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Querempfindlichkeit am Arbeitsplatz - Giftige, brennbare und erstickende Gase stellen einige der größten Gefahren für die Arbeitssicherheit dar. In einigen Fällen kann es unklar sein, welche Gase in Ihrer Arbeitsumgebung vorhanden sein können. Zum Glück gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, Gase in einer Anlage zu erkennen. Zum Beispiel könnten Sie eine Probe nehmen und mit einem Massenspektrometer analysieren lassen, um eine genaue Messung der Gase in der Umgebung zu erhalten. Diese Methode nimmt jedoch Zeit in Anspruch, und wenn Ihr Labor vor Ort nicht richtig ausgestattet ist, müssen Sie die Probe möglicherweise versenden, was zu zusätzlichen Kosten führt. Eine weitere Möglichkeit zur Messung sind Gasprüfröhrchen. Sie bieten den Vorteil, dass sie nur mit einer bestimmten Chemikalie oder einer Reihe von Chemikalien reagieren. Das Problem mit Rohren ist, dass sie teuer sein können und einige eine kurze Haltbarkeit haben. Wenn Sie sich nicht sicher sind, auf welches Gas Sie prüfen müssen, verbrauchen Sie eventuell mehrere verschiedene Röhrchen, bis Sie das richtige für das tatsächlich vorhandene Gas gefunden haben. Dies ist mit Zeit- und Kostenaufwand verbunden.

Optionen zur Überwachung von Gasen

Für welche Option entscheiden sich also die meisten Anwender? In der Regel erweisen sich tragbare Gaswarngeräte und/oder Bereichsüberwacher als die sinnvollste Wahl. Sie sind auf die Messung eines einzelnen Gases oder mehrerer Gase ausgelegt und verwenden ausgefeilte Technologien zur Überwachung auf gasbezogene Gefahren.

Katalytische Diffusions- und Infrarotsensoren (IR) können brennbare Gase erkennen, während PID-Sensoren (Photoionisationsdetektoren) typischerweise nach flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und anderen Kohlenwasserstoffen suchen. Für toxische Gase, die für die menschlichen Atemwege schädlich sein können, ist der elektrochemische Sensor die praktischste Option.

Die Grundkomponenten eines elektrochemischen Sensors sind eine Arbeitselektrode, eine Gegenelektrode und üblicherweise noch eine Referenzelektrode. Diese Elektroden werden vom Sensorgehäuse umschlossen und stehen in Kontakt mit einem flüssigen Elektrolyt. Der Sensor verfügt über eine Teflonmembran, die das Eindringen von Schmutz, Wasser und anderen Verunreinigungen in den Sensor verhindert. Das Gas breitet sich im Sensor aus und fließt durch die Membran zur Arbeitselektrode.

Wenn das Gas die Elektrode erreicht, findet eine chemische Reaktion statt, bei der Energie erzeugt wird. Der erzeugte elektrische Strom ist proportional zur Gaskonzentration am Sensor, d. h, mehr Gas entspricht höherem erzeugten elektrischen Strom, weniger Gas entspricht niedrigerem Strom. Das Instrument zeigt dann die Gaskonzentration beispielsweise in Teilen pro Million (PPM) für Giftgassensoren oder in Volumenprozent für Sauerstoffsensoren an. Alle Sensoren sind für die Messung eines spezifischen Gases ausgelegt, aber bei dieser Sensortechnologie ist mit einer Querempfindlichkeit zu rechnen.

Zum Verständnis von Querempfindlichkeiten

Als Querempfindlichkeit oder auch als störende Gase werden solche Gase bezeichnet, die dazu führen können, dass die Elektrode im Inneren des Sensors reagiert, auch wenn das Zielgas nicht vorhanden ist. Kann diese Reaktion vollständig unterdrückt werden? In einer perfekten Welt schon, aber leider ist es sehr schwierig, eine Elektrode zu entwickeln, die ausschließlich auf das Zielgas anspricht. Als Idealfall wünscht sich der Benutzer, dass ein Kohlenmonoxid (CO)-Sensor nur Kohlenmonoxid misst, aber es gibt andere Gase, die Messwerte auf diesem Sensor erzeugen können. Dies ist nur ein Beispiel für viele Querempfindlichkeiten. Wir können diese Reaktion durch den Einsatz von Filtern an den Sensoren verlangsamen, aber auch hier wird die Reaktion nicht vollständig unterbunden. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es noch keine perfekte Technologie, die alle störenden Gase herausfiltern kann.

Als Verantwortlicher für ein Gaswarngeräteprogramm kann dies für Sie und Ihre Mitarbeiter problematisch sein. Sie könnten sich in einem Bereich befinden, in dem sie ein CO- Eingas-Warngerät tragen müssen, und sie erhalten eine Gasmeldung auf dem Gerät. Sie wissen aus ihrer Einführungsschulung zur Überwachung von Gasen, dass Kohlenmonoxid durch unvollständige Verbrennung entsteht. Sie sehen sich um und sehen nichts, was CO produzieren könnte. Ihnen stehen jetzt Diskussionen mit den Benutzern bevor, da diese den Warngeräten nicht mehr vertrauen, weil es in diesem Bereich überhaupt kein CO gibt. Aber was ist hier wirklich passiert? Was die Mitarbeiter nicht erkannten, war, dass im begangenen Prozessabschnitt eine große Menge an Wasserstoff (H2) vorlag, der den Kohlenmonoxid-Sensor zum Ansprechen brachte. Dieses Beispiel zeigt einen der Gründe, warum es sehr wichtig ist, Menschen im Vorfeld über das Potenzial für Querempfindlichkeiten zu informieren.

Untersuchung von Gasmessungen

Wie kann Ihnen die Querempfindlichkeit helfen, wenn Sie für die Untersuchung oder Auswertung der Gasmesswerte verantwortlich sind? Weil das Thema so wichtig ist, veröffentlichen die meisten Hersteller von Gaswarngeräten die Querempfindlichkeiten ihrer Sensoren für giftige Gase. In der folgenden Beispielübersicht sind der Sensortyp oben und die entsprechenden Gase, für die eine Querempfindlichkeit besteht, unten links aufgelistet. Diese Tabelle lässt sich einfach als Referenz für die Mitarbeiter ausdrucken, um sie in der Tasche an den Arbeitsort mitzunehmen. Wenn ein Mitarbeiter ein Gerät nutzt, das mit einem Kohlenmonoxid-, Schwefelwasserstoff-, Sauerstoff- und einem UEG-Sensor konfiguriert ist, kann er mit dieser Einheit und der Querempfindlichkeitstabelle arbeiten. Wenn der Mitarbeiter wie im vorherigen Beispiel eine ungewöhnliche Anzeige am Gerät erhält, lässt sich anhand der Tabelle besser verstehen, welche Gase vorhanden sind. Ist das eine exakte Wissenschaft? Nein, überhaupt nicht. Aber diese Methode kann in Verbindung mit einer anderen Gasnachweismethode verwendet werden, über die wir bereits gesprochen haben.

Wenn Sie oder ein Endanwender positive Werte für CO oder H2S in einem Bereich erhalten, wo eigentlich keines dieser Gase vorhanden sein sollte, können Sie mit der Querempfindlichkeitstabelle bestimmen, welche anderen Gase die Werte verursacht haben könnten. In der Beispieltabelle können Sie erkennen, dass es sich um Blausäure (HCN) oder vielleicht H2 handeln könnte. Anhand dieser Informationen können Sie nun zu den passenden Gasprüfröhrchen greifen. Anstatt nach dem Versuch-und-Irrtum-Prinzip einen ganzen Haufen Gasprüfröhrchen blind zu öffnen, können Sie die Tests auf eine Chemikalienfamilie oder sogar ein bestimmtes Gas beschränken.

table 1

table 2

Als weiterer Aspekt ist bei der Querempfindlichkeit zu beachten, dass einige Gaswarngeräte je nach Hersteller negative Werte anzeigen können. Auch dieser Punkt kann bei Endanwendern für Irritation sorgen. Manchmal fragen sie: „Wo sollen denn negative Gaswerte herkommen?“ Und gehen dann davon aus, dass das Messgerät defekt sein muss. Negative Messwerte treten auf, wenn das vorhandene Gas die Elektrode negativ reagieren lässt. In diesem Fall ist es die Querempfindlichkeit, die zu einer Reaktion mit den enthaltenen Chemikalien führt. Einige Hersteller führen in der Sensorprogrammierung ein so genanntes Dead Banding – die Festlegung eines Totbereichs – der Sensoren durch. Das bedeutet, dass der Sensor so programmiert ist, dass er eventuelle negative Werte für die Anzeige unterdrückt. In diesem Fall wird nur ein Wert von Null angezeigt. Einige Hersteller blenden außerdem auch kleinere Werte im positiven Bereich aus, um dem Anwender keine geringen Querempfindlichkeiten und Schwankungen anzuzeigen. Andere Hersteller verzichten auf diesen Totbereich der Sensoren, da auch kleinere Schwankungen und negative Messwerte etwas darüber aussagen, dass in dem Bereich etwas vorliegt. Solange das Messgerät richtig kalibriert ist, können Sie davon ausgehen, dass auch die Anzeige korrekt ist.

Sicherheit der Arbeitnehmer

Sind Querempfindlichkeiten also schlecht für den Anwender? Sie können vielleicht manchmal etwas Kopfzerbrechen verursachen, aber die Information, dass irgendein Gas vorhanden ist, kann sehr hilfreich sein. Querempfindlichkeiten können einem Benutzer sagen: „Hallo, hier ist irgendetwas. Vielleicht sollten Sie genauer hinsehen.“ Und das Wissen, welche Querempfindlichkeiten für Ihre Geräte und Ihren Arbeitsplatz zutreffen, kann Ihnen bei der Eingrenzung helfen, um welche Gase es sich handeln könnte. Es ist keine exakte Wissenschaft, aber das Verständnis von Querempfindlichkeiten kann einen Beitrag zur Sicherheit der Mitarbeiter leisten.