🌿 Alveolengängige Fraktion des Aerosols (Staubs) an Arbeitsplätzen — gravimetrisches Verfahren

Umwelt PN-Z-04508

Übersicht

Die alveolengängige Fraktion ist — nach der Verordnung über die NDS- und NDN-Werte — die in die Atemwege eindringende Fraktion des Aerosols, die nach der Ablagerung im Bereich des Gasaustausches eine Gefahr für die Gesundheit darstellt, bestimmt nach der Norm PN-EN 481. EN 481 beschreibt die alveolengängige Konvention als denjenigen Anteil der einatembaren Konvention, der durch eine kumulierte logarithmische Normalverteilung mit dem Median 4,25 µm und der geometrischen Standardabweichung 1,5 gegeben ist; bezogen auf die Gesamtheit der schwebenden Teilchen werden bei einem aerodynamischen Durchmesser von 4 µm 50 % gesammelt, bei 7 µm etwa 9 %, bei 10 µm etwa 1 %. Es sind die Teilchen, die die flimmerhaarfreien Atemwege (die Lungenbläschen) erreichen — die für das Risiko der Staublunge wichtigsten.

Die Norm PN-Z-04508:2022-05 (mit der Berichtigung Ap1:2022-08) gibt das Verfahren zur Bestimmung der alveolengängigen Fraktion des Aerosols an Arbeitsplätzen mit dem gravimetrischen Verfahren an, das bei der Überwachung der sanitär-hygienischen Bedingungen angewendet wird; sie ersetzte die Norm PN-91/Z-04030/06 über den „alveolengängigen Staub". Die kleinste bestimmbare Konzentration hängt von der Art des Probenahmekopfes, von der Art des Filters und von der Genauigkeit der Waage ab. Für das Risiko der Staublunge ist die personenbezogene Dosimetrie im Atembereich des Beschäftigten und die Bestimmung der Konzentration der alveolengängigen Fraktion am besten geeignet. Für viele Stäube verlangt die Verordnung die gleichzeitige Bestimmung der Konzentration der alveolengängigen Fraktion des kristallinen Siliciumdioxids — Arbeiten in der Exposition gegenüber diesem Stoff gehören zu den Prozessen mit krebserzeugender Wirkung.

Prinzip der Methode

Die untersuchte Luft wird mit einem bekannten Volumenstrom über eine festgelegte Zeit durch einen Probenahmekopf geleitet, der einen Vorabscheider und eine dahinter liegende Filtrationsschicht (Filter) enthält. Die Fraktion der groben Teilchen — die nicht in den alveolaren Bereich der Lunge eindringt — wird im Vorabscheider zurückgehalten, und die alveolengängige Fraktion lagert sich auf dem hinter dem Vorabscheider im Probenahmekopf befestigten Filter ab; der Volumenstrom muss demjenigen Wert entsprechen, für den der Vorabscheider die alveolengängige Konvention verwirklicht. Die Masse des zurückgehaltenen Aerosols wird als Differenz der Masse des nach der Probenahme und der vor der Probenahme gewogenen Filters ermittelt, und die Konzentration wird als Verhältnis dieser Masse zum Volumen der durchgeleiteten Luft berechnet: X = (m2 − m1 − B)/V [mg/m³], unter Berücksichtigung der mittleren Massenänderung der Blindproben B. Die Vorbereitung der Filter, die Probenahme, der Transport und die Aufbewahrung erfolgen ebenso wie für die einatembare Fraktion.

Anwendungen

• Beurteilung der Exposition gegenüber staublungenerzeugenden Stäuben: Bergbau, Steinmetzhandwerk, Gießereien, Herstellung von Baustoffen und Keramik, Bearbeitung von Stein und Beton
• Messungen, die die Verordnung des Gesundheitsministers über die Untersuchungen und die Messungen schädlicher Faktoren fordert — Vergleich mit dem Arbeitsplatzgrenzwert (NDS) für die alveolengängige Fraktion
• Probenahme zur Bestimmung der alveolengängigen Fraktion des kristallinen Siliciumdioxids (Pflicht zur gleichzeitigen Bestimmung bei vielen Stäuben)
• Personenbezogene Dosimetrie im Atembereich — Grundlage der Beurteilung des Risikos der Staublunge
• Kontrolle der Wirksamkeit der Lüftung und der Mittel zur Begrenzung der Staubentwicklung

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-Z-04508:2022-05 + Ap1:2022-08

Titel (PL)

Ochrona czystości powietrza — Oznaczanie frakcji respirabilnej aerozolu na stanowiskach pracy metodą grawimetryczną

Title (EN)

Air purity protection — Determination of the respirable aerosol fraction at workplaces by the gravimetric method

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung der Filter und der Blindproben

   Konditioniere die Filter (oder die Filter mit den Kassetten) im Exsikkator und wiege sie (m1). Bereite die Blindproben zur Ermittlung von B vor. Prüfe die Waage mit dem Massennormal; wiege jeden Filter zweimal.

2. Aufbau des Probenahmekopfes

   Setze den Filter in der Kassette hinter dem Vorabscheider (dem Zyklon) ein, schließe die Pumpe an und stelle den für den verwendeten Vorabscheider richtigen Volumenstrom ein — von ihm hängt es ab, ob die entnommene Fraktion der alveolengängigen Konvention entspricht. Miss den Volumenstrom vor dem Beginn.

3. Probenahme

   Bringe den Probenahmekopf im Atembereich des Beschäftigten (personenbezogene Dosimetrie) oder an einem ortsfesten Punkt an; nimm über die Zeit Proben, die sich aus der Messstrategie und aus der geforderten Staubmasse auf dem Filter ergibt. Miss nach dem Abschluss den Volumenstrom erneut; notiere die Umgebungsbedingungen.

4. Transport, Aufbewahrung, Wägung

   Befördere die Kassetten geschlossen und schütze den Filter vor Staubverlust; konditioniere unter denselben Bedingungen und wiege (m2).

5. Berechnung und Beurteilung

   Berechne X = (m2 − m1 − B)/V in mg/m³, ermittle den Expositionsindex und vergleiche ihn mit dem Arbeitsplatzgrenzwert (NDS) für die alveolengängige Fraktion; verlangt es die Verordnung, so gib den Filter zur Bestimmung des kristallinen Siliciumdioxids weiter. Bei einer Überschreitung des Grenzwertes ergreift der Arbeitgeber unverzüglich Maßnahmen; für krebserzeugende Faktoren ist das Risiko stets hoch (mittel nur bei einer Konzentration ≤ 0,1 NDS).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die alveolengängige Fraktion des kristallinen Siliciumdioxids ist ein krebserzeugender Faktor — Probenahme und Behandlung der Filter mit Atemschutz, ohne erneutes Aufwirbeln des Staubs
• Reinige den Zyklon nach jeder Probenahme — die Ablagerung grober Teilchen verändert seine Kennlinie und kann auf den Filter übergehen
• Befestige die personenbezogenen Pumpen so, dass sie die Bewegungen des Beschäftigten nicht einschränken und keine Gefahr des Hängenbleibens schaffen

Häufige Fragen