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Von Gefahren und Schutzmaßnahmen

Lösungsmittel

Zahlreiche Lösungsmittel, die in Laboren eingesetzt werden, bergen Gefahren für Gesundheit und Sicherheit. Diesen und den Möglichkeiten, Schutz- und Sicherheitsmaßnahmen zu treffen, widmet sich der Autor in seinem Artikel.

Lösungsmittel werden für verschiedene Anwendungen eingesetzt, in Laboren insbesondere, um andere Substanzen aufzulösen oder zu extrahieren. Hier kommen sie nicht nur als Flüssigkeiten, sondern auch in gasförmigem Zustand zum Einsatz. Das wohl bekannteste Lösungsmittel ist Wasser. Doch gegenüber diesem "harmlosen" Lösungsmittel bergen die häufig eingesetzten organische Lösungsmittel Gefahren für die Gesundheit und Sicherheit. Hierzu gehören z. B. Alkohole wie Ethanol und Isopropylalkohol, die häufig in Reinigungsprodukten, Desinfektionsmitteln und in der pharmazeutischen Industrie verwendet werden; Kohlenwasserstoffe, die als Lösungsmittel in der Industrie beispielsweise in Farben, Lacken, Klebstoffen und Reinigungsmitteln verwendet werden; Ester, die in Farben, Lacken, Klebstoffen und Druckfarben eingesetzt werden, und halogenierte organische Lösungsmittel, darunter Trichlorethylen, Perchlorethylen und Dichlormethan, kommen in der chemischen Industrie, der Reinigung und der Metallverarbeitung zum Einsatz. Es ist wichtig, Lösungsmittel entsprechend den Sicherheitsanforderungen und den Anweisungen des Herstellers zu handhaben, da sie potenzielle Gefahren für die Gesundheit und die Umwelt bergen.

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Anwendung in der Chromatographie

In einer HPLC-Anlage (HPLC: High Performance Liquid Chromatography) sind Lösungsmittel für die chromatographische Trennung unentbehrlich. Diese müssen speziell für die Art der zu trennenden Stoffe bzw. zu analysierenden Proben geeignet sein. Einige der gängigsten Lösungsmittel für die Flüssigchromatographie sind folgende: 1. Acetonitril (CH3CN) – das wohl am häufigsten verwendete Lösungsmittel in der HPLC. Es ist polar, hat eine niedrige Viskosität und eine gute Elutionskraft, was es ideal für zahlreiche analytische Trennaufgaben macht. 2. Methanol (CH3OH): Methanol wird ebenfalls häufig in der HPLC eingesetzt. Es ist ebenfalls polar und hat eine ähnliche Elutionskraft wie Acetonitril. 3. Wasser (H2O): Auch Wasser wird als mobile Phase oder als Bestandteil der mobilen Phase in vielen HPLC-Anwendungen verwendet. Als recht universelles Lösungsmittel ermöglicht es das Lösen einer Vielzahl von Verbindungen. 4. Tetrahydrofuran (THF): THF wird für spezielle Anwendungen in der HPLC eingesetzt. Das aprotische Lösungsmittel kommt bei der Analyse von Verbindungen zum Einsatz, die in polaren Lösungsmitteln nicht gut löslich sind. 5. Ethanol: Auch Ethanol (C2H5OH) wird gelegentlich in der HPLC verwendet. Die Wahl der Lösungsmittel für die HPLC hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art der Probe, den Trennbedingungen und den gewünschten analytischen Zielen. Die genaue Zusammensetzung der mobilen Phase wird durch die spezifische HPLC-Methode und den Analysezweck bestimmt.

Lösungsmitteldämpfe

Unsachgemäßer Aufbau für die HPLC mit offenen Behältern, die organische Lösungsmittel enthalten. Hier wurde weder Arbeitsschutz noch Sicherheit Rechnung getragen. © SCAT Europe

Unabhängig von dem flüssigen Lösungsmittel sind es die Dämpfe organischer Lösungsmittel, von denen Gefahren für Sicherheit und Gesundheit ausgehen. Abgesehen von dem Fall, dass ein Behälter, der Lösungsmittel enthält, unsachgemäß offen aufbewahrt wird und Dämpfe daher direkt daraus entweichen, können Lösungsmitteldämpfe auch an verschiedenen anderen Stellen austreten. Grundsätzlich ist es wichtig, Lösungsmittelbehälter bei Nichtgebrauch zuverlässig zu verschließen. Am besten eignen sich dazu hermetisch schließende Verschlüsse aus lösungsmittelbeständigem Material mit entsprechender Dichtung. Undichte Verschlüsse können ein Problem darstellen, denn Lösungsmitteldämpfe entweichen selbst durch kleinste Öffnungen oder Undichtigkeiten. Das kommt häufig bei Lösungsmittelbehältern in der HPLC vor, an denen Schläuche und Kapillare angeschlossen sind. Lösungsmitteldämpfe können auch durch undichte Stellen oder auch defekte, unzureichend gewartete Lüftungs- und Belüftungssysteme in die Raumluft entweichen.

Für den Einsatz in der Flüssigchromatographie gibt es spezielle abdichtende Kappen, die Zuführungen für HPLC-Schläuche enthalten. Hier ist der Aufbau einer HPLC-Anlage unter Verwendung von Sicherheitsverschlüssen für die Versorgungsbehälter (Safety Caps von Scat) und für die Abfallbehälter (Safety Waste Caps von Scat) gezeigt. © SCAT Europe

Verdunstung von benetzten Flächen: Werden Lösungsmittel z. B. über einen Trichter entsorgt, bleibt die Trichteroberfläche oft mit Lösungsmittelresten benetzt, die nach und nach in die Umgebungsluft verdunsten, wenn dieser nicht dicht abgedeckt wird.

Weiterhin können durch unsachgemäße Entsorgung von Lösungsmitteln, beispielsweise über Abfluss oder Hausmüll, Dämpfe freigesetzt werden und Lösungsmittel in die Umwelt gelangen.

Es ist wichtig, geeignete Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um die Freisetzung von Lösungsmitteldämpfen zu minimieren. Dazu gehört die ordnungsgemäße Lagerung, Aufbewahrung in geschlossenen Behältern, gute Belüftung, die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung und die Einhaltung der geltenden Vorschriften für den Umgang mit Lösungsmitteln.

Gefahren durch Lösungsmitteldämpfe

Lösungsmitteldämpfe können verschiedene Gefahren mit sich bringen, insbesondere wenn sie über einen längeren Zeitraum eingeatmet werden oder in hoher Konzentration auftreten. Einige potenzielle Gefahren sind:

1. Lösungsmitteldämpfe können die Gesundheit beeinträchtigen, wenn sie eingeatmet werden. Sie können Reizungen der Atemwege, der Haut oder der Augen verursachen. Bei längerer oder wiederholter Exposition können sie zu Atemwegserkrankungen, Kopfschmerzen, Schwindel, Benommenheit, mitunter auch zu Organschäden führen. In der europäischen Liste der Berufskrankheiten werden Lösungsmittel als Ursache zahlreicher Erkrankungen, teils mit Langzeitfolgen, aufgeführt.

2. Sicherheitsrisiken durch Brand- und Explosionsgefahr: Viele Lösungsmittel sind leicht entzündlich und können bei ausreichender Konzentration in der Luft explosionsfähige Gemische mit Sauerstoff bilden. Die Dämpfe entzünden sich leicht an Zündquellen wie offenen Flammen, Funken oder heißen Oberflächen, was zu Bränden oder Explosionen führen kann. Auch elektrostatische Aufladungen sind eine Zündgefahr.

3. Umweltauswirkungen: Wenn Lösungsmittel in die Umwelt gelangen, können sie Boden, Wasser und Luft kontaminieren und Organismen schaden.

Wie können Labormitarbeitende sich vor Lösungsmitteldämpfen schützen?

Verschiedene Maßnahmen sind beim Umgang mit Lösungsmitteln zu beachten:

1. Persönliche Schutzausrüstung (PSA): Eine für den Zweck geeignete persönliche Schutzausrüstung (wie z. B. Handschuhe und Schutzkleidung, Schutzbrillen, ggf. Atemschutzmasken) ist zu tragen.

2. Gute Belüftung: Es sollte sichergestellt sein, dass der Arbeitsbereich gut belüftet ist, um eine gute Luftzirkulation zu gewährleisten. Für die Arbeit in Laboratorien gilt die TRGS 526 (TRGS: Technische Regeln für Gefahrstoffe). Nach Punkt 6.2.5 soll eine Luftwechselrate von 25 m3/h pro m2 Nutzfläche des Labors gewährleistet werden. Die Luftwechselrate kann reduziert werden, wenn die Gefährdungsbeurteilung ergibt, dass die getroffenen Schutzmaßnahmen für die vorgesehenen Tätigkeiten dauerhaft ausreichend und wirksam sind. Eine solche Maßnahme kann z. B. die durchgängige Verwendung hermetisch schließender Verschlusskappen für Behälter sein. Bestimmte Arbeiten (wie z. B. das Ab- und Umfüllen organischer Lösungsmittel) sind innerhalb eines Laborabzugs durchzuführen.

3. Lagerung und Handhabung: Lösungsmittel müssen in geeigneten, gut verschlossenen Behältern gelagert werden. Organische, entflammbare Lösungsmittel dürfen nicht in der Nähe von Hitzequellen und offenen Flammen gehandhabt oder gelagert werden. Auch auf sichere Handhabung und geeignete Arbeitsmethoden ist zu achten, um das Auslaufen oder Verschütten von Lösungsmitteln zu vermeiden und die Exposition gegenüber Lösungsmitteldämpfen zu minimieren.

4. Schulung und Information: Sicherheitsschulungen, die auch den sicheren Umgang mit Lösungsmitteln beinhalten, sind zu absolvieren. Jeder Mitarbeitende muss sich über die Gefahren, die von dem jeweils verwendeten Lösungsmittel und auch damit verbundenen Dämpfen ausgehen, informieren. Hier sind die Sicherheitsdatenblätter der verwendeten Chemikalien und die geltenden Sicherheitsvorschriften beachten. Generell ist es wichtig, die Sicherheitsmaßnahmen und Vorschriften in dem eigenen spezifischen Arbeitsumfeld zu beachten und hier mit Arbeitgeber, Sicherheitsbeauftragten und Laborleitung eng zusammenzuarbeiten.

5. Umgang mit Abfällen: Lösungsmittel sind gemäß den örtlichen Vorschriften und Bestimmungen zu entsorgen. Laborseitig sind Lösungsmittelabfälle in geeigneten und dicht verschlossenen Behältern zu sammeln, bevor sie der vorschriftsmäßigen Entsorgung zugeführt werden.

Aktivkohle im Innern der Verschlüsse Waste Caps von Scat dient der Adsorption von Lösungsmitteldämpfen. Da Aktivkohle Dämpfe von Säuren und Laugen nicht so effektiv bindet wie die organischer Lösungsmittel, befinden sich zwei zusätzliche Aktivkohleschichten in den Abluftfiltern. © SCAT Europe

Durch zusätzliche Vorkehrungen können Lösungsmitteldämpfe auch gebunden werden: Aktivkohle ist ein wirksames Mittel, Lösungsmitteldämpfe durch Adsorption zu binden. So können durch den Einsatz von Aktivkohlefiltern oder Aktivkohlebetten in Lüftungs- und Abzugsanlagen Lösungsmitteldämpfe aus der Luft adsorbiert und gebunden werden. Auch in Verschlusskappen eingesetzt, adsorbiert Aktivkohle dort die Dämpfe des in dem jeweiligen Behälter aufbewahrten Lösungsmittels.

Zusammenfassung

Abgesehen von der Teilnahme an den Sicherheitsschulungen des eigenen Unternehmens muss jeder Labormitarbeitende sich informieren, welche Gefahren von Lösungsmitteln und anderen Chemikalien ausgehen, die er verwendet bzw. die in dem jeweiligen Labor zum Einsatz kommen, mit welchen geeigneten Maßnahmen er sich und die Umgebung schützen muss, welche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen sind und wie die jeweilig verwendeten Lösungsmittel sowie die anfallenden Lösungsmittelabfälle fachgerecht zu handhaben und aufzubewahren sind. Darüber hinaus kann der Einsatz von angemessenen technischen Lösungen (Lüftungsanlage zur Raumluftzirkulation, Abzüge, geräteseitige Dichtungen etc.) und geeignetem Zubehör (wie z. B. spezielle Verschlusskappen für Behälter) einer Kontamination der Umgebung mit Lösungsmitteln und einer Exposition der Mitarbeitenden vorbeugen.

AUTOR
Peter Rebehn
Geschäftsführer
SCAT Europe GmbH, Mörfelden
Tel.: 06105-305586-0
[email protected]
www.scat-europe.com

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