Pumpen zur Probenahme von Gefahrstoffen am Arbeitsplatz müssen bestimmten Anforderungen genügen, um eine zuverlässige Konzentrationsbestimmung zu ermöglichen. Die Norm DIN EN ISO 13137 beschreibt diese Anforderungen. Dieser Beitrag fasst die wichtigsten Punkte zusammen.

Für die Bewertung von Arbeitsplätzen ist es wesentlich, Gefahrstoffkonzentrationen präzise zu bestimmen. Luftsammelpumpen mit speziellen Sonden können bei Stäuben, Gasen und Dämpfen am Arbeitsplatz Proben nehmen. Der neue Beitrag (Kennzahl 0260) der IFA-Arbeitsmappe berücksichtigt aktuelle Erkenntnisse und Normen zur Prüfung und Zertifizierung von Probenahmepumpen. Der Artikel führt grundsätzliche und besondere Anforderungen an Pumpen sowie technische Details und Ausstattungsmerkmale auf, beschreibt Prüf- und Betriebsbedingungen für verschiedene Pumpentypen und gibt Hinweise zu Gefahrenpotenzialen und Sicherheitsaspekten.

Anforderungen an Pumpen für die Probenahme von Gefahrstoffen an Arbeitsplätzen

1 Einleitung

Zur aktiven Probenahme von Stäuben, Gasen und Dämpfen werden akku- oder netzbetriebene Luftsammelpumpen zusammen mit geeigneten Probenahmesonden eingesetzt. Der Betrieb einer solchen Pumpe muss sicher sein, d. h. von ihr darf keine unmittelbare Gefahr ausgehen. Da die Pumpe in einem Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von Gefahrstoffen in der Luft an Arbeitsplätzen verwendet wird, muss darüber hinaus eine einwandfreie und sichere Funktion der Pumpe gewährleistet sein. Eine fehlerhafte Bestimmung von Gefahrstoffkonzentrationen kann zu einer falschen Bewertung des Arbeitsbereiches und mittelbar zur Schädigung einer überwachten Person führen. Eigenschaften der Pumpe, die zu einer Fehlbestimmung des Probenahmevolumens und damit im Gesamtmessverfahren zur falschen Bestimmung von Gefahrstoffkonzentrationen beitragen können, sind daher besonders zu beachten. Das IFA ist Prüfstelle für Mess- und Probenahmegeräte für Gefahrstoffe und prüft in dieser Funktion auch Probenahmepumpen. Prüfkriterien für batteriebetriebene personentragbare Pumpen sind in der Norm DIN EN ISO 13137 [1] beschrieben und werden in den Grundsätzen des IFA zur Prüfung und Zertifizierung von Pumpen [2] erwähnt. Darüber hinausgehende, ergänzende oder abweichende Prüfungen für stationär mit Netzspannung betriebene Pumpen sind in [2] enthalten. Sie wurden so formuliert, dass sie auch mit den „Allgemeinen Anforderungen an Messverfahren“ übereinstimmen (siehe Kennzahl 0250).

2 Grundsätzliche Anforderungen

Von Personen getragene Probenahmepumpen sollen klein und leicht sein, leise arbeiten und sich einfach und sicher an der Person anbringen lassen. Pumpen, Akkus und Ladegerät müssen den gültigen CE-Konformitätsanforderungen entsprechen. Pumpen, bei denen das Probenahmevolumen über den Volumenstrom und die Probenahmezeit bestimmt wird, sollten mit einer automatisch arbeitenden Regelung des Volumenstroms ausgestattet sein, damit auch bei ansteigendem Strömungswiderstand (Filterbeladung) der eingestellte Luftvolumenstrom beibehalten wird. Die Pumpen sollten eine Probenahme über eine gesamte Schicht von 8 h ermöglichen, dabei darf der Volumenstrom der Pumpen insbesondere bei Staubprobenahmen nur wenig pulsieren. Die Bedienungselemente sollten so angeordnet sein, dass eine zufällige Veränderung der Einstellungen – besonders die Verstellung des Luftvolumenstroms oder ein unbeabsichtigtes Abschalten der Pumpe während des Betriebes – nicht möglich und eine Manipulation erschwert ist. Die Pumpe sollte eine Fehlfunktionsanzeige haben, über die auch nach einer Probenahme erkennbar ist, ob während der Probenahme der Luftvolumenstrom vermindert oder unterbrochen war. An die Stelle der Fehlfunktionsanzeige kann auch eine automatische Abschaltung der Pumpe treten, wobei eine zusätzliche Registrierung der Probenahmedauer wünschenswert ist.

Erwünscht sind ferner eine optische Anzeige des Betriebs der Pumpe und eine Anzeige zur Akkukontrolle. Die Pumpe muss bei wechselnder Körperhaltung in verschiedenen Lagen störungsfrei arbeiten und unempfindlich gegen Stöße bei der Arbeit und während des Transports sein.

3 Konstanz des Luftvolumenstroms bzw. des Hubvolumens

Die Arbeitsplatzgrenzwerte von gas- und dampfförmigen Gefahrstoffen sind auf das Luftvolumen bei einem Druck von 1013 hPa und einer Temperatur von 20 °C bezogen, sofern die Angabe in mg/m3 erfolgt [3]. Dagegen ist die Bezugsgröße für die Konzentration von Stäuben nicht das Atemvolumen, sondern das Betriebsvolumen [3], d. h. das Luftvolumen beim jeweils herrschenden Druck und bei der jeweiligen Temperatur am Arbeitsplatz. In allen Fällen muss auch bei der Einwirkung verschiedener gerätebedingter oder äußerer Einflüsse die Pumpe
so arbeiten, dass das Probenahmevolumen bezogen auf die angegebenen Umgebungsbedingungen mit einer Genauigkeit von ± 5 % bestimmt werden kann. Als Einflüsse, die zu einer Veränderung des Luftvolumenstroms führen können, kommen dabei infrage: bei der Staubprobenahme die Erhöhung des Strömungswiderstandes durch zunehmende Belegung des Abscheidefilters, ein ausgeprägtes Einlaufverhalten nach dem Einschalten der Pumpe, Veränderungen der Lufttemperatur und des Luftdrucks, Veränderung der Lage der Pumpe während des Tragens, mechanische Einflüsse wie Stöße und Erschütterungen sowie die Entladung des Akkus während der Probenahme.

Bei den meisten Pumpen wird der Luftvolumenstrom automatisch so geregelt, dass er auch bei Erhöhung des Strömungswiderstandes konstant bleibt. Bei einigen Pumpen wird das Probenahmevolumen aus dem Volumen eines einzelnen Pumpenhubes und der mit einem Zählwerk bestimmten Anzahl der Pumpenhübe während der Probenahme berechnet. Bei diesen Pumpen muss das Volumen eines einzelnen Pumpenhubes bei der Einwirkung der vorgenannten Einflüsse während der Probenahme konstant bleiben.
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Die komplette IFA-Arbeitsmappe Messung von Gefahrstoffen steht im Internet zur Verfügung. Die enthaltenen Informationen gelten als praktische Arbeitshilfe für die Planung und Durchführung von Messungen sowie zur Beurteilung von Messergebnissen. Neben Grundlagen der Messtechnik und der Beurteilung enthält die Arbeitsmappe Beispiele für die Durchführung von Arbeitsbereichsanalysen sowie zur Betriebsdatenerfassung und zur Messberichterstattung. 

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