Grenzen der vorhandenen Messtechnik - IBK … · „X-am 7000“- Dräger „Micro 5“- Compur 2. Explosionsgrenzen-Warngeräte als Mehrgasgeräte 6 ... - Kalibration - Lebensdauer

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Messen im ABC-Einsatz - Grenzen der vorhandenen Messtechnik FL „Gemeindewehrleiter“ – 18.10.2016

Institut für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge

Biederitzer Straße 5

39175 Biederitz /OT Heyrothsberge

Messen im (AB)C-Einsatz –

Grenzen der vorhandenen Messtechnik

Lehrgang Fortbildungslehrgang

Gemeindewehrleiter

fachliche Verantwortung Dr. Jan Voigt

aktualisiert 09 / 2016

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Messen im ABC-Einsatz

1. Begriffsbestimmung

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte und Mehrgasmessgeräte

3. Photoionisationsdetektoren (PID)

4. „Freimessen“ von Einsatzstellen

5. mobiles Laboratorium – MOBLAB

6. Ausblick – Was kann Messtechnik heute!

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Begriffsbestimmungen

Nachweisen: - Oberbegriff für Spüren, Messen und Analysieren

Spüren: - Suche nach freigesetzten Gefahrstoffen – Ja/Nein Antwort

= Detektion - meist unspezifisch

Nachweispapiere, Pulver, Spray

Messen: - Konzentrationsbestimmung eines bekannten Stoffes

= Detektion - Nachweis eines stoffspezifischen Merkmals

Prüfröhrchen, Explosionsgrenzen-Warngeräte,

Photoionisationsdetektoren (PID), elektrochemische

Sensoren

Analysieren: - Identifizieren eines Stoffes bzw. eines Gemisches

= Identifizieren Ionenmobilitätsspektrometer (IMS), Infrarot-Spektrometer

(IR, Raman), Massenspektrometer,

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Explosionsgrenzen-Warngeräte

Mehrgasmessgeräte

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„Titan“- MSA „EX-OX-Meter II“- MSA

„PAC Ex 2“- Dräger

„Gazex“- Kelma

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte / Beispiele

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„EX-Tec“- Sewerin

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„ALTAIR 4x Multi“- MSA

„X-am 5000“- Dräger

„Miniwarn“- Dräger

„X-am 7000“- Dräger

„Micro 5“- Compur

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte als Mehrgasgeräte

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„MX4“- Ventis

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0 % 100 %

Vol.-% des Gefahrstoffes in der Luft

UEG

(LEL)

OEG

(UEL)

Gemisch ist

zu mager

„eine Zündung

ist gerade

noch nicht möglich“

„eine Zündung

ist gerade

nicht mehr möglich“

Gemisch ist

zu fett

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte / Grundlagen

Explosionsbereich

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Explosionsbereich abhängig von Substanz (Methan: 4,4 Vol % - 16,5 Vol %)

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Messen im ABC-Einsatz - Grenzen der vorhandenen Messtechnik FL „Gemeindewehrleiter“ – 18.10.2016 8

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte / Grundlagen

ACHTUNG:

Anzeige am Messgerät:

XX % UEG

oder

XX % LEL

Damit ist nicht Vol.-% in der Luft

gemeint!!

50 % UEG (Methan) heißt,

dass 50 % der unteren

Explosionsgrenze erreicht wurden.

2,2 Vol.-% Methan in Luft

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- zwei Möglichkeiten der Kalibration

1) mit Nonan

Bei Nonan-Kalibration: „Sicherheitspolster“

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte / Kalibrierung

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- zwei Möglichkeiten der Kalibration

2) mit Methan

Bei Methan-Kalibration: „Unterschätzung der Gefahr“


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„MX4“- Ventis


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- es gibt auch die Möglichkeit mit Korrelationsfaktoren zu arbeiten

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Anwendung Grenzen

• Bestimmung der unteren

Explosionsgrenze

• funktioniert bei fast! allen

explosionsfähigen Stoffen

• Kalibrierung muss beachtet werden

(Nonan – Methan)

• keine Möglichkeit zur Identifikation

von Stoffen

• die Geräte funktionieren nur in

Gegenwart von Sauerstoff

2. Explosionsgrenzen-Warngeräte / Anwendung

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- geeignet für brennbare Substanzen

gasförmige Verbindungen

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Anwendung Grenzen

• individuelle Anpassung auf die

zu messenden Substanzen

(Strategie muss festgelegt

werden)

• sehr selektive Messung von

einzelnen Komponenten

• optimale Lösung für

spezifische Gefahren

• die zu messenden Substanzen

sind fix

• Querempfindlichkeiten oft nicht

bekannt

• hohe Folgekosten

- Kalibration

- Lebensdauer von ~ 5 Jahren

• unüberschaubare Vielfalt

2. Mehrgasgeräte

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Welche Gase gemessen werden können, ist abhängig von Anwender

- Sensorbestückung meist variabel

Die Beschaffung sollte auf Basis einer Gefahrenabschätzung erfolgen

- Welche Gefahren im Ausrückebereich möglich? Synergieefekte !

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Photoionisationsdetektor

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PID auf CBRN-Erkundungswagen

3. Photoionisationsdetektoren (PID) / Beispiele

„MultiRAE Lite“- RAE

„MultiRAE 3000“- RAE

„TOX Meter PID“- MSA-Auer

„Multi PID “- Dräger

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Das Funktionsprinzip eines PID beruht auf der Ionisation von Molekülen durch UV-

Strahlung.

- Die verwendete UV-Lampe hat ein Ionisierungspotential von 10,6 eV

Es lassen sich nur Substanzen messen, die bis 10,6 eV ionisiert werden!!

nachweisbar Nicht nachweisbar

Lösungsmittel:

- Hexan; Pentan; Aceton; Benzol;

Toluol

Kraftstoffe:

- Benzin; Diesel

sonstiges:

- Ethen; Ammoniak (NH3)

Gase:

- Methan; Ethan; Acetylen (Ethin)

typische Brandgase:

- Kohlenmonoxid (CO);

Kohlendioxid (CO2)

anorganische Gase:

- Chlor (Cl2); Salzsäure (HCl);

Blausäure (HCN); Wasserstoff (H2)

3. Photoionisationsdetektoren (PID) / Messprinzip

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Unterschiedliche Stoffe werden vom Photoionisationsdetektor mit verschiedener

Empfindlichkeit detektiert.

Kalibrierung erfolgt mit Isobuten 100 ppm

- Wird ein andere Substanz vermessen, so entspricht der angezeigte Wert für

die Konzentration nicht der realen Konzentration

Aber:

- Mit Hilfe eines Responsefaktors kann der Wert korrigiert werden.

reale Konzentration = (gemessene Konzentration) x (Responsfaktor)

3. Photoionisationsdetektoren (PID) / Kalibrierung

Substanz Responsfaktor Substanz Responsfaktor

Ethen 13,6 Toluol 0,6

Hexan 5,4 Aceton 1,3

Benzol 0,6 Ammoniak 9,5

http://www.bbk.bund.de/SharedDocs/Downloads/BBK/DE/Downloads/ABC-Schutz/Stoffliste_PID.html

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Anwendung Grenzen

• Messung der Konzentration

einer bekannten Substanz

(Reinstoff, mit Responsefaktor)

• Detektion einer Quelle oder

einer Leckage

• bei Stoffgemischen:

Aussage ob Konzentration

zu- oder abnimmt

• bei Gemischen ist es nicht

möglich die Konzentration einer

Komponente zu bestimmen

• Der PID besitzt eine hohe

Empfindlichkeit gegen

Luftfeuchtigkeit

3. Photoionisationsdetektoren (PID) / Anwendung

- geeignet für VOCs (volatile organic compounds)

flüchtige organische Verbindungen

(Siedepunkt: ~ 50 °C bis ~ 260 °C)

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„Freimessen“ von Einsatzstellen

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4. „Freimessen“ von Einsatzstellen - Grundsatz

Der Begriff Freimessen ist bei der Feuerwehr nicht klar definiert!

Es gibt aber Bereiche, in denen der Begriff erläutert wird:

1. Strahlenschutzverordnung „ Abschnitt 9 –Freigabe “

2. BGR 117-1 „Arbeiten in Behältern, Silos und engen Räumen“

3. VDI 3492, 06/2013 - Freigabemessung für die Prüfung von Räumen oder

Gebäuden nach Abschluss von Asbestsanierungen

Freimessen = Freigeben

= Unbedenklichkeitsbescheinigung!

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4. „Freimessen“ von Einsatzstellen - Grundsatz

Personen die Freimessen (Freigeben) müssen einen Fachkundenachweis

ablegen über:

- die verwendeten Messgeräte bzw. Messverfahren

- Querempfindlichkeiten

- Wie beeinflusst die Beschaffenheit der Räume den Messwert

- Welche Grenzen hat das Messgerät

(Nachweisgrenze, Vertrauensintervall)

- die Eigenschaften des Gefahrstoffes zu kennen

- Wie verteilt sich der Stoff im Raum?

- Wird der Stoff ad-/absorbiert?

- die Fähigkeit, Gefährdungen zutreffend beurteilen zu können

- Welche Grenzwerte sind relevant?

- Welche Auswirkung hat eine bestimmte Konzentration?

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4. „Freimessen“ von Einsatzstellen - Problemstellung

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Schadstoff dringt zum Teil in

die Oberfläche ein ! Dekontamination durch

Feuerwehr!

für Freigabe:

1. Wieviel Schadstoff ist im

Material?

2. Ist die Menge gefährlich?

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4. „Freimessen“ von Einsatzstellen - Lösung

Verfügt die Feuerwehr über die entsprechende Fachkunde ???

Freimessen = Freigeben = keine Aufgabe der Feuerwehr

FwDV 500, Abschnitt 1.5.3.8:

„…Übergabe der Einsatzstelle/des Gefahrenbereichs:

Der Gefahrenbereich wird bei ABC-Einsätzen grundsätzlich nicht von der

Feuerwehr freigegeben, sondern immer an die zuständige Behörde übergeben. …“

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4. „Freimessen“ von Einsatzstellen - Lösung

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zuständige Behörden können sein:

• Straßenbaulastträger (z. B. bei Ölspur),

• Umweltbehörde,

• Gesundheitsbehörde,

• Untere Wasserbehörde

• Gewerbeaufsichtsamt

allgemein:

Ein Bevollmächtigter des Landkreises!

„…Sind diese Stellen nicht verfügbar, so wird die Einsatzstelle zur weiteren

Absicherung/Absperrung an die zuständige Ordnungsbehörde übergeben,

wenn von der Einsatzstelle keine weitere Gefahr ausgehen kann ??? …“

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4. „Freimessen“ von Einsatzstellen - Empfehlung

Empfehlung:

- Szenario „Gasaustritt in einer Wohnung“

- die Austrittstelle konnte verschlossen werden

- das Explosionsgrenzen-Warngerät zeigt im gesamten Gebäude

keine Stoffe mehr an

„Freimessen“ ist durchaus möglich, wenn entsprechende Behörde

zugegen!

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mobiles Laboratorium - MOBLAB

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5. MOBLAB

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- Das IBK verfügt über ein mobiles Laboratorium (MOBLAB)

Alarmierungsmöglichkeiten:

telefonisch: - 0171 44 66 007

- 039292 61 200 bzw. 039292 61 600 (Dienstzeit)

Stufenkonzept analog zu TUIS

Bereitstellung von

• Fachexpertise

• Messtechnik

• Ausbreitungsrechnungen

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5. MOBLAB

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Messsysteme auf dem MOBLAB:

System Gase Flüssigkeiten Feststoffe

Prüfröhrchen X (X) -

PID X (X) -

GC-MS X (Identifikation) X -

Raman - X (Identifikation) X (Identifikation)

FT-IR - X (Identifikation) X (Identifikation)

radiologische

Messgeräte Nachweis von radioaktiven Komponenten

Zusatz:

- Wetterstation zum Aufzeichnen meteorologischer Daten

- MEMPLEX® für Stoffinformation und Ausbreitungsabschätzung

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5. MOBLAB

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„First Defender“ von Thermo Scientific

Vorteile:

- Geeignet für Feststoffe und Flüssigkeiten

- Keine Probenvorbereitung, zerstörungsfrei

- Analysen durch Glasbehälter oder

Polymerverpackungen

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Ausblick –

Was kann Messtechnik heute!

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„HI 90“- Bruker

„SIGIS 2“- Bruker

„HYPER CAM“- Telops

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Gasaustritt Detektion und Identifikation der Gaswolke

Schadstoff-

wolke IR-Strahlung:

Himmel,

Gebäude,

Allg.: Umgebung

Wechselwirkung mit

den Atomen/Molekülen Detektor

Bilder: WIS (Munster)

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Messen im ABC-Einsatz - Grenzen der vorhandenen Messtechnik FL „Gemeindewehrleiter“ – 18.10.2016 33

Empfehlung

Messtechnik im Feuerwehreinsatz

Autoren: J. Rönnfeld; M. König

Preis: 28,80 €

Gefahrstoffnachweis im Feuerwehreinsatz

vfdb-Richtlinie 10/05-Tx

T1: Nachweistechnik

T2: Nachweistaktik und Einsatzstrategien

T3: Qualifikation des Personals, PSA

Preis. 3 x 11,95 €

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Anhang

Jetzt ist Zeit für

Fragen

Anmerkungen

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Documents

Grenzen der vorhandenen Messtechnik - IBK … · „X-am 7000“- Dräger „Micro 5“- Compur 2. Explosionsgrenzen-Warngeräte als Mehrgasgeräte 6 ... - Kalibration - Lebensdauer