NIOSH veröffentlicht Abschätzung der industrieübergreifenden Belastung durch CNT
Als Reaktion auf Studien zur gesundheitlichen Wirkung von Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) hat das US-Amerikanische Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) eine Empfehlung zu Arbeitsplatzgrenzwerten (RELs) für CNT und CNF herausgegeben. Das Ziel der nun veröffentlichten Studie war eine industrieübergreifende Beurteilung der Belastung von Herstellern und Verbrauchern von CNT und CNF in den USA. In den meisten Fällen wurde der empfohlene Grenzwert von 1 μg pro m³ eingehalten. Insgesamt traten bei verarbeitenden Betrieben höhere Konzentrationen auf als bei Herstellern. NIOSH empfiehlt, die Exposition von Arbeitnehmenden sowohl gegenüber der inhalierbaren als auch gegenüber der lungengängigen Fraktion zu überwachen.
Insgesamt wurde in 14 Produktions- oder Verarbeitungsanlagen die Exposition gegenüber CNT (13 Orte) oder CNF (ein Ort) erhoben. Stichproben der Konzentration elementaren Kohlenstoffs sowohl in der inhalierbaren als auch in der lungengängigen Fraktion wurden in der Atmungszone von Personen gesammelt. Zudem wurden Flächenstichproben erhoben. Die Proben der inhalierbaren Fraktion innerhalb der Atmungszone wurden zusätzlich durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)-Aufnahmen ausgewertet, um die Grösse und Anzahl der CNT- und CNF-Agglomerate zu bestimmen.
Die Konzentration der lungengängigen Grösse des elementaren Kohlenstoffs im Atmungsbereich betrug im Durchschnitt über 8 Stunden hinweg 0.16 µg pro m3. Eine entsprechende Konzentration der inhalierbaren Fraktion von 0.38 µg pro m3 wurde bestimmt. Die TEM-Analyse zeigte im 8-Stunden Durchschnitt eine Konzentration von 0.003 CNT- oder CNF-Strukturen pro cm3. Die häufigsten CNT Agglomerate lagen im oberen Grössenbereich zwischen 2-5 µg und > 5 µg. Dabei korrelierte die Konzentration von Kohlenstoff der inhalierbaren Grösse linear mit der Anzahl Strukturen, die durch TEM ermittelt wurde. Dies bedeutet, dass sich die beiden Messungsarten nicht widersprechen.
Insgesamt wiesen 96 % der Proben eine Kohlenstoffkonzentration im Atmungsbereich und der zeitgewichteten Flächenstichproben unterhalb des NIOSH-Grenzwertes von 1 µg pro m3. Wenn nur die inhalierbare Fraktion betrachtet wird, lagen allerdings 30 % der Stichproben darüber. Es war jedoch keine Überraschung, eine höhere Konzentration der inhalierbaren Fraktion zu finden, da die meisten CNT und CNF Strukturen als grössere Agglomerate vorliegen. Die Belastung scheint also vor allem durch grössere Strukturen im inhalierbaren Bereich zu Stande zu kommen. Dennoch wurde je nach Material und Arbeitsprozess ein kleiner Anteil der lungengängigen Fraktion oberhalb des Grenzwertes ermittelt. Bis genauere Kenntnisse zu gesundheitlichen Folgen dieser Belastung bekannt sind, erscheint es sinnvoll, die Exposition von Arbeitnehmenden gegenüber CNT und CNF mittels Überwachung des elementaren Kohlenstoffs beider Grössenfraktionen zu überprüfen. Gleichzeitig sollten die Proben durch TEM analysiert werden, um die Anwesenheit dieser Strukturen zu bestätigen.
Quelle: NIOSH (2015)
Studie: Dahm et al.: Carbon Nanotube and Nanofiber Exposure Assessments: An Analysis of 14 Site Visits. The Annals of Occupational Hygiene, April 2015, doi: 10.1093/annhyg/mev020
Bildquelle: Arbeiten in einer Glovebox, aufgenommen im Labor Leuna der BG RCI. © 2015 - Die Innovationsgesellschaft, St. Gallen