Gefahrstoffnachweis mit dem Photoionisationsdetektor

Feuerwehren setzen seit Jahren mit Erfolg handgetragene Photoionisationsdetektoren ein. Kurz auch als PID bezeichnet. In der Norm u.a. auf dem Gerätewagen-Gefahrgut sind diese Geräte gefordert bzw. müssen zeitnah mit anderen Fahrzeugen an der Einsatzstelle zur Verfügung stehen. Der Bund hat mit den CBRN-Erkundungswagen im Jahr 2001 PID beschafft. Damit hat sich die Verfügbarkeit für Einsätze deutlich erhöht. Eigentlich sollte jede Feuerwehr zeitnah auf diese Messtechnik im Einsatz zugreifen können.

Messtechnik kann Segen und Fluch an der Einsatzstelle sein. Wichtig ist die Leistungsmöglichkeiten und Leistungsgrenzen der Messtechnik zu kennen.

Deshalb sollte man zuerst anschauen, wie ein PID funktioniert. Es saugt mit einer Membranpumpe die Umgebungsluft kontinuierlich an. Durch eine im Gerät verbaute UV-Lampe werden die Stoffe ionisiert und in positive und negativ geladene Bestandteile aufgespalten. Die eingesetzten Lampen haben unterschiedliche Energien. Gebräulich sind 9,8 eV, 10,6 eV und 11,7 eV. eV steht dabei für Elekronenvolt und beschreibt mit welcher Energie ionisiert wird. Auf Grund der Standzeit und der Leistungsfähigkeit wird in der Gefahrenabwehr in der Regel die 10,6 eV Lampe eingesetzt.

Nicht alle Stoffe lassen sich mit einer 10,6 eV Lampe ionisieren. Die Bestandteile von Luft sind darunter, aber auch Chlor hat eine Ionisierungsenergie die zu groß ist für diesen Lampentyp. Daneben lassen sich durch die Geräte Stoffe unterschiedlich gut ionisieren. Deshalb werden die PID mit einem bestimmten Gas kalibiert. Zur Kalibierung wird meist Isobuten eingesetzt. Die Abweichung in der Ionisierbarkeit wird bei den Geräten mit Responsefaktoren bzw. Korrekturfaktoren beschrieben. Als Abkürzung kommen z.B. RF und CF in der Literatur vor. In den Geräten lassen sich die einzelnen Stoffe auswählen und es findet im Gerät eine direkte Umrechnung statt.

Damit kann direkt ein Messwert in ppm für einen Stoff angezeigt werden. Und genau daraus ergeben sich im Einsatz sehr viele Probleme. Den eines kann ein PID nicht, es kann keinen Stoff an der Einsatzstelle identifizieren. Es kann nur für einen bekannten Stoff die Konzentration an der Einsatzstelle bestimmen. Daneben lassen sich Leckagen finden und Messwerte für unbekannte Stoffe vergleichen, aber niemals die Höhe dieser unbekannten Stoffe bestimmen.

Kommen wir mal zu einem praktischen Beispiel aus einem Einsatz, vielleicht werden die Probleme dann deutlicher.
Bei einem Brandeinsatz in Industriebetrieb werden im Umfeld einer brennenden Halle Messungen mit dem PID durchgeführt. Das Gerät ist auf Isobuten kalibiert. Somit ist der Responsefaktor für Isobuten 1. In der Anzeige sind 20 ppm zu lesen. Habe ich jetzt 20 ppm Isobuten an der Einsatzstelle? Nein, das Stoffgemisch (der Brandrauch) führt zu einer Anzeige von 20 ppm an der Stelle der Messung, nicht mehr oder weniger bedeutet dieses Ergebnis. Dieses kann ich mit anderen Orten und zu anderen Zeiten vergleichen und kann damit den Verlauf an der Einsatzstelle beschreiben.

 

Was passiert nun wenn auf Grund der Erkundung an der gleichen Einsatzstelle vermutet wird, dass Ammoniak (CF 9,6) und Ethlyacetat (CF 4,6) freigesetzt wird? Wenn man nur an der Stelle mit den 20 ppm Isobuten die Messung wiederholt und die Gase am PID wählt stehen folgende Ergebnisse im Display des PID:
Ammoniak: 20 ppm x 9,6(CF) = 192 ppm
Ethlyacetat: 20 ppm x 4,6(CF) = 92 ppm

Habe ich durch die Messungen Ammoniak oder Ethlyacetat an der Einsatzstelle nachgewiesen?
Nein, denn ich habe weiterhin nur den Brandrauch gemessen. Der führt bei der Einstellung Isobuten zu 20 ppm, Ammoniak 192 ppm und Ethlyacetat zu 92 ppm in der Anzeige, denn die Stoffe lassen sich mit dem PID nicht identifizieren. Ob Ammoniak und/oder Ethlyacetat im Brandrauch ist, läßt sich mit dem PID nicht sagen. Es kann im Brandrauch sein, muss es aber nicht. Für die Fragestellung ist das PID nicht das geeignete Messgerät bzw. die geiegnete Messmethode.

Spannend wir es, wenn man diese Messergebnisse an der Einsatzstelle kommuniziert und mit Beurteilungswerten in Beziehung setzt. Bleiben wir beim Beispiel Ammoniak. Der Einsatztoleranzwerte (ETW) von Ammoniak liegt bei 110 ppm. Nach Feuerwehrdienstvorschrift 500 beginnt der Gefahrenbereich beim ETW. Somit kann man mit einem falschen Messergebnis von 192 ppm Ammoniak in diesem Beispiel Einsatzmaßnahmen graviend ändern. Denn ein Bereich von 192 ppm Ammoniak muss mit Sonderausrüstung betreten werden.

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