Aerosole und Feinstaubpartikel gehören zu den tückischsten Gesundheitsrisiken im Arbeitsumfeld, denn in der Atemluft sind sie nahezu unsichtbar. Noch kleiner und gefährlicher sind Viren und Bakterien, die unbemerkt über die Atemluft in unseren Organismus landen und im schlimmsten Fall zum Tod führen können. Das Tragen von Atemschutzmasken gehört daher in vielen Arbeitsbereichen zum Alltag. Doch wie genau funktionieren Atemschutzmasken eigentlich und vor was schützen sie? Diese Frage klären wir in diesem Blogbeitrag.
Die Funktion von Atemschutzmasken
Atemschutzmasken schützen vor wässrigen und öligen Aerosolen, Rauch, Feinstaub, Viren und Bakterien bei der Arbeit* – ihre Schutzfunktion ist dabei europaweit nach EN149:2001+A1:2009 genormt und in die drei Klassen FFP1, FFP2 und FFP3 unterteilt. Bezeichnet werden sie als partikelfiltrierende Halbmasken oder Feinstaubmasken.
Die gefährlichsten Partikel können krebserregend oder radioaktiv sein, andere das Atmungssystem des Körpers über Jahrzehnte hinweg schädigen und langfristig zu schweren Erkrankungen oder sogar zum Tod führen
*vor dem Einsatz von Atemschutzmasken ist die Eignung zu überprüfen und durch eine Gefährdungsbeurteilung abzusichern.
Um sich vor diesen Partikeln zu schützen, ist ein Atemschutzgerät in vielen Arbeitsbereichen schon lange Bestandteil der persönlichen Schutzausrüstung (PSA). Wir möchten nun genauer wissen, wie Atemschutzmasken funktionieren und wie genau Partikel gefiltert werden.
Partikelfiltrierende Atemschutzmasken schützen vor Partikeln, nicht jedoch vor Gasen und Dämpfen. Die Masken bestehen üblicherweise vollständig aus Filtermaterial (auch Spinnvlies (spun bond) und Schmelzblas-Vlies (melt blown) genannt) in mehreren Lagen und sind optional mit einem Ausatemventil ausgestattet. Die unterschiedlichen Lagen dienen verschiedenen Zwecken wie der Optik, Haptik, Formstabilität, Reißfestigkeit und natürlich Filterung.
Eines der wichtigsten Komfortmerkmale bei Atemschutzmasken ist der Atemwiderstand – der Widerstand, den der Träger beim Ein- und Ausatmen spürt und der ihn dabei belastet. Um den Atemwiderstand möglichst gering zu halten, muss das Filtermaterial einerseits luftdurchlässig sein, andererseits aber auch die Partikel filtern. Aus diesem Grund wird das Filtermaterial mit einer elektrostatischen Ladung versehen. Diese sorgt dafür, dass Partikel, die aufgrund ihrer kleinen Größe eigentlich durch das Filtermaterial hindurchfliegen würden, am Material haftenbleiben.
Am besten lässt sich das mit Hilfe eines Luftballons und gemahlenen Pfeffers nachvollziehen: Bläst man den Luftballon auf und reibt ihn an ein Stück Stoff, so lädt er sich elektrostatisch auf. Bringt man den geladenen Luftballon nun in die Nähe des Pfeffers, wird der feine Pfefferstaub bereits in einem Abstand von mehreren Zentimetern vom Luftballon angezogen – das ist genau der Effekt, der bei einer Atemschutzmaske dafür sorgt, dass die Luft durchströmen kann, während die Partikel hängenbleiben.
Die Schutzklassen: FFP1, FFP2 und FFP3
Es gibt drei Schutzklassen, nach welchen die Atemschutzmasken eingestuft werden. Doch worin genau unterscheiden sich die drei Schutzklassen?
Sie unterscheiden sich nicht nach der Größe der gefilterten Partikel, sondern nach der Anzahl der gefilterten Partikel.
FFP1 Atemschutzmasken
FFP1 Atemschutzmasken weisen ein Filtervermögen von mind. 80 % auf und filtern bis zu einem 4-fachen des jeweiligen Grenzwertes (AGW*). Atemschutzgeräte dieser Schutzklasse schützen den Träger vor ungiftigen und nicht-fibrogenen Stäuben. FFP1 Masken werden deshalb in Bereichen eingesetzt, in denen Partikel in der Atemluft vorhanden sind, durch die der Arbeiter bei Einatmung in der Regel nicht erkrankt, die jedoch eine Geruchsbelastung darstellen oder die Atemwege kurzzeitig reizen können.
FFP2 Atemschutzmasken
FFP2 Masken filtern mindestens 94 % der in der Luft befindlichen Partikel und schützen bis zu einem 10-fachen des jeweiligen Grenzwertes (AGW*). Atemschutzmasken dieser Schutzklasse schützen den Träger vor festen und flüssigen Partikeln, Staub, Rauch und Aerosolen, die für die Gesundheit schädlich sind. FFP2 Atemschutzmasken werden in Bereichen eingesetzt, in denen fibrogene Partikel vorkommen, die kurzfristig zur Reizung der Atemwege führen und langfristig dem Lungengewebe schaden können.
FFP3 Atemschutzmasken
Atemschutzmasken der FFP3 Schutzklasse filtern mindestens 99 % der Partikel bis zu einem 30-fachen des Grenzwertes (AGW*). Sie schützen den Träger vor Staub, Rauch und Aerosolen, die giftig und gesundheitsschädlich sind. FFP3 Masken werden in Arbeitsbereichen eingesetzt, in welchen mit krebserregenden oder radioaktiven Stoffen gearbeitet wird. Dies können Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Pilzsporen sein.
*AGW = der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) ist die durchschnittliche Konzentration eines Stoffes in der Atemluft am Arbeitsplatz, bis zu der keine Schädigungen (chronisch oder akut) zu erwarten sind, wenn der Beschäftigte dort an fünf Tagen der Woche jeweils acht Stunden arbeitet.
Je mehr Partikel gefiltert werden müssen, desto mehr Lagen an Filtermaterial kommen zum Einsatz – damit werden die Masken in den höheren Schutzklassen immer dichter und haben folglich auch einen höheren Atemwiderstand.
Um den Atemwiderstand bei FFP2- und FFP3-Masken zu verringern, hat uvex die einzigartigen High-Performance-Masken entwickelt, die neben dem geringeren Atemwiderstand auch für ein besseres Klima in der Maske sorgen: die uvex silv-Air e 7333 FFP3.
Sie haben weitere Fragen zum Thema Atemschutz und dessen Funktion? Lesen Sie mehr dazu in unseren FAQs zum Atemschutz. Gerne beraten wir Sie auch persönlich zu unseren uvex Atemschutzmasken und den entsprechenden Schutzklassen.
Hallo Frau Prüschenk!
Ich habe jahrelang auf dem Gebiet der Elektrostatik von Kunststoffen gearbeitet und habe zum elektrostatischen Effekt der Filterwirkung folgende Ansicht:
Das Prinzip der Elektrostatik besteht ja darin, dass unterschiedliche Flächen von Nichtleitern einen Elektronenüberschuss (negativ gelsdene Bereiche) oder einen Elektronenmangel (positiv geladene Bereiche) aufweisen. Das kennt man ja von der sog. „Reibungselektrizität“ her. Dadurch besteht die Möglichkeit, positiv oder negativ geladene Partikel aus der Luft zu adsorbieren.
Der Grundgedanke der Anwendung dieses Prinzips auf Feststofffilter ist zunächst richtig. Dies setzt aber voraus, dass die durchströmene Luft trocken ist.
m Falle einer Übersättigung der Luft mit Wasser, wie das bei Atemluft der Fall ist, werden Spuren von Wasser von der Oberfläche des Nichtleiters (der Fasern) absorbiert. Da Wasser aber eine – wenn auch geringe – elektrische Leitfähigkeit besitzt, führt dies sofort zum Ladungsausgleich zwischen den geladenen Oberflächenbereichen und zur Unwirksamkeit des Filterprinzips der elektrostatischen Aufladung.
Natürlich ist nach dem Trocknen der Maske die elektrostatische Wirkung wieder nachweisbar, aber nur bis zum nächsten durchfeuchtenden Atemzug.
Eine Frage: Ist der Wassergehalt der durchströmenden Luft bis zur rel. Feuchte von 100% (Atemluft) in Ihrer Normprüfung mit berücksichtigt?
Hallo Herr B., vielen lieben Dank für Ihre Erläuterung. Unsere Kollegen des Atemschutz-Teams tut natürlich ihr möglichstes, die Fragen nach bestem Wissen und Gewissen zu beantworten. Zur Frage der Normprüfung können wir leider keine weiteren Aussagen treffen. Was genau während der Prüfung getestet / berücksichtigt wird, obliegt dem Institut. Herzliche Grüße und bleiben Sie gesund.