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Umgang mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Nanomaterials. Worker in a laboratory handling nanomaterials

Nanomaterialien sind winzige Partikel, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Sie begegnen uns aber in vielen Produkten des täglichen Lebens wie Nahrungsmitteln, Kosmetika, elektronischen Geräten und Medikamenten.

Einige Nanomaterialien sind natürlichen Ursprungs, während andere bei Tätigkeiten des Menschen als Nebenprodukt anfallen oder speziell für einen bestimmten Zweck hergestellt werden. Nanomaterialien weisen zwar viele nutzbringende Eigenschaften auf, aber es bestehen erhebliche Defizite hinsichtlich des Wissens über die damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Daher ist beim Umgang mit diesen Materialien besondere Sorgfalt erforderlich, und die Forschung in diesem Bereich muss fortgesetzt werden.

Was sind Nanomaterialien?

Die Definitionen vieler Organisationen stimmen darin überein, dass Nanomaterialien Partikel enthalten, die ein oder mehrere Außenmaße im Bereich von 1 bis 100 Nanometer (nm) aufweisen. Hier finden Sie die Definition der Europäischen Kommission von Nanomaterialien.

Nanomaterialien sind bis zu 10 000 Mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars und damit mit der Größe von Atomen oder Molekülen vergleichbar. Ihr Name stammt von ihrer winzigen Struktur (ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters). Nicht nur wegen ihrer geringen Größe, sondern auch aufgrund anderer physikalischer oder chemischer Merkmale, u. a. ihrer Form und Oberfläche, weisen Nanomaterialien andere Eigenschaften auf als Materialien mit größeren Ausmaßen. 

Aufgrund dieser Unterschiede bieten Nanomaterialien neue und interessante Möglichkeiten im Ingenieurwesen, in der Informations- und Kommunikationstechnologie sowie im medizinischen und pharmazeutischen Bereich, um nur einige Beispiele zu nennen. Dieselben Merkmale, die Nanomaterialien ihre einzigartigen Eigenschaften verleihen, haben aber auch Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen und auf die Umwelt. 

Wo kommen Nanomaterialien vor?

Nanomaterialien können natürlichen Ursprungs sein und beispielsweise bei Vulkanausbrüchen ausgestoßen werden oder bei Tätigkeiten des Menschen als Nebenprodukt anfallen, z. B. in Dieselabgasen oder Tabakrauch.  Von besonderem Interesse sind jedoch speziell hergestellte Nanomaterialien, die bereits in einer großen Vielzahl von Produkten und Anwendungen zu finden sind.

Einige dieser Nanomaterialien wie synthetisches amorphes Siliziumdioxid werden schon seit Jahrzehnten eingesetzt, z. B. in Beton, Reifen und Nahrungsmitteln. Andere wiederum wurden erst kürzlich entdeckt, wie Nano-Titandioxid als UV-Schutz in Farben und Sonnencremes, Nanosilber als antimikrobielles Mittel in Textilien und für medizinische Anwendungen oder Kohlenstoffnanoröhren. Sie werden aufgrund ihrer mechanischen Festigkeit, ihres geringen Gewichts, ihrer Wärmeableitung und ihrer elektrischen Leitfähigkeit unter anderem in elektronischen Geräten, zur Energiespeicherung, für die Konstruktion von Fahrzeugen und Raumfahrzeugen sowie in Sportausrüstung vielfach verwendet. Die Entwicklung neuer Generationen von Nanomaterialien schreitet weiterhin schnell voran, und der Markt für sie wird vermutlich wachsen.

Welche Gesundheits- und Sicherheitsbedenken gibt es in Bezug auf Nanomaterialien?

Hinsichtlich der Auswirkungen von Nanomaterialien auf die Gesundheit gibt es ernsthafte Bedenken. Der Wissenschaftliche Ausschuss „Neu auftretende und neu identifizierte Gesundheitsrisiken“ (SCENIHR) hat festgestellt, dass nachgewiesene Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit einer Reihe von hergestellten Nanomaterialien bestehen. Nicht alle Nanomaterialien haben jedoch zwangsläufig eine toxische Wirkung. Im Rahmen der Fortsetzung der laufenden Forschung muss jeder Einzelfall geprüft werden.

Besonders gravierende gesundheitliche Auswirkungen von Nanomaterialien betreffen die Lunge und führen unter anderem zu Entzündungen und Gewebeschäden, Fibrose und der Bildung von Tumoren. Auch das Herz-Kreislauf-System kann betroffen sein. Einige Arten von Kohlenstoffnanoröhren können ähnliche Auswirkungen wie Asbest haben. Neben der Lunge wurden Nanomaterialien auch in anderen Organen und Geweben einschließlich Leber, Nieren, Herz, Gehirn, Knochen und Weichgewebe nachgewiesen.

Aufgrund ihrer geringen Größe und ihrer großen Oberfläche können partikuläre Nanomaterialien in Pulverform ein Explosionsrisiko darstellen, während dies bei den entsprechenden gröberen Materialien nicht der Fall ist.

Weitere Informationen erhalten Sie im Arbeitspapier der Europäischen Kommission Types and uses of nanomaterials, including safety aspects (Arten und Verwendungsformen von Nanomaterialien einschließlich Sicherheitsaspekten) und in der Literaturübersicht der EU-OSHA Workplace exposure to nanoparticles (Nanopartikelexposition am Arbeitsplatz).

Wie kommen wir am Arbeitsplatz mit Nanomaterialien in Kontakt?

Arbeitnehmer können in der Produktionsphase mit Nanomaterialien in Kontakt kommen. Allerdings sind eventuell noch viel mehr Arbeitnehmer entlang der Wertschöpfungskette Nanomaterialien ausgesetzt, unter Umständen sogar, ohne es zu wissen. Daher ist es unwahrscheinlich, dass geeignete Maßnahmen getroffen werden, um die Exposition gegenüber Nanomaterialien zu verhindern. Weitere Informationen finden Sie in unserer Literaturübersicht Risk perception and risk communication with regard to nanomaterials in the workplace (Risikowahrnehmung und -kommunikation in Bezug auf Nanomaterialien am Arbeitsplatz).

Die Exposition kann somit in einer Vielzahl von Arbeitsumgebungen stattfinden, in denen die Verwendung oder Verarbeitung von Nanomaterialien bzw. der Umgang mit ihnen dazu führt, dass Nanomaterialien in die Luft gelangen und eingeatmet werden oder in Kontakt mit der Haut kommen. Dies kann beispielsweise in der Gesundheitspflege oder bei der Laborarbeit sowie bei Wartungs- oder Bauarbeiten der Fall sein.

Weitere Informationen zur Nanopartikelexposition am Arbeitsplatz

Umgang mit Risiken durch Nanomaterialien am Arbeitsplatz

Die Arbeitsschutzgesetze der EU gelten für Nanomaterialien, auch wenn diese nicht ausdrücklich genannt werden.  Von Bedeutung sind insbesondere die Rahmenrichtlinie 89/391/EWG, die Richtlinie 98/24/EG zu chemischen Arbeitsstoffen und die Richtlinie 2004/37/EG über Karzinogene und Mutagene sowie die Gesetzgebung zu Chemikalien (REACH und CLP). Dies hat zur Folge, dass Arbeitgeber für die Bewertung und das Management der Risiken durch Nanomaterialien bei der Arbeit verantwortlich sind. Wenn die Verwendung und Herstellung von Nanomaterialien nicht vermieden oder durch weniger gefährliche Materialien oder Verfahren ersetzt werden kann, muss die Exposition der Arbeitnehmer durch Vorbeugungsmaßnahmen entsprechend der folgenden Hierarchie minimiert werden:

  1. technische Kontrollmaßnahmen an der Quelle;
  2. organisatorische Maßnahmen;
  3. persönliche Schutzausrüstung als letztes Mittel.

Auch wenn weiterhin viele Unsicherheiten bestehen, gibt es große Bedenken hinsichtlich der Gesundheits- und Sicherheitsrisiken von Nanomaterialien. Daher müssen Arbeitgeber und Arbeitnehmer bei der Auswahl der Vorbeugungsmaßnahmen gemeinsam einen entsprechenden Risikomanagementansatz verfolgen.

Nanomaterialien, ihre Emissionsquellen und Expositionsniveaus sind manchmal nur schwer zu ermitteln. Daher stehen Leitlinien und Hilfsmittel zur Verfügung, die Sie beim Umgang mit den Risiken durch Nanomaterialien am Arbeitsplatz unterstützen.

Die EU-OSHA hat spezifische Ratschläge zum Umgang mit Risiken durch Nanomaterialien in der Gesundheitsbranche und bei Wartungsarbeiten herausgegeben. Andere Organisationen haben ebenfalls nützliches Informationsmaterial veröffentlicht, beispielsweise zu Nanomaterialien im Baugewerbe, in der Möbelindustrie oder in der Forschung und Entwicklung.

Erfahren Sie in unseren Fallstudien zu verschiedenen Unternehmen mehr über erfolgreiche Praxisbeispiele für den Umgang mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz.