BekGS 527 Nanomaterialien – Hilfestellung für die Gefährdungsbeurteilung

Dr. Stefan Engel

1

Hazardous Chemicals - Safe and Professional Use in the Workplace

Gefahrstoffmanagement

Quelle: google

In den nächste Minuten …

Nanotechnologie im Spiegel der Meinungen

Die Schwierigkeiten mit der Definition

Unendlich viele Informationsquellen und Handlungshilfen

BekGS 527: Hergestellte Nanomaterialien

Gestufte Ansätze zur Expositionsermittlung

Europäisches Guidance Document in Vorbereitung

2 30.09.2014

Herausforderungen

3

Quelle: google

"Enabling Technology"

branchenübergreifend

(sehr) verschiedene Materialien mit heterogenem (toxikologischem) Profil

begrenzte Kenntnisse

zur Einstufung und Kennzeichnung

zur Exposition

zu geeigneten Schutzmaßnahmen

sehr dynamische Technologieentwicklung

30.09.2014

Nanotechnologie Chancen und Hoffnungen

4

Inside: health Dezember 2011 http://www.nanotruck.de

Spiegel Online 07.05.2013

CHEMIE TECHNIK ONLINE 16.04.2013

DIE WELT 06.05.2013

30.09.2014

Nanotechnologie Risiken und Befürchtungen

5

Focus online 20.08.2009

WAZ 03.01.2012

RP online 21.10.2009

Berliner Zeitung 10.05.2013

PZ online 07/2013

ZEIT ONLINE 20.11.2012

30.09.2014

Wer hat recht?

6 30.09.2014

Nanomaterialien DIN ISO/TS 80004-4 (DIN SPEC 52400-4):2012-07

7

Nanoplättchen

Nanopartikel

Nanofaser nano-

strukturiertes Pulver

fluide Nano-

dispersion

nano- poröses Material

fester Nano-

Schaum

Nano- Komposit

Nanostrukturiertes Material Nanoobjekt

Kern- Schale Partikel

Kapsel Agglome- rat Aggregat

Nano- suspension

Nano- emulsion

flüssiger Nano-

Schaum

Nano- aerosol

Polymer Matrix Nano-

komposit

Metall- Matrix- Nano-

komposit

Keramik- Matrix- Nano-

komposit

Nanomaterial: Material mit einem oder mehreren Außenmaß(en) im Nanometermaßstab oder mit einer inneren Struktur oder Oberflächenstruktur im Nanometermaßstab

Polymer-Ton Nanokomposit

nanostrukturierte(s)……

30.09.2014

Nanomaterialien

8

Schwierigkeit einer umfassenden, regulatorischen Definition

uneinheitliche Definitionen in unterschiedlichen Regelwerken (Kosmetik, Lebensmittel, Biozid) und in Vorschlägen verschiedener Organisationen

Empfehlung der Kommission 2011/696/EU

30.09.2014

Empfehlung der Kommission

Nanomaterial ist ein natürliches, bei Prozessen anfallendes oder her-gestelltes Material, das Partikel in ungebundenem Zustand, als Aggregat oder als Agglomerat enthält, und bei dem mindestens 50% der Partikel in der Anzahlgrößenverteilung ein oder mehrere Außenmaße im Be-reich von 1nm bis 100nm haben.

Fullerene, Graphen und einwandige CNTs mit einem oder mehreren Außenmaßen < 1 nm sind Nanomaterialien.

(alternatives Kriterium: spezifische Oberfläche > 60 m2/cm3)

9 30.09.2014

Nanomaterial: Ja oder nein?

10

> 100 nm < 100 nm

n = 22 n = 30

100 nm

30.09.2014

Partikelanzahlverteilung vs. Massenverteilung

11 30.09.2014

0

10

20

30

30 50 70 90 110 130 150 170Durchmesser [nm]

Masse [%]

0

10

20

30

30 50 70 90 110 130 150 170Durchmesser [nm]

Anzahl [%]

> 100 nm: 71 % < 100 nm: 29 %

> 100 nm: 22 % < 100 nm: 78 %

Hypothetisches Material* als Beispiel *Dichte 2,5 g/cm3

Masse Anzahl

Informationsquellen Sicheres Arbeiten mit Nanomaterialien

Inzwischen stehen vielfältige Informationsquellen zur Verfügung.

unterschiedliche Herausgeber

unterschiedliche Schwerpunkte

12

Habe ich alles berücksichtigt?

30.09.2014

Internationale Informationsquellen und Handlungshilfen Eine Auswahl

13 30.09.2014

Informationsquellen und Handlungshilfen in Deutschland Eine Auswahl

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Bundesländer und LASI

DGUV BAuA/VCI DFG-MAK IG BCE

30.09.2014

Informationsportale im Internet

Bundesländer unterhalten eigenständige Informationsportale, z.B. Baden-Württemberg Nanotechnologien im Alltag

http://www.nanoportal-bw.de Hessen Informationsplattform Nanosicherheit

http://www.nano-sicherheit.de Bayern Nanowissen Bayern

http://www.nanowissen.bayern.de/gesundheitsschutz_arbeitsschutz/index.htm

IFA-Fachinformationen: Ultrafeine Aerosole und Nanopartikel am Arbeitsplatz http://www.dguv.de/ifa/de/fac/nanopartikel/index.jsp

branchenspezifische Informationen der Unfallversicherungsträger und von Verbänden, z.B. Nanoliste der BG BAU http://www.bgbau.de/praev/fachinformationen/gefahrstoffe/nano/index

15 30.09.2014

DGUV Nano-Portal Nanoramen – E-Learning

16 30.09.2014

http://nano.dguv.de/nanoramen/

BAuA Handlungshilfen - Beispiele aus aller Welt

17 30.09.2014

http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/Nanotechnologie/Links-Beispiele.html

Ausschuss für Gefahrstoffe AGS

Januar 2011: Sachstandsbericht des AK Nanomaterialien

März 2011: Wissensstand UAIII bezüglich Wirkprinzipien und Gesundheitsgefahren

18 30.09.2014

Empfehlung des AK Nanomaterialien an AGS: "Ausarbeitung einer Bekanntmachung mit empfehlenden Charakter, die als Grundlage für eine bei Bedarf dann auch kurzfristig zu erstellende TRGS mit Vermutungswirkung genutzt werden kann."

Die neue Bekanntmachung entsteht ...

Mai 2011: Beauftragung des UAI-Arbeitskreises Nanomaterialien mit der Ausarbeitung einer Bekanntmachung

Februar 2012: Vorstellung eines ersten Entwurfs in UAI

Juni 2012: überarbeiteter Entwurf in UAI mit anschließender umfang- reicher Kommentierung

Januar 2013: beschlussreifer Entwurf für UAI und AGS

7. Mai 2013: Verabschiedung durch den AGS

21. Juni 2013: Veröffentlichung der Bekanntmachung für Gefahrstoffe 527: Hergestellte Nanomaterialien

19 30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien 527 Grundsätzliches

ergänzt TRGS 400 Gefährdungsbeurteilung orientiert sich an deren Aufbau

Inhalt 1. Anwendungsbereich und Ziele der Bekanntmachung 2. Begriffsbestimmungen 3. Informationsermittlung 4. Gefährdungsbeurteilung 5. Betriebsanweisung und Information der Beschäftigten 6. Dokumentation Literatur Anlage 1: Musterschreiben an die Hersteller Anlage 2: Veröffentlichte Empfehlungen für Beurteilungsmaßstäbe Anlage 3: Fließschema mit vereinfachter Darstellung der Vorgehensweise bei der

Gefährdungsbeurteilung für Nanomaterialien

20 30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Anwendungsbereich

21

verwendet die EU Empfehlung zur Definition hergestellter Nano-materialien, 2011

im Blickpunkt: feste Stoffe, die in die Luft am Arbeitsplatz dispergiert/redispergiert werden können

außerhalb des Anwendungsbereich: natürliche und unabsichtlich hergestellte Nanomaterialien

ergänzt TRGS 400 und TRGS 402

im Mittelpunkt: inhalative Exposition

30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Informationsquellen

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stoffspezifische Informationen Einstufung der nanoskaligen Form Partikelanzahlgrößenverteilung spezifische Oberfläche Informationen zu Form und Struktur Oberflächenmodifikation Wasserlöslichkeit Angaben zum Staubungsverhalten Angaben zur Brennbarkeit

tätigkeitsspezifische Informationen

30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Beurteilungskriterien

derzeit keine rechtsverbindlichen Grenzwerte für hergestellte Nano-materialien

Hinweis auf DNEL-Werte (Derived No Effect Level)

firmenintern abgeleitete Beurteilungsmaßstäbe auf belastbarer Grundlage

veröffentlichte Empfehlungen für Beurteilungsmaßstäbe in Anlage 2

23 30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Anlage 2

24 30.09.2014

Gefährdungsbeurteilung

4.1 Vorgehen

4.2 Beurteilung der gesundheitsgefährden Eigenschaften

4.3 Gefährdungsermittlung

4.4 Ableitung von Schutzmaßnahmen 4.4.1 Substitution 4.4.2 Technische Schutzmaßnahmen 4.4.3 Organisatorische Schutzmaßnahmen 4.4.4 Persönliche Schutzmaßnahmen 4.4.5 Unbeabsichtigte Freisetzung 4.4.6 Explosionsschutz bei nanoskaligen Stäuben 4.4.7 Entsorgung

4.5 Wirksamkeitskontrolle 25 30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Gesundheitsgefährdende Eigenschaften

26

1. lösliche Nanomaterialien

2. biobeständige Nanomaterialien ohne spezifische toxikologische Eigenschaften (GBS-Nanomaterialien)

3. biobeständige Nanomaterialien mit spezifischen toxikologischen Nanomaterialien

4. biobeständige, faserförmige Nanomaterialien (WHO-Kriterien)

30.09.2014

Grouping of Nanomaterials

27 30.09.2014

Landsiedel, Chemistry & Industry, 2014 Landsiedel et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology 2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Gesundheitsgefährdende Eigenschaften

28

Gruppenbetrachtung möglich für lösliche Nanomaterialien GBS-Nanomaterialien Wirkstärkeunterschied* von 2 und präventiv nicht höher als 0,5

mg/m3 (* aktuell in Diskussion in UAIII)

faserförmige Nanomaterialien (WHO-Kriterien) präventiv nicht höher 10.000 F/m3

Einzelbetrachtung notwendig für Nanomaterialien mit spezifischen toxikologischen Eigenschaften

Nanomaterialien außerhalb der Gruppen, z.B. Graphen, oberflächen-modifizierte Nanomaterialien

30.09.2014

Expositionsermittlung und -bewertung Gestufte Ansätze

29

Exposition charakterisieren

Exposition ermitteln

Exposition bewerten

(= Informationsermittlung) Stoffinformationen Informationen zu Prozess und

Arbeitsplatz Informationen zu Störgrößen

RELs (z.B., CNTs, TiO2) Control Banding

Quelle: S. Hankin, NanoOEH, Boston, 2011 (modifiziert)

z.B., NEAT Approach, NIOSH Tiered Approach, BAuA, BG RCI, IFA,

IUTA, TUD and VCI

30.09.2014

Expositionsermittlung Stand der Technik

30 30.09.2014

Kuhlbusch et al. Particle and Fibre Toxicology, 2011

"Measurement metrics and related techno-

logy remain to be an extremely important

issue.

…

Particle number concentrations and particle

number size distributions are the most

commonly used metrics within the reviewed

workplace and laboratory studies."

Handlungshilfe zur Expositionsermittlung Expositionsermittlung/Wirksamkeitskontrolle

31

BAuA, BG RCI, IFA, IUTA, VCI, TUD, Germany 2011

No

Check after 2 years or in case of changes

Emission of nanoscale aerosols released from ENMs into workplace air during pro-duction, handling or processing can be reasonably excluded?

Tier 1 – Information GatheringCase A and B

Tier 2 – Basic Exposure Assessment(e.g. CPC)

Case C, D and E

?

Significant increase over back-ground concentration detected??

Tier 3 – Expert Exposure Assessment(e.g. SMPS, CPC, Filter

samples and off-line analytics)Case F and G

Take additional risk management measuresto mitigate exposure accordingly

Documentand archive

?Risk management measures efficient?No

?

?

Health based OEL established?Conduct standard risk assessment

No

Interference value exceeded?

Yes

No

YesNo

Yes

? Evidence on chemical identity of the ENM available?

Yes

Yes

No 11 ENMs from operations are not present, the chemical

identity of the ENM is known, their origin is elsewhere

Yes

No

Check after 2 years or in case of changes

Emission of nanoscale aerosols released from ENMs into workplace air during pro-duction, handling or processing can be reasonably excluded?

Tier 1 – Information GatheringCase A and B

Tier 2 – Basic Exposure Assessment(e.g. CPC)

Case C, D and E

?

Significant increase over back-ground concentration detected??

Tier 3 – Expert Exposure Assessment(e.g. SMPS, CPC, Filter

samples and off-line analytics)Case F and G

Take additional risk management measuresto mitigate exposure accordingly

Documentand archive

?Risk management measures efficient?No

?

?

Health based OEL established?Conduct standard risk assessment

No

Interference value exceeded?

Yes

No

YesNo

Yes

? Evidence on chemical identity of the ENM available?

Yes

Yes

No 11 ENMs from operations are not present, the chemical

identity of the ENM is known, their origin is elsewhere

Yes

30.09.2014

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien

32

Nanoskalige Form im SDB berücksichtigt

und keine WHO-Faser?Nr. 3.1 und Anlage 1

WHO-Faser?Nr. 4.2.4

Nein

Noch Datenlücken

Mindestens allg. Schutzmaßnahmen nach §§7 und 8 GefStoffV unter Berücksichtigung von Anhang I, Nr. 2

GefährdungsermittlungNr. 4.3

Vorliegen des Nanomaterials?Nr. 4.3

Nein

Staub

Maßnahmen nach TRGS 526

Mindestens allg. Schutzmaßnahmen nach§§7 und 8 GefStoffV, bei Sprühapplikation Maßnahmen

für Aerosolanwendungen

Ja

Löslich? (> 100 mg/l)

Nr. 4.2

Maßnahmen Nr. 4.4

In Matrix (flüssig)

In Matrix(fest)

Nein

Labor-bedingungen?

Nr. 4.3 Abs. 2

Spezifische Toxizität?Nr. 4.2.2

Nein

Ja

Schutzmaßnahmen entsprechend SDB, unter Berück-sichtigung der allg. Schutzmaßnahmen nach §§7 und 8 GefStoffV unter Berücksichtigung von Anhang I, Nr. 2

Partikelanzahl> 2fache Hinter-grundbelastung

Nr. 4.5.2

A-Staubfraktion> 0,5 mg/m3

bei Dichte 2,5 g/cm3 Nr. 4.5.1 Abs. 1

Ja oder nicht gemessen

Nein

Ja oder nicht gemessen

GBS Nanomaterialgemäß Nr. 4.2.3

Ja bzw. nicht geprüft

Ja oder nicht bekannt

Maßnahmen Nr. 4.4

Maßnahmen Nr. 4.4

Ja

30.09.2014

Fließschema (Anlage 3)

vereinfachte Darstellung der Vorgehens-weise

zur Identifizierung von Tätigkeiten,bei denen Schutzmaßnahmennach §§ 7, 8 GefStoffV ausreichend sind

lösliche Nanomaterialien ohne spezifische toxikologische Eigenschaften

matrixgebundene und nicht freisetzbare Nanomaterialien

Aerosole ausgeschlossen

BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Schutzmaßnahmen

33

Maßnahmenhierarchie bevorzugt geschlossene

Maschinen und Apparate

wirksame Quellenabsaugungen (für offene Verfahrensschritte)

Zugangsbeschränkung

Staubablagerung vermeiden (Ordnung und Sauberkeit)

Chemikalienschutzhandschuhe und -anzug, Typ 5

filtrierender Atemschutz, Klasse P2 oder P3

Quelle: BASF SE

30.09.2014

RPA/IVAM Guidance on the Protection of the Health and Safety of Workers …

34 30.09.2014

Fließschema zur Gefährdungsbeurteilung

RPA/IVAM Guidance on the Protection of the Health and Safety of Workers …

35 30.09.2014

benötigte Daten zur Gefährdungsbeurteilung

RPA/IVAM Guidance on the Protection of the Health and Safety of Workers …

36 30.09.2014

Kategorisierung von Nanomaterialien "Concern Categories"

Fazit und Ausblick

37 30.09.2014

Kategorisierung von Nanomaterialien der BekGS 527 wegweisend

Beurteilungsmaßstab für GBS-Nanomaterialien voraussichtlich auch toxikologisch vertretbar

Grundlagen der gestuften Expositionsermittlung anerkannt, OECD Guidance Document in Vorbereitung

etablierte Methoden des Arbeitsschutzes anwendbar

Überarbeitung der BekGS 527 in 2015 geplant, Überführung in eine TRGS in der kommenden AGS-Legislaturperiode

Hazardous Chemicals - Safe and Professional Use in The Workplace

Quelle: BASF SE Hazardous Chemicals -

Safe and Professional Use in the Workplace 30.09.2014 38