Elektronenmikroskopische Auswertung

Die Abbildungen 3.57 und 3.58 zeigen Partikel auf den beiden während des Kopie-rens beaufschlagten Kernporenfiltern nach direkter Präparation, die bei 40.000facher Vergrößerung ausgezählt wurden, Tab. 3.10. Beide Filter zeigen A+A von Nanoteil-chen.

Dabei ist zunächst zu fragen, ob derart kleine Partikel überhaupt in den Tonerstäu-ben vorkommen, da für diese bisher generell ein Partikeldurchmesser von mehreren µm angegeben wird (EWES und NOWAK, 2006; KÄFFERLEIN et al., 2006). Zum Vergleich werden rasterelektronenmikroskopische und transmissionselektronen-mikroskopische Aufnahmen des in Kopierer Nr. 2 in Tabelle 3.10 verwendeten To-nerstaubes herangezogen, Abb. 3.59 bis 3.61.

So zeigt Abbildung 3.59 rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen einer Probe aus der Tonerkartusche von Kopierer Nr. 2. Wie in der Literatur beschrieben, zeigten sich bei 100facher Vergrößerung µm-große Partikeln mit einer kompakten Oberfläche. Bei höherer Vergrößerung fallen jedoch an einzelnen Körnern Bereiche auf, die eine Zu-sammensetzung aus ultrafeinen Partikeln erkennen lassen. Ergänzend präsentiert Abbildung 3.60 eine etwa 2,5 mm große Ziffer „3“ auf einer Kopie (Einfügung links

oben) in einer Übersicht bei 30facher Vergrößerung. Die Aufnahmen der mit Toner beschichteten Papieroberfläche bei 200- und 2000facher Vergrößerung zeigen er-wartungsgemäß, dass der Toner als Schmelze aufgebracht wurde, in der keine ultra-feinen Teilchen erkennbar sind.

Abb. 3.57 Transmissionspräparat von Filter 62-414, das als Sammelprobe von Kopierer 1, 2 und 3 während der Probenahme vom 9. und 10.8.2005 beaufschlagt wurde. Vergrößerung x2.000, x10.000, x20.000, x40.000.

Die Porengröße des Kernporenfilters beträgt 0,4 µm.

Abb. 3.58 Transmissionspräparat von Filter 62-460, das am 30.1.2006 bei einer Probenahme an Kopierer 2 beaufschlagt wurde. Vergrößerung x2.000, x10.000, x20.000, x40.000. Die Porengröße des Kernporenfilters be-trägt 0,2 µm.

Abb. 3.59 REM-Aufnahmen bei 1000-, 10.000-, 20.000- und 40.000facher Ver-größerung einer Streuprobe von Toner aus einer Kartusche des Kopie-rers Nr. 2.

Abb. 3.60 REM-Aufnahme einer etwa 2,5 mm großen Ziffer „3“ auf einer Kopie bei 30facher (Übersichtsaufnahme oben links) sowie 200- und 2000facher Vergrößerung.

Abb. 3.61 TEM-Aufnahmen einer Streuprobe von Tonermaterial aus der Kartu-sche des Kopierers Nr. 2 auf einem TEM-Netz mit Kohlefilm.

Schließlich zeigt Abbildung 3.61 transmissionselektronenmikroskopische Aufnahmen eines Streupräparates des Toners aus Kopierer Nr. 2. Bei 2000facher Vergrößerung zeigen sich die Tonerkörner teils dunkel mit scharfen Konturen und teils hell mit flo-ckigem Saum. Bei 40.000facher Vergrößerung zeigt dieser Saum eine körnige Struk-tur, die ebenfalls eine Zusammensetzung aus ultrafeinen Teilchen erkennen lässt. Es wird sogar während der Beobachtung ein plötzlicher Übergang von dunklen kontu-rierten zu hellen flockigen Teilchen registriert, der durch die elektrische Aufladung im Elektronenstrahl ausgelöst werden dürfte. Dieses in den Abbildungen 3.59 und 3.61 dokumentierte Erscheinungsbild der Tonerpartikel entspricht weitgehend demjenigen des im 19-Stäubeversuch verwendeten Tonerstaubes, vgl. Abb. 3.12 in Abschnitt 3.1.6, für den eine Zusammensetzung aus ultrafeinen Teilchen auch quantitativ nachgewiesen wurde.

Bisherige arbeitsmedizinische Arbeiten über Erkrankungen, die im Zusammenhang mit Emissionen aus Laserdruckern und Kopiergeräten diskutiert werden (EWES und NOWAK, 2006; KÄFFERLEIN et al., 2006), lassen demgegenüber ebenso wenig Hinweise auf das Vorhandensein ultrafeiner Teilchen erkennen, wie die Beschrei-bungen des eingesetzten Tonerstaubes in den Tierversuchen (POTT und ROLLER, 2003, 2005; MUHLE et al., 1990, 1991). Die Autoren der Reviews führen überein-stimmend aus, dass eine über die allgemeine Hintergrundbelastung hinausgehende Belastung der Nutzer durch „Feinstaub“ und flüchtige organische Verbindungen nicht nachgewiesen wurde.

Nach EWES und NOWAK (2006) bestehen Toner aus sehr kleinen thermoplasti-schen Kunststoffpartikeln, in die Pigmente eingebettet sind. Da außerdem die „Parti-keldurchmesser im Bereich von 2 bis 10 µm mit Medianwerten von ca. 5 µm angege-ben werden, folgern die Autoren: „Tonerstäube sind somit als Feinstaub (definiert als PM10) nicht aber als Nanostaub einzustufen“. Erst GMINSKI und MERSCH-SUNDERMANN (2006) räumen aufgrund von Teilchenkonzentrationsmessungen von

BAKE und MORISKE (2006) auch die Freisetzung ultrafeiner Teilchen ein, betonen aber ein Datendefizit bei der Bewertung dieser Expositionen.

Demgegenüber zeigen unsere Untersuchungen, dass in den Tonerstäuben sehr wohl nano-skalige Pigmente vorhanden sein können und dass deren Einbettung in ther-moplastische Kunststoffe trotz der Erscheinung als kompakte Körner durch elektri-sche Aufladung oder die Behandlung mit Ultraschall aufgebrochen werden kann. Das Beispiel der Messung von Abbildung 3.56 zeigt, dass hierbei zumindest an einem der Kopiergeräte (Nr. 2) neben einer erhöhten Massenkonzentration (Tab. 3.10) auch Teilchenkonzentrationen von bis zu 340.000 Teilchen/cm³ (im Mittel 9500 Teil-chen/cm³) registriert werden. Diese Ergebnisse werden durch registrierende Mes-sungen der Teilchenkonzentration von BAKE und MORISKE (2006) in ihrer Größen-ordnung bestätigt. Dabei verweisen diese Autoren auf die Freisetzung von Teilchen auch während der Aufwärmphase und beim Drucken leerer Seiten. Dies konnte auch für Kopierer 2 bestätigt werden. So zeigte sich beim Drucken von jeweils 10 leeren Kopien ein rasches exponentielles Abklingen der Konzentration. Nachfolgende Mes-sungen bedruckter Seiten führten dagegen zu Konzentrationsspitzen konstanter Hö-he (RÖDELSPERGER et al., 2007a). Eine ähnlicHö-he Emission wird auch beim Kopie-ren bedruckter Seiten in Abbildung 3.56 beobachtet. Dabei mündet der anfängliche Abfall allerdings in das beim Kopieren bedruckter Seiten beobachtete konstante Konzentrationsniveau ein.

Elektronenmikroskopisch wurde diese Anzahlkonzentration mit 4000 PT/ml annä-hernd allerdings nur mit der Zahl der PT und nicht mit der weit niedrigeren Zahl der A+A erreicht. Eine über die Hintergrundbelastung z. B. durch den Straßenverkehr deutlich hinausgehende Belastung durch ultrafeine Partikeln ist somit auch bei dieser orientierenden Messung nicht nachgewiesen. Es bleibt jedoch offen, inwieweit an anderen Kopierern auch höhere Konzentrationen festgestellt werden können.

3.6 Innenraumbelastung durch Zigarettenrauch