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Charakterisierung von ultrafeinen Partikeln für den Arbeitsschutz - Teil 2

Staubvolumen, Teilchengröße und Oberfläche beeinflussen die Wirkung granulärer biobeständiger Stäube (GBS). Bei der Reanalyse der GBS eines intratrachealen Tumortestes mit dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) konnte dessen Tumorhäufigkeit durch eine Kombination aus Volumen und Oberfläche (R² = 0,7) oder Volumen und Zahl der Aggregate und Agglomerate (A+A) oder Primärteilchen (PT) je mg des applizierten Staubes beschrieben werden. Luftmessungen der Massenkonzentration und der Teilchenkonzentration mit dem Elektronenmikroskop wurden anhand dieser Dosismaße bewertet. Sie erfolgten beim Schweißen, Löten, Plasmaschneiden und der Freisetzung von Dieselruß an Arbeitsplätzen und in der Außenluft sowie beim Kopieren und für Zigarettenrauch. Außerdem wurden Materialproben von Nanotubes und von einer ultrafeinen TiO2-Probe untersucht, deren Agglomerationsvermögen durch Oberflächenbehandlung reduziert war. Die nebeneinander durchgeführte Bestimmung der Teilchenkonzentration mit dem Kondensationskernzähler (CPC) und der Massenkonzentration der einatembaren (E)-, der thoraxgängigen (T)- und der alveolengängigen (A)-Fraktion mit dem Respicon gab Aufschluss über die rasche Koagulation ultrafeiner Stäube am Arbeitsplatz. An dem auf Kernporenfiltern stationär und personenbezogen gesammelten E-Staub wurden direkt am beaufschlagten Filter oder nach indirekter Präparation aus wässriger Suspension - ebenso wie für die experimentell applizierten GBS - die Konzentrationen der A+A und PT mit dem TEM bestimmt. Beim Vergleich zwischen den A+A- und CPC-Teilchenkonzentrationen ergaben sich auch Hinweise auf den Anteil fester und flüssiger Aerosolteilchen. Unter den GBS waren grobe Stäube, bei denen das Volumen in einem Modell zusammen mit der Oberfläche die Wirkung zu 99 % und in einem Modell zusammen mit der Zahl der A+A zu 93 % erklärte. Umgekehrt wurde in diesen Modellen die Wirkung für ultrafeines Al2O3 zu 94 % durch die Zahl der A+A und für Carbon Black (Printex 90) zu 93 % durch die Oberfläche erklärt, also nur zu 6 % bzw. 7 % durch das Volumen. Für die E-Staubproben vom Arbeitsplatz war der Konzentrationsbereich mit einer Spanne von 3*109 A+A/mg für Schweißrauche bis 1011 A+A/mg für Dieselruße enger als für die GBS. Eine höhere Konzentration ergab sich dagegen mit 4*1012 A+A/mg für die ultrafeine TiO2-Probe. Unter Vorgaben zur Dichte der Arbeitsplatzstäube resultiert bei Kombination mit der A+A-Konzentration ein Volumenanteil der Wirkung von bis zu 92 % für das Autogenschweißen von Baustahl, aber nur von 16 % für das Plasmaschneiden. Für das oberflächenbehandelte TiO2 steht einem Volumenbeitrag von 0,7 % ein 145-mal größerer Beitrag der A+A-Konzentration gegenüber.

Bibliografische Angaben

K. Rödelsperger, B. Brückel, S. Podhorsky, J. Schneider:
Charakterisierung von ultrafeinen Partikeln für den Arbeitsschutz - Teil 2. 
1. Auflage. Dortmund: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 2009. 
ISBN: 978-3-88261-104-5, Seiten 222, Projektnummer: F 2075, Papier, PDF-Datei

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