Arbeitsmediziner haben sich im Allgemeinen auf die folgende Hierarchie von Kontrolltechniken verlassen, um die Exposition der Arbeitnehmer zu beseitigen oder zu minimieren: Substitution, Isolierung, Belüftung, Arbeitspraktiken, persönliche Schutzkleidung und -ausrüstung. Üblicherweise wird eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Techniken angewendet. Obwohl sich dieser Artikel hauptsächlich auf die Anwendung von Beatmungstechniken konzentriert, werden die anderen Ansätze kurz diskutiert. Sie sollten nicht ignoriert werden, wenn versucht wird, die Exposition gegenüber Chemikalien durch Belüftung zu kontrollieren.
Der Arbeitsmediziner sollte immer an das Konzept Quelle-Pfad-Empfänger denken. Der primäre Fokus sollte auf der Kontrolle an der Quelle liegen, wobei die Kontrolle des Pfades der zweite Fokus sein sollte. Die Steuerung am Empfänger sollte als letzte Wahl betrachtet werden. Ob während der Anlauf- oder Entwurfsphase eines Prozesses oder während der Bewertung eines bestehenden Prozesses, das Verfahren zur Kontrolle der Exposition gegenüber Luftschadstoffen sollte an der Quelle beginnen und bis zum Empfänger fortschreiten. Es ist wahrscheinlich, dass alle oder die meisten dieser Kontrollstrategien verwendet werden müssen.
Substitution
Das Substitutionsprinzip besteht darin, die Gefahr zu beseitigen oder zu verringern, indem ungiftige oder weniger toxische Materialien ersetzt oder der Prozess so umgestaltet wird, dass das Entweichen von Schadstoffen an den Arbeitsplatz verhindert wird. Idealerweise wären Ersatzchemikalien ungiftig oder die Prozessumgestaltung würde die Exposition vollständig eliminieren. Da dies jedoch nicht immer möglich ist, werden die nachfolgenden Kontrollen in der obigen Kontrollhierarchie versucht.
Beachten Sie, dass äußerste Vorsicht geboten ist, um sicherzustellen, dass die Substitution nicht zu einem gefährlicheren Zustand führt. Während dieser Schwerpunkt auf der Toxizitätsgefahr liegt, muss bei der Bewertung dieses Risikos auch die brennbare und chemische Reaktivität von Ersatzstoffen berücksichtigt werden.
Isolation
Das Prinzip der Isolierung besteht darin, die Gefahr zu beseitigen oder zu verringern, indem der Prozess, der den Schadstoff freisetzt, vom Arbeiter getrennt wird. Dies wird erreicht, indem der Prozess vollständig eingehaust oder in sicherer Entfernung von Personen platziert wird. Um dies zu erreichen, muss der Prozess jedoch möglicherweise ferngesteuert und/oder gesteuert werden. Isolation ist besonders nützlich für Jobs, die wenige Arbeiter erfordern und wenn die Kontrolle durch andere Methoden schwierig ist. Ein anderer Ansatz besteht darin, gefährliche Operationen außerhalb der Schicht durchzuführen, wo weniger Arbeiter exponiert sein können. Manchmal beseitigt die Verwendung dieser Technik die Exposition nicht, verringert jedoch die Anzahl der exponierten Personen.
Lüftung
Üblicherweise werden zwei Arten der Absaugung eingesetzt, um die Belastung durch Schadstoffe in der Luft zu minimieren. Die erste wird als allgemeine oder Verdünnungslüftung bezeichnet. Die zweite wird als Source Control oder Local Exhaust Ventilation (LEV) bezeichnet und später in diesem Artikel ausführlicher besprochen.
Diese beiden Arten der Entlüftung sollten nicht mit der Komfortlüftung verwechselt werden, deren Hauptzweck darin besteht, gemessene Mengen an Außenluft zum Atmen bereitzustellen und die Auslegungstemperatur und -feuchtigkeit aufrechtzuerhalten. An anderer Stelle werden hier verschiedene Arten der Belüftung besprochen Enzyklopädie.
Arbeitserfahrung
Die Kontrolle der Arbeitspraktiken umfasst die Methoden, die Arbeiter anwenden, um Operationen durchzuführen, und das Ausmaß, in dem sie die korrekten Verfahren befolgen. Beispiele für dieses Steuerverfahren werden durchgehend angegeben Enzyklopädie überall dort, wo allgemeine oder spezifische Prozesse besprochen werden. Allgemeine Konzepte wie Bildung und Ausbildung, Managementprinzipien und soziale Unterstützungssysteme umfassen Diskussionen über die Bedeutung von Arbeitspraktiken bei der Kontrolle von Expositionen.
Persönliche Schutzausrüstung
Persönliche Schutzausrüstung (PSA) gilt als letzte Verteidigungslinie zur Kontrolle der Arbeitnehmerexposition. Sie umfasst die Verwendung von Atemschutz und Schutzkleidung. Es wird häufig in Verbindung mit anderen Kontrollpraktiken verwendet, insbesondere um die Auswirkungen unerwarteter Freisetzungen oder Unfälle zu minimieren. Diese Fragen werden im Kapitel ausführlicher behandelt Personenschutz.
Lokale Abgasventilation
Die effizienteste und kostengünstigste Form der Schadstoffkontrolle ist LEV. Dies beinhaltet das Einfangen der chemischen Verunreinigung an ihrer Erzeugungsquelle. Es gibt drei Arten von LEV-Systemen:
- Gehäuse
- Außenhauben
- Hauben erhalten.
Gehäuse sind die bevorzugte Art von Hauben. Gehäuse sind in erster Linie dafür ausgelegt, die Materialien aufzunehmen, die innerhalb des Gehäuses erzeugt werden. Je vollständiger die Einschließung ist, desto vollständiger wird die Verunreinigung eingeschlossen. Vollständige Gehäuse sind solche, die keine Öffnungen haben. Beispiele für vollständige Gehäuse sind Handschuhkästen, Strahlkabinen und Lagerschränke für giftige Gase (siehe Abbildung 1, Abbildung 2 und Abbildung 3). Bei Teilgehäusen sind eine oder mehrere Seiten offen, aber die Quelle befindet sich noch innerhalb des Gehäuses. Beispiele für Teileinhausungen sind eine Lackierkabine (siehe Abbildung 4) und eine Laborabzugshaube. Oft scheint es, dass die Gestaltung von Gehäusen eher Kunst als Wissenschaft ist. Das Grundprinzip besteht darin, eine Haube mit einer möglichst kleinen Öffnung zu konstruieren. Das erforderliche Luftvolumen basiert normalerweise auf der Fläche aller Öffnungen und der Aufrechterhaltung einer Luftstromgeschwindigkeit in die Öffnung von 0.25 bis 1.0 m/s. Die gewählte Steuergeschwindigkeit hängt von den Betriebseigenschaften ab, einschließlich der Temperatur und dem Ausmaß, in dem die Verunreinigung vorangetrieben oder erzeugt wird. Bei komplexen Gehäusen muss besonders darauf geachtet werden, dass der Abgasstrom gleichmäßig über das Gehäuse verteilt wird, insbesondere wenn die Öffnungen verteilt sind. Viele Gehäusedesigns werden experimentell bewertet und, wenn sie sich als wirksam erwiesen haben, als Designschilder in das Handbuch für industrielle Belüftung der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1992) aufgenommen.
Abbildung 1. Komplettes Gehäuse: Handschuhfach
Abbildung 2. Komplette Einhausung: Lagerschrank für giftige Gase
Abbildung 3. Komplette Einhausung: Strahlkabine
Abbildung 4. Teilweise Einhausung: Lackierkabine
Louis DiBernardinis
Oft ist eine vollständige Einschließung der Quelle nicht möglich oder nicht erforderlich. In diesen Fällen kann eine andere Form der lokalen Absaugung, eine Außen- oder Erfassungshaube, verwendet werden. Eine Außenhaube verhindert die Freisetzung giftiger Materialien am Arbeitsplatz, indem sie diese an oder in der Nähe der Erzeugungsquelle, normalerweise einer Arbeitsstation oder einem Prozessbetrieb, auffängt oder mitreißt. In der Regel wird deutlich weniger Luftvolumen benötigt als bei der Teilumhausung. Da die Verunreinigung jedoch außerhalb der Haube erzeugt wird, muss sie richtig konstruiert und verwendet werden, um so effektiv wie eine teilweise Einhausung zu sein. Die effektivste Kontrolle ist eine komplette Einhausung.
Um effektiv zu arbeiten, muss der Lufteinlass einer Außenhaube von geeigneter Geometrie sein und in der Nähe des Freisetzungspunkts von Chemikalien platziert werden. Der Abstand hängt von der Größe und Form der Haube und der Luftgeschwindigkeit ab, die an der Entstehungsquelle benötigt wird, um die Verunreinigung einzufangen und in die Haube zu bringen. Im Allgemeinen gilt: Je näher an der Erzeugungsquelle, desto besser. Entwurfsflächen- oder Schlitzgeschwindigkeiten liegen typischerweise im Bereich von 0.25 bis 1.0 bzw. 5.0 bis 10.0 m/s. Für diese Klasse von Dunstabzugshauben gibt es viele Konstruktionsrichtlinien in Kapitel 3 des ACGIH-Handbuchs (ACGIH 1992) oder in Burgess, Ellenbecker und Treitman (1989). Zwei Arten von Außenhauben, die häufig Anwendung finden, sind „Baldachin“-Hauben und „Schlitz“-Hauben.
Überdachungshauben werden hauptsächlich zum Auffangen von Gasen, Dämpfen und Aerosolen verwendet, die in einer Richtung mit einer Geschwindigkeit freigesetzt werden, die zur Unterstützung des Auffangens verwendet werden kann. Diese werden manchmal als „Empfangshauben“ bezeichnet. Dieser Haubentyp wird im Allgemeinen verwendet, wenn der zu regelnde Prozess erhöhte Temperaturen aufweist, um den thermischen Aufwind zu nutzen, oder die Emissionen durch den Prozess nach oben geleitet werden. Beispiele für Vorgänge, die auf diese Weise gesteuert werden können, umfassen Trockenöfen, Schmelzöfen und Autoklaven. Viele Gerätehersteller empfehlen spezifische Erfassungshaubenkonfigurationen, die für ihre Geräte geeignet sind. Sie sollten um Rat gefragt werden. Entwurfsrichtlinien werden auch im ACGIH-Handbuch, Kapitel 3 (ACGIH 1992) bereitgestellt. Beispielsweise kann bei einem Autoklaven oder Ofen, bei dem der Abstand zwischen der Haube und der heißen Quelle ungefähr den Durchmesser der Quelle oder 1 m nicht überschreitet, je nachdem, welcher Wert kleiner ist, die Haube als Haube mit niedriger Haube betrachtet werden. Unter solchen Bedingungen entspricht der Durchmesser oder Querschnitt der Heißluftsäule ungefähr dem der Quelle. Der Durchmesser bzw. die Seitenabmessungen der Haube brauchen daher nur 0.3 m größer als die Quelle zu sein.
Die Gesamtdurchflussrate für eine kreisförmige Haube mit niedrigem Baldachin beträgt
Qt= 4.7 (Df)2.33 (Dt)0.42
wo:
Qt = Gesamthaubenluftstrom in Kubikfuß pro Minute, ft3/ Min
Df = Durchmesser der Haube, ft
Dt = Differenz zwischen der Temperatur der Haubenquelle und der Umgebung, °F.
Ähnliche Beziehungen bestehen für rechteckige Hauben und Hauben mit hohem Baldachin. Ein Beispiel für eine Überdachungshaube ist in Abbildung 5 zu sehen.
Abbildung 5. Haubenhaube: Ofenabluft
Louis DiBernardinis
Schlitzhauben werden zur Steuerung von Vorgängen verwendet, die nicht innerhalb einer Spalthaube oder unter einer Haube ausgeführt werden können. Typische Arbeitsgänge sind Fassbefüllung, Galvanik, Schweißen und Entfetten. Beispiele sind in Abbildung 6 und Abbildung 7 dargestellt.
Abbildung 6. Außenhaube: Schweißen
Abbildung 7. Außenhaube: Fassfüllung
Louis DiBernardinis
Der erforderliche Durchfluss kann aus einer Reihe von Gleichungen berechnet werden, die empirisch durch die Größe und Form der Haube und den Abstand der Haube von der Quelle bestimmt werden. Beispielsweise wird bei einer geflanschten Schlitzhaube der Durchfluss durch bestimmt
Q = 0.0743LVX
wo:
Q = Gesamthaubenluftstrom, m3/ Min
L = die Länge des Schlitzes, m
V = die Geschwindigkeit, die an der Quelle benötigt wird, um sie einzufangen, m/min
X = Entfernung von der Quelle zum Schlitz, m.
Die an der Quelle benötigte Geschwindigkeit wird manchmal als „Einfanggeschwindigkeit“ bezeichnet und liegt normalerweise zwischen 0.25 und 2.5 m/s. Richtlinien zur Auswahl einer geeigneten Erfassungsgeschwindigkeit finden Sie im ACGIH-Handbuch. Für Bereiche mit übermäßigem Querzug oder für Materialien mit hoher Toxizität sollte das obere Ende des Bereichs gewählt werden. Für Partikel sind höhere Einfanggeschwindigkeiten erforderlich.
Einige Hauben können eine Kombination aus Umschließungs-, Außen- und Aufnahmehauben sein. Beispielsweise ist die in Fig. 4 gezeigte Lackierkabine eine teilweise Einhausung, die auch eine Aufnahmehaube ist. Es ist so ausgelegt, dass es ein effizientes Einfangen von Partikeln ermöglicht, die durch Nutzung des Partikelimpulses erzeugt werden, der durch die rotierende Schleifscheibe in Richtung der Haube erzeugt wird.
Bei der Auswahl und Konstruktion lokaler Abgassysteme muss sorgfältig vorgegangen werden. Zu berücksichtigen sind (1) die Fähigkeit, den Betrieb einzuschließen, (2) die Eigenschaften der Quelle (d. h. Punktquelle vs. weit verbreitete Quelle) und wie die Schadstoffe erzeugt werden, (3) die Kapazität vorhandener Belüftungssysteme, (4) der Platzbedarf und ( 5) Toxizität und Entflammbarkeit von Schadstoffen.
Sobald die Haube installiert ist, muss ein routinemäßiges Überwachungs- und Wartungsprogramm für die Systeme implementiert werden, um ihre Wirksamkeit bei der Vermeidung einer Exposition von Arbeitern sicherzustellen (OSHA 1993). Die Überwachung der Standard-Laborchemikalienhaube ist seit den 1970er Jahren standardisiert. Für andere Formen der lokalen Absaugung gibt es jedoch kein solches standardisiertes Verfahren; daher muss der Benutzer sein eigenes Verfahren entwickeln. Am effektivsten wäre ein kontinuierlicher Durchflusswächter. Dies könnte so einfach sein wie ein Magnet- oder Wasserdruckmesser, der den statischen Druck an der Haube misst (ANSI/AIHA 1993). Der erforderliche statische Haubendruck (cm Wassersäule) ist aus den Konstruktionsberechnungen bekannt, und Durchflussmessungen können zum Zeitpunkt der Installation durchgeführt werden, um sie zu überprüfen. Unabhängig davon, ob ein kontinuierlicher Strömungswächter vorhanden ist oder nicht, sollte die Haubenleistung regelmäßig bewertet werden. Dies kann mit Rauch an der Haube erfolgen, um die Aufnahme zu visualisieren, und durch Messen des Gesamtdurchflusses im System und Vergleichen mit dem Auslegungsdurchfluss. Bei Gehäusen ist es normalerweise vorteilhaft, die Anströmgeschwindigkeit durch die Öffnungen zu messen.
Das Personal muss auch in der korrekten Verwendung dieser Haubentypen unterwiesen werden, insbesondere wenn der Abstand von der Quelle und der Haube vom Benutzer leicht geändert werden kann.
Wenn örtliche Abluftsysteme richtig konstruiert, installiert und verwendet werden, können sie ein wirksames und wirtschaftliches Mittel zur Kontrolle toxischer Belastungen sein.