Dynamisches Verhalten von semi-volatilen Mehrkomponenten-Gefahrstoff-Aerosolen bei der Probenahme am Arbeitsplatz (SEVOMEGA)

Status:

abgeschlossen 05/2018

Zielsetzung:

Aerosole aus semi-volatilen organischen Komponenten (SVOC) stellen eine große Herausforderung für die exakte Probenahme am industriellen Arbeitsplatz dar, da sie z. T. in Dampf- und z. T. in Partikelform vorliegen. Eine exakte Probenahme ist jedoch im Hinblick auf die toxikologische Bewertung wichtig, da Dampf und Partikel unterschiedlich zu bewerten sind. Hinzu kommt, dass die Dampf-Partikel-Verteilung von SVOC erheblich von den Probenahmebedingungen abhängt. Daher wurde hier die SVOC-Evaporation theoretisch und experimentell nachvollzogen und das Ausmaß möglicher Evaporationsverluste experimentell untersucht.

Aktivitäten/Methoden:

Aerosole wurden aus sämtlichen semi-volatilen polaren und nicht-polaren Stoffen in unterschiedlichen Partikelgrößen generiert, mit partikelfreiem Stickstoff verdünnt und hinsichtlich deren Verdunstung analysiert. Die Quantifizierung von Partikel- und Gasphase wurde parallel mit direktanzeigenden On-line- und sammelnden Off-line-Verfahren durchgeführt. Im On-line-Verfahren wurde ein Flammenionisationsdetektor (FID) mit beheizter Transferleitung zur Bestimmung der Gesamtkonzentration (TM) von Dampf- und Partikelphase eingesetzt. Die Partikelmassenkonzentration (PM) wurde aus der Anzahl-Größenverteilung eines optischen Weißlichtspektrometers berechnet. Die Dampfphase (VM) ergibt sich aus der Differenz VM=TM–PM. Die On-line-Methode kann somit als Referenz zur Gas-Partikel-Fraktionierung eines SVOC-Aerosols betrachtet werden. Ein wichtiger Aspekt dieses Projektes war, die Möglichkeiten von Messungen der realen Gas-Partikel-Verteilung von SVOC-Aerosolen mittels Off-line-Sammlern zu untersuchen, die auch an Arbeitsplätzen eingesetzt werden können. Dabei wurden die Gas- sowie Partikelphasen eines Aerosols mittels dreier Trägermaterialien (Denuder-Filter-Adsorber) gesammelt.

Ergebnisse:

Verschiedene Messungen zeigten, dass SVOC-Tröpfchen abhängig von der Flüchtigkeit der Substanz, dem Sättigungsdampfdruck, dem Partikeldurchmesser und der Umgebungstemperatur innerhalb kurzer Zeit vollständig verdunsten oder völlig unverändert bleiben können. Die Prototypen neuartiger personengetragener Aerosolsammler erwiesen sich durch eine hohe Sorptionseffizienz der Gasphase (>96 %) und einen geringen Partikelverlust (<5 %) für Arbeitsplatzmessungen als geeignet.

Der Aerosolsammler mit der höchsten Messeffizienz wurde zur Quantifizierung der Gas-Partikelverteilung von SVOC-Aerosolen im Bergbau eingesetzt. Die Feldmessungen in der Platinmine wiesen hohe Alkan-Anreicherungen in der Luft auf. Sowohl gas- als auch partikelförmige PAK waren in beträchtlichen Mengen ebenfalls Bestandteil der dortigen Umgebungsluft.

Fazit: Zum einen zeigen unsere Ergebnisse, dass eine genaue Vorhersage über die Partikelverdunstung gemacht werden kann. Zum anderen liefern neuartige Sammelmethoden weitere Informationen bezüglich der gemessenen Gas-Partikel-Verteilung von Arbeitsplatzaerosolen. Diese Sammler können verlässliche Daten über die Zusammensetzung der Gas- und Partikelphasen liefern. Dies wiederum führt zu einer besseren Interpretation der Expositionsdaten und ermöglicht somit eine genauere Risikobewertung.

Stand: