BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft

Rückwärts blättern Vorwärts blättern

6 Messverfahren

Die Messung von Schadstoffen am Arbeitsplatz hat das Ziel, ein Bild über die aktuelle Schadstoffsituation zu erhalten, um daraus gegebenenfalls Entscheidungen für Schutzmaßnahmen treffen zu können.

Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass die jeweilige Messung so sorgfältig geplant, vorbereitet und durchgeführt wird, dass das Ergebnis diese Situation tatsächlich repräsentiert.

Hierzu wurden im Laufe der Zeit verschiedene Messstrategien entwickelt, die je nach Anforderung an die Aussagekraft des Ergebnisses unterschiedlich aufwendig sind.

Messverfahren für Schadstoffe am Arbeitsplatz bestehen in der Regel aus mehreren Einzelschritten, und zwar:

  • Vorbereitung der Probenahme,
  • Probenahme,
  • Transport und Lagerung der Probe,
  • Probenaufbereitung,
  • analytische Bestimmung und
  • Berechnung des Ergebnisses.

Die Probenahme erfolgt dadurch, dass die Schadstoffe auf einem Probenträger gesammelt werden und dass sie auf dem Probenträger zu einer Veränderung einer vorhandenen Substanz führen.

Die Probenträger können grob eingeteilt werden in:

  • Probenträger für Gase (Ozon, Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid) und
  • Probenträger für partikelförmige Stoffe (Rauche, Stäube).

Die Höhe der Schadstoffkonzentrationen (mg/m3) am Arbeitsplatz und die entsprechende Belastung des Schweißers werden durch verschiedene Messverfahren ermittelt.

Analog zu den Probenträgern unterscheidet man zwischen:

  • Messverfahren für gasförmige Stoffe (Gase) und
  • Messverfahren für partikelförmige Stoffe (Rauche, Stäube).

Grundsätzlich werden diese Messungen so vorgenommen, dass eine Beurteilung der Schadstoffkonzentration im Atembereich des Schweißers möglich ist.


6.1 Messverfahren für gasförmige Stoffe

Die personenbezogene Exposition wird im Allgemeinen ermittelt durch (Bild 6-1):

  • kontinuierliche Messverfahren mit direktanzeigenden Messgeräten (elektrische Direktanzeigegeräte, Prüfröhrchen [Bild 6-2 ]),
  • diskontinuierliche Messverfahren.

Kontinuierliche Messverfahren

Elektrische Direktanzeigegeräte
Durch den Einsatz mobiler IR-Analysatoren zur Bestimmung der CO-Konzentration bzw. direktanzeigender Geräte zur Messung von Stickstoffoxiden und Ozon, die nach dem Chemilumineszens-Verfahren arbeiten, kann die Höhe und der zeitliche Verlauf eventueller Schadstoffexpositionen direkt vor Ort angezeigt werden. Diese Geräte sind nützlich für Übersichtsmessungen: der zeitlichen Konzentrationsveränderung, des Schichtmittelwertes sowie für Grenzwert-Vergleichsmessungen und periodische Messungen. Für Einsatz und Wartung bedarf es qualifizierter Personen. Auf Querempfindlichkeiten ist zu achten.

Messverfahren
Gase und Dämpfe
Ozon
(O3)
Kohlenstoff-
monoxid
(CO)
Kohlenstoff-
dioxid
(CO2)
Stickstoff-
oxide (NO) +
Stickstoff-
dioxide (NO2)
Organische
Dämpfe
0,01 ppm
bis 3 ppm
3 ppm
bis 500 ppm
500 ppm
bis 10 %
0,3 ppm
bis 250 ppm
-
Elektrische Direktanzeige-
geräte
Allgemein
verwendungs-
fähig
Allgemein
verwendungs-
fähig
Allgemein
verwendungs-
fähig
Allgemein
verwendungs-
fähig
Einsetzbar,
Nützlichkeit aber begrenzt durch
geringe spezifische
Wirksamkeit
Prüfröhrchen Einsetzbar, aber nicht empfohlen Allgemein
verwendungs-
fähig
Allgemein
verwendungs-
fähig
Allgemein
verwendungs-
fähig
Einsetzbar,
Nützlichkeit aber begrenzt durch
geringe spezifische
Wirksamkeit
Indirekte Verfahren
mit Laboranalyse
Nicht allgemein anwendbar Nicht allgemein anwendbar Nicht allgemein anwendbar Einsetzbar, aber nicht allgemein
verwendungs-
fähig
Allgemein verwendungs-
fähig
*) Probenahme von partikelförmigen Stoffen und Gasen im Atembereich des Schweißers (Teil 2: Probenahme von Gasen)

Bild 6-1: Messung einzelner Gase und organischer Dämpfe (Auszug aus der EN ISO 10882 *); Anhang B)

Prüfröhrchen
Ein definiertes Luftvolumen wird mittels einer geeigneten Handpumpe bzw. batteriegetriebenen Pumpe durch das geöffnete Röhrchen angesaugt.

Anhand der Verfärbung des Füllpräparates, das spezifisch für einen Schadstoff oder eine Schadstoffgruppe ist, kann die Konzentration abgelesen werden. Es gibt Kurzzeit- und Langzeitröhrchen.

Prüfröhrchen sind sehr nützlich für Übersichtsmessungen des Schichtmittelwertes und weniger für Grenzwert-Vergleichsmessungen oder periodische Messungen.


Diskontinuierliche Messverfahren

Die Probeluft wird mittels elektrisch betriebener Probenahmepumpen durch geeignete Sorptionsröhrchen hindurchgesaugt, so z. B. Aktivkohle- oder Silikagelröhrchen. Die Aufnahmekapazität des Absorbers muss ausreichend groß sein. Probenahmen können sowohl stationär wie personengetragen erfolgen. Die Anwendung von Passivsammlern ist ebenfalls möglich. Eine Auswertung ist ausschließlich im Labor möglich. Diese Verfahren haben getrennte Probenahme- und Analysestufen.

Bild 6-2: Einhandgasspürpumpe und Pumpautomat accuro 2000, mit Prüfröhrchen für die Messung von gasförmigen Schadstoffen

Bild 6-2: Direktanzeigende Prüfröhrchen; Einhandgasspürpumpe und Pumpautomat accuro 2000
mit Prüfröhrchen für die Messung von gasförmigen Schadstoffen


6.2 Messverfahren für partikelförmige Stoffe

Bei Messungen der Konzentration partikelförmiger Schadstoffe unterscheidet man:

  • Probenahmesysteme für Messungen an der Person (PAS) mit personenbezogenem Staubsammelgerät und
  • Probenahmesysteme für ortsfeste Messung mit stationärem Staubsammelgerät (Bild 6-11).

Probenahme an der Person

Die Probenahme mit dem personenbezogenen Staubsammelgerät (Personal Air Sampler = PAS) erfolgt im Atembereich des Schweißers (Bild 6-3 und Bild 6-4) mit einem "Probenahmekopf" für die einatembare Fraktion, der die partikelförmigen Stoffe auf einem Filter ansammelt.

Mit Hilfe einer Pumpe, die am Schweißer mit einem Gürtel befestigt ist, wird ein bestimmtes Luftvolumen angesaugt. Die Probenahme direkt an der Person (beim Schweißen hinter dem Schweißerschutzschild/-schirm) ist die zweckmäßigere Methode für die korrekte Beurteilung der Belastung des Schweißers am Arbeitsplatz.

Die Ermittlung der Schweißrauchkonzentration erfolgt entsprechend der Norm - meistens mit einem Probenahmekopf, mit dem die einatembare Fraktion (E-Staub siehe Abschnitt 3.1 dieser BG-Information) erfasst wird, z. B. IFA-GSP-System .

Nach der Probenahme und dem Transport des Filters zum Labor erfolgt die quantitative (mg/m3) und die qualitative (chemische Zusammensetzung) Auswertung der Probe im Labor. Durch Auswiegen und chemische Analyse wird die analytische Bestimmung in der Regel auf die jeweiligen Leitkomponenten beschränkt.

Die neue europäische/internationale Norm EN ISO 10882-1 "Probenahme von partikelförmigen Stoffen und Gasen im Atembereich des Schweißers" Teil 1 legt die Verfahren zur personenbezogenen Probenahme von partikelförmigen Stoffen beim Schweißen und bei verwandten Verfahren fest.

Laut Norm muss die Probenahmeeinrichtung hinter dem Schweißergesichtsschutz positioniert werden. Sie kann dabei verschiedene Stellungen nehmen: links oder rechts vom Gesicht oder unter dem Kinn. Gemessen wird hier mit dem Probenahmekopf für die E-Fraktion des Staubes.



Bild 6-3: Messung von partikelförmigen Schadstoffen mit Hilfe eines personenbezogenen Staubsammelgerätes (PAS) sowie Prüfung auf gasförmige Schadstoffe mit Hilfe von Prüfröhrchen

Bild 6-3: Messung von partikelförmigen Schadstoffen mit Hilfe eines personenbezogenen Staubsammelgerätes (PAS) sowie Prüfung auf gasförmige Schadstoffe mit Hilfe von Prüfröhrchen

Bild 6-4: Personenbezogene Messung mit PAS für die Ermittlung partikelförmiger Schadstoffe

Bild 6-4: Personenbezogene Messung mit PAS für die Ermittlung partikelförmiger Schadstoffe

Bilder 6-5 bis 6-7: Anordnungsbeispiele für das Anbringen der Probenahmeeinrichtung hinter einem Schweißer-Gesichtsschutzschirm; Anhang A (informativ), aus der DIN EN ISO 10882-1, siehe Abschnitt 12.3 .

Bild 6-5: Schweißer-Gesichtsschutzschirm mit einer mit abnehmbarer Haltevorrichtung befestigten Probenahmeeinrichtung

Bild 6-5: Schweißer-Gesichtsschutzschirm mit einer mit abnehmbarer Haltevorrichtung befestigten Probenahmeeinrichtung


Bild 6-6: Schweißer, der eine am Sportler-Stirnband befestigte Probenahmeeinrichtung trägt

Bild 6-6: Schweißer, der eine am Sportler-Stirnband befestigte Probenahmeeinrichtung trägt


Bild 6-7: Schweißer, der eine am Sportler-Stirnband befestigte Probenahmeeinrichtung und einen Schweißer-Gesichtsschutzschirm trägt

Bild 6-7: Schweißer, der eine am Sportler-Stirnband befestigte Probenahmeeinrichtung und einen Schweißer-Gesichtsschutzschirm trägt

Foto: Probenahmekopf PGP-EA

Bild 6-8: Probenahmekopf PGP-EA

Foto: Zerlegter Probenahmekopf PGP-EA

Bild 6-9: Zerlegter Probenahmekopf PGP-EA



Probenahmekopf PGP-EA

Der Probenahmekopf PGP-EA ergänzt das vorher genannte Probenahmesystem (PGP) und ermöglicht eine simultane Probenahme der einatembaren und der alveolengängigen Staubfraktion. Das PGP-EA ist für die Bestimmung der Massenkonzentrationen von A- und E-Staub sowie der Elementkonzentrationen im A-Staub beim Schweißen und verwandten Verfahren als Standardverfahren im berufsgenossenschaftlichen Messsystem für Gefahrstoffe (BGMG) einsetzbar.

Wie bei dem Probenahmekopf GSP 3,5 oder GSP 10 wird mit einem Volumenstrom von 3,5 l/min oder 10 l/min die einatembare Staubfraktion (E-Staub) eines Aerosols durch einen Ansaugkegel erfasst. Im Inneren des Probenahmekopfes PGP-EA (mit 3,5 l/ min oder mit 10 l/min) wird das Aerosol in zwei Stufen aufgeteilt. Hierzu wird ein offenporiger Polyurethanschaum als größenselektives und sammelndes Element zusammen mit einem nachgeschalteten Planfilter eingesetzt. Der Polyurethanschaum ist in seiner Porosität und Geometrie so ausgewählt, dass alveolengängige Staubpartikel entsprechend der Definition der EN 481 durchgelassen werden.

Der Schaum wird in einen ringförmigen Halter eingesetzt, der Planfilter mit 37 mm Durchmesser in die übliche Kapsel in Verbindung mit der Universalaufnahme des PGP-Systems (siehe Bilder 6-8 und 6-9). Beide Filterelemente sind zusammen in einer Dose zu transportieren, vor Ort in den Probenahmekopf einzusetzen und mit dem speziellen Ansaugkegel an der Filteraufnahme des PGP-Systems zu befestigen.

Die E-Staubkonzentration wird durch Wiegen beider Filterelemente (Schaum und Planfilter), die A-Staubfraktion durch Wiegen nur des Planfilters ermittelt. Die Elementanalytik des Staubes auf dem Planfilter (A-Staub) ist nach den Standardmethoden möglich [22].

Bild 6-10: Schweißerschutzhelm mit integrierten Probenahmeköpfen PGP-EA und GSP für die gleichzeitige Probenahme

Bild 6-10: Schweißerschutzhelm mit integrierten Probenahmeköpfen PGP-EA und GSP für die gleichzeitige Probenahme



Stationäre Probenahme

Die Probenahme mit dem stationären Staubsammelgerät (Bild 6-11) erfolgt ortsfest in der Umgebung (Arbeitsbereich) des Schweißers. Die Probenahmeposition im Raum wird so ausgewählt, dass sie zur Bestimmung der allgemeinen Konzentration von Schweißrauch in der Arbeitsplatzatmosphäre geeignet ist und wird auch zusätzlich zur Beurteilung der Lüftungssituation im Raum verwendet.

Bild 6-10: Stationäres Staubsammelgerät (VC 25) für die ortsfeste Probenahme (Messung) partikelförmiger Schadstoffe

Bild 6-11: Stationäres Staubsammelgerät (VC 25) für die ortsfeste Probenahme (Messung) partikelförmiger Schadstoffe

 

Webcode: M1511-8