Entwicklung eines Messverfahrens für Arsen und Beryllium

Status:

abgeschlossen 09/2021

Zielsetzung:

In den letzten Jahren wurden von den zuständigen Gremien und Kommissionen zahlreiche Grenzwerte für Metalle oder Metallverbindungen abgesenkt oder neu aufgestellt (z. B. Beryllium und Arsen).

Arsenverbindungen, die als karzinogen der Kategorie 1A und 1B eingestuft sind, haben eine Akzeptanzkonzentration von 0,83 µg/m³ in der A-Fraktion (alveolengängige Staubfraktion) und eine Toleranzkonzentration von 8,3 µg/m³. Beryllium hat derzeit einen Arbeitsplatzgrenzwert von 0,06 µg/m³ in der A-Fraktion und 0,14 µg/m³ in der E-Fraktion (einatembare Staubfraktion).

Arsen ist als akut toxisch der Kategorie 3 (beim Verschlucken oder Einatmen) eingestuft und findet Verwendung in Legierungen und in der Halbleiterindustrie. Beryllium ist akut toxisch der Kategorie 3 (Verschlucken), akut toxisch der Kategorie 2 (Einatmen), karzinogen der Kategorie 1B sowie als reizend und sensibilisierend eingestuft. Beryllium wird hauptsächlich in Berylliumlegierungen verwendet (z. B. Flugzeugbau).

Aufgrund des hohen Gefährdungspotenzials für Mensch und Umwelt ist die messtechnische Überwachung dieser Elemente unabdingbar und verlangt im Hinblick auf die niedrigen Beurteilungsmaßstäbe empfindliche und robuste Analyseverfahren.

Ziel des Projektes war, an einem Atomabsorptionsspektrometer mit Graphitofentechnik der neuen Gerätegeneration mit gesteigerter Empfindlichkeit ein valides und geeignetes Messverfahren für die metallischen Elemente Arsen und Beryllium zu verifizieren und als Standardmessverfahren im Messsystem Gefährdungsermittlung der Unfallversicherungsträger (MGU) zu aktualisieren.

Das Verfahren musste den Grundanforderungen der Technischen Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 402 bzw. der Norm DIN EN 482 sowie den speziellen Anforderungen für Metalle und Metalloide nach EN/ISO 21832 entsprechen. Dazu waren die in verschiedenen Normen festgelegten Leistungskenndaten, wie z. B. der Mindestmessbereich oder die Messunsicherheit zu berücksichtigen.

Aktivitäten/Methoden:

Im ersten Schritt dieses Projekts sollten die einzelnen Validierungsschritte für das Verfahren unter Berücksichtigung der Normen EN/ISO 21832, DIN 32645 und DIN EN 482 festgelegt werden.

Im Anschluss sollten die Validierungsschritte für ein atomabsorptionsspektrometrisches Verfahren mit Graphitrohrtechnik (AAS-GRT) durchgeführt und bewertet werden.

Da es sich um eine Überprüfung bereits vorhandener Messverfahren handelt, orientierte man sich an der früheren Vorgehensweise und nahm gegebenenfalls Verbesserungen, z. B. im Aufschlussverfahren, vor.

Zuletzt wurden die Ergebnisse ausgewertet und bewertet und das Verfahren im MGU aktualisiert.

Ergebnisse:

In dem hier verifizierten analytischen Messverfahren (AAS-GRT) für die Bestimmung von Arsen und seinen Verbindungen bzw. Beryllium und seinen Verbindungen wurden alle Validierungsschritte unter Berücksichtigung der DIN EN ISO 21832, DIN 32645 und DIN EN 482 durchgeführt. Die Versuche, z. B. für die Ermittlung der Nachweis- und Bestimmungsgrenze, die analytische Präzision und die Wiederfindung mit Referenzmaterialien qualifizieren die Atomabsorptionsspektrometer mit Graphitofentechnik zur analytischen Überwachung der Akzeptanzkonzentration von 0,83 µg/m³ in der A-Fraktion und einer Toleranzkonzentration von 8,3 µg/m³ für Arsen und seine Verbindungen sowie für Beryllium und seinen Verbindungen mit einem Arbeitsplatzgrenzwert von 0,06 µg/m³ in der A-Fraktion und 0,14 µg/m³ in der E-Fraktion. Die Methoden sind für die Überwachung von Arsen bzw. Beryllium und ihren Verbindungen am Arbeitsplatz nach TRGS 402 geeignet. Die AAS-GRT wird als ein valides und geeignetes Messverfahren für die genannten Metalle als Standardmessverfahren im MGU aktualisiert.

Das Arsenverfahren wurde als DGUV-I-213-503 im Juli 2021 publiziert. Die Validierung von Arsen mit der neuen AAS-GRT wurde in diesem Projekt verifiziert und konnte noch bessere Validierungsdaten liefern. Das Verfahren für Arsen wird darüber hinaus derzeit als neue ISO Norm (ISO/CD 6323-1) publiziert. Die verbesserten Validierungsdaten werden dort berücksichtigt.

Das Berylliumverfahren wird in der ersten Lieferung der IFA-Arbeitsmappe 2022 veröffentlicht (Neuauflage der Kennzahl 6300), sowie Anfang 2022 dem Arbeitskreis der BGRCI AG Analytik zur Veröffentlichung als DGUV-I-213-513 bereitgestellt.

Die Standardarbeitsanweisungen werden in QWiki für die beiden Elemente hinterlegt.

Stand: