Nanotechnologie: Hohes Entwicklungspotenzial mit Herausf ... / 3 Messungen

Standardisierte Messverfahren zur Ermittlung der spezifischen Belastung der Beschäftigten mit hergestellten Nanomaterialien stehen bisher nicht zur Verfügung. Gravimetrische Messverfahren, die für die Staubfraktionen als anerkannte Verfahren angewendet werden, sind für die Erfassung der Nanomaterialien wegen geringer Empfindlichkeit in vielen Fällen nicht nutzbar bzw. deren Ergebnisse sind nur sehr bedingt aussagekräftig.

Die Methodenentwicklung zur Erfassung von Nanomaterialien ist schon seit einigen Jahren Gegenstand intensiver Forschungen.

Auf der Seite des European Union Observatory for Nanomaterials (EUON) findet sich eine Liste mit Methoden, Standards oder Protokollen, welche dazu dienen, dass Tests in verschiedenen Laboren einheitlich durchgeführt werden und relevante und zuverlässige Daten liefern. Die aufgeführten Testrichtlinien sind insbesondere für die Sicherheitsprüfung von Nanomaterialien gemäß der REACH-Verordnung relevant.^[1]

Partikelanzahlkonzentration bzw. -größenverteilung und die Oberflächenkonzentration von Nanomaterialien sind die momentan am häufigsten bestimmten Messgrößen. Aber auch hierbei ist zu berücksichtigen, dass es bisher keine allgemein anerkannte/standardisierte Methode gibt.

[1] European Union Observatory for Nanomaterials (EUON): Overview of REACH information requirements and available methods, https://euon.echa.europa.eu/about-us (abgerufen am 31.1.2022).

3.1 Verwendung von Masse-, Partikelanzahl- oder Faseranzahlkonzentration

Massenkonzentration

Mit den derzeitigen herkömmlichen Probenahmesystemen können Nanomaterialien nicht selektiv, sondern nur zusammen mit der mikroskaligen Fraktion erfasst werden. Die für die Staubfraktionen als anerkannte Verfahren eingesetzten gravimetrischen Messverfahren sind für die Erfassung der Nanomaterialien bei kurzzeitigen Tätigkeiten oft nur bedingt geeignet.

Partikelanzahlkonzentration

Orientierende Informationen zu Emissionsquellen und der Wirksamkeit von Absaug- oder Lüftungsmaßnahmen kann eine Ermittlung der Partikelanzahlkonzentration mit direktanzeigenden Messgeräten, wie z. B. Kondensationskernzähler (CPC), liefern. Ist die Partikelkonzentration erhöht, können weitere Untersuchungen und Analysen erforderlich sein (z. B. Elementanalytik oder mikroskopische Verfahren). Die Verwendung partikelzählender Messgeräte ist zur Bestimmung faserförmiger Nanomaterialien nicht geeignet.

Faseranzahlkonzentration

Die Bestimmung der Anzahlkonzentration luftgetragener faserförmiger Nanomaterialien erfolgt mithilfe von Kernspurmembranfiltern. Mess- und Auswerteverfahren für faserförmige Nanomaterialien, die auch für zur Bestimmung der Konzentration nanoskaliger WHO-analoger Fasern geeignet sind, werden validiert.

3.2 Messverfahren

Beispiele für Messverfahren, die in Wirtschaft und Forschung derzeit Anwendung finden:

• Kondensationskernzähler (Condensation Particle Counter (CPC)): Messung der Partikelanzahlkonzentration (Gesamtanzahlkonzentration),
• Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS und DMPS): Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und -größenverteilung (Größenbereich von 5 bis 1.000 nm),
• NanoTracer (Messbereich 10 bis 300 nm), miniDISC (Messbereich 10 bis 400 nm), das NanoCheck (Messbereich 25 bis 300 nm) als personentragbare Variante zur parallelen Erfassung der Partikelanzahlkonzentration und der mittleren Partikelgröße,
• Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM): Erfassung der Oberflächenkonzentration lungendeponierbarer Partikel,
• Aerosol-Massenspektroskopie: Online-Analyse von Partikeln und Aggregaten im Größenbereich über 100 nm.
• Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (EDRFA): stoffliche Bestimmung von Partikeln (in Verbindung mit der Elektronenmikroskopie).