Neue Konzepte, Methoden und Technologien für die Herstellung von tragbaren, einfach zu nutzenden Geräten für die Messung und Analyse von Luft getragenen, künstlich hergestellten Nanopartikeln in der Luft am Arbeitsplatz (NanoDevice)

Status:

abgeschlossen 03/2013

Zielsetzung:

Die einzigartigen Eigenschaften von Nanopartikeln werden immer häufiger technisch genutzt und finden Verwendung in industriellen Produkten wie auch in Konsumartikeln. Allerdings geben diese Eigenschaften auch Anlass zu Bedenken bezüglich der schädlichen Einwirkungen auf Mensch und Umwelt. Dies führt zu ausführlichen Untersuchungen über den sicheren Umgang mit Nanomaterialien, und zwar auf wissenschaftlicher, regulatorischer und industrieller Ebene. Eine Bestimmung der Exposition gegenüber solchen Nanopartikeln in der Luft am Arbeitsplatz muss verschiedene Eigenschaften wie Anzahl, Oberfläche, Masse, Zusammensetzung, Reaktivität, Gestalt und Löslichkeit berücksichtigen. Gerade für den Einsatz am Arbeitsplatz existieren kaum geeignete Messgeräte, die spezifisch Nanopartikel bestimmen können. Im Projekt NanoDevice sollte eine Familie von tragbaren Geräten zur direkten Bestimmung verschiedener relevanter Nanopartikeleigenschaften mit ausreichender Zeitauflösung entwickelt werden.

Aktivitäten/Methoden:

Neben der Entwicklung der Messgeräte werden Referenzmaterialien für die Aerosolerzeugung charakterisiert und hergestellt, sowie deren biologische Wirksamkeit untersucht. Das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) ist insbesondere an der praktischen Erprobung der neuen Messgeräte beteiligt. Hierzu werden zum einen die Geräte in einem Staubkanal mit verschiedenen Nanoaerosolen beaufschlagt und deren Messwerte mit Referenzgeräten verglichen. Zu den Referenzgeräten zählt u. a. der Mobilitätsanalysator (wie SMPS), der die Ermittlung der Partikelgrößenverteilung im Nanometerbereich ermöglicht und somit eine genaue Charakterisierung des Testaerosols ermöglicht. Zum anderen werden die Geräte in einem weiteren Projektabschnitt an Arbeitsplätzen erprobt. Dies sollte eine Bewertung der praktischen Einsetzbarkeit und Handhabbarkeit der Geräte ergeben. Rückkopplungen in die Entwicklung sind geplant. Am Ende des Projekts sollten verbesserte Methoden und Geräte zur Bestimmung der Exposition gegenüber Nanopartikeln zur Verfügung stehen, insbesondere tragbare Geräte.

Ergebnisse:

Die im Projekt entwickelten Prototypen (Sammler wie Monitore) wurden vom IFA in einer Pilot- und einer Hauptstudie an Arbeitsplätzen eingesetzt und deren Handhabung wie die erzielten Ergebnisse bewertet. In einigen Fällen waren die messtechnischen Dienste der Berufsgenossenschaften eingebunden. Der Aufwand für Vorbereitung, Durchführung der Messung und Wartung der Prototypen wurde vom IFA anhand eines Fragebogens für die an den Messungen beteiligten Personen ermittelt und mit bekannten, standardmäßig eingesetzten Messgeräten verglichen. Hier wurde im Mittel eine gute Verwendbarkeit bestätigt. Ebenso wurde vom IFA ermittelt, wie diese Geräte in der gestuften Ermittlung der Exposition gegenüber Nanopartikeln einsetzbar sind. Diese gestufte Vorgehensweise zur Expositionsermittlung gegenüber Nanopartikeln wurde gemeinschaftlich von IFA, BG RCI, BAuA, VCI, IUTA und TU Dresden entwickelt (s. weitere Infos). Beim zur Untersuchung vorliegenden Stand der Entwicklungen wurde die mit den Prototypen erreichbare Informationstiefe mit gut bis befriedigend eingestuft. Eine Verbesserung ist bei Markteinführung der Messgeräte zu erwarten. Die Beschreibungen der Prototypen verschiedener Firmen und Institute sind auf www.nano-device.eu zu finden. Die Umsetzung in marktreife Messgeräte wird teilweise vorgenommen, sodass zukünftig die Expositionsermittlung gegenüber Nanopartikeln an Arbeitsplätzen besser durchgeführt werden kann.

Stand: