftmbH
  • 20. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 19 Beispiele:  Minimieren der Expositionszeit  Minimieren der Anzahl exponierter Personen  Entstehen von Stäuben oder Aerosolen vermeiden  Beschränkung des Zugangs  Unterweisen des Personals über Gefahren und Schutzmaßnahmen (Betriebsanweisungen) Organisatorische Schutzmaßnahmen Schutzmaßnahmen
  • 21. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 20 Organisatorische Schutzmaßnahmen  Im Arbeitsbereich keine Lebensmittel aufbewahren sowie weder essen, trinken oder rauchen  Waschmöglichkeit vorsehen  Nach Arbeitsende und vor jeder Pause Hände gründlich reinigen  Straßenkleidung und Arbeitskleidung getrennt aufbewahren Hygienemaßnahmen: Schutzmaßnahmen ©AndreyKiselev–Fotalia.com ©T.Michel–Fotalia.com AndreasMorlok/pixelio.de
  • 22. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 21  Atemschutz  Schutzhandschuhe  Schutzanzug Persönliche Schutzmaßnahmen Sie sind notwendig, wenn Aerosolbildung und / oder Hautkontakt durch technische Maßnahmen nicht ausgeschlossen werden können: Schutzmaßnahmen © T. Michel – Fotolia.com © leremy – Fotolia.com
  • 23. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 22 Atemschutz:  Wenn die Freisetzung von Nanomaterialien nicht verhindert werden kann, zusätzlich zu den technischen Maßnahmen eine Atemschutzmaske tragen (mindestens Partikelfilter P2). Persönliche Schutzmaßnahmen Schutzmaßnahmen © T. Michel – Fotolia.com © leremy – Fotolia.com
  • 24. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 23 Persönliche Schutzmaßnahmen Handschuhe  Bei direktem Kontakt mit Nanomaterialien (fest, flüssig oder staubförmig)  Chemikalienschutzhandschuhe (die Beständigkeit gegenüber dem enthaltenen Lösungsmittel ist zu berücksichtigen)  Sorgfältiges An- und Ausziehen der Handschuhe und Überlappung mit dem Schutzanzug ist sehr wichtig Schutzmaßnahmen © T. Michel – Fotolia.com © leremy – Fotolia.com
  • 25. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 24 Schutzanzug  Bei Staubentwicklung: staubdichter Einwegschutzanzug (Typ 5) mit Kapuze verwenden  Sorgfältiges An- und Ausziehen der Handschuhe und Überlappung mit dem Schutzanzug ist sehr wichtig  Gleichermaßen wichtig ist das richtige An- und Ausziehen des Schutzanzugs Persönliche Schutzmaßnahmen Schutzmaßnahmen © T. Michel – Fotolia.com © leremy – Fotolia.com © John S. Jacob / Wikimedia Commons
  • 26. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 25 FAZIT: Die bisher vorliegenden Untersuchungsergebnisse zum Thema Arbeits- und Gesundheitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien zeigen, dass die gegen Stäube üblichen Schutzmaßnahmen auch gegenüber Nanomaterialien wirksam sind. Schutzmaßnahmen