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Wie Einweg-Vlies-Overalls als Barriere gegen Pestizide funktionieren
Faserstruktur, Porengröße und elektrostatische Bindung bei der Pestizidresistenz
Vlies Einweg-Overalls bieten Schutz vor Pestiziden durch physikalische Barrieren und elektrostatische Eigenschaften. Die SMS-Materialstruktur (Spunbond-Meltblown-Spunbond) weist üblicherweise Poren zwischen 10 und 50 Mikron auf, wodurch größere Partikel wie trockene Pestizidpulver abgehalten werden. Bei kleineren Tröpfchen leistet die mittlere Meltblown-Schicht die meiste Arbeit. Dieser Teil trägt eine elektrostatische Ladung, die entgegengesetzt geladene Pestizidpartikel anzieht. Dadurch wirkt er ziemlich effektiv gegen Niedrigdruck-Sprühnebel und Staubpartikel im Allgemeinen. Doch es gibt einen Haken. Die Anordnung dieser Fasern ist nicht perfekt und kann manchmal winzige Kanäle bilden, durch die Substanzen eindringen können, besonders wenn sich jemand bewegt oder nach vorne beugt. Ein weiteres Problem tritt in feuchten Klimazonen auf. Die statische Ladung von Polypropylen-Materialien nimmt ab, sobald die Luftfeuchtigkeit etwa 60 % erreicht, wodurch ihre Wirksamkeit deutlich abnimmt. Eine aktuelle Studie ergab, dass dieser Leistungsverlust in tropischen Wetterbedingungen bis zu 37 % betragen kann.
Warum Standard-Einweg-Nonwoven-Overalls bei flüssigen Formulierungen versagen können
Regelmäßige SMS-Coveralls ohne Beschichtung sind einfach nicht gut genug, wenn man mit flüssigen Pestiziden umgeht, weil sie zu porös sind und keine kontinuierlichen Barrierefolien haben, die wirklich Dinge blockieren. Diese emulgierbaren Konzentrate, EC und Suspensionskonzentrate, sind mit Tensiden beladen, die die Oberflächenspannung reduzieren, so dass Flüssigkeiten durch die winzigen Lücken zwischen den Fasern durch Kapillaren schleichen können. Und es wird schlimmer, wenn Arbeiter sich bewegen, Druck ausüben oder den verunreinigten Boden berühren, wie zum Beispiel, wenn sie auf einem gespritzten Feld knien. Tests zeigen, dass die Absorption in diesen realen Situationen steigt, manchmal sogar achtmal höher als wenn Materialien einfach da sitzen. Selbst wenn Glyphosat mit Tensiden in den empfohlenen Konzentrationen gemischt wird, ergab sich in Studien eine fast vollständige Durchdringung durch Standard-SMS-Textilien innerhalb von nur fünfzehn Minuten. Diese Art von Ergebnis zeigt, wie verletzlich diese Materialien tatsächlich während normaler landwirtschaftlicher Operationen sind.
Prüfstandards und die tatsächliche Leistung von Einweg-Nichtgewebe-Koverals
ASTM F739-23 und ISO 6529: Was sie über die Pestiziddurchdringung verraten
ASTM F739-23 und ISO 6529 gehören zu den wichtigsten Normen, mit denen bewertet wird, wie Chemikalien durch Schutzstoffe gelangen. Sie konzentrieren sich vor allem auf die Durchbruchzeit, die das Auftreten eines Kontaminants im Material markiert. Diese Laboruntersuchungen können jedoch nicht alle Faktoren berücksichtigen, denen sich Arbeitnehmer täglich gegenübersehen. In der realen Welt gibt es Dinge wie Körperschweiß, Reibung durch Bewegung und körperliche Belastungsstellen, die in kontrollierten Umgebungen einfach nicht vorhanden sind. Das Problem wird offensichtlich, wenn wir uns die tatsächlichen Felddaten ansehen. Selbst die mit der Zertifizierung bestandenen Overalls können nach nur vier Stunden Exposition gegenüber bestimmten Pestizidmischungen eine chemische Übertragung von mehr als 0,1 Mikrogramm pro Quadratzentimeter pro Minute ermöglichen. Diese Lücke zwischen Laborergebnissen und realen Situationen zeigt, warum das Feldpersonal bei der Entscheidung für die Sicherheit seiner Arbeitsumgebung mehr als nur Papierzertifizierungen benötigt.
Über die Zeit des Durchbruchs hinaus: Warum kumulative Permeation für die Feldnutzung wichtig ist
Allein die Betrachtung der Durchbruchzeit gibt nicht die volle Geschichte über die tatsächlichen Risiken wieder, denen Arbeitnehmer ausgesetzt sind. Wichtiger ist die kumulative Permeation, also letztlich die Menge an Pestizid, die im Laufe der Zeit tatsächlich durch Schutzkleidung hindurchdringt. Nehmen wir beispielsweise einen Schutzoverall: Unter Prüfbedingungen mag er Glyphosat etwa eine Stunde lang abhalten können, doch nach einem ganzen Arbeitstag auf dem Feld könnten dennoch rund 12 % der Chemikalie durch Faktoren wie Körperwärme, ständige Bewegung und Abnutzung des Materials eindringen. Studien zu Personen, die über Jahre diesen Chemikalien ausgesetzt waren, zeigen, dass sich später ernsthafte Gesundheitsprobleme entwickeln können, darunter Störungen der Muskel- und Gehirnfunktion. Wenn Unternehmen anfangen, die kumulative Permeation zu messen, anstatt nur darauf zu prüfen, ob ein Stoff schnell durchbricht, denken sie langfristiger über den Schutz nach, statt lediglich Mindeststandards für jeweils wenige Minuten zu erfüllen.
Auswirkungen der Pestizidformulierung auf die Integrität von Einweg-Vlies-Overalls
EC- vs. SC-Formulierungen: Tenside und Lösungsmittel, die die Barrierefunktion beeinträchtigen
Die Auswirkungen von emulgierbaren Konzentraten (EC) und Suspensionkonzentraten (SC) auf Schutzoveralls unterscheiden sich bei diesen beiden Formulierungen erheblich. EC-Produkte enthalten petroleumbasierte Lösungsmittel, die im Laufe der Zeit Polypropylenfasern angreifen. Was passiert dann? Die Poren vergrößern sich um etwa 40 % durch die Belastung, wodurch die Schutzschicht viel schneller versagt als normal. Im Gegensatz dazu funktionieren SC-Formulierungen anders. Sie verwenden Substanzen wie Alkylphenolethoxylate als Tenside, um die festen Partikel gleichmäßig suspendiert zu halten. Dadurch wird die Oberflächenspannung stark gesenkt, manchmal unter die Marke von 30 mN/m, sodass Flüssigkeiten statt Perlenbildung stärker auslaufen. Hier wird es interessant: Obwohl ECs den Schutz schneller durchdringen können (nach etwa 15 Minuten im Vergleich zu SCs, die ungefähr 45 Minuten benötigen, gemäß ASTM F739-23-Tests), bergen SCs dennoch eigene Probleme, da sie durch Kapillarwirkung in Materialien eindringen. Das bedeutet, dass Kontaminanten langsam in Stoffe eindringen, ohne dass es jemand bemerkt, bis es zu spät ist.
Mythos Verdünnung widerlegt: Glyphosat-Tensid-Mischungen und realistische Expositionsszenarien
Viele Landwirte glauben immer noch, dass durch das Verdünnen von Glyphosat mit Tensiden alles irgendwie sicherer wird. Doch hier ist das Problem mit den oft verwendeten POEA-Tensiden: Sie erfüllen ihre Aufgabe, die Oberflächenspannung zu senken, selbst bei sehr niedrigen Konzentrationen, manchmal nur 2 %. Wenn Menschen diese Lösungen mischen, sie über Felder sprühen oder Wartungsarbeiten an Geräten durchführen, kommt es ständig zu kleinen Spritzern. Diese kleinen Expositionen schwächen nach und nach den Schutz ihrer Schutzkleidung, die verhindern soll, dass Chemikalien absorbiert werden. Untersuchungen unter realen Feldbedingungen zeigen außerdem etwas Beängstigendes: In etwa 8 von 10 Fällen dringen Chemikalien bereits innerhalb einer Stunde nach Kontakt mit verdünnten Mischungen durch die Schutzkleidung, da Tenside das Eindringen von Glyphosat durch winzige Poren in den Stoffschichten erleichtern. Und wir dürfen nicht alltägliche Tätigkeiten wie das Reinigen von Tanks oder das Reparieren defekter Sprühsysteme vergessen, bei denen die Arbeiter einer viel längeren Exposition und einem höheren Druckkontakt ausgesetzt sind. All dies bedeutet, dass eine einfache Verdünnung im realen landwirtschaftlichen Betrieb keinen ausreichenden Schutz gegen chemische Exposition bietet.