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KANBrief 3/19

Nanomaterialien und Arbeitsschutz

Abbildung geschädigte Lunge© BAuA/Brandau-Pollack

Nanomaterialien weisen zwar keine besondere neuartige Toxizität auf, aber die Freisetzung von Nano-Stäuben kann dennoch zu Gefährdungen am Arbeitsplatz führen. Ein Gruppierungsansatz unterstützt die Festlegung wirksamer Schutzmaßnahmen. Besondere Aufmerksamkeit ist bei Materialien erforderlich, die in ihrem Lebenszyklus lungengängige, biobeständige Faserstäube freisetzen.

Die vor etwa fünfzehn Jahren aufgestellten Vermutungen einer besonderen Toxizität von Nanomaterialien konnten in umfangreichen Untersuchungen nicht bestätigt werden. Vielmehr lassen sich die gesundheitsgefährdenden Eigenschaften von Nanomaterialien am Arbeitsplatz mit den klassischen Grundlagen der Stoff- und Partikeltoxikologie beschreiben. Hieraus konnte in der Bekanntmachung des Ausschusses für Gefahrstoffe BekGS 527 ein regulatorischer Gruppierungsansatz abgeleitet werden. Dieser wurde 2018 von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) in eine evidenzbasierte Leitlinie zum Arbeitsschutz bei Nanomaterialien übernommen. Der Gruppierungsansatz, der auch auf andere Materialien übertragen werden kann, unterscheidet zwischen

  • Materialien, die lungengängige, granuläre biobeständige Stäube freisetzen (GBS-Materialien),
  • Materialien, die lungengängige, biobeständige Faserstäube („WHO-Fasern“) freisetzen,
  • Materialien mit einer spezifischen (chemischen) Toxizität, die u. a. durch die Freisetzung von Ionen im Körper verursacht wird.

Gefährdungsbeurteilung

Zu GBS-Materialien liegen inzwischen umfangreiche toxikologische Erkenntnisse vor, die eine differenzierte Ableitung von Arbeitsschutzmaßnahmen ermöglichen. Es gilt ein allgemeiner „Staubgrenzwert“ von 1,25 mg/m³, der sich auf kompakte mikroskalige Partikel mit einer Dichte von 2.5 bezieht. Für GBS-Nanomaterialien, die im Regelfall leichtere, poröse Partikelagglomerate freisetzen, empfiehlt der Ausschuss für Gefahrstoffe einen Wert von 0,5 mg/m³ als Beurteilungsmaßstab für die Wirksamkeit getroffener Arbeitsschutzmaßnahmen. Dieser Wert lässt sich im Regelfall mit den Schutzvorgaben der Gefahrstoffverordnung zu partikelförmigen Gefahrstoffen sicher einhalten.

Hingegen sind Materialien, die lungengängige, biobeständige Faserstäube freisetzen, eine Herausforderung für den Arbeitsschutz. Dies belegt auch das in Deutschland 25 Jahre nach dem Verbot noch nicht gelöste Asbestproblem. Die auf die eingeatmete Materialmasse bezogene toxische Wirkstärke ist bis zu mehrere Größenordnungen höher als bei den GBS-Materialien und weist eine große, von der Biobeständigkeit abhängige Spannbreite auf. Offensichtlich ist auch die Steifigkeit der eingeatmeten Fasern von Bedeutung. Extrem dünne Fasern weisen eher GBS-Eigenschaften auf. Hinzu kommen extreme Unterschiede bei der Staubigkeit verschiedener Materialien. Bei der Ableitung von Schutzmaßnahmen ist daher eine sehr große Risikospanne zu berücksichtigen, die im ungüns­tigen Fall (wie bei Asbest) auch dazu führen kann, dass die Verwendung für bestimmte Bereiche gesetzlich eingeschränkt werden muss.

Bei den Materialien mit spezifischer Toxizität steht die chemische Zusammensetzung im Vordergrund des Wirkprofils. Arbeitsplatzgrenzwerte und Schutzmaßnahmen können daher analog zu bekannten „Muttermaterialien“ mit gleicher Zusammensetzung abgeleitet werden.

Gute Sicherheitsinformationen – verlässlicher Arbeitsschutz

Sicherheitsdatenblätter, die zu allen gefährlichen Stoffen und Gemischen mitgeliefert werden müssen, müssen ausreichende Daten für die Gefährdungsbeurteilung liefern. Unlängst wurden die Prüf- und Informationsanforderungen für die Registrierung der Nanoformen von Stoffen im Rahmen der EU-Chemikalienverordnung REACH ergänzt, u. a. um Staubungstests. Nach wie vor gibt es jedoch Regelungslücken, die vor allem Faserformen von Stoffen betreffen, die nicht unter die Definition „Nanoform“ fallen. Der KAN-Strategiekreis „Nanotechnologie und Arbeitsschutz“prüft, welche Normungs- und Standardisierungsaktivitäten zu Prüf-, Mess- und Bewertungsverfahren für eine weitere Ergänzung der Rechtsvorschriften erforderlich sind. Ziel ist es außerdem, die verschiedenen Akteure in diesem Bereich (insbesondere OECD, CEN und ISO) besser zu vernetzen, damit diese ihre Aktivitäten enger abstimmen. Zusätzlich zur BekGS 527 und zur WHO-Leitlinie bietet das Informationspaket „Nano-to-go“ der BAuA eine umfangreiche Hilfestellung für Forschungseinrichtungen und Unternehmen.

Dr. Rolf Packroff
Wissenschaftlicher Leiter im Fachbereich 4 „Gefahrstoffe und biologische Arbeitsstoffe“
packroff.rolf@baua.bund.de

1 Eingerichtet aufgrund einer Empfehlung der KAN-Studie „Normung in der Nanotechnologie“, www.kan.de/fileadmin/Redaktion/Dokumente/KAN-Studie/de/2017_KAN-Studie_Nano.pdf