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BekGS 527 Nanomaterialien – Hilfestellung für die Gefährdungsbeurteilung
Dr. Stefan Engel
1
Hazardous Chemicals - Safe and Professional Use in the Workplace
Gefahrstoffmanagement
Quelle: google
In den nächste Minuten …
Nanotechnologie im Spiegel der Meinungen
Die Schwierigkeiten mit der Definition
Unendlich viele Informationsquellen und Handlungshilfen
BekGS 527: Hergestellte Nanomaterialien
Gestufte Ansätze zur Expositionsermittlung
Europäisches Guidance Document in Vorbereitung
2 30.09.2014
Herausforderungen
3
Quelle: google
"Enabling Technology"
branchenübergreifend
(sehr) verschiedene Materialien mit heterogenem (toxikologischem) Profil
begrenzte Kenntnisse
zur Einstufung und Kennzeichnung
zur Exposition
zu geeigneten Schutzmaßnahmen
sehr dynamische Technologieentwicklung
30.09.2014
Nanotechnologie Chancen und Hoffnungen
4
Inside: health Dezember 2011 http://www.nanotruck.de
Spiegel Online 07.05.2013
CHEMIE TECHNIK ONLINE 16.04.2013
DIE WELT 06.05.2013
30.09.2014
Nanotechnologie Risiken und Befürchtungen
5
Focus online 20.08.2009
WAZ 03.01.2012
RP online 21.10.2009
Berliner Zeitung 10.05.2013
PZ online 07/2013
ZEIT ONLINE 20.11.2012
30.09.2014
Nanomaterialien DIN ISO/TS 80004-4 (DIN SPEC 52400-4):2012-07
7
Nanoplättchen
Nanopartikel
Nanofaser nano-
strukturiertes Pulver
fluide Nano-
dispersion
nano- poröses Material
fester Nano-
Schaum
Nano- Komposit
Nanostrukturiertes Material Nanoobjekt
Kern- Schale Partikel
Kapsel Agglome- rat Aggregat
Nano- suspension
Nano- emulsion
flüssiger Nano-
Schaum
Nano- aerosol
Polymer Matrix Nano-
komposit
Metall- Matrix- Nano-
komposit
Keramik- Matrix- Nano-
komposit
Nanomaterial: Material mit einem oder mehreren Außenmaß(en) im Nanometermaßstab oder mit einer inneren Struktur oder Oberflächenstruktur im Nanometermaßstab
Polymer-Ton Nanokomposit
nanostrukturierte(s)……
30.09.2014
Nanomaterialien
8
Schwierigkeit einer umfassenden, regulatorischen Definition
uneinheitliche Definitionen in unterschiedlichen Regelwerken (Kosmetik, Lebensmittel, Biozid) und in Vorschlägen verschiedener Organisationen
Empfehlung der Kommission 2011/696/EU
30.09.2014
Empfehlung der Kommission
Nanomaterial ist ein natürliches, bei Prozessen anfallendes oder her-gestelltes Material, das Partikel in ungebundenem Zustand, als Aggregat oder als Agglomerat enthält, und bei dem mindestens 50% der Partikel in der Anzahlgrößenverteilung ein oder mehrere Außenmaße im Be-reich von 1nm bis 100nm haben.
Fullerene, Graphen und einwandige CNTs mit einem oder mehreren Außenmaßen < 1 nm sind Nanomaterialien.
(alternatives Kriterium: spezifische Oberfläche > 60 m2/cm3)
9 30.09.2014
Partikelanzahlverteilung vs. Massenverteilung
11 30.09.2014
0
10
20
30
30 50 70 90 110 130 150 170Durchmesser [nm]
Masse [%]
0
10
20
30
30 50 70 90 110 130 150 170Durchmesser [nm]
Anzahl [%]
> 100 nm: 71 % < 100 nm: 29 %
> 100 nm: 22 % < 100 nm: 78 %
Hypothetisches Material* als Beispiel *Dichte 2,5 g/cm3
Masse Anzahl
Informationsquellen Sicheres Arbeiten mit Nanomaterialien
Inzwischen stehen vielfältige Informationsquellen zur Verfügung.
unterschiedliche Herausgeber
unterschiedliche Schwerpunkte
12
Habe ich alles berücksichtigt?
30.09.2014
Informationsquellen und Handlungshilfen in Deutschland Eine Auswahl
14
Bundesländer und LASI
DGUV BAuA/VCI DFG-MAK IG BCE
30.09.2014
Informationsportale im Internet
Bundesländer unterhalten eigenständige Informationsportale, z.B. Baden-Württemberg Nanotechnologien im Alltag
http://www.nanoportal-bw.de Hessen Informationsplattform Nanosicherheit
http://www.nano-sicherheit.de Bayern Nanowissen Bayern
http://www.nanowissen.bayern.de/gesundheitsschutz_arbeitsschutz/index.htm
IFA-Fachinformationen: Ultrafeine Aerosole und Nanopartikel am Arbeitsplatz http://www.dguv.de/ifa/de/fac/nanopartikel/index.jsp
branchenspezifische Informationen der Unfallversicherungsträger und von Verbänden, z.B. Nanoliste der BG BAU http://www.bgbau.de/praev/fachinformationen/gefahrstoffe/nano/index
15 30.09.2014
DGUV Nano-Portal Nanoramen – E-Learning
16 30.09.2014
http://nano.dguv.de/nanoramen/
BAuA Handlungshilfen - Beispiele aus aller Welt
17 30.09.2014
http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/Nanotechnologie/Links-Beispiele.html
Ausschuss für Gefahrstoffe AGS
Januar 2011: Sachstandsbericht des AK Nanomaterialien
März 2011: Wissensstand UAIII bezüglich Wirkprinzipien und Gesundheitsgefahren
18 30.09.2014
Empfehlung des AK Nanomaterialien an AGS: "Ausarbeitung einer Bekanntmachung mit empfehlenden Charakter, die als Grundlage für eine bei Bedarf dann auch kurzfristig zu erstellende TRGS mit Vermutungswirkung genutzt werden kann."
Die neue Bekanntmachung entsteht ...
Mai 2011: Beauftragung des UAI-Arbeitskreises Nanomaterialien mit der Ausarbeitung einer Bekanntmachung
Februar 2012: Vorstellung eines ersten Entwurfs in UAI
Juni 2012: überarbeiteter Entwurf in UAI mit anschließender umfang- reicher Kommentierung
Januar 2013: beschlussreifer Entwurf für UAI und AGS
7. Mai 2013: Verabschiedung durch den AGS
21. Juni 2013: Veröffentlichung der Bekanntmachung für Gefahrstoffe 527: Hergestellte Nanomaterialien
19 30.09.2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien 527 Grundsätzliches
ergänzt TRGS 400 Gefährdungsbeurteilung orientiert sich an deren Aufbau
Inhalt 1. Anwendungsbereich und Ziele der Bekanntmachung 2. Begriffsbestimmungen 3. Informationsermittlung 4. Gefährdungsbeurteilung 5. Betriebsanweisung und Information der Beschäftigten 6. Dokumentation Literatur Anlage 1: Musterschreiben an die Hersteller Anlage 2: Veröffentlichte Empfehlungen für Beurteilungsmaßstäbe Anlage 3: Fließschema mit vereinfachter Darstellung der Vorgehensweise bei der
Gefährdungsbeurteilung für Nanomaterialien
20 30.09.2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Anwendungsbereich
21
verwendet die EU Empfehlung zur Definition hergestellter Nano-materialien, 2011
im Blickpunkt: feste Stoffe, die in die Luft am Arbeitsplatz dispergiert/redispergiert werden können
außerhalb des Anwendungsbereich: natürliche und unabsichtlich hergestellte Nanomaterialien
ergänzt TRGS 400 und TRGS 402
im Mittelpunkt: inhalative Exposition
30.09.2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Informationsquellen
22
stoffspezifische Informationen Einstufung der nanoskaligen Form Partikelanzahlgrößenverteilung spezifische Oberfläche Informationen zu Form und Struktur Oberflächenmodifikation Wasserlöslichkeit Angaben zum Staubungsverhalten Angaben zur Brennbarkeit
tätigkeitsspezifische Informationen
30.09.2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Beurteilungskriterien
derzeit keine rechtsverbindlichen Grenzwerte für hergestellte Nano-materialien
Hinweis auf DNEL-Werte (Derived No Effect Level)
firmenintern abgeleitete Beurteilungsmaßstäbe auf belastbarer Grundlage
veröffentlichte Empfehlungen für Beurteilungsmaßstäbe in Anlage 2
23 30.09.2014
Gefährdungsbeurteilung
4.1 Vorgehen
4.2 Beurteilung der gesundheitsgefährden Eigenschaften
4.3 Gefährdungsermittlung
4.4 Ableitung von Schutzmaßnahmen 4.4.1 Substitution 4.4.2 Technische Schutzmaßnahmen 4.4.3 Organisatorische Schutzmaßnahmen 4.4.4 Persönliche Schutzmaßnahmen 4.4.5 Unbeabsichtigte Freisetzung 4.4.6 Explosionsschutz bei nanoskaligen Stäuben 4.4.7 Entsorgung
4.5 Wirksamkeitskontrolle 25 30.09.2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Gesundheitsgefährdende Eigenschaften
26
1. lösliche Nanomaterialien
2. biobeständige Nanomaterialien ohne spezifische toxikologische Eigenschaften (GBS-Nanomaterialien)
3. biobeständige Nanomaterialien mit spezifischen toxikologischen Nanomaterialien
4. biobeständige, faserförmige Nanomaterialien (WHO-Kriterien)
30.09.2014
Grouping of Nanomaterials
27 30.09.2014
Landsiedel, Chemistry & Industry, 2014 Landsiedel et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology 2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Gesundheitsgefährdende Eigenschaften
28
Gruppenbetrachtung möglich für lösliche Nanomaterialien GBS-Nanomaterialien Wirkstärkeunterschied* von 2 und präventiv nicht höher als 0,5
mg/m3 (* aktuell in Diskussion in UAIII)
faserförmige Nanomaterialien (WHO-Kriterien) präventiv nicht höher 10.000 F/m3
Einzelbetrachtung notwendig für Nanomaterialien mit spezifischen toxikologischen Eigenschaften
Nanomaterialien außerhalb der Gruppen, z.B. Graphen, oberflächen-modifizierte Nanomaterialien
30.09.2014
Expositionsermittlung und -bewertung Gestufte Ansätze
29
Exposition charakterisieren
Exposition ermitteln
Exposition bewerten
(= Informationsermittlung) Stoffinformationen Informationen zu Prozess und
Arbeitsplatz Informationen zu Störgrößen
RELs (z.B., CNTs, TiO2) Control Banding
Quelle: S. Hankin, NanoOEH, Boston, 2011 (modifiziert)
z.B., NEAT Approach, NIOSH Tiered Approach, BAuA, BG RCI, IFA,
IUTA, TUD and VCI
30.09.2014
Expositionsermittlung Stand der Technik
30 30.09.2014
Kuhlbusch et al. Particle and Fibre Toxicology, 2011
"Measurement metrics and related techno-
logy remain to be an extremely important
issue.
…
Particle number concentrations and particle
number size distributions are the most
commonly used metrics within the reviewed
workplace and laboratory studies."
Handlungshilfe zur Expositionsermittlung Expositionsermittlung/Wirksamkeitskontrolle
31
BAuA, BG RCI, IFA, IUTA, VCI, TUD, Germany 2011
No
Check after 2 years or in case of changes
Emission of nanoscale aerosols released from ENMs into workplace air during pro-duction, handling or processing can be reasonably excluded?
Tier 1 – Information GatheringCase A and B
Tier 2 – Basic Exposure Assessment(e.g. CPC)
Case C, D and E
?
Significant increase over back-ground concentration detected??
Tier 3 – Expert Exposure Assessment(e.g. SMPS, CPC, Filter
samples and off-line analytics)Case F and G
Take additional risk management measuresto mitigate exposure accordingly
Documentand archive
?Risk management measures efficient?No
?
?
Health based OEL established?Conduct standard risk assessment
No
Interference value exceeded?
Yes
No
YesNo
Yes
? Evidence on chemical identity of the ENM available?
Yes
Yes
No 11 ENMs from operations are not present, the chemical
identity of the ENM is known, their origin is elsewhere
Yes
No
Check after 2 years or in case of changes
Emission of nanoscale aerosols released from ENMs into workplace air during pro-duction, handling or processing can be reasonably excluded?
Tier 1 – Information GatheringCase A and B
Tier 2 – Basic Exposure Assessment(e.g. CPC)
Case C, D and E
?
Significant increase over back-ground concentration detected??
Tier 3 – Expert Exposure Assessment(e.g. SMPS, CPC, Filter
samples and off-line analytics)Case F and G
Take additional risk management measuresto mitigate exposure accordingly
Documentand archive
?Risk management measures efficient?No
?
?
Health based OEL established?Conduct standard risk assessment
No
Interference value exceeded?
Yes
No
YesNo
Yes
? Evidence on chemical identity of the ENM available?
Yes
Yes
No 11 ENMs from operations are not present, the chemical
identity of the ENM is known, their origin is elsewhere
Yes
30.09.2014
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien
32
Nanoskalige Form im SDB berücksichtigt
und keine WHO-Faser?Nr. 3.1 und Anlage 1
WHO-Faser?Nr. 4.2.4
Nein
Noch Datenlücken
Mindestens allg. Schutzmaßnahmen nach §§7 und 8 GefStoffV unter Berücksichtigung von Anhang I, Nr. 2
GefährdungsermittlungNr. 4.3
Vorliegen des Nanomaterials?Nr. 4.3
Nein
Staub
Maßnahmen nach TRGS 526
Mindestens allg. Schutzmaßnahmen nach§§7 und 8 GefStoffV, bei Sprühapplikation Maßnahmen
für Aerosolanwendungen
Ja
Löslich? (> 100 mg/l)
Nr. 4.2
Maßnahmen Nr. 4.4
In Matrix (flüssig)
In Matrix(fest)
Nein
Labor-bedingungen?
Nr. 4.3 Abs. 2
Spezifische Toxizität?Nr. 4.2.2
Nein
Ja
Schutzmaßnahmen entsprechend SDB, unter Berück-sichtigung der allg. Schutzmaßnahmen nach §§7 und 8 GefStoffV unter Berücksichtigung von Anhang I, Nr. 2
Partikelanzahl> 2fache Hinter-grundbelastung
Nr. 4.5.2
A-Staubfraktion> 0,5 mg/m3
bei Dichte 2,5 g/cm3 Nr. 4.5.1 Abs. 1
Ja oder nicht gemessen
Nein
Ja oder nicht gemessen
GBS Nanomaterialgemäß Nr. 4.2.3
Ja bzw. nicht geprüft
Ja oder nicht bekannt
Maßnahmen Nr. 4.4
Maßnahmen Nr. 4.4
Ja
30.09.2014
Fließschema (Anlage 3)
vereinfachte Darstellung der Vorgehens-weise
zur Identifizierung von Tätigkeiten,bei denen Schutzmaßnahmennach §§ 7, 8 GefStoffV ausreichend sind
lösliche Nanomaterialien ohne spezifische toxikologische Eigenschaften
matrixgebundene und nicht freisetzbare Nanomaterialien
Aerosole ausgeschlossen
BekGS 527 Hergestellte Nanomaterialien Schutzmaßnahmen
33
Maßnahmenhierarchie bevorzugt geschlossene
Maschinen und Apparate
wirksame Quellenabsaugungen (für offene Verfahrensschritte)
Zugangsbeschränkung
Staubablagerung vermeiden (Ordnung und Sauberkeit)
Chemikalienschutzhandschuhe und -anzug, Typ 5
filtrierender Atemschutz, Klasse P2 oder P3
Quelle: BASF SE
30.09.2014
RPA/IVAM Guidance on the Protection of the Health and Safety of Workers …
34 30.09.2014
Fließschema zur Gefährdungsbeurteilung
RPA/IVAM Guidance on the Protection of the Health and Safety of Workers …
35 30.09.2014
benötigte Daten zur Gefährdungsbeurteilung
RPA/IVAM Guidance on the Protection of the Health and Safety of Workers …
36 30.09.2014
Kategorisierung von Nanomaterialien "Concern Categories"
Fazit und Ausblick
37 30.09.2014
Kategorisierung von Nanomaterialien der BekGS 527 wegweisend
Beurteilungsmaßstab für GBS-Nanomaterialien voraussichtlich auch toxikologisch vertretbar
Grundlagen der gestuften Expositionsermittlung anerkannt, OECD Guidance Document in Vorbereitung
etablierte Methoden des Arbeitsschutzes anwendbar
Überarbeitung der BekGS 527 in 2015 geplant, Überführung in eine TRGS in der kommenden AGS-Legislaturperiode