Wo sind die größten Belastungen an Arbeitsplätzen?

Die Erzeugung und Verwendung von Nanomaterialien wächst international sehr rasch; die Anzahl der Industriebetriebe in Österreich, welche Nanomaterialien herstellen, ist hingegen klein. Vermutlich ist die Anzahl der Verwender/innen größer, es gibt aber keine verlässlichen Zahlen. Daher ist die Zahl der Arbeitsplätze, an den Nanopartikel in der Atemluft vorkommen, zurzeit in Österreich überschaubar. Um die Belastung von Arbeitnehmern/innen gegenüber Nanopartikel abschätzen zu können, werden seitens der AUVA (Allgemeine Unfallversicherungsanstalt) und der ÖSBS (Österreichische Staub-(Silikose-)Bekämpfungsstelle) Messungen an Arbeitsplätzen sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verarbeitung von Nanopartikeln durchgeführt. Bei den Messungen wird soweit möglich zuerst die Hintergrundbelastung der Arbeitsplatzumgebung ermittelt. Das sind Anzahlkonzentrationen (Teilchen / cm³) die durch Umwelteinflüsse und / oder benachbarte Arbeitsplätze (z. B. Schweißrauch) in den betreffenden Arbeitsbereich gelangen. In einem zweiten Schritt wurden dann die Teilchenkonzentrationen während der Herstellung resp. Verarbeitung von Nanomaterialien ermittelt. Daher ist die jeweils ermittelte Konzentration stets im Vergleich zur Hintergrundbelastung zu sehen, worüber die nachfolgende Tabelle einen kurzen Überblick gibt.

NanotechnologiebrancheTeilchenkonzentrationen
[Anzahl/cm3]
Herstellung und Verarbeitung von Carbon-Nanotubes (CNT)14.800 Herstellung im Reaktor
7.200 Händische Manipulation des Pulvermaterials
61.700 Verarbeitung im Extruder
Metallpulverherstellung10.000 Herstellung
Forschungslabor1.700 Hintergrund
2.000 Verarbeitung von organischem Material
Nanolackierung, Pulverbeschichtung8.600 Hintergrund
32.700 Verarbeitung
Polsterimprägnierung4.800 Hintergrund
7.300 Verarbeitung

Welche nanohaltigen Materialien kommen an Arbeitsplätzen bzw. in welchen Branchen vor?

Nanopartikel am Arbeitsplatz sind nichts Neues. Titandioxid (TiO2) und Zinkoxid (ZnO) sind bereits seit mehr als 30 Jahren im Einsatz, sie kommen in Farben, Lacken, Medikamenten, Kosmetika etc. vor. Nanoskaliger Industrieruß (carbon black) wird seit Jahren in der Reifenindustrie verwendet. Seit Jahrzehnten sind auch Ultrafeinstäube, das sind durch Verbrennungsprozesse unabsichtlich entstandene nanoskalige Stäube, an den Arbeitsplätzen zu finden: Dieselruß- und Schweißrauchpartikel. Seit einigen Jahren wird eine Vielzahl neuer Nanopartikel produziert und verwendet. Sie werden als Rohstoff in pulverförmiger Form oder in modifizierter Form als Suspensionen, Komposite etc. verwendet.

Am häufigsten verwendete Nanopartikel in der Industrie sind Oxide, wie z.B. Al2O3, MgO, SiO2, TiO2, Carbide, wie z.B. TiC, SiC oder metallische Nanopartikel, wie z.B. Silber (Ag), Aluminium (Al), Gold (Au), Eisen (Fe), Kupfer (Cu). Zunehmend werden synthetische Nanopartikel wie Kohlenstoffröhrchen, Fullerene, Quantenpunkte = Quantum dots (z.B. CdSe, ZnS), Nanodrähte und Nanofasern verwendet.

Nanopartikel werden vorwiegend in der Umwelttechnik-, Elektronik- und Computerindustrie, Chemie- und Autoindustrie, Textilindustrie, Kosmetik- und Nahrungsmittelindustrie, Werkzeugproduktion, Medizin- und Pharmaindustrie verwendet. Von allen synthetischen Nanopartikel werden derzeit am häufigsten Silber-, Kohlenstoff-, Zink-, Silicium- und Titan-Nanopartikel verwendet. In der Kosmetikbranche wird Titandioxid und Zinkoxid in Sonnenschutzpräparaten verwendet. In der Nahrungsmittelindustrie wird Siliziumdioxid in Nanoform als sogenannte Rieselhilfe verwendet, manche Lebensmittelverpackungen werden mit Nanosilberpartikel zur längeren Haltbarkeit beschichtet. In der Textilindustrie werden wasser- und schmutzabweisende Textilien durch Beschichtung mit Siliziumdioxidnanopartikel und antibakteriell wirkende Textilien durch Beschichtung mit Nanosilber produziert. In der Medizin werden Nanopartikel als Medikamententräger oder Diagnostika, für die Beschichtung von Implantaten oder als Knochenersatz verwendet. In der Werkzeugindustrie erzeugt man ultraharte Schneidewerkzeuge durch Beschichtung mit nanokristallinem Material, wie z.B. Wolframcarbid, Tantalcarbid und Titancarbid. Nanofarben und Beschichtungen ermöglichen Oberflächen mit verbesserten Eigenschaften, wie hohe Kratzfestigkeit und biozide Wirkung (Nanosilber). Kohlenstoffröhrchen werden auf Grund ihrer Elastizität zur Verstärkung der Reißfestigkeit vieler Materialien verwendet, aufgrund ihrer Eigenschaft als Halbleiter werden sie z.B. für die Transistorherstellung bei Computerchips verwendet. Quantenpunkte werden in der Medizin als Kontrastmittel in der Diagnostik und auf Grund deren elektronischen und optischen Eigenschaften für die Herstellung der Beleuchtungskörper verwendet.

Zusammenfassend sind Expositionen nicht nur im Bereich der Produktion und Verwendung, sondern auch bei Entsorgung und Wiederverwertung von Nanoprodukten möglich.

Ausführliche Informationen über Verwendung in verschiedenen Branchen: nano.DE-Report 2011 (http://www.bmbf.de/pub/nanoDE-Report_2011.pdf)