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FTIR-Gasanalysatoren unterstützen Brandmanagement in der britischen Abfallentsorgung

Im Jahr 2009 wurde nach dem verheerenden Tanklagerbrand im Buncefield Oil Storage Depot die Multi-Agentur Air Quality Cell (AQC) gegründet. Eine Erkenntnis nach diesem Unfall war die Notwendigkeit Akquisition, Analyse und Interpretation von Luftqualitätsdaten bei größeren Vorfällen rasch zu koordinieren. In England wurde vereinbart, dass Experten aus der Umweltagentur (EA), dem Gesundheitsamt (PHE) und dem britischen Meteorologischen Amt im Falle von Gefährdungen durch die Luftqualität bei größeren Unfällen, rund um die Uhr zu einen AQC zusammenkommen. Nach der Beuteilung der potenziellen Auswirkungen eines Großvorfalls wird AQC ein oder mehrere der vier Feldüberwachungsteams mit tragbaren Überwachungs- und Probenahmeinstrumenten oder einem von zwei mobilen Laboratorien einsetzen. Dabei kommen Gasmet FTIR-Analysatoren zum Einsatz, die mit einem Instrument mehrere Gase gleichzeitig messen und fast jedes Gas identifizieren können. Die Analysatoren wurden von der Gasmet-Vertretung Quantitech geliefert, die auch laufende Schulungen und Dienstleistungen anbietet.

In der Nacht vom 21. Juli 2014 brach ein großes Feuer in einer Recyclinganlage in Swindon aus. Erste Berichte vom Wiltshire Feuerwehr und Rettungsdienst (WFRS) in der frühen Phase des Vorfalls zeigten, dass Hunderte Tonnen Abfälle vor Ort lagerten und dass es keine Häuser in der Nähe gab. Im Rahmen der anfänglichen Risikobewertung begann das (PHE) chemische Bereitschaftspersonal Informationen zu sammeln und konnte (mit GIS-Karten) feststellen, dass das unmittelbare Gelände (innerhalb von 250m) des Brandes vor allem industriell und gewerblich genutzt wurde und die nächstgelegenen Wohnimmobilien ungefähr 400m entfernt waren. Anwesende in den Industrie- und Handelseinheiten in der unmittelbaren Nähe des Feuers wurden evakuiert und die Bewohner über die Gefahren und Verhaltensregeln zur Minimierung der Exposition gegenüber der Rauchfahne aufgeklärt. In diesem frühen Stadium gab es noch keine lokale taktische Befehlsstruktur und auch keine Informationen über die voraussichtliche Dauer des Feuers.

Umweltagentur (EA) und Gesundheitsamt (PHE) wurden über den Vorfall informiert und abgewogen, ob ein AQC erforderlich war. AQC-Vereinbarungen bieten einen Mechanismus, der es den Partneragenturen ermöglicht, eine gemeinsame Interpretation der Luftverschmutzung in der Nähe von Großereignissen zu vereinbaren; diese bestehen in der Regel aus einer Kombination von Luftqualitätsüberwachung, Modellierung und Gutachten, die auf Erfahrungen früherer vergleichbarer Vorfälle beruhen.

EA und PHE beschließen gemeinsam einen AQC einzuberufen, wenn: (a) potenziell erhebliche Fragen der öffentlichen Gesundheit bestehen; (b) eine geeignete Befehls- und Kontrollstruktur vorhanden ist; und (c) der Vorfall dauert wahrscheinlich mehr als 8 Stunden. Der AQC wird von der EA geleitet und die Kernmitgliedschaft umfasst Wissenschaftler aus PHE und dem britischen Meteorologischen Amt. Gegebenenfalls können die örtlichen Behörden, die Food Standards Agency (Lebensmittelstandards) und das Health and Safety Laboratory (Arbeits- und Gesundheitsschutz) zur Teilnahme eingeladen werden.

Einmal eingerichtet arbeitet ein AQC typischerweise bis zu 3 Tage oder bis die akute Phase des Vorfalls vorbei ist, je nachdem welcher Zeitpunkt kürzer ist. Die AQC-Partner entscheiden zusammen mit Multiagency-Partnern wann der Vorfall an die in der Regel von der zuständigen Kommune geführten Multiagency-Recovery-Gruppe übergeben wird.

Unter Berücksichtigung der meteorologischen Gegebenheiten und der Lage menschlicher Rezeptoren bestimmt die AQC (in der Regel die EA und PHE) Überwachungsstandorte. Die Feldüberwachungsteams verfügen über eine Reihe von Geräten, einschließlich eines Partikelmasse-Monitors und eines Gasmet FTIR-Analysators, um eine Vielzahl von flüchtigen Luftschadstoffen zu messen. Abhängig von der Natur und dem Profil des Feuers kann ein mobiles Labor eingesetzt werden, um detailliertere Luftqualitätsdaten zu erfassen wie in diesem Fall.

Die Gasmet FTIR-Analysatoren messen Umgebungsgase, sodass nicht beheizte Versionen (DX4030 oder DX4040) von der AQC und von anderen Untersuchungsteams für gefährdende Vorfälle weltweit eingesetzt werden. Mit einer eingebauten Pumpe wird Probengas durch einen Handpartikelfilter und Tycon-Schlauch in den FTIR-Analysator gezogen. Der Analysator läuft kontinuierlich und misst zeitgewichtete Mittelwerte von vordefinierbarer Länge von einer Sekunde bis zu fünf Minuten. Die Gasmet FTIR-Analysatoren bieten eine schnelle Ansprechzeit, für „zeitaufwändige“ Störungen unerlässlich, ohne Sub-ppm-Erkennungsgrenzen und ohne Sorptionsfallen der Probenvorkonzentration. Nullkalibrierung mit sauberer Luft oder Stickstoff einmal täglich ist ausreichend, sodass Trägergase, spezielle Prüfgase und andere Verbrauchsmaterialien nicht benötigt werden.

Der Gasmet-Analysator wird oft in einer Tischkonfiguration betrieben, aber auch mit einem Teflon-beschichteten Rucksack geliefert, sodass sich der Benutzer um die Suche nach „Hot-Spots“ bewegen kann. Mit der Standard-Gasbibliothek erkennt der Gasmet DX4040 gleichzeitig 25 verschiedene Gasen. Dies kann noch mit der Calcmet Pro Software erweitert werden, die dem Benutzer Zugriff auf eine Referenzbibliothek von über 250 Gasen und 50 Gasmessmöglichkeiten bietet, was besonders in Situationen, in denen unbekannte Gase auftreten, sinnvoll ist.

Zunächst wurde angenommen, dass auf der Grundlage der Beobachtungen von WFRS und Vor-Ort-EA-Außenstellen die für die Einrichtung eines AQC erforderlichen Kriterien nicht erfüllt waren, sondern dass die Situation regelmäßig überprüft werden sollte. Aber es zeigte sich, dass eine verlängerte Verbrennungszeit mit möglichen Auswirkungen auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit möglich war. Eine von der Polizei geleitete taktische Koordinationsgruppe (TCG), wurde daher eingerichtet. Die EA- und PHE-Vertreter stimmten einem AQC zu, wobei der Swindon Borough Council (SBC) frühzeitig eingeladen wurde.

Es wurden geeignete Überwachungsstandorte ausgesucht und Luftqualitätsüberwachungsteams und -geräte an den gemeinsam vereinbarten Standorten eingesetzt. Die Met Office (meteorologischer Dienst) entwickelte Luftdispersionsmodelle der Überwachungspunkte. Wie es bei sich ausbreitenden Bränden oft der Fall war, war es notwendig, die Überwachungsgeräte infolge von Wind- und Rauchschwadenverhalten zu verlagern.

Aufgrund des langanhaltenden Vorfalls hat SBC eine eigene Partikelüberwachung unter Verwendung von drei Partikelmassen durchgeführt. Diese Daten wurden von PHE interpretiert und dem Rat und der taktischen Koordinationsgruppe mitgeteilt. Sie waren nützlich um die AQC-Überwachungsdaten zu ergänzen und die Öffentlichkeit zu beruhigen, sobald die AQC aufgestellt war. Die AQC prüfte die anfänglich erfassten Daten und riet dem TCG, dass, obwohl es kurze Spitzen in Partikelstoffkonzentrationen (PM10 und PM2.5) gab, die 24-Stunden-Mittelwerte unter den nationalen Luftqualitätsnormen waren und erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit unwahrscheinlich waren. Da jedoch in Rauch vorhandene Substanzen die Schleimhäute der Atemwege, der Haut und der Augen reizen könnten, sollte die Gefahreneinstufung für nahegelegene Wohngebiete bestehen bleiben.

AQCs sind eine nationale Ressource für das frühe, akute Stadium eines Feuers. Sie sind kein Mechanismus für die Überwachung während eines längeren Zwischenfalls oder danach. In diesem Fall zeigten die Ergebnisse weiterhin das gleiche Muster von vorübergehenden erhöhten Spitzen mit Ebenen, die konsequent unterhalb der nationalen Luftqualitätsnormen lagen, ein Grund den AQC auszusetzen. Als ersichtlich war, dass das Feuer und der daraus resultierende Rauch sich wochenlang fortsetzen konnten, entschied SBC die Gesundheit gefährdenden Partikeln zu überwachen. Dafür sollten drei Überwachungsstationen zum Einsatz kommen. Es wurde vereinbart, dass PHE weiterhin die von SBC bereitgestellten Daten interpretiert und dass die Ergebnisse täglich dem TCG mit allen Empfehlungen für die öffentlichen Verhaltensregeln zum Gesundheitsschutz gemeldet werden.

Nach einigen Tagen wurde offensichtlich, dass die Feuerwehr durch das große Volumen und die Höhe des verdichteten Abfalls (ca. 10 m hoch) den Brand nicht löschen konnten. Um voranzukommen mussten 3000 Tonnen unverbrannte Abfälle vor Ort getrennt werden.

Eine strategische Koordinationsgruppe (SCG) suchte nach alternativen Standorten für einen Teil der Abfälle auf einem stillgelegten Park und einer Fahrbahn in der Nähe und stellte einen Notplan auf, falls der Betreiber nicht die Abtransportfristen einhält. PHE war in der wissenschaftlichen technischen Beratung vertreten, die zur Unterstützung der SCG gegründet wurde. In diesem Fall hat der Betreiber die Abfälle nicht in der angegebenen Frist von der Brandstelle entfernt, sodass die EA ihre Regulierungsbefugnisse zur Sanierung des Betriebes fast einen Monat lang aufrechterhalten musste. Als Vorsichtsmaßnahme wurde der Abfall vor dem Verlassen des Geländes überprüft und gedämpft und danach erst zur Entsorgung zur zuständigen Deponie weitertransportiert.

Unter normalen Umständen würde ein AQC nicht umgestellt werden. Zwischen PHE und EA wurde jedoch vereinbart, dass aufgrund der Änderung der Brandbekämpfung ein zweiter AQC erforderlich ist, um die Auswirkungen auf Rauchfahne und öffentliche Gesundheit zu beurteilen. Die Überwachungsergebnisse zeigten, während der aktiven Brandbekämpfung ähnliche Eigenschaften der Rauchfahne wie sie während der ersten AQC-Periode aufgezeichnet wurden. Gelegentliche Höhepunkte in Partikelstoffkonzentrationen wurden festgestellt, was mit der aktiven Brandbekämpfung am Standort korreliert. Die Gefahrenwarnung blieb, Menschen, die mit der Rauchfahne in Berührung kommen, sollten sich schützen und ihre Zeit im Freien minimieren.

Der Vorfall erregte durch die Medien öffentliches Interesse, sodass Öffentlichkeitsarbeit angesagt war. Die Multiagency Kommunikation wurde von der SCG (strategische Koordinationsgruppe) koordiniert und von SBC an nahe gelegene Unternehmen, Bewohner und Schulen weitergeleitet. Da die örtliche Gemeinde besorgt war, wurden vor dem Beginn der aktiven Brandbekämpfungsphase die Anwohner und Unternehmen informiert. Die Löscharbeiten wurde aufgrund meteorologischer Prognosen auch zeitlich verlagert, damit die Auswirkungen auf die Menschen minimal sind.

Die Gemeinde wurde auch darüber informiert, dass die Löscharbeiten über mehrere Wochen andauern würden. Während dieser Zeitspanne war beruhigend, dass die Zahl der eingegangenen Beschwerden relativ gering war. Es gab keine Meldungen von NHS oder PHE über mehr Anrufe bei NHS 111, Besuche bei Ärzten oder Krankenhäusern.

Es war das erste Mal bei einer AQC-Einrichtung, dass die Überwachungsausrüstung am selben Vorfallsort zweimal eingesetzt wurde. Die zweite Phase der Überwachung war zwar politisch gewollt, doch die Entscheidung beruhte auf dem Bedürfnis, die Auswirkungen der Änderungen in der Brandbekämpfung auf die öffentliche Gesundheit zu beurteilen. Die Überwachungs-Daten und Risikobewertungen hoben hervor, dass das Swindon-Feuer wahrscheinlich keine Auswirkungen auf den langfristigen Gesundheitszustand der lokalen Bevölkerung hatte.

Zusammenfassend sagt Phil Chappell, Manager im Bereich Luftqualität der Umweltagentur National Incident Management Services, die Vorteile von tragbaren FTIR-Analysatoren betreffend: Die Gasmet DX4030-Instrumente, die wir im Jahr 2009 erworben haben, sind ein wichtiger Bestandteil unserer Luftqualität. Schnell ein einziges Instrument einzusetzen, das die Konzentration einer breiten Palette von Gasen gleichzeitig identifizieren und bestimmen kann, ist für die rasche Bewertung des Risikos bei großen Bränden wie bei Swindon von essenzieller Bedeutung.“