Empfehlung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Inhalt

Seite

Vorwort 3

1 Einleitung 5

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz 9

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim 13 Umgang mit Nanomaterialien

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur 19 Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Anhang Ablaufschema 23 Abkuumlrzungsverzeichnis 24

Literatur 25

Impressum 3 0

Vorwort

Nanomaterialien koumlnnen zahlreiche neue Eigenschaften besitzen und so eine enorme Ver-besserung von Produkten und Verfahren ermoumlglichen Somit sind fuumlr die Beurteilung die-ser Nanomaterialien die nicht in allen Faumlllen abschlieszligend erforscht sind aus praumlventiven Gruumlnden teilweise zusaumltzliche Schutzmaszlignahmen erforderlich Diese Empfehlung soll eine anwenderfreundliche und transparente Hilfestellung fuumlr die Umsetzung des Vorsorgeprin-zips bieten

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt Sie soll eine Orientierung uumlber Maszlignahmen bei der Herstellung und Verwendung von Nano-materialien am Arbeitsplatz geben Bei Anwendung dieser Maszlignahmen werden die Grund-prinzipien des Arbeitsschutzes in Bezug auf Nanomaterialien umgesetzt Die Empfehlung gibt den aktuellen Erkenntnisstand von Wissenschaft und Technik wieder Sie beruumlcksich-tigt die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [Nano-Kommission 2008] und beschreibt auch Ihre Umsetzung fuumlr den Bereich des Arbeitsschut-zes Die Empfehlung ist in den Kontext einer Vielzahl von beachtenswerten nationalen und internationalen Aktivitaumlten einzuordnen Die groszlige Anzahl an relevanten nationalen und internationalen Aktivitaumlten kann an dieser Stelle nicht tiefgehend erlaumlutert werden Der Aus-schuss fuumlr Gefahrstoffe erarbeitet derzeit eine Bekanntmachung uumlber Taumltigkeiten mit Nano-materialien am Arbeitsplatz Die vorliegende Empfehlung wird von BAuA und VCI in diese Beratungen eingebracht Bis zur Veroumlffentlichung der Bekanntmachung soll Ihnen dieses Dokument eine Hilfe in der betrieblichen Praxis bieten

Mai 2012

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Inhalt

Seite

Vorwort 3

1 Einleitung 5

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz 9

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim 13 Umgang mit Nanomaterialien

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur 19 Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Anhang Ablaufschema 23 Abkuumlrzungsverzeichnis 24

Literatur 25

Impressum 3 0

Vorwort

Nanomaterialien koumlnnen zahlreiche neue Eigenschaften besitzen und so eine enorme Ver-besserung von Produkten und Verfahren ermoumlglichen Somit sind fuumlr die Beurteilung die-ser Nanomaterialien die nicht in allen Faumlllen abschlieszligend erforscht sind aus praumlventiven Gruumlnden teilweise zusaumltzliche Schutzmaszlignahmen erforderlich Diese Empfehlung soll eine anwenderfreundliche und transparente Hilfestellung fuumlr die Umsetzung des Vorsorgeprin-zips bieten

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt Sie soll eine Orientierung uumlber Maszlignahmen bei der Herstellung und Verwendung von Nano-materialien am Arbeitsplatz geben Bei Anwendung dieser Maszlignahmen werden die Grund-prinzipien des Arbeitsschutzes in Bezug auf Nanomaterialien umgesetzt Die Empfehlung gibt den aktuellen Erkenntnisstand von Wissenschaft und Technik wieder Sie beruumlcksich-tigt die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [Nano-Kommission 2008] und beschreibt auch Ihre Umsetzung fuumlr den Bereich des Arbeitsschut-zes Die Empfehlung ist in den Kontext einer Vielzahl von beachtenswerten nationalen und internationalen Aktivitaumlten einzuordnen Die groszlige Anzahl an relevanten nationalen und internationalen Aktivitaumlten kann an dieser Stelle nicht tiefgehend erlaumlutert werden Der Aus-schuss fuumlr Gefahrstoffe erarbeitet derzeit eine Bekanntmachung uumlber Taumltigkeiten mit Nano-materialien am Arbeitsplatz Die vorliegende Empfehlung wird von BAuA und VCI in diese Beratungen eingebracht Bis zur Veroumlffentlichung der Bekanntmachung soll Ihnen dieses Dokument eine Hilfe in der betrieblichen Praxis bieten

Mai 2012

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1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

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NEIN

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NEIN

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

Inhalt

Seite

Vorwort 3

1 Einleitung 5

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz 9

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim 13 Umgang mit Nanomaterialien

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur 19 Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Anhang Ablaufschema 23 Abkuumlrzungsverzeichnis 24

Literatur 25

Impressum 3 0

Vorwort

Nanomaterialien koumlnnen zahlreiche neue Eigenschaften besitzen und so eine enorme Ver-besserung von Produkten und Verfahren ermoumlglichen Somit sind fuumlr die Beurteilung die-ser Nanomaterialien die nicht in allen Faumlllen abschlieszligend erforscht sind aus praumlventiven Gruumlnden teilweise zusaumltzliche Schutzmaszlignahmen erforderlich Diese Empfehlung soll eine anwenderfreundliche und transparente Hilfestellung fuumlr die Umsetzung des Vorsorgeprin-zips bieten

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt Sie soll eine Orientierung uumlber Maszlignahmen bei der Herstellung und Verwendung von Nano-materialien am Arbeitsplatz geben Bei Anwendung dieser Maszlignahmen werden die Grund-prinzipien des Arbeitsschutzes in Bezug auf Nanomaterialien umgesetzt Die Empfehlung gibt den aktuellen Erkenntnisstand von Wissenschaft und Technik wieder Sie beruumlcksich-tigt die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [Nano-Kommission 2008] und beschreibt auch Ihre Umsetzung fuumlr den Bereich des Arbeitsschut-zes Die Empfehlung ist in den Kontext einer Vielzahl von beachtenswerten nationalen und internationalen Aktivitaumlten einzuordnen Die groszlige Anzahl an relevanten nationalen und internationalen Aktivitaumlten kann an dieser Stelle nicht tiefgehend erlaumlutert werden Der Aus-schuss fuumlr Gefahrstoffe erarbeitet derzeit eine Bekanntmachung uumlber Taumltigkeiten mit Nano-materialien am Arbeitsplatz Die vorliegende Empfehlung wird von BAuA und VCI in diese Beratungen eingebracht Bis zur Veroumlffentlichung der Bekanntmachung soll Ihnen dieses Dokument eine Hilfe in der betrieblichen Praxis bieten

Mai 2012

2 3

Inhalt

Seite

Vorwort 3

1 Einleitung 5

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz 9

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim 13 Umgang mit Nanomaterialien

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur 19 Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Anhang Ablaufschema 23 Abkuumlrzungsverzeichnis 24

Literatur 25

Impressum 3 0

Vorwort

Nanomaterialien koumlnnen zahlreiche neue Eigenschaften besitzen und so eine enorme Ver-besserung von Produkten und Verfahren ermoumlglichen Somit sind fuumlr die Beurteilung die-ser Nanomaterialien die nicht in allen Faumlllen abschlieszligend erforscht sind aus praumlventiven Gruumlnden teilweise zusaumltzliche Schutzmaszlignahmen erforderlich Diese Empfehlung soll eine anwenderfreundliche und transparente Hilfestellung fuumlr die Umsetzung des Vorsorgeprin-zips bieten

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt Sie soll eine Orientierung uumlber Maszlignahmen bei der Herstellung und Verwendung von Nano-materialien am Arbeitsplatz geben Bei Anwendung dieser Maszlignahmen werden die Grund-prinzipien des Arbeitsschutzes in Bezug auf Nanomaterialien umgesetzt Die Empfehlung gibt den aktuellen Erkenntnisstand von Wissenschaft und Technik wieder Sie beruumlcksich-tigt die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [Nano-Kommission 2008] und beschreibt auch Ihre Umsetzung fuumlr den Bereich des Arbeitsschut-zes Die Empfehlung ist in den Kontext einer Vielzahl von beachtenswerten nationalen und internationalen Aktivitaumlten einzuordnen Die groszlige Anzahl an relevanten nationalen und internationalen Aktivitaumlten kann an dieser Stelle nicht tiefgehend erlaumlutert werden Der Aus-schuss fuumlr Gefahrstoffe erarbeitet derzeit eine Bekanntmachung uumlber Taumltigkeiten mit Nano-materialien am Arbeitsplatz Die vorliegende Empfehlung wird von BAuA und VCI in diese Beratungen eingebracht Bis zur Veroumlffentlichung der Bekanntmachung soll Ihnen dieses Dokument eine Hilfe in der betrieblichen Praxis bieten

Mai 2012

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1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

4 5

1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

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NEIN

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

Inhalt

Seite

Vorwort 3

1 Einleitung 5

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz 9

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim 13 Umgang mit Nanomaterialien

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur 19 Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Anhang Ablaufschema 23 Abkuumlrzungsverzeichnis 24

Literatur 25

Impressum 3 0

Vorwort

Nanomaterialien koumlnnen zahlreiche neue Eigenschaften besitzen und so eine enorme Ver-besserung von Produkten und Verfahren ermoumlglichen Somit sind fuumlr die Beurteilung die-ser Nanomaterialien die nicht in allen Faumlllen abschlieszligend erforscht sind aus praumlventiven Gruumlnden teilweise zusaumltzliche Schutzmaszlignahmen erforderlich Diese Empfehlung soll eine anwenderfreundliche und transparente Hilfestellung fuumlr die Umsetzung des Vorsorgeprin-zips bieten

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt Sie soll eine Orientierung uumlber Maszlignahmen bei der Herstellung und Verwendung von Nano-materialien am Arbeitsplatz geben Bei Anwendung dieser Maszlignahmen werden die Grund-prinzipien des Arbeitsschutzes in Bezug auf Nanomaterialien umgesetzt Die Empfehlung gibt den aktuellen Erkenntnisstand von Wissenschaft und Technik wieder Sie beruumlcksich-tigt die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [Nano-Kommission 2008] und beschreibt auch Ihre Umsetzung fuumlr den Bereich des Arbeitsschut-zes Die Empfehlung ist in den Kontext einer Vielzahl von beachtenswerten nationalen und internationalen Aktivitaumlten einzuordnen Die groszlige Anzahl an relevanten nationalen und internationalen Aktivitaumlten kann an dieser Stelle nicht tiefgehend erlaumlutert werden Der Aus-schuss fuumlr Gefahrstoffe erarbeitet derzeit eine Bekanntmachung uumlber Taumltigkeiten mit Nano-materialien am Arbeitsplatz Die vorliegende Empfehlung wird von BAuA und VCI in diese Beratungen eingebracht Bis zur Veroumlffentlichung der Bekanntmachung soll Ihnen dieses Dokument eine Hilfe in der betrieblichen Praxis bieten

Mai 2012

2 3

1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

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NEIN

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2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

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2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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NEIN

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

1 Einleitung

11 Hintergrund

Die Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI) haben im Fruumlhjahr 2006 gemeinsam eine Umfrage zum Ar-beitsschutz beim Umgang mit Nanomaterialien unter den Mitgliedsunternehmen des VCI durchgefuumlhrt Ziel der Umfrage war es eine Uumlbersicht zu den angewandten Verfahrenswei-sen der chemischen Industrie im Arbeitsschutz bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien zu er-langen Auf dieser Umfrage basierte der 2007 veroumlffentlichte bdquoLeitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen zum Umgang mit Nanomaterialien in der chemischen Industrie [baua_vci_leitfaden 2007] Die Umfrage richtete sich zunaumlchst an industrielle Hersteller und Anwender von Nanoma-terialien Hierbei wurden in erster Linie Produkte erfasst die schon seit vielen Jahren her-gestellt und verwendet werden Produkte die sich noch im Forschungsstadium befinden wurden in dieser Umfrage ebenfalls erfasst und in diesem Leitfaden mit beruumlcksichtigt An der gemeinsamen Fragebogenaktion von BAuA und VCI beteiligten sich auch Start-up-Fir-men Damit wurden Firmen beruumlcksichtigt die innerhalb von Forschungsarbeiten Umgang mit Nanomaterialien haben (bei einem Umfang ge 10 kgJahr)

In der hier vorliegenden von BAuA und VCI aktualisierten und konkretisierten bdquoEmpfeh-lung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatzldquo werden u a neue Erkenntnisse zu Messverfahren und Messstrategien beruumlcksichtigt In dieser Empfehlung werden die beabsichtigt hergestellten Nanomaterialien in den Begriff-lichkeiten des Standards des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo [ISOTS 80004-12010] adressiert Unter Nanomaterialien werden sogenannte Nanoobjek-te oder nanostrukturierte Materialien verstanden Nanoobjekte sind Materialien die entwe-der in ein zwei oder drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig (naumlherungsweise 1 bis 100 nm) sind typische Vertreter sind Nanoplaumlttchen Nanostaumlbchen und Nanopartikel Als Nano-partikel werden Materialien bezeichnet die in drei aumluszligeren Dimensionen nanoskalig sind Nanostrukturierte Materialien haben eine innere nanoskalige Struktur Typische Vertreter sind Aggregate und Agglomerate von Nanoobjekten Diese Definition wird auch von der bdquoOECD Working Party on Manufactured Nanomaterialsldquo [OECD-WPMN] verwendet Ein Definitionsvorschlag wurde im Oktober 2010 von dem International Council of Chemi-cal Associations (ICCA) veroumlffentlicht [ICCA 2010] Dieser Vorschlag lehnt sich an den Stan-dard des ISO Technical Committees 229 bdquoNanotechnologiesldquo an Die ICCA-Definition er-fasst aber einschraumlnkend nur gezielt hergestellte Nanomaterialien aus entweder mindestens 10 Gew- Nanoobjekten oder 50 Gew- AggregatenAgglomeraten dieser Nanoobjekte Ein Vergleich von insgesamt 13 rechtlich verbindlichen Definitionen und Definitionsvor-schlaumlgen wurde im Juni 2010 vom Joint Research Center (JRC) der Europaumlischen Kommis-sion erstellt [JRC 2010]Nach der Empfehlung der Europaumlischen Kommission zur Definition von Nanomateriali-en die am 18 Oktober 2011 veroumlffentlicht wurde ist ein Nanomaterial ein natuumlrliches bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material dass Partikel in ungebundenem Zustand als Aggregat oder als Agglomerat enthaumllt und bei dem mindestens 50 der Par-tikel in der Anzahlgroumlszligenverteilung ein oder mehrere Auszligenmaszlige im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben [European Commission 2011]Da eine eindeutige Identifizierung betroffener Arbeitsplaumltze haumlufig nicht moumlglich ist sollte im Zweifelsfall im Rahmen der Gefaumlhrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz ein praumlventiver Ansatz verfolgt werden

4 5

Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

6 7

Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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NEIN

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

Die beabsichtigte Herstellung nanoskaliger Primaumlrpartikel kann durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren erfolgen Nanoobjekte neigen auf Grund ihrer hohen Ober-flaumlchenreaktivitaumlt zur Aggregation und Agglomeration waumlhrend des Herstell- und Konfekti-onierungsverfahrens Die Herausforderung besteht daher typischerweise in der Stabilisie-rung der gezielt hergestellten Nanoobjekte In kommerziell hergestellten Produkten findet man daher sowohl isoliert vorliegende Nanoobjekte als auch deren Aggregate und Agglo-merate Bei nicht nanoskaligen Aggregaten und Agglomeraten handelt es sich nicht um Nanoobjekte entsprechend ISO TS 27687 [ISOTS 276872008] sondern um nanostruktu-rierte Materialien in denen die Nanoobjekte miteinander verbunden sind Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus diesen Aggregaten und Agglomeraten ist ohne Energiezufuhr oft nicht moumlglich Zum Teil werden Nanomaterialien schon beim Hersteller zu Granulaten Formulierungen Dispersionen oder Kompositen weiterverarbeitet In vielen Faumlllen ist bei der nachfolgenden Verwendung eine Freisetzung isolierter Nanoobjekte nicht mehr zu erwarten

12 Verfahren der Herstellung

Die chemische Industrie stellt Nanomaterialien hauptsaumlchlich uumlber zwei Verfahren her durch Top-down- oder durch Bottom-up-Verfahren Top-down-Verfahren dienen zur Erzeu-gung nanoskaliger Strukturen durch Verkleinerung bzw durch ultrapraumlzise Materialbearbei-tung (Zerkleinerung von Pulvern mit Kugelmuumlhlen Strukturierung mit Stempeltechniken Strukturierung mit Elektronenstrahlen Ionenstrahlen oder kurzwelliger UV-Strahlung) wo-hingegen bei Bottom-up-Verfahren nanoskalige Strukturen gezielt durch chemische Prozes-se aus Atomen oder Molekuumllen aufgebaut werden (Sol-Gel-Prozesse Gasphasensynthese Chemische oder Physikalische Gasphasenabscheidung) [FCI 2011 NanoTrust 2008] Unter Top-down-Verfahren versteht man mechanisch-physikalische Herstellungsverfahren Bot-tom-up-Verfahren sind hingegen chemisch-physikalische Herstellungsverfahren die durch Synthese in der Gasphase dh durch Reaktion in einer Flamme oder durch Reaktion in Louml-sung erfolgen koumlnnen Bei der Gasphasenreaktion verbinden sich die einzelnen erzeugten Primaumlrpartikel durch Aggregation und Agglomeration in Abhaumlngigkeit der Konzentration entsprechend der Koagulationstheorie zu groumlszligeren Einheiten Die Lebensdauer der nano-skaligen Primaumlrpartikel kann bei hohen Konzentrationen nur wenige Millisekunden betra-gen In Loumlsung koumlnnen durch Zusatz von stabilisierenden Agenzien und in Abhaumlngigkeit des Loumlsungsmittels isolierte Nanoobjekte erzeugt und stabilisiert werden die entweder als Dispersion weiterverarbeitet oder durch Filtration und anschlieszligende Vermahlung gewon-nen (Faumlllungsprozesse) und dann weiterverarbeitet werden koumlnnen [NanoTrust 2008]

Die Gasphasensynthese von Nanomaterialien erfolgt schon aus technischen Gruumlnden uumlberwiegend in geschlossenen Systemen die in der Regel im Unterdruck betrieben wer-den Eine Exposition von Arbeitnehmern waumlhrend des Herstellungsprozesses kann ins-besondere an Schnittstellen zwischen geschlossenen und offenen Verfahrensschritten wie bei der Abfuumlllung bei der Probenahme bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder bei Stoumlrungen des bestimmungsgemaumlszligen Betriebs stattfinden denen sicherheitstechnisch be-sondere Aufmerksamkeit zu widmen istZusaumltzlich zu der geringen Anzahl von kommerziell in groumlszligerem Maszligstab produzierten herkoumlmmlichen Nanomaterialien wird bedingt durch das hohe Innovationspotential eine groszlige Bandbreite unterschiedlicher neuer Nanomaterialien im Labormaszligstab in For-schungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU eingesetzt Hier werden zwar geringere Mengen verwendet jedoch ist eine Exposition von Arbeitnehmern wahrschein-licher da nicht alle Taumltigkeiten im geschlossenen System durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Als geschlossenes System werden in diesem Zusammenhang die vollstaumlndig geschlossene Produktionsanlage und mit entsprechenden HEPA-Filtern ausgestattete Laborabzuumlge oder Sicherheitswerkbaumlnke als technisch gleichwertig betrachtet Aus diesem Grund ist beson-ders in Forschungseinrichtungen Start-up-Unternehmen und KMU auf ergaumlnzende organi-satorische und persoumlnliche Schutzmaszlignahmen sowie eine umfassende Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten zu achten um ein hohes Schutzniveau zu gewaumlhrleisten

Bei Arbeiten mit fluumlssigen Medien (zum Beispiel Faumlllungsreaktionen Dispergierung in der Fluumlssigphase) die nicht verspruumlht werden ist eine inhalative Aufnahme durch Vermei-dung von Aerosolbildung ausgeschlossen Eine dermale Exposition kann durch geeignete Schutzmaszlignahmen vermieden werden

6 7

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

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NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

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NEIN

2322

Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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NEIN

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz

Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien sind wie beim Umgang mit allen anderen chemischen Stoffen die Bestimmungen des Arbeitsschutzgesetzes und die Bestimmungen der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] anzuwenden Der Arbeitgeber hat mit einer Beurteilung der fuumlr die Beschaumlftigten mit ihrer Arbeit verbundenen moumlglichen Gefaumlhrdung festzulegen welche Maszlignahmen des Arbeitsschutzes durchzufuumlhren sind Hierzu zaumlhlen neben der Gestaltung und Einrichtung der Arbeitsstaumltte und des Arbeitsplatzes auch Maszlignahmen zur Expositionsminderung gegenuumlber physikalischen chemischen und biologischen Ein-wirkungen Zusaumltzlich ist das untergesetzliche Regelwerk der Technischen Regeln fuumlr Ge-fahrstoffe [TRGS] zu beachten

Es wird empfohlen die von der NanoKommission der Bundesregierung beschlossenen Prinzipien [NanoKommission 2008] fuumlr den Bereich des Arbeitsschutzes bei Nanomateri-alien zu beruumlcksichtigen Dazu ist essentiell dass die Verantwortung fuumlr die Umsetzung der Gefaumlhrdungsbeurteilung und die Umsetzung der abgeleiteten Maszlignahmen fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Rahmen der betrieblichen Strukturen definiert wird Die in dieser Empfehlung beschriebenen Maszlignahmen sind in bestehende Managementsysteme zu in-tegrieren Die vorbildliche Umsetzung von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette be-inhaltet auch die Nutzung von Kommunikationsmoumlglichkeiten [NanoKommission 2008] Dazu zaumlhlen Schulungen Training und Transparenz Auszligergewoumlhnliche Informationswege die uumlber die gaumlngigen Methoden zur Vermittlung von Inhalten hinausgehen bleiben ver-staumlrkt im Gedaumlchtnis und koumlnnen zudem neue Perspektiven aufzeigen

Wie bei allen chemischen Stoffen ist derzeit auch bei Nanomaterialien nicht auszuschlie-szligen dass die inhalative dermale oder orale Aufnahme am Arbeitsplatz zu Gefaumlhrdungen fuumlhren kann Dabei werden nicht nur adverse Gesundheitseffekte diskutiert die sich moumlg-licherweise aus der stofflichen Identitaumlt ableiten sondern auch zusaumltzlich Gesundheitsef-fekte die aus der Aufnahme partikulaumlrer faser- oder plaumlttchenfoumlrmiger Nanomaterialien resultieren koumlnnen An Arbeitsplaumltzen stehen die inhalative und die dermale Belastung im Vordergrund Die Houmlhe der Exposition wird durch die Freisetzungswahrscheinlichkeit die Emissionsrate das Staubungsverhalten und durch die eingesetzten technischen Schutz-maszlignahmen vor Ort beeinflusst So kann eine inhalative Exposition durch Herstellung von Nanomaterialien in geschlossenen Systemen durch die Weiterverarbeitung und Verwen-dung in einer nichtstaubenden Form oder in einer fluumlssigen Suspension (fest in fluumlssig) die nicht verspruumlht wird sowie durch den Einschluss der Nanoobjekte in eine feste Matrix (festin fest) minimiert werden Eine dermale Exposition kann unter anderem bei manuellen Tauml-tigkeiten mit staubfoumlrmigen oder dispergierten Nanoobjekten auftreten Sind die Nanoob-jekte hingegen in einer Feststoffmatrix gebunden so ist keine Hautbelastung zu erwarten

Die Gefahrstoffverordnung [GefStoffV 2010] sieht die folgende Vorgehensweise zum Schutz der Beschaumlftigten vor Gefaumlhrdungen vor

1 Informationsermittlung 2 Gefaumlhrdungsbeurteilung 3 Festlegung der Schutzmaszlignahmen 4 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der Maszlignahmen 5 Dokumentation Beruumlcksichtigt werden muumlssen alle Arbeitsvorgaumlnge und Betriebszustaumlnde inklusive Wartung Instandsetzung Stoumlrungen und Uumlberwachungstaumltigkeiten

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

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NEIN

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NEIN

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2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

21 Informationsermittlung

Tabelle Elemente der Informationsermittlung

Produkt Informationen uumlber das eingesetzte Produkt (Eigenschaften Menge Ver-wendungsart und -form) gegebenenfalls auch durch explizite Nachfrage bei einem etwaigen Vorlieferanten Zu den potentiell relevanten Eigenschaften eines Produktes zaumlhlen zum Beispiel chemische Identitaumlt Groumlszlige Loumlslich-keit einschlieszliglich Biobestaumlndigkeit Agglomerationsverhalten Morphologie einschlieszliglich Kristallinitaumlt Oberflaumlchenmodifikationen und Beschichtungen Redoxpotential oder Reaktivitaumlt

Aggregate und Agglomerate

Informationen uumlber die Existenz individueller oder aggregierter bzw agglome-rierter Nanoobjekte Eine Freisetzung von Nanoobjekten aus Aggregaten und Agglomeraten ist ohne groumlszligere Energiezufuhr oft nicht moumlglich Um geeigne-te Schutzmaszlignahmen ableiten zu koumlnnen sollten daher sowohl das Vorliegen als auch die Groumlszligenverteilung der Teilchen identifiziert werden Fuumlr das jeweils vorliegende Produkt sollte z B durch Nachfrage beim Vorlieferanten ermit-telt werden unter welchen Bedingungen es agglomerieren kann bzw welche Bedingungen einzuhalten sind um eine Deagglomeration auszuschlieszligen Gegebenenfalls kann durch eine Partikel zaumlhlende Messung die Freisetzung nanoskaliger Partikel uumlberpruumlft werden

Taumltigkeit Informationen uumlber die Taumltigkeit (insbesondere Arbeitsschritte die zu inhalati-ver dermaler oder oraler Aufnahme fuumlhren koumlnnen)

Exposition Informationen uumlber moumlgliche Exposition bevorzugt durch personengetragene Expositionsermittlung in der Naumlhe des Aufnahmeorgans ermittelt Die Expo-sition sollte durch Ermittlung der Massen- und zusaumltzlich der Partikelanzahl-konzentration ermittelt werden Bei Bedarf kann die Exposition auch durch die Oberflaumlchenkonzentration beschrieben werden

Substitution Informationen uumlber Moumlglichkeiten der Substitution (einschlieszliglich des Ein-satzes von Verfahren oder Zubereitungen des Stoffes die entsprechend TRGS 600 [TRGS] zu einer geringeren Gefaumlhrdung fuumlhren)

Datenluumlcken Entlastungs- und Besorgnis-kriterien

Sind Datenluumlcken vorhanden so sind diese fehlenden Informationen bei der Festlegung von Schutzmaszlignahmen angemessen zu beruumlcksichtigen Ins-besondere sollten gegebenenfalls fehlende Erkenntnisse zu toxikologischen Eigenschaften dokumentiert werden Nach Empfehlungen der NanoKommis-sion sind Entlastungs- und Besorgniskriterien zu beruumlcksichtigen welche eine erste Einschaumltzung von moumlglichen Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien erlauben Zu den Entlastungskriterien zaumlhlen zum Beispiel die feste Einbin-dung von Nanomaterialien in eine Matrix sowie der Verlust potentiell proble-matischer Eigenschaften zum Beispiel durch gute Loumlslichkeit oder vollstaumln-dige Abbaubarkeit Besorgniskriterien hingegen sind zum Beispiel Hinweise auf eine hohe zu erwartende Exposition etwa durch eine hohe Produktions-menge eine hohe Mobilitaumlt toxikologische und oumlkotoxikologische Wirkungen sowie Bioakkumulation Die Beruumlcksichtigung dieser Indikatoren im Risikoma-nagement fuumlhrt zu einer umsichtigen und fruumlhzeitigen Erkennung moumlglicher Gefaumlhrdung [NanoKommission 2008]

Quellen zur Informationsermittlung uumlber die Stoffeigenschaften sind zum Beispiel Sicher-heitsdatenblaumltter Angaben auf dem Etikett Mitteilungen des Herstellers das technische und berufsgenossenschaftliche Regelwerk Veroumlffentlichungen von Behoumlrden und einschlauml-gigen Organisationen sowie Literaturdaten Die nanoskalige Form eines Stoffes kann spezi-fische charakteristische Eigenschaften aufweisen die oft noch nicht vollstaumlndig in den uumlbli-

chen Informationsquellen beschrieben sind Daher sollte dem Wissensstand entsprechend auch aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Informationsermittlung herangezogen wer-den Falls nicht auf vorhandene Daten zuruumlckgegriffen werden kann sind Forschungsarbei-ten erforderlich um Wissensluumlcken zu schlieszligen und zu einer technisch und wirtschaftlich realisierbaren Einschaumltzung moumlglicher Gefaumlhrdungen durch Nanomaterialien zu kommen Dies impliziert Messungen zur Exposition und Untersuchungen zur Toxikologie Die Nano-Kommission liefert eine Kriterienliste mit Besorgnis- und Entlastungskriterien sowie Anga-ben zu Datenluumlcken die als Grundlage fuumlr eine vorlaumlufige Risikoabschaumltzung dienen kann Bei dem Vorliegen von Datenluumlcken wird eine tiefgehende Pruumlfung der betroffenen Kriterien als notwendig erachtet [NanoKommission 2011]

22 Gefaumlhrdungsbeurteilung

Die Durchfuumlhrung der Gefaumlhrdungsbeurteilung [GefStoffV 2010 TRGS] erfolgt auf der Grundlage der Informationsermittlung Sie muss nach dem Arbeitsschutzgesetz neben den stofflichen auch alle weiteren Gefaumlhrdungen (zum Beispiel mechanische oder elektrische) beruumlcksichtigen Auf Basis der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist die Festlegung der technischen organisatorischen und persoumlnlichen Schutzmaszlignahmen zu pruumlfen So sollte beispielsweise die Auswahl der erforderlichen Filterklasse fuumlr Atemschutz als auch fuumlr technische Schutz-maszlignahmen aufgrund der Ergebnisse der Gefaumlhrdungsbeurteilung erfolgen Hier sind die Exposition und die gefaumlhrlichen Eigenschaften des jeweiligen Materials zu beruumlcksichtigen Fuumlr nicht ausreichend sicherheitstechnisch gepruumlfte Nanomaterialien sollte entsprechend des praumlventiven Ansatzes eine houmlhere Filterklasse gewaumlhlt werden Bei persoumlnlicher Schutz-ausruumlstung ist die Belastung der Beschaumlftigten zu beruumlcksichtigen (Zumutbarkeit von er-houmlhtem Atemwiderstand Tragezeit)

23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen

Wie bei anderen Arbeitsstoffen ist auch bei Nanomaterialien die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen regelmaumlszligig zu uumlberpruumlfen Zudem sind verfuumlgbare Informationen aus ar-beitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu beruumlcksichtigen Auch wenn bisher noch keine gesundheitsbasierten stoffspezifischen Grenzwerte festgelegt werden konnten sollte die Expo-sition der Beschaumlftigten ermittelt werden nachdem die Maszlignahmen der guten Arbeitspraxis umgesetzt wurden Gleichzeitig ist zu pruumlfen ob die individuellen Schutzmaszlignahmen ausrei-chend erlaumlutert wurden und in der Arbeitspraxis angewendet werden Dabei sollen die folgenden Ausfuumlhrungen dieser Empfehlung helfen die auch auf moumlgliche Messverfahren hinweisen

24 Dokumentation

Die Dokumentation der Gefaumlhrdungsbeurteilung ist eine verbindliche Forderung der Gefahr-stoffverordnung [GefStoffV 2010] Gerade im Zusammenhang mit Nanomaterialien fuumlr die in der Regel noch keine gesundheitsbasierten Grenzwerte aufgestellt wurden wird empfohlen die verwendeten Stoffe die Arbeitsbedingungen die getroffenen Schutzmaszlignahmen und etwaige Messwerte zur Exposition zu dokumentieren Bestehen Hinweise auf krebserzeugende erbgut-veraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften wird praumlventiv entsprechend der Forderungen der Gefahrstoffverordnung empfohlen fuumlr solche Stoffe die diese Eigenschaften nachgewiesen aufweisen ein Verzeichnis der Beschaumlftigten die Taumltigkeiten mit Nanomateria-lien ausfuumlhren zu fuumlhren In diesem Verzeichnis sollten auszliger den Messwerten die Dauer der Exposition fuumlr jeden Beschaumlftigten und die individuelle Exposition dokumentiert werden In der Dokumentation sollten auch die Gruumlnde fuumlr die ausgewaumlhlten Schutzmaszlignahmen niedergelegt werden um so die Maszlignahmen einfacher an neue Erkenntnisse anpassen zu koumlnnen

10 11

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

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2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

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AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

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JA

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien

Die notwendigen Schutzmaszlignahmen am Arbeitsplatz werden aufgrund der Gefaumlhrdungs-beurteilung festgelegt Geltende Grenzwerte zum Beispiel die allgemeinen Staubgrenzwer-te fuumlr die alveolengaumlngige und einatembare Staubfraktion oder stoffspezifische Grenzwer-te sind einzuhalten Nach derzeitigem Kenntnisstand kann nicht ausgeschlossen werden dass bei Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien spezifische Wirkungen auftreten die sich von den Wirkungen groumlszligerer Partikel im Mikrometermaszligstab unterscheiden Bei neu-en Stoffen bei denen keine ausreichenden Kenntnisse zu den gefaumlhrlichen Eigenschaf-ten vorliegen ist diese Wirkung nach TRGS 400 und TRGS 526 zunaumlchst zu unterstellen [TRGS] Das praumlventive Vorgehen fuumlr unbekannte Stoffe schlieszligt also unbekannte Nano-materialien mit ein Nach TRGS 900 [TRGS] gelten die allgemeinen Staubgrenzwerte nicht zur Beurteilung fuumlr ultrafeine Staumlube (darunter versteht man eine Staubfraktion mit einer Partikelgroumlszlige kleiner 01 microm Diffusionsaumlquivalentdurchmesser unter Einbeziehung ihrer Agglomerate und Aggregate) Soweit noch keine spezifischen gesundheitsbasierten Grenz-werte festgelegt wurden ist deshalb eine Minimierung der Exposition anzustreben Fuumlr die dermale Exposition sind die Empfehlungen der TRGS 401 [TRGS] zu beachtenFolgendes Vorgehen fuumlr die Festlegung von Schutzmaszlignahmen wird empfohlen

31 Substitutionsmoumlglichkeiten

Es ist eine Pruumlfung gemaumlszlig TRGS 600 [TRGS] vorzunehmen ob gesundheitsgefaumlhrdende Stoffe oder technische Verfahren durch weniger gefaumlhrliche Stoffe oder weniger gefaumlhrliche Verfahren (zum Beispiel emissionsgeminderte Stoffvarianten) ersetzt werden koumlnnen Hier koumlnnen staub-foumlrmige Nanomaterialien in fluumlssigen oder festen Medien gebunden werden Eine andere Moumlg-lichkeit ist die Verwendung von Dispersionen Pasten oder Compounds statt pulverfoumlrmiger stau-bender Stoffe soweit technisch moumlglich und wirtschaftlich zumutbar Ebenfalls kann in einigen Faumlllen das Gefaumlhrdungspotenzial von Nanomaterialien durch Modifikationen wie zum Beispiel einer Beschichtung der Teilchenoberflaumlche verringert werden Informationen zum Staubungsver-halten koumlnnen bei den Herstellern angefragt werden Angaben fuumlr die Vorauswahl wenig stauben-der Nanomaterialien werden zum Beispiel von dem Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung (IGF) und dem Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) veroumlffentlicht

32 Technische Schutzmaszlignahmen

Die Arbeiten sind moumlglichst in geschlossenen Apparaturen emissionsfrei durchzufuumlhren Bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien im Labor oder mit Kleinmengen (g ml) werden Abzuuml-ge (bei Verwendung von Gasen) nach DIN EN 14175-22003 als emissionsfrei betrachtet [DIN 2003] Als Alternative koumlnnen ggf Sicherheitswerkbaumlnke oder aumlhnliche dem Stand der Technik entsprechende Apparaturen die wirksame Filter wie etwa HEPA oder ULPA (min-destens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungsbeurteilung bis H14 erforderlich) enthalten verwendet werden Regelmaumlszligige Wartungen und Funktionspruumlfungen sind durchzufuumlhren

Ist die Verwendung einer geschlossenen Apparatur nicht moumlglich zum Beispiel bei Rei-nigungs- und Wartungsarbeiten so ist die Entstehung von Staumluben oder Aerosolen zu vermeiden Hierzu sind in Abhaumlngigkeit vom produzierten Material und den Produktions-bedingungen gegebenenfalls Staumlube oder Aerosole direkt an der Quelle abzusaugen (zum Beispiel bei Befuumlll- und Entleervorgaumlngen) Die Absaugeinrichtungen sind regelmaumlszligig zu warten und einer Funktionspruumlfung zu unterziehen Abgesaugte Luft darf nicht ohne Ab-

12 13

luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

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2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

luftreinigung zuruumlckgefuumlhrt werden Daher sollten die Absaugeinrichtungen mit wirksamen Filtern zum Beispiel HEPA oder ULPA (mindestens Filterklasse H11 je nach Gefaumlhrdungs-beurteilung bis H14 erforderlich) ausgestattet sein

33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen

Die Anzahl der exponierten Mitarbeiter sowie die Expositionszeit sind so weit wie moumlglich zu begrenzen Dieser Grundsatz gilt insbesondere fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien bei denen die technischen Maszlignahmen (geschlossenes System oumlrtliche Absaugung) durch persoumlnliche Schutzmaszlignahmen ersetzt wurden Daruumlber hinaus ist unbefugten Personen der Zugang zu entsprechenden Arbeitsbereichen nicht zu gestatten

Bei den organisatorischen Schutzmaszlignahmen sind die Prinzipien der NanoKommission um-zusetzen [NanoKommission 2008] Zur Definition und Offenlegung von Verantwortung und Management ist ein wichtiges Element des Managementsystems das Festlegen von Zustaumlndig-keiten Zudem ist die Basis fuumlr die Uumlbernahme von Verantwortung in der Wertschoumlpfungskette eine klare Zuordnung der Verantwortlichkeiten sowie ein etablierter Informationsfluss entlang der gesamten Wertschoumlpfungskette [NanoKommission 2008] So sollte eine fachkundige Per-son zum Beispiel die Fachkraft fuumlr Arbeitssicherheit bei der Festlegung der organisatorischen Maszlignahmen in beratender Funktion beteiligt werden Sollten Hinweise auf krebserregende erb-gutveraumlndernde oder fruchtbarkeitsgefaumlhrdende Eigenschaften vorliegen wird praumlventiv emp-fohlen die Eingaumlnge der Arbeitsbereiche sowie die betroffenen Arbeitsplaumltze zu kennzeichnen Morphologische Hinweise auf potentielle krebserregende erbgutveraumlndernde oder fruchtbar-keitsgefaumlhrdende Eigenschaften gibt es zum Beispiel bei biopersistenten Kohlenstoffnanoroumlhr-chen (carbon nanotubes CNTs) die nach TRGS 521 den Kriterien der WHO-Fasern entsprechen und damit als alveolengaumlngig angesehen werden [TRGS WHO 1985] Nanomaterialien duumlrfen nicht auszligerhalb der Arbeitsbereiche wie etwa in Buumlroraumlumen oder Fluren gelagert werden

Bei der innerbetrieblichen Kennzeichnung von Gefaumlszligen sollte bei nicht abschlieszligend ge-pruumlften Nanomaterialien darauf hingewiesen werden dass es sich um die nanopartikulaumlre Form des Materials beziehungsweise um eine Substanz mit zum Teil noch unbekannten Ei-genschaften handelt Nanomaterialien sollten nach TRGS 200 somit neben den bekannten Eigenschaften aus der Einstufung zusaumltzlich mit der Kennzeichnung bdquoAchtung ndash noch nicht vollstaumlndig gepruumlfter Stoffldquo versehen sein [TRGS]

34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten

Die Beschaumlftigten sind uumlber die physikalischen und toxikologischen Eigenschaften der ein-gesetzten Nanomaterialien die Notwendigkeit besonderer Maszlignahmen und uumlber die moumlg-lichen Langzeitwirkungen bei Exposition gegenuumlber nanoskaligen Staumluben zu unterweisen Entsprechende Informationen sind in die Betriebsanweisung aufzunehmen Die arbeitsme-dizinisch-toxikologische Beratung der Beschaumlftigten und Unterrichtung uumlber moumlgliche Un-tersuchungsangebote nach der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist unter Beteiligung des Betriebsarztes durchzufuumlhren Die Beschaumlftigten sind insbe-sondere uumlber angemessene Maszlignahmen die sie zu ihrem eigenen Schutz und zum Schutz der anderen Beschaumlftigten am Arbeitsplatz durchzufuumlhren haben zu unterrichten Sie sind uumlber die arbeitsmedizinischen Praumlventionsmaszlignahmen aufzuklaumlren Training und Unter-weisung der Beschaumlftigten sollten im Dialog in beide Richtungen erfolgen [NanoKommissi-on 2008] Die Unterweisung soll so gestaltet werden dass die Beschaumlftigten aktiv beteiligt werden Dabei sind ausreichend Moumlglichkeiten fuumlr Fragen und Feedback der Beschaumlftigten vorzusehen Auch erweiterte innovative Moumlglichkeiten der Wissensvermittlung sind in Be-

tracht zu ziehen wie zum Beispiel eine didaktische Verknuumlpfung von traditionellen Praumlsenz-veranstaltungen und modernen E-Learning-Formen zu einem Blended Learning Konzept

35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen

Bei Einfuumlhrung neuer Arbeitsverfahren und Arbeitsstoffe wie es beim Umgang mit Nanomateri-alien in der Regel der Fall ist sollen arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen nach Arbeits-schutzgesetz [ArbSchG 2009] ASiG [ASiG 2006] und ArbMedVV [ArbMedVV 2010] dem vorbeu-genden Gesundheitsschutz dienen und zum Erhalt der Beschaumlftigungsfaumlhigkeit beitragen Dazu gehoumlrt die Beratung des Arbeitgebers durch den Betriebsarzt in allen betrieblichen Belangen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes seine Unterstuumltzung bei der Gefaumlhrdungsbeurteilung und bei der Organisation der bdquoErsten Hilfeldquo beim Umgang mit Nanomaterialien im Betrieb Weiterer Teil der Praumlventionsmaszlignahmen ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge die zur Vor-beugung Erkennung und Verhuumltung von arbeitsbedingten Erkrankungen und Berufskrank-heiten durchzufuumlhren ist Mit ihrer Hilfe sollen Wechselwirkungen von Arbeitsbedingungen und Gesundheit beurteilt und die Beschaumlftigten durch den Arbeitsmediziner individuell auf-geklaumlrt und beraten werden Sie umfasst auch die arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersu-chungen und das Nutzen der Erkenntnisse aus den Untersuchungen fuumlr die Gefaumlhrdungs-beurteilung und sonstige Maszlignahmen des Arbeitsschutzes

In der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge [ArbMedVV 2010] ist derzeit kein speziel-ler Anlass fuumlr Pflicht- oder Angebotsuntersuchungen bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien aufge-fuumlhrt Danach sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Umgang mit Nanoma-terialien dann anzubieten bzw verpflichtend zu veranlassen wenn diese den bereits bekannten bdquoaltenldquo Gefahrstoffen oder den Taumltigkeiten im Anhang ArbMedVV zuzuordnen sind Andere Moumlglichkeiten ergeben sich wenn die Beschaumlftigten Taumltigkeiten ausfuumlhren fuumlr die Empfehlungen der Unfallversicherungstraumlger in Form der Berufsgenossenschaftlichen Grundsaumltze fuumlr die Arbeitsmedizinische Vorsorge vorliegen In der Praxis erhalten Mitar-beiter an potentiell exponierten Arbeitsplaumltzen haumlufig bereits arbeitsmedizinische Untersu-chungsangebote aus anderen Anlaumlssen z B Atemschutz und Hautbelastung Die systemati-sche Datenerhebung bei solchen Untersuchungsanlaumlssen zusammen mit einer moumlglichst genauen Dokumentation der jeweiligen Expositionsbedingungen im Sinne eines bdquoNanoka-tastersldquo kann in der Zukunft wichtige Hinweise auf moumlgliche Gesundheitsrisiken geben sei es durch die Erkennung von bdquosentinel health eventsldquo oder durch die retrospektive epide-miologische Auswertung der so entstehenden Datenbasis [Nasterlack und Groneberg 2011]

Unabhaumlngig davon sind die Beschaumlftigten vom Arbeitgeber daruumlber aufzuklaumlren dass beim Verdacht auf eine Erkrankung die im Zusammenhang mit der Taumltigkeit beziehungsweise dem Umgang mit Nanomaterialien stehen kann vom Arbeitgeber eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung nach ArbMedVV zu ermoumlglichen ist

Die vorliegenden Daten uumlber die moumlgliche Wirkung von Nanomaterialien aus den uumlber-wiegend toxikologischen Untersuchungen erlauben noch nicht ein spezifisches wissen-schaftlich und medizinisch begruumlndetes Methodenspektrum fuumlr eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bei Exposition gegen Nanomaterialien anzugeben da die im Zu-sammenhang mit Nanopartikeln diskutierten Wirkungen sowohl hinsichtlich ihrer Mecha-nismen (Beeinflussung der Signaltransduktion auf zellulaumlrer Ebene Zytotoxizitaumlt Ent-zuumlndungsfoumlrderung) als auch der potentiellen Zielorgane (Lunge Herz-Kreislaufsystem) unspezifisch sind und auch durch zahlreiche auszligerberufliche Faktoren ausgeloumlst werden koumlnnen Entsprechende Befunde sind in der Allgemeinbevoumllkerung folglich haumlufig anzu-treffen [Nasterlack et al 2008 Nasterlack und Groneberg 2011] Erfahrungen aus epide-

14 15

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

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NEIN

2322

Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

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4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

2322

Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

miologischen Untersuchungen liegen in Bezug auf synthetische Nanopartikel nur fuumlr ein-zelne Nanomaterialien vor [Becker et al 2011 BfRUBA 2010]

Der Umfang dieser Untersuchung sollte sich deshalb in Abhaumlngigkeit von der Gefaumlhrdungs-beurteilung nach den Stoffeigenschaften des verwendeten Nanomaterials richten und vom Betriebsarzt nach aktuellen arbeitsmedizinischen Erkenntnissen und Empfehlungen fest-gelegt werden Gegebenenfalls kann ein Beratungsgespraumlch ausreichend sein wenn zur Beratung koumlrperliche oder klinische Untersuchungen nicht erforderlich sind

Methoden zur Messung der inneren Exposition mit Nanopartikeln (bdquoBiomonitoringldquo) am Menschen sind derzeit nicht evaluiert Die Konzentrationsbestimmung der chemischen Grundbestandteile solcher Partikel in Blut Urin oder anderen Koumlrpermaterialien ist ange-sichts des winzigen Massebeitrags den selbst eine vergleichsweise hohe Partikelzahl im Nanobereich darstellen wuumlrde in den meisten Faumlllen nicht zielfuumlhrend Eine Ausnahme stellt gegebenenfalls eine ungewoumlhnlich hohe Exposition dar Ansonsten kann Biomonitoring ver-sucht werden wenn es sich bei dem Nanomaterial um eine chemische Substanz handelt die uumlblicherweise im menschlichen Koumlrper nicht oder fast nicht nachweisbar ist und fuumlr die eine hinreichend sensitive Analysenmethode besteht [Nasterlack und Groneberg 2011]

Es wird empfohlen die etablierten Untersuchungsprogramme zur arbeitsmedizinischen Vor-sorge (zum Beispiel zur Diagnostik von Lungenerkrankungen) weiter anzuwenden weil durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im Verlauf moumlglicherweise veraumlnderte Haumlufig-keiten von adversen Gesundheitseffekten in Zusammenhang mit der Exposition gegen Nano-materialien aufgedeckt werden koumlnnen Zusammen mit betrieblichen Exponierten-Registern koumlnnten die Untersuchungsergebnisse die Basis zukuumlnftiger epidemiologischer Forschung bilden Dabei ist bei diagnostischen Methoden mit Nebenwirkungen wie die Strahlenbelas-tung bei Roumlntgen-Untersuchungen die Indikation sorgfaumlltig abzuwaumlgen [NIOSH 2009b]

Fuumlr wissenschaftliche Fragestellungen ist bereits eine ausfuumlhrliche Liste moumlglicher Untersu-chungsparameter fuumlr Exponierte vorgeschlagen worden [Mittmann-Frank et al 2009 Mitt-mann-Frank et al 2010] Diese kann aber sowohl wegen ihres Umfangs als auch wegen der mangelnden Validierung der Parameter fuumlr die vorliegende Fragestellung in der Praxis nicht die Grundlage fuumlr ein Screeningprogramm bei Umgang mit Nanomaterialien liefern Nach derzeitigem Kenntnisstand geht das groumlszligte gesundheitliche Risiko von inhalierbaren nicht oder schwer loumlslichen Nanomaterialien aus Diskutiert werden unter anderem Wirkungen im Respirationstrakt wie Entzuumlndungsreaktionen oxidativer Stress und Lungenfibrosen adverse Effekte im kardiovaskulaumlren System und zentralen Nervensystem Befuumlrchtet wer-den auch kanzerogene Wirkungen von Nanoroumlhren die morphologische Aumlhnlichkeit mit Asbestfasern aufweisen Die Untersuchungen richten sich darauf potentielle Wirkungen mit einem breiten Methodenspektrum moumlglichst fruumlhzeitig zu erfassen Moumlgliche sensibili-sierende Stoffeigenschaften sind ebenfalls in Betracht zu ziehen Solche wissenschaftlichen Programme koumlnnen vielmehr vielleicht kuumlnftig Hinweise fuumlr eine spezielle arbeitsmedizini-sche Vorsorge bei Exposition gegen Nanomaterialien im Betrieb liefern

36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Sind technische und organisatorische Schutzmaszlignahmen nicht ausreichend oder koumlnnen diese nicht installiert beziehungsweise angewandt werden sind persoumlnliche Schutzmaszlig-nahmen wie Atemschutz erforderlich (zum Beispiel filtrierender Atemschutz der Filter-klasse P2 FFP2 P3 oder FFP3 die Auswahl erfolgt in der Gefaumlhrdungsbeurteilung) In Ab-haumlngigkeit der moumlglichen Gefaumlhrdungen und des Expositionspfads kann das Tragen von

personenbezogener Schutzausruumlstung notwendig sein Dabei sind die geltenden Tragezeit-begrenzungen und arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen beim Tragen von Atem-schutz zu beachten [BGR 190] Fuumlr Partikel von 2 bis 200 nm steigt die Wirksamkeit von Filtern mit abnehmender Partikel-groumlszlige Unterhalb von 200 nm nimmt naumlmlich die Diffusion von Partikeln stark zu [nanosa-fe 2008] beim Durchstroumlmen des Filtermediums kollidieren die Partikel daher mit houmlherer Wahrscheinlichkeit mit Fasern des Filtermediums wo sie gebunden werden Messungendes IFA haben eine bdquototal number penetration efficiencyldquo dreier verwendeter P3-Filter fuumlr Natriumchlorid-Partikel zwischen 14 und 100 nm von zwischen 0011 und 0026 bezo-gen auf die Partikelanzahl nachgewiesen Die Daten zu P2-Filtern zeigen eine Durchdrin-gung von 02 bezogen auf die Partikelanzahl [IFA_a] Bei der Auswahl der erforderlichen Schutzhandschuhe ist auf geeignetes Handschuhmate-rial zu achten Das Handschuhmaterial muss der maximalen Tragedauer unter Praxisbedin-gungen gerecht werden Hier sollten die Permeationszeit (Durchbruchszeit in Abhaumlngigkeit vom Handschuhmaterial und der Materialstaumlrke) sowie die chemische Kompatibilitaumlt mit dem jeweiligen Nanomaterial beruumlcksichtigt werden Neben dem Schutz der Haumlnde kann es erforderlich sein andere Hautpartien durch Schutzausruumlstung zu schuumltzen Hierzu ge-houmlren besonders Schutzanzuumlge Schuumlrzen und Stiefel Der Schutzanzug sollte nicht aus Wolle oder Baumwolle bestehen sondern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ei-nem gleichwertigen Material gefertigt sein Hinweise zur Wirksamkeit von Textilien aus HDPE sowie zur Effizienz unterschiedlicher Handschuhmaterialien gegenuumlber wurden in einem Abschlussbericht von Nanosafe veroumlffentlicht [Nanosafe2 2008]

Zusaumltzlich zu beachten sind neben den hier aufgefuumlhrten Staubschutzmaszlignahmen weite-re Maszlignahmen die sich grundsaumltzlich aufgrund spezieller Stoffeigenschaften ergeben koumln-nen zum Beispiel zusaumltzliche Explosionsschutzmaszlignahmen beim Umgang mit oxidierbaren Nanomaterialien spezifische Schutzmaszlignahmen beim Umgang mit reaktiven oder kataly-tisch wirksamen Nanomaterialien Auszliger den speziell auf Nanomaterialien ausgerichteten Maszlignahmen sind alle Maszlignahmen die sich aus der Gefaumlhrdungsbeurteilung ergeben einzu-halten damit unter anderem die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) weiterer Arbeitsstoffe zum Beispiel von Loumlsemitteln eingehalten werden Auch eventuell vorhandene toxikologisch-arbeitsmedizinische Informationen uumlber den Stoff wie z B Derived No Effect Level-Werte (DNEL-Werte) sind bei der Erstellung der Gefaumlhrdungsbeurteilung in Erwaumlgung zu ziehen

Die Wirksamkeit der angewandten Schutzmaszlignahmen (zum Beispiel PSA) ist zu uumlberpruumlfen Geeignete Methoden zur Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit sind messtechnische und nicht-mess-technische Methoden Liegen verbindliche Grenzwerte vor d h AGW oder verbindliche Grenz-werte der EU so sind diese nach TRGS 402 als Beurteilungsmaszligstab heranzuziehen [TRGS] Sind weder verbindliche Grenzwerte noch sonstige toxikologisch-arbeitsmedizinische Risiko-beurteilungen (z B DNEL-Werte) vorhanden so kann die Wirksamkeit der Schutzmaszlignahmen durch Messung geeigneter technischer Parameter ermittelt werden [TRGS] Beispiele hierfuumlr sind etwa die Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit einer Absaugung oder Luumlftungsanlage sowie Ar-beitsplatzmessungen der Expositionsminimierung durch die getroffenen Schutzmaszlignahmen

37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nano- materialien am Arbeitsplatz

Der Anwendungsbereich sind gezielte Taumltigkeiten mit Nanomaterialien (siehe Ablaufsche- ma im Anhang)

16 17

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

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NEIN

NEIN

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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AT

ION

JA

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Messgroumlszligen zur wirkungsbezogenen Beschreibung von Nanomaterialien koumlnnen derzeit noch nicht abschlieszligend angegeben werden Neben der Bestimmung der Staubexpositi-on mittels der uumlblichen gravimetrischen Verfahren ist daher eine Messung von Nanoma-terialien mit sensitiveren Methoden empfehlenswertDie Partikelanzahlkonzentration bzw Partikelgroumlszligenverteilung und die Oberflaumlchenkon-zentration der nanostrukturierten Materialien momentan die am haumlufigsten bestimmten Messgroumlszligen bei Nanomaterialien werden zur Zeit hauptsaumlchlich mit stationaumlren Geraumlten erfasst Dabei handelt es sich um eine kostenintensive und aufwendige Messtechnik die dem Stand der Technik entspricht die nur durch Vergleich mit Referenzmethoden (uumlbli-cherweise SMPS) in etablierten Testeinrichtungen (zum Beispiel am Institut fuumlr Gefahr-stoff-Forschung) aufwaumlndig validiert werden kann und noch nicht standardisiert ist1 (siehe Kapitel 41)

Grundlage fuumlr Messungen der inhalativen Exposition an Arbeitsplaumltzen ist die TRGS 402 [TRGS] Zusaumltzlich muumlssen bei der Bestimmung von nanostrukturierten Materialien cha-rakteristische Besonderheiten beruumlcksichtigt werden die uumlber die Erfordernisse der TRGS 402 hinausgehen (unter anderem muss das Vorhandensein ubiquitaumlrer ultrafeiner Aeroso-le beachtet werden) Spezifische Messstrategien werden im Kapitel 42 genannt

41 Messverfahren

Folgende Messverfahren sind fuumlr Messungen an Arbeitsplaumltzen verfuumlgbar2

bull Das am weitesten verbreitete Geraumlt zur Messung der Partikelanzahlkonzentra- tion im Nanometerbereich ist der Kondensationskernzaumlhler (CPC) Dieser ermoumlglicht die Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkon- zentration) nicht aber die Bestimmung der Partikelgroumlszligenverteilung der Mor- phologie und der chemischen Zusammensetzung von Partikeln3 vom Nanome- ter- bis in den Mikrometerbereich Die Messbereiche variieren dabei je nach Hersteller Die Kondensationskernzaumlhler gibt es als stationaumlre und tragba- re Varianten bull Der Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS) wird zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -groumlszligenverteilung eingesetzt Gemessen wird uumlblicherweise in einem Groumlszligenbereich von 5 bis 1000 nm Wird ergaumln- zend ein optischer Partikelzaumlhler verwendet kann der Groumlszligenbereich bis zu gt 30 microm erweitert werden (Wide Range Aerosol Spektrometer WRAS) Aussa- gen zur Morphologie und zur chemischen Zusammensetzung der gemesse- nen Partikel koumlnnen nicht getroffen werden bull Als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkon- zentration und der mittleren Partikelgroumlszlige stehen Geraumlte verschiedener An- bieter wie zum Beispiel NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm) miniDISC

1 Die Eignung von Messverfahren und Schutzmaszlignahmen werden unter anderem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) beurteilt Der Stand der Technik ist zu beruumlcksichtigen DGUV-Methoden sind Bestandteil des Stands der Technik Weitere Informationen zu geeigneten Messverfahren finden sich zum Beispiel in der BGIA-Arbeitsmappe bdquoMessung von Gefahrstoffenldquo2 Die Beschreibung der Messverfahren beruumlcksichtigt gaumlngige Verfahren und erhebt keinen Anspruch auf Vollstaumlndigkeit3 Im Bereich der Messtechnik wird der Begriff Partikel nicht nur fuumlr Primaumlrpartikel sondern auch fuumlr Agglomerate und Aggregate verwendet

1918

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

2524

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

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Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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(Messbereich 10 bis 400 nm) das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) zur Verfuumlgung Derzeit wird im Rahmen des europaumlischen Projekts NANODEVICE an der Ent- wicklung personentragbarer Messgeraumlte mit bekannten und teilweise neuen Messprinzipien gearbeitet Prototypen werden bis zum Jahresende 2012 verfuumlg- bar sein bull Zur Erfassung der Oberflaumlchenkonzentration lungendeponierbarer Partikel wird der stationaumlre Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) eingesetzt Gemessen wird in einem Groumlszligenbereich von 10 bis 500 nm bull Als sammelnde Systeme fuumlr eine anschlieszligende elektronenmikroskopische Analyse sind unter anderem elektrostatische oder thermophoretische Abschei- der geeignet Zu nennen sind der Nanometer-Aerosol-Sampler (NAS) der in einem Bereich von 2 bis 100 nm abscheidet und der Thermalpraumlzipitator als tragbares Messsystem welcher sich noch in der Entwicklungsphase befindet bull Als Analysemethoden nachgeschaltet den sammelnden Verfahren (inkl fil- ternde Verfahren) stehen entweder die klassischen Methoden der chemischen Analytik wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie oder bildgebende Verfahren wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Rasterelekt- ronenmikroskopie (REM) zur Charakterisierung der Nanomaterialien zur Ver- fuumlgung Mit Hilfe dieser bildgebenden Verfahren koumlnnen die Morphologie so- wie der Agglomerationsgrad der Materialien beschrieben werden Die energie- dispersive Roumlntgen-Fluoreszenz-Analyse (EDX) ermoumlglicht ergaumlnzend auch die Charakterisierung der stofflichen Zusammensetzung einzelner Nanoobjekte Allerdings ist der hohe technische Aufwand dieser Verfahren zu beruumlcksichti- gen Quantitative Aussagen sind mit dieser Methode zur Zeit nur eingeschraumlnkt moumlglich

Weitere Messsysteme zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration Partikelgroumlszligen-verteilung oder Oberflaumlchenkonzentration werden nach Abschluss von Forschungsprojek-ten wie zum Beispiel NANODEVICE erwartet

Uumlblicherweise werden bei Messungen an Arbeitsplaumltzen verschiedene der genannten Mess-verfahren parallel eingesetzt um eine moumlglichst umfassende Aussage zur Exposition am Arbeitsplatz zu erhalten [BASF IFA_b NIOSH 2009a OECD 2009 VCI 2007] Ein aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik ist in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe ndash Reinhaltung der Luft [Pelzer et al 2010] erschienen

Erste systematische Vergleichsuntersuchungen der Messtechniken wurden innerhalb des BMBF-Forschungsprojektes NanoCare durchgefuumlhrt Bei der Partikelgroumlszligenbestimmung stimmten die Geraumlte gut uumlberein bei der Partikelanzahlkonzentration sind die im Projekt eingesetzten Messsysteme jedoch mit einer durchschnittlichen Abweichung von 30 je-doch noch nicht standardisiert [Krug et al 2009] Weitere Ergebnisse von Vergleichsun-tersuchungen zur Validierung der Messtechnik werden in der naumlchsten Zeit erwartet So erfolgte 2010 ein Vergleich tragbarer CPC-Geraumlte bei dem auch der miniDisc NanoTra-cer und NanoCheck gepruumlft wurden [Asbach et al 2011] Weitere Vergleichs- und Validie-rungsmessungen sind innerhalb von Forschungsprojekten (unter anderem im Rahmen von NANODEVICE und NanoGEM) geplant

42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien

Die TRGS 402 [TRGS] gibt Auskunft uumlber die Ermittlung und Beurteilung der Gefaumlhrdungen bei Taumltigkeiten mit Gefahrstoffen sie bildet die Grundlage fuumlr alle Arbeitsplatzmessungen und beschreibt unter anderem die Vorgehensweise bei der Ermittlung der inhalativen Ex-position Die Ermittlungen der inhalativen Exposition gezielt hergestellter Nanomateriali-en verlangen zusaumltzliche Anforderungen die in speziellen Messstrategien geregelt werden muumlssen Ein Grund sind die allgegenwaumlrtigen ultrafeinen Aerosole aus anderen Quellen die von den Produktpartikeln nicht zu unterscheiden sind So koumlnnen unter anderem Hintergrund-konzentrationen zum Beispiel von Dieselruszlig Emissionen aus Elektro- oder Zweitaktmo-toren Rauche Emissionen aus heiszligen undoder gefetteten Metallteilen Emissionen aus Schleifprozessen oder fluumlssige Aerosole wie Sprays die Messungen von Nanomaterialien stark beeinflussen Bei der Beurteilung von Messungen von Nanomaterialien sind solche Einfluumlsse zu beachten und in speziellen Verfahrensanweisungen (VAlsquoenSOPlsquos) zu regeln (zum Beispiel ca 1 Million Partikelcm3 in einem Raucherraum bzw 100000 Partikelcm3 an vielbefahrenen Straszligen) Dadurch wird eine spezifische Messstrategie sehr aufwendig und den damit verbundenen umfangreichen Messeinsatz zeitintensiv und teuerTrotzdem besteht ein groszliges Interesse der Firmen und der Beschaumlftigten einen ersten Uumlberblick uumlber moumlgliche Expositionen gegenuumlber Nanomaterialien an Arbeitsplaumltzen zu er-halten Aus diesem Grund wird ein gestuftes Vorgehen zur Expositionsabschaumltzung disku-tiert welches solange angewendet werden kann bis fuumlr Nanomaterialien stoffspezifische gesundheitsbasierte Arbeitsplatzgrenzwerte gelten [NIOSH 2009a BASF sowie BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Das gestufte Vorgehen bei der Expositionsabschaumltzung beinhaltet drei Schritte [BAuA BG RCI IFA VCI 2012]

1 Informationserfassung In einer ersten Stufe muss geklaumlrt werden ob Nanomaterialien an den Arbeits- plaumltzen freigesetzt werden koumlnnen Zu pruumlfen ist ob Nanomaterialien herge- stellt bzw bearbeitet werden (ultrafeine Aerosole und Feinstaumlube sind nicht Gegenstand des Leitfadens) und ob Emissionen technisch bedingt uumlberhaupt auftreten koumlnnen Kann das nicht ausgeschlossen werden sind Bewertungen nach Stufe zwei notwendig 2 Basisbeurteilung Existiert fuumlr die zu beurteilenden Nanomaterialien kein Arbeitsplatzgrenzwert muss geklaumlrt werden ob der Eingreifwert (individuell festgelegter wissenschaft- lich begruumlndeter und repraumlsentativer Luftkonzentrationswert) uumlberschritten wird und ob dieser signifikant uumlber der Hintergrundkonzentration liegt Wird in der Stufe zwei der Eingreifwert und die Hintergrundkonzentration signifi- kant uumlberschritten ist eine Beurteilung nach Stufe drei notwendig 3 Expertenbeurteilung Hier kommen die oben genannten und unten naumlher erlaumluterten speziellen Mess- strategien zum Einsatz Dabei werden Messgeraumlte die dem Stand der Technik entsprechen eingesetzt Die Messstrategien festgelegt in Verfahrensanwei- sungen werden dem jeweiligen Wissensstand angepasst

2120

Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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Zusaumltzlich koumlnnen zur Abschaumltzung einer Verschmutzung der Arbeitsbereiche Wischpro-ben gezogen werden (zum Beispiel Spektro-Tabs fuumlr eine anschlieszligende rasterelektronen-mikroskopische Auswertung) Es muss darauf hingewiesen werden dass auch bei keiner Uumlberschreitung des Hintergrundes oder bei Einhaltung des Eingreifswertes begrenzt Emis-sionen von Nanomaterialien nicht auszuschlieszligen sindErgaumlnzt wird die gestufte Expositionsabschaumltzung durch spezielle Messstrategien die die Basisbeurteilung und die Expertenbeurteilung konkretisieren Im Rahmen von Nano-Care wurde dazu eine erste spezielle Messstrategie zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien entwickelt [Krug et al 2009] Dabei wird im Vorfeld der ei-gentlichen Messungen die Hintergrundkonzentration am Arbeitsplatz bestimmt das heiszligt Messungen am Arbeitsplatz ohne die typischen Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Erst danach erfolgt die eigentliche Messung waumlhrend der Taumltigkeiten mit den Nanomaterialien Wichtig sind die parallelen Auszligenluftmessungen sowohl im Vorfeld als auch waumlhrend der eigentlichen Expositionsmessungen Sind die Messwerte bei den Taumltigkeiten mit Nanomaterialien houmlher als im Vorfeld unter Beachtung der Auszligenluftmessungen dann werden Nanomaterialien freigesetzt Allerdings muumlssen auch dabei weitere Partikelemissionen aus anderen Quellen ausgeschlossen wer-den Zusaumltzlich werden mit speziellen Sammlern (Elektro- oder Thermalpraumlzipitatoren) Probentraumlger fuumlr eine nachfolgende elektronenmikroskopische Auswertung gesammelt um die eventuell vorhandenen Nanomaterialien morphologisch oder auch mit Hilfe der EDX-Analyse zu charakterisieren Diese speziellen Messstrategien werden entsprechend den wissenschaftlichen Erkenntnis-sen angepasst (zurzeit Uumlberarbeitung im BMBF Forschungsprojekt NanoGEM) Weitere spezielle Messstrategien zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanoma-terialien sind unter anderem von NIOSH veroumlffentlicht worden [NIOSH 2010]

Anhang

Ablaufschema

Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Allgemeine Schutzmaszlignahmen

Taumltigkeit mit Kleinmengen

Regelmaumlszligige Wirksamkeitsuumlberpruumlfung

Regelmaumlszligige WirksamkeitsuumlberpruumlfungReinluftruumlckfuumlhrung (TRGS 560)

Oumlrtliche Absaugung mit integrierten oder hochwirksamen Einrichtungen moumlglich

Keine technischen Maszlignahmen moumlglich (offene Taumltigkeit)

Geringe inhalative GefaumlhrdungHautschutzmaszlignahmen beachten

Arbeiten mit geschlossenem System zur Vermeidung von Staub- und Aerosolfrei-

setzung moumlglich

Kommt es bei der Taumltigkeit zu Staub- oder Aerosolbildung

Keine zusaumltzlichen Schutzmaszlignahmen

Einsatz eines Nanomaterials am Arbeitsplatz

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Stoffe pruumlfen

Sind gefaumlhrliche Eigenschaften des Nanomaterials zu beruumlcksichtigen

Substitutionsmoumlglichkeiten durch andere Emissionsformen nutzen

Einsatz von Dispersionen Granulaten Compounds moumlglich

Ggf besondere Schutzmaszlignahmen (z B fuumlr CMR-Stoffe und bei Brand- und Explosionsgefaumlhrdung) Maszlignahmen bei

Betriebsstoumlrungen Unfaumlllen und Notfaumlllen Betriebsanweisung und Unterweisung

Taumltigkeit unter Abzug (bei Verwendung von Gasen) oder Sicherheitswerkbank Klasse II bis

III (TRGS 526) organisatorische und personenbezogene Schutzmaszlignahmen

Organisatorische und personenbezogeSchutzmaszlignahmen Minimierung der

Expositionszeit Minimierung der Anzahl exponierter Personen

DO

KU

ME

NT

AT

ION

JA

JA

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

[ArbMedVV 2010]Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18 Dezember 2008 (BGBl I S 2768) zuletzt geaumlndert durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643)httpbundesrechtjurisdearbmedvvindexhtml

[ArbSchG 2009]Gesetz uumlber die Durchfuumlhrung von Maszlignahmen des Arbeitsschutzes zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschaumlftigten bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz ndash ArbSchG) vom 7 August 1996 (BGBl I S 1246) zuletzt geaumlndert durch Artikel 15 Absatz 89 des Gesetzes vom 5 Februar 2009 (BGBl I S 160) httpbundesrechtjurisdearbschgindexhtml

[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

Literatur

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[ASiG 2006]Gesetz uumlber Betriebsaumlrzte Sicherheitsingenieure und andere Fachkraumlfte fuumlr Arbeitssicher-heit vom 12 Dezember 1973 (BGBl I S 1885) zuletzt geaumlndert durch Artikel 226 der Ver-ordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407) httpbundesrechtjurisdeasigindexhtml

[BASF]BASF Leitfaden zur sicheren Herstellung und bei Taumltigkeiten mit Nanopartikeln an Arbeits-plaumltzen in der BASF SE wwwbasfcomgroupcorporatedecontentsustainabilitydialoguein-dialogue-with-politicsnanotechnologyemployees

[BAuA]Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)wwwbauade

[BAuA BG RCI IFA VCI 2012]Brock T H Berges M Pelzer T Bachmann V Plitzko S Wolf T Engel S Goumltz U Ragot J Voetz M Kund K Klages-Buumlchner S Swain K Gannon P Knobl S Reisin-ger M Billerbeck U Stintz M Heinemann M Asbach C Kuhlbusch T Reuter M Schroumlter N Eichstaumldt D Rommert A Fischer REin mehrstufiger Ansatz zur Expositionsermittlung und -bewertung nanoskaliger Aeroso-le die aus synthetischen Nanomaterialien in die Luft am Arbeitsplatz freigesetzt werden wwwvcideDownloadsPDFExpositionsermittlung20und20-bewertung20nanoskaliger20Aerosole20pdf

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Abkuumlrzungsverzeichnis

AGS Ausschuss fuumlr GefahrstoffeAGW Arbeitsplatzgrenzwert nach GefahrstoffverordnungArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen VorsorgeArbSchG ArbeitsschutzgesetzASiG ArbeitssicherheitsgesetzBAuA Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und ArbeitsmedizinBDI Bundesverband der deutschen Industrie BfR Bundesinstitut fuumlr RisikobewertungBMBF Bundesministerium fuumlr Bildung und ForschungBMU Bundesministerium fuumlr Umwelt Naturschutz und ReaktorsicherheitCPC Condensation Particle CounterDGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (fruumlher HVBG Hauptverband der Berufsgenossenschaften)DMPS Differential Mobility Particle SizerEDX Energiedispersive RoumlntgenanalyseFCI Fonds der chemischen IndustrieICCA International Council of Chemical AssociationsIFA Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (fruumlher BGIA)IGF Institut fuumlr Gefahrstoff-Forschung der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische IndustrieISO International Standardisation OrganisationJRC Joint Research CentreNAS Nano Aerosol SamplerNSAM Nanoparticle Surface Area MonitorOECD Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentSEM Scanning Electron Microscopy (Rasterelektronenmikroskopie)SMPS Scanning or Stepped Mobility Particle Sizer TEM TransmissionselektronenmikroskopieTRGS Technische Regeln fuumlr GefahrstoffeUBA UmweltbundesamtVCI Verband der Chemischen IndustrieWRAS Wide Range Aerosol Spektrometer

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[Asbach et al 2011]Asbach C Kaminski H Von Barany D Monz C Dziurowitz N Pelzer J Berlin K Dietrich S Goumltz U Kiesling H-J Schierl R Intercomparison of handheld nanoparticle monitors 05-07042011 Nancy France INRS Occupational Health Research Conference 2011 Vortrag

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[baua_uba_bfr_forschungsstrategie 2007]BAuAUBABfR Nanotechnologie Gesundheits- und Umweltrisiken von Nanomaterialien ndash Forschungsstrategie wwwbauadedeThemen-von-A-ZGefahrstoffeNanotechnologieForschungsstrategiehtml

[baua_vci_firmenbefragung 2008]Taumltigkeiten mit Nanomaterialien in Deutschland - Ergebnisse der BAuAVCI-Fragebogenak-tion (in Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 102007 S 419-424) wwwgefahrstoffedegestcurrentarticlephpdata[article_id]=38107

[baua_vci_leitfaden 2007]VCIBAuA-Leitfaden fuumlr Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz wwwbauadedok675748

[Becker et al 2011] Becker H Herzberg F Schulte A Kolossa-Gehring M The carcinogenic potential of nanomaterials their release from products and options for regulating them Int J Hyg Environ Health (2011) 214(3)231-8 Epub 2010 Dec 17

[BfRUBA 2010]Beurteilung eines moumlglichen Krebsrisikos von Nanomaterialien und von aus Produkten freigesetzten Nanopartikeln - Stellungnahme des Bundesinstituts fuumlr Risikobewertung und des Umweltbundesamtes vom 15 April 2010wwwubadeuba-info-medien4068html

[BGR 190]BGR 190 Benutzung von Atemschutzgeraumlten DGUV 2011httppublikationendguvdedguvpdf10002r-190pdf

[DIN 2003]Abzuumlge - Teil 2 Anforderungen an Sicherheit und Leistungsvermoumlgen Deutsche Fassung EN 14175-22003 wwwbeuthdelanganzeigeDIN-EN-14175-2de59423196html

[European Commission 2011]Empfehlung der Kommission vom 18 Oktober 2011 zur Definition von Nanomaterialien Amtsblatt L 27538 vom 20102011 httpeur-lexeuropaeuJOHtmldouri=OJL2011275SOMdeHTML

[FCI 2011]FCI Fonds der Chemischen Industrie Informationsserie bdquoWunderwelt der Nanomateriali-enldquo Produktion 5 Werkstatt fuumlr Winzlinge 5-1 Zwei Wege fuumlhren zu Nanostrukturen httpfondsvcideFolien_Servicedefault2~cmd~shf~docnr~129899~mode~19~ond~~snd~f~nd~htm

[GefStoffV 2010]Gefahrstoffverordnung vom 26 November 2010 (BGBl I S 1643 1644) geaumlndert durch Artikel 2 des Gesetzes vom 28 Juli 2011 (BGBl I S 1622) wwwbauadedeThemen-von-A-ZGefahrstoffeRechtstexteGefahrstoffverordnunghtml

[ICCA 2010]ICCA Core Elements of a Regulatory Definition of Manufactured Nanomaterials November 2010 wwwicca-chemorgICCADocsOct-2010_ICCA-Core-Elements-of-a-Regulatory-Definition-of-Manufactured-Nanomaterialspdf

[IFA_a]Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA fruumlher BGIA) Ultrafeine Aerosole und Nanopartikel am Arbeitsplatz wwwdguvdeifadefacnanopartikelindexjsp wwwdguvdeifadefacnanopartikelschutzmassnahmenindexjsp

[IFA_b]Institut fuumlr Arbeitsschutz der deutschen gesetzlichen Unfallversicherung (IFA fruumlher BGIA) Messtechnische Empfehlungen wwwdguvdeifadefacnanopartikelmesstechnikindexjsp

[ISOTS 80004-12010]Nanotechnologies -- Vocabulary -- Part 1 Core terms wwwisoorgisoiso_cataloguecatalogue_tccatalogue_detailhtmcsnumber=51240

[ISOTS 276872008] TECHNICAL SPECIFICATION ISOTS 27687 First edition 2008-08-15 Corrected version 2009-02-01 wwwisoorgisoiso_cataloguecatalogue_tccatalogue_tc_browsehtmcommid=381983

[JRC 2010]Joint Research Centre (JRC) of the European Commission Considerations on a Definition of Nanomaterial for Regulatory Purposes 2010 EUR 24403 EN httpeceuropaeudgsjrcdownloadsjrc_reference_report_201007_nanomaterialspdf

[Krug et al 2009]Krug H Kuhlbusch T Nau K Steinbach C Foumlrster A NanoCare - Gesundheitsrele-vante Aspekte synthetischer Nanomaterialien Informationsschrift zu NanoCare Juni 2009

[Mittmann-Frank et al 2009]Mittmann-Frank M Berger H Buchter A Arbeitsmedizinisches und praumlventivmedizi-nisches Untersuchungsprogramm bei Exposition mit Nanopartikeln und speziellen oder neuen Materialien Zbl Arbeitsmed 59 (2009) 336ndash343

[Mittmann-Frank et al 2010]Mittmann-Frank M Berger H Pfoumlhler C Buumlcker A Wilkens H Arzt E Schmitts K-P Wennemuth G Hannig M Buchter A Klinische und diagnostische Befunde bei Exposi-tion gegenuumlber Nanopartikeln und neuen Materialien Zbl Arbeitsmed 60 (2010) 328ndash348 [nanocare]Bundesministerium fuumlr Bildung und Forschung (BMBF) - Forschungsprojekt bdquoNanoCare - verantwortungsvoller Umgang mit der Nanotechnologieldquo wwwnanopartikelinfocmsProjekte

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[ISOTS 276872008] TECHNICAL SPECIFICATION ISOTS 27687 First edition 2008-08-15 Corrected version 2009-02-01 wwwisoorgisoiso_cataloguecatalogue_tccatalogue_tc_browsehtmcommid=381983

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[NanoKommission 2008]NanoKommission der deutschen Bundesregierung Verantwortlicher Umgang mit Nano-technologien Bericht und Empfehlungen der NanoKommission der deutschen Bundesre-gierung 2008 wwwbmudechemikaliennanotechnologienanodialogdoc42655php

[NanoKommission 2011]NanoKommission der deutschen Bundesregierung Verantwortlicher Umgang mit Nano-technologien Bericht und Empfehlungen der NanoKommission 2011 wwwbmudechemikaliennanotechnologienanodialogdoc46552php

[nanosafe 2008]Nanosafe Safe production and use of materials Are conventional protective devices such as fibrous media respirator cartridges protective clothing and gloves also efficient for na-noaerosols Dissemination report DR-325326-200801-1 2008 p 3 wwwnanosafeorghomeliblocaldocsDissemination20reportDR1_spdf

[NanoTrust 2008]Raab C Simkoacute M Fiedeler U Nentwich M Gazsoacute A Institut fuumlr Technikfolgen-Ab-schaumltzung (ITA) der Oumlsterreichischen Akademie der Wissenschaften Herstellungsverfah-ren von Nanopartikeln und Nanomaterialien NanoTrust-Dossier Nr 006 November 2008httpepuboeawacatitananotrust-dossiersdossier006pdf

[Nasterlack et al 2008]Nasterlack M Zober A Oberlinner C Considerations on occupational medical surveil-lance in employees handling nanoparticles Int Arch Occup Environ Health (2008) 81721ndash726

[Nasterlack und Groneberg 2011]Nasterlack M Groneberg D (2011) Nanopartikel Ultrafeine Staumlube In Triebig G Kent-ner M Schiele R (Hrsg) Arbeitsmedizin ndash Handbuch fuumlr Theorie und Praxis 2 Auflage Kap 28 602-613 Gentner Stuttgart

[NIOSH 2009a]National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Approaches to Safe Nano-technology Managing the Health and Safety Concerns Associated with Engineered Nano-materials DHHS (NIOSH) Publication 2009-125 March 2009 wwwcdcgovnioshdocs2009-125

[NIOSH 2009b]National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Interim Guidance for Me-dical Screening and Hazard Surveillance for Workers Potentially Exposed to Engineered Nanoparticles DHHS (NIOSH) Publication 2009-116 February 2009 wwwcdcgovnioshdocs2009-116

[NIOSH 2010]Methner M Hodson L Geraci C Nanoparticle Emission Assessment Technique (NEAT) for the Identification and Measurement of Potential Inhalation Exposure to Engineered Nanomaterials Journal of Occupational and Enviromental Hygiene 7 (2010) S 127 - 132

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[Pelzer et al 2010]Pelzer J Bischof O van den Brink W Fierz M Gnewuch H Isherwood H Kasper M Knecht A Krinke T Zerrath A Geraumlte zur Messung der Anzahlkonzentration von Nano-partikeln Aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik Gefahrstoffe ndash Reinhalt Luft 70 (2010) Nr 1112 ndash NovDez S 469 - 477)

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2928

[NanoKommission 2008]NanoKommission der deutschen Bundesregierung Verantwortlicher Umgang mit Nano-technologien Bericht und Empfehlungen der NanoKommission der deutschen Bundesre-gierung 2008 wwwbmudechemikaliennanotechnologienanodialogdoc42655php

[NanoKommission 2011]NanoKommission der deutschen Bundesregierung Verantwortlicher Umgang mit Nano-technologien Bericht und Empfehlungen der NanoKommission 2011 wwwbmudechemikaliennanotechnologienanodialogdoc46552php

[nanosafe 2008]Nanosafe Safe production and use of materials Are conventional protective devices such as fibrous media respirator cartridges protective clothing and gloves also efficient for na-noaerosols Dissemination report DR-325326-200801-1 2008 p 3 wwwnanosafeorghomeliblocaldocsDissemination20reportDR1_spdf

[NanoTrust 2008]Raab C Simkoacute M Fiedeler U Nentwich M Gazsoacute A Institut fuumlr Technikfolgen-Ab-schaumltzung (ITA) der Oumlsterreichischen Akademie der Wissenschaften Herstellungsverfah-ren von Nanopartikeln und Nanomaterialien NanoTrust-Dossier Nr 006 November 2008httpepuboeawacatitananotrust-dossiersdossier006pdf

[Nasterlack et al 2008]Nasterlack M Zober A Oberlinner C Considerations on occupational medical surveil-lance in employees handling nanoparticles Int Arch Occup Environ Health (2008) 81721ndash726

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[NIOSH 2009b]National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Interim Guidance for Me-dical Screening and Hazard Surveillance for Workers Potentially Exposed to Engineered Nanoparticles DHHS (NIOSH) Publication 2009-116 February 2009 wwwcdcgovnioshdocs2009-116

[NIOSH 2010]Methner M Hodson L Geraci C Nanoparticle Emission Assessment Technique (NEAT) for the Identification and Measurement of Potential Inhalation Exposure to Engineered Nanomaterials Journal of Occupational and Enviromental Hygiene 7 (2010) S 127 - 132

[OECD 2009]Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) Preliminary Analysis of Exposure Measurement and Exposure Mitigation in Occupational Settings Manufactu-red Nanomaterials ENVJMMONO(2009)6 Series on the safety of manufactured nano-materials Number 8 April 2009 wwwoecdorgdataoecd363642594202pdf

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[Pelzer et al 2010]Pelzer J Bischof O van den Brink W Fierz M Gnewuch H Isherwood H Kasper M Knecht A Krinke T Zerrath A Geraumlte zur Messung der Anzahlkonzentration von Nano-partikeln Aktueller Uumlberblick uumlber die Messtechnik Gefahrstoffe ndash Reinhalt Luft 70 (2010) Nr 1112 ndash NovDez S 469 - 477)

[TRGS]Technische Regeln fuumlr Gefahrstoffe (TRGS) wwwbauadetrgs

[VCI]Verband der chemischen Industrie (VCI)wwwvcide

[VCI 2005]Nanomaterialien am Arbeitsplatz Stakeholder-Dialog zum Arbeitsschutz Frankfurt a M 26092005wwwvcideThemenChemikaliensicherheitNanomaterialienSeitenWorkshop-Nanomaterialien-am-Arbeitsplatz-I-September-2005aspx

[VCI 2007]Nanomaterialien am Arbeitsplatz Stakeholder-Dialog zum Arbeitsschutz Frankfurt a M19042007 Dialogdokumentation S 2 wwwvcideThemenChemikaliensicherheitNanomaterialienSeitenWorkshop-Nanomaterialien-am-Arbeitsplatz-II-April-2007aspx

[WHO 1985]World Health Organization Reference methods for measuring airborne man-made mineral fibres (MMMF) (1985)

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Impressum

Empfehlung fuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Herausgeber Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz Verband der Chemischen Industrie eV und Arbeitsmedizin Wissenschaft Technik und Umwelt Friedrich-Henkel-Weg 1-25 Bereich Produktsicherheit 44149 Dortmund Mainzer Landstraszlige 55 Telefon 0231 9071-2071 60329 FrankfurtMain Fax 0231 9071-2070 Telefon 069 2556-1536 info-zentrumbauabundde Fax 069 2556-1607 wwwbauade E-Mail schaefervcide wwwvcide

Gestaltung Martina Brandau-Pollack Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

Fotos Fotoagentur FOX Uwe Voumllkner Koumlln

Nachdruck auch auszugsweise nur mit vorheriger Zustimmung der Bundesanstalt fuumlr Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Haftungsanspruumlche materieller oder ideeller Art gegen die Bundesanstalt fuumlr Ar-beitsschutz und Arbeitsmedizin die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der angebotenen Informa-tionen beziehungsweise durch die Nutzung fehlerhafter und unvollstaumlndiger Informationen verursacht werden sind grundsaumltzlich ausgeschlossen es sei denn sie sind nachweislich auf vorsaumltzliches oder grob fahrlaumlssiges Verschulden unseres Hauses zuruumlckzufuumlhren

1 Auflage Mai 2012

30

• Empfehlungfuumlr die Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz
• Inhalt
• Vorwort
• 1 Einleitung
• • 11 Hintergrund
  • 12 Verfahren der Herstellung
  • • 2 Allgemeine Regelungen zum Arbeitsschutz
    • • 21 Informationsermittlung
      • 22 Gefaumlhrdungsbeurteilung
      • 23 Uumlberpruumlfung der Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaszlignahmen
      • 24 Dokumentation
      • • 3 Empfehlungen zum Schutz der Arbeitnehmer beim Umgang mit Nanomaterialien
        • • 31 Substitutionsmoumlglichkeiten
          • 32 Technische Schutzmaszlignahmen
          • 33 Organisatorische Schutzmaszlignahmen
          • 34 Unterrichtung und Unterweisung der Beschaumlftigten
          • 35 Arbeitsmedizinische Praumlventionsmaszlignahmen
          • 36 Personenbezogene Schutzmaszlignahmen
          • 37 Ablaufschema Gefaumlhrdungsbeurteilung bei Taumltigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz
          • • 4 Stand und Entwicklungen der Messverfahren zur Bestimmung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien
            • • 41 Messverfahren
              • 42 Spezielle Messstrategien zur Ermittlung der inhalativen Exposition gegenuumlber Nanomaterialien
              • • Anhang
                • Abkuumlrzungsverzeichnis
                • Literatur
                • Impressum