🌿 Blei und seine anorganischen Verbindungen in der Arbeitsplatzluft — F-AAS (einatembare Fraktion)
Kurz gefasst
Probenahme der einatembaren Fraktion des Aerosols auf einem Membranfilter aus Celluloseestern, Heißaufschluss des Filters mit konzentrierter Salpetersäure und Wasserstoffperoxid, Herstellung der Lösung in verdünnter HNO₃ mit Lanthanchlorid und Bestimmung des Bleis mittels F-AAS bei 283,3 nm; Bereich 0,0035–0,139 mg/m³ (720 l), also 0,07–2,8 des Arbeitsplatzgrenzwertes (NDS) von 0,05 mg/m³ — erfüllt damit die Anforderung der PN-EN 482, dass ein Verfahren 1/10 bis 2 des Grenzwertes abdecken muss. Die Prüfung erfolgt nach PN-Z-04487:2017-10; Bereich in der Luft: 0,0035–0,139 mg/m³ (720 l); 0,0052–0,208 mg/m³ (480 l). Das Verfahren umfasst 6 Schritte; eingesetzt wird sie unter anderem für: Kontrolle der sanitär-hygienischen Bedingungen an Arbeitsplätzen der Herstellung von Akkumulatoren, Kabeln, Legierungen und Bleierzeugnissen sowie in Hütten für Nichteisenmetalle, Bewertung der beruflichen Exposition nach den Grundsätzen der personenbezogenen Probenahme (einatembare Fraktion) im Bereich 1/10–2 des Grenzwertes, Messungen bei Arbeiten mit Bleifarben, in Gießereien, beim Löten und bei der Herstellung von Bleiglas.
Auf einen Blick
- Norm: PN-Z-04487:2017-10
- Kategorie: Umwelt
- Verfahrensschritte: 6
- Arbeitsplatzgrenzwert (NDS): 0,05 mg/m³ (Pb, einatembare Fraktion); ohne Kurzzeitwert (NDSCh)
- Bereich in der Luft: 0,0035–0,139 mg/m³ (720 l); 0,0052–0,208 mg/m³ (480 l)
- Bereich der Kurve: 0,25–10,0 µg/ml; LOD 0,02 µg/ml; LOQ 0,07 µg/ml; charakteristische Konzentration 0,43 µg/ml
Übersicht
Blei und seine anorganischen Verbindungen (mit Ausnahme von Blei(II)-arsenat(V) und Blei(II)-chromat(VI)), berechnet als Pb in der einatembaren Fraktion, haben einen Arbeitsplatzgrenzwert (NDS) von 0,05 mg/m³ (Verordnung des Ministers für Familie, Arbeit und Sozialpolitik vom 12. Juni 2018, Dz.U. 2018 Pos. 1286 — poln. Gesetzblatt). Blei ist stark giftig: Es schädigt das Nervensystem, das blutbildende System, den Kreislauf und die Nieren, reichert sich in den Knochen an und wirkt schädigend auf die Fortpflanzung und auf das Kind im Mutterleib; die IARC ordnete Blei und seine anorganischen Verbindungen der Gruppe 2A zu. Die Exposition tritt bei der Herstellung von Akkumulatoren, Kabeln, Legierungen (mit Zinn, Kupfer, Antimon, Cadmium) und Röntgenschirmen sowie in der Hüttenindustrie auf. Das Verfahren wurde im CIOP-PIB (Surgiewicz, PiMOŚP 2016, Nr. 3(89)) als Grundlage des Entwurfs einer Polnischen Norm erarbeitet — heute PN-Z-04487:2017-10 — und ersetzt PN-Z-04139.04:1989 (Bestimmbarkeit 0,01 mg/m³, Probenahme auf einen Filtersatz ohne personenbezogene Probenahme) sowie PN-ISO 8518:1994 (Bereich 10–200 µg in der Probe). Es erfüllt die Anforderungen der PN-EN 482 im Bereich von 1/10 bis 2 des Grenzwertes: Der Messbereich 0,25–10,0 µg/ml entspricht 0,0035–0,139 mg/m³ bei einer Probe von 720 l (0,07–2,8 des Grenzwertes) und 0,0052–0,208 mg/m³ bei 480 l (0,10–4,2 des Grenzwertes); LOD 0,02 µg/ml, LOQ 0,07 µg/ml, Wiederfindung 0,99, Gesamtpräzision 5,31 %, erweiterte Unsicherheit 23,06 %. Die Laboratorien der Arbeitshygiene nehmen die Proben nach Abschnitt 7 der Norm mit einem Sammelkopf für die einatembare Fraktion, mit einem Volumenstrom von 2,0 dm³/min und einem Volumen von 100–1080 dm³; eine dicht verschlossene Probe ist bei Umgebungstemperatur beständig.
Prinzip der Methode
Ein bekanntes Volumen der untersuchten Luft wird durch einen Membranfilter aus Celluloseestern (Porendurchmesser 0,80 oder 0,85 µm) geleitet, der in einem Abscheider für die einatembare Fraktion angebracht ist, was die Probenahme nach dem Verfahren der personenbezogenen Probenahme erlaubt (PN-Z-04008-7). Der Filter wird heiß aufgeschlossen: 3 ml konzentrierte Salpetersäure und 1 ml 30%iges Wasserstoffperoxid auf der Heizplatte bei etwa 140 °C bis zum Abdampfen der Stickoxide zur Trockne, der Vorgang wird zweimal wiederholt, nach dem Erkalten wird 1 ml konzentrierte HNO₃ zugegeben und etwa 30 min stehen gelassen, danach wird quantitativ mit Wasser in einen 10-ml-Kolben überführt, 1 ml Lanthanchloridlösung (spektraler Puffer; Endkonzentration La 1 %) zugegeben und mit Wasser aufgefüllt. Das Blei wird mittels Atomabsorptionsspektrometrie mit Atomisierung in der stöchiometrischen Luft-Acetylen-Flamme bei 283,3 nm mit Deuterium-Untergrundkorrektur gegen eine Kalibrierkurve von 0,25–10,0 µg/ml bestimmt (die Kalibrierlösungen enthalten 1 % La und verdünnte HNO₃; Nullabgleich mit HNO₃-Lösung 0,1 mol/l). Parallel wird ein reiner Filter aufgeschlossen (Blindprobe) und dessen Konzentration vom Ergebnis abgezogen. Ein zwanzigfacher Überschuss an Sn, Sb, Zn, As, Cu, Ni und Cd beeinflusst das Ergebnis nicht. Die Konzentration in der Luft X = (C − C0)·V1·k/(V·wm), wobei V1 = 10 ml, V — Luftvolumen [l], k — Verdünnungsfaktor, wm — Wiederfindungsfaktor (1,00 ± 0,05).
Anwendungen
- Kontrolle der sanitär-hygienischen Bedingungen an Arbeitsplätzen der Herstellung von Akkumulatoren, Kabeln, Legierungen und Bleierzeugnissen sowie in Hütten für Nichteisenmetalle
- Bewertung der beruflichen Exposition nach den Grundsätzen der personenbezogenen Probenahme (einatembare Fraktion) im Bereich 1/10–2 des Grenzwertes
- Messungen bei Arbeiten mit Bleifarben, in Gießereien, beim Löten und bei der Herstellung von Bleiglas
- Erweiterung auf die Bestimmung anderer Metalle in derselben Probe (Mehrelementverfahren F-AAS, ICP-AES)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Arbeitsplatzgrenzwert (NDS) | 0,05 mg/m³ (Pb, einatembare Fraktion); ohne Kurzzeitwert (NDSCh) |
| Bereich in der Luft | 0,0035–0,139 mg/m³ (720 l); 0,0052–0,208 mg/m³ (480 l) |
| Bereich der Kurve | 0,25–10,0 µg/ml; LOD 0,02 µg/ml; LOQ 0,07 µg/ml; charakteristische Konzentration 0,43 µg/ml |
| Probenahme | Filter aus Celluloseestern 0,80–0,85 µm im Sammelkopf für die einatembare Fraktion; ≥ 480 l (gewöhnlich 2 l/min; nach ŚCOP: 2,0 dm³/min, 100–1080 dm³) |
| Bedingungen F-AAS | 283,3 nm, stöchiometrische Luft-Acetylen-Flamme, Deuteriumkorrektur; in den Untersuchungen: Lampenstrom 7 mA, Spaltbreite 0,5 nm, Acetylen 1,1 l/min, Luft 5 l/min |
| Validierung | Wiederfindung 0,99; Gesamtpräzision 5,31 %; Gesamtunsicherheit 11,53 %, erweiterte 23,06 % |
| Beständigkeit | Zwischenstandardlösung 50 µg/ml — 30 Tage im Kühlschrank; Arbeitsstandards — am Tag der Bestimmung |
Norm
- Normnummer
- PN-Z-04487:2017-10
- Titel (PL)
- Ochrona czystości powietrza — Oznaczanie ołowiu i jego związków nieorganicznych na stanowiskach pracy metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej
- Title (EN)
- Air purity protection — Determination of lead and its inorganic compounds at workplaces by flame atomic absorption spectrometry
Schritt-für-Schritt-Verfahren
-
Probenahme
Kalibriere das System nach der Anleitung des Kalibrators für den vom Hersteller des Probenehmers geforderten Volumenstrom; leite nach den Grundsätzen der PN-Z-04008-7 mindestens 480 l Luft durch den Filter im Sammelkopf für die einatembare Fraktion (meist 2 l/min).
-
Aufschluss
Gib den Filter in ein 50-ml-Becherglas, füge 3 ml konzentrierte HNO₃ und 1 ml H₂O₂ hinzu und erhitze vorsichtig auf der Platte bei etwa 140 °C bis zum Abdampfen der Stickoxide zur Trockne; wiederhole dies zweimal mit denselben Mengen; gib nach dem Erkalten 1 ml HNO₃ zu und lass etwa 30 min stehen.
-
Untersuchungslösung
Überführe den Inhalt mit 5–6 Portionen Wasser in einen 10-ml-Kolben, gib 1 ml Lanthanchloridlösung zu und fülle mit Wasser auf. Schließe parallel auf dieselbe Weise einen reinen Filter auf (Blindprobe).
-
Kalibrierkurve
Gib in sieben 10-ml-Kolben 0,05–2,00 ml der Zwischenlösung 50 µg/ml und 1 ml Lanthanchlorid und fülle mit HNO₃ (1 + 9) auf — Standards 0,25–10,0 µg/ml; der achte Kolben — die Nullprobe. Führe je drei Messungen der Absorption bei 283,3 nm aus, wobei du mit HNO₃ 0,1 mol/l nullst; erstelle die Kurve unmittelbar vor der Bestimmung.
-
Messung
Miss die Absorption der Untersuchungslösung und der Blindprobe unter denselben Bedingungen; lies die Konzentrationen aus der Kurve ab. Verdünne bei einer Überschreitung des Bereichs die Probe mit einer Lösung gleicher Konzentration an HNO₃ und Lanthan und berücksichtige den Faktor k.
-
Wiederfindung und Berechnungen
Prüfe die Wirksamkeit des Aufschlusses an sechs Filtern mit aufgebrachten 60 µl der Lösung 1 mg/ml (wm = 1,00 ± 0,05). Berechne X = (C − C0)·V1·k/(V·wm) in mg/m³ und vergleiche mit dem Grenzwert von 0,05 mg/m³.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Atomabsorptionsspektrometer mit Luft-Acetylen-Flamme | Hohlkathodenlampe für Blei; in den Untersuchungen Thermo SOLAAR M | — |
| Saugpumpe (personenbezogener Probenehmer) und Durchflusskalibrator | konstanter Volumenstrom nach den Empfehlungen des Herstellers des Abscheiders | — |
| Abscheider (Sammelkopf) für die einatembare Fraktion des Aerosols | z. B. ein Kopf des Typs Inhalable Dust Sampler | — |
| Heizplatte für den Aufschluss (etwa 140 °C) | Bechergläser 50 ml aus Borosilicatglas | — |
| Messkolben 10 und 100 ml, Kolbenhubpipetten und Glaspipetten | Gefäße aus Borosilicatglas oder PE; Standardlösungen in PE aufbewahrt | — |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Salpetersäure, konzentriert, 65 % (ρ = 1,38 g/ml), suprapur | — | Aufschluss des Filters; Lösung I (1 + 9) und Lösung II 0,1 mol/l für die Standards und den Nullabgleich |
| Wasserstoffperoxid 30 % (m/m) | — | Aufschluss (1 ml auf 3 ml HNO₃, zweimal) |
| Blei-Standardlösung für die AAS 1 mg/ml | — | Zwischenlösung 50 µg/ml und Arbeitsstandards 0,25–10,0 µg/ml |
| Lanthanchlorid — 26,8 g LaCl₃·7H₂O in 73,2 ml HNO₃ 0,1 mol/l (10 % La) | — | spektraler Puffer, 1 ml auf 10 ml Lösung (1 % La) |
| Gelöstes Acetylen der Klasse A (PN-C-84905) | — | Brenngas für die Flamme |
| Membranfilter aus Celluloseestern 0,80–0,85 µm | — | Probenahme der einatembaren Fraktion |
| Zweifach destilliertes oder entionisiertes Wasser | — | Lösungen; Reinigen der Gefäße mit HNO₃ 1 mol/l |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Konzentrierte Salpetersäure und Wasserstoffperoxid — Arbeit in Schutzkleidung unter einem wirksamen Abzug; die Stickoxide aus dem Aufschluss sind giftig
- Blei und seine Verbindungen sind giftig, krebserzeugend (2A) und fortpflanzungsschädigend — behandle die Filter und die Lösungen als gefährliche Abfälle und übergib sie befugten Einrichtungen
- Acetylen — Gasinstallation und AAS-Brenner nach der Anleitung des Gerätes
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-Z-04487:2017-10 — „Air purity protection — Determination of lead and its inorganic compounds at workplaces by flame atomic absorption spectrometry“.
Wie funktioniert diese Methode?
Ein bekanntes Volumen der untersuchten Luft wird durch einen Membranfilter aus Celluloseestern (Porendurchmesser 0,80 oder 0,85 µm) geleitet, der in einem Abscheider für die einatembare Fraktion angebracht ist, was die Probenahme nach dem Verfahren der personenbezogenen Probenahme erlaubt (PN-Z-04008-7). Der Filter wird heiß aufgeschlossen: 3 ml konzentrierte Salpetersäure und 1 ml 30%iges Wasserstoffperoxid auf der Heizplatte bei etwa 140 °C bis zum Abdampfen der Stickoxide zur Trockne, der Vorgang wird zweimal wiederholt, nach dem Erkalten wird 1 ml konzentrierte HNO₃ zugegeben und etwa 30 min stehen gelassen, danach wird quantitativ mit Wasser in einen 10-ml-Kolben überführt, 1 ml Lanthanchloridlösung (spektraler Puffer; Endkonzentration La 1 %) zugegeben und mit Wasser aufgefüllt.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Arbeitsplatzgrenzwert (NDS): 0,05 mg/m³ (Pb, einatembare Fraktion); ohne Kurzzeitwert (NDSCh); Bereich in der Luft: 0,0035–0,139 mg/m³ (720 l); 0,0052–0,208 mg/m³ (480 l); Bereich der Kurve: 0,25–10,0 µg/ml; LOD 0,02 µg/ml; LOQ 0,07 µg/ml; charakteristische Konzentration 0,43 µg/ml; Probenahme: Filter aus Celluloseestern 0,80–0,85 µm im Sammelkopf für die einatembare Fraktion; ≥ 480 l (gewöhnlich 2 l/min; nach ŚCOP: 2,0 dm³/min, 100–1080 dm³).
Wie lange dauert die Prüfung?
Das Verfahren umfasst 6 Schritte. Die Norm gibt nicht für jeden Schritt eine Dauer an — maßgeblich ist das Verfahren des Labors.
Welche Geräte werden benötigt?
Atomabsorptionsspektrometer mit Luft-Acetylen-Flamme, Saugpumpe (personenbezogener Probenehmer) und Durchflusskalibrator, Abscheider (Sammelkopf) für die einatembare Fraktion des Aerosols, Heizplatte für den Aufschluss (etwa 140 °C), Messkolben 10 und 100 ml, Kolbenhubpipetten und Glaspipetten.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Kontrolle der sanitär-hygienischen Bedingungen an Arbeitsplätzen der Herstellung von Akkumulatoren, Kabeln, Legierungen und Bleierzeugnissen sowie in Hütten für Nichteisenmetalle; Bewertung der beruflichen Exposition nach den Grundsätzen der personenbezogenen Probenahme (einatembare Fraktion) im Bereich 1/10–2 des Grenzwertes; Messungen bei Arbeiten mit Bleifarben, in Gießereien, beim Löten und bei der Herstellung von Bleiglas; Erweiterung auf die Bestimmung anderer Metalle in derselben Probe (Mehrelementverfahren F-AAS, ICP-AES).
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
Konzentrierte Salpetersäure und Wasserstoffperoxid — Arbeit in Schutzkleidung unter einem wirksamen Abzug; die Stickoxide aus dem Aufschluss sind giftig; Blei und seine Verbindungen sind giftig, krebserzeugend (2A) und fortpflanzungsschädigend — behandle die Filter und die Lösungen als gefährliche Abfälle und übergib sie befugten Einrichtungen; Acetylen — Gasinstallation und AAS-Brenner nach der Anleitung des Gerätes.
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-Z-04487.