Fachbuch_149_Leseprobe
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Spiegel-Ciobanu<br />
FACHBUCHREIHE SCHWEISSTECHNIK<br />
Schadstoffe beim<br />
Schweißen und bei<br />
verwandten Verfahren –<br />
Expositionen,<br />
Gefährdungen und<br />
Schutzmaßnahmenkonzept
Spiegel-Ciobanu<br />
Schadstoffe beim<br />
Schweißen und bei<br />
verwandten Verfahren –<br />
Expositionen,<br />
Gefährdungen und<br />
Schutzmaßnahmenkonzept
Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek<br />
Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen<br />
Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über<br />
htttp://dnb.ddb.de abrufbar.<br />
<strong>Fachbuch</strong>reihe Schweißtechnik<br />
Band <strong>149</strong><br />
ISBN 978-3-96144-069-6<br />
Alle Rechte vorbehalten.<br />
© DVS-Media GmbH, Düsseldorf ⋅ 2020<br />
Herstellung: Griebsch & Rochol Druck GmbH & Co. KG, Hamm
„Für Daniel, Victoria und Adrian Julius“
Vorwort<br />
Die rasante Weiterentwicklung der schweißtechnischen Verfahren und Prozessen, die Optimierung<br />
der vorhandenen Prozessvarianten und Werkstoffe, Hilfsmittel und Schutzgase haben dazu<br />
beigetragen, dass Schweißen, Schneiden und verwandte Verfahren wichtige<br />
Querschnittstechnologien sind. Parallel dazu erfuhr auch der Arbeits- und Gesundheitsschutz eine<br />
kontinuierliche Verschärfung, bei den Anforderungen in der Gesetzgebung und den rechtlichen<br />
Bestimmungen einerseits, anderseits wuchs auch das Bewusstsein und die Verantwortung bei den<br />
betroffenen Herstellern gegenüber dem schweißtechnischen Personal, insbesondere gegenüber dem<br />
Schweißer. Nach Angaben der IARC aus dem Jahr 2019 wird von 11 Millionen Schweißern weltweit<br />
ausgegangen. In Deutschland sind laut einer Schätzung etwa 80.000 Schweißer und Brennschneider<br />
sozialversicherungspflichtig beschäftigt. Schweißen, thermisches Schneiden, thermisches Spritzen,<br />
Löten und weitere verwandte Verfahren kommen in fast allen Industriebranchen und im Handwerk<br />
zur Anwendung. Automobil- und Schiffbau, Apparate-, Rohrleitungsbau z. B. für die chemische und<br />
petrochemische Industrie, Metallbau oder der Bereich der Feinmechanik und Elektrotechnik sind<br />
nur einige Beispiele für die breite Nutzung dieser Technologien.<br />
Das Besondere für diese schweißtechnischen Querschnittstechnologien ist die Tatsache, dass bereits<br />
seit den 80er Jahren, im Internationales Institut für Schweißen (IIW) und dann anschließend auch<br />
national, durch den DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V.<br />
vertreten, das Bewusstsein und Engagement nicht nur für die Entwicklung der jeweiligen<br />
Technologien, sondern auch für die Forschung und Untersuchung der Arbeitsprozesse und<br />
Randbedingungen, der damit verbundenen Gefährdungen und deren Wirkung auf die Gesundheit<br />
verstärkt in den Fokus rückte. In diesen mehr als vier Jahrzehnten wurden sowohl in der Kommission<br />
VIII „ Health, Safety, Environment“ des IIW als auch in nationalen Gremien, in Deutschland im<br />
AG Q6 und im FA Q6 der Forschungsvereinigung des DVS e. V. viele Forschungsvorhaben initiiert,<br />
begleitet, Ergebnisse vorgestellt, interpretiert und Maßnahmen entwickelt und publiziert. Dies<br />
wurde unter anderem durch die finanzielle Unterstützung seitens der DGUV (früher des<br />
Hauptverbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften) und durch die Beratungen in seinem<br />
zuständigen Fachausschussgremium „Schweißen und verwandte Verfahren“, mit den Sachgebieten<br />
„Elektroschweißen, „Gasschweißen“ und „Schadstoffe in der Schweißtechnik“ unter der<br />
Federführung der damaligen Norddeutschen Metall Berufsgenossenschaft, später<br />
Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM), ermöglicht.<br />
Quelle [5], S. 12, Bild 3
Aufgrund der jährlichen Überprüfung der gegenwärtigen Ergebnisse und Erkenntnisse der<br />
arbeitsmedizinisch-toxikologischen Forschung und des Standes der Technik werden auch die<br />
Arbeitsplatzgrenzwerte sowie weitere Grenzwerte, national und international, verbindliche (z. B.<br />
nach TRGS) und wissenschaftliche (z. B. nach der Senatskommission der Deutschen<br />
Forschungsgemeinschaft, DFG) überprüft, erneut evaluiert und festgelegt. Die Erfahrung zeigt uns,<br />
dass eine kontinuierliche Reduzierung der Grenzwerte stattfindet und die Bedeutsamkeit des<br />
Arbeits- und Gesundheitsschutzes auch in den Unternehmen von Arbeitgebern und Arbeitnehmern<br />
(im Arbeitsleben der Schweißer) gleichermaßen erkannt wurde. In den letzten Jahren sind weitere<br />
Erkenntnisse zu den Themen:<br />
• Ultrafeine Partikel in Schweißrauchen, deren Toxikologie und biologische Wirkung<br />
• Partikelmorphologie und Zusammensetzung - Chrom (VI)<br />
• Verbindungen und Mangan<br />
• Löslichkeit der Schweißrauche und der potenzielle Zusammenhang mit der Wirkung<br />
• Kanzerogenität<br />
gewonnen worden. Dementsprechend wurde auch bei den Herstellern eine positive Entwicklung<br />
beobachtet. Neue schadstoffarme Verfahrensvarianten und schadstoffarme Werkstoffe wurden<br />
weiter untersucht, entwickelt und einige davon gehören heute zum Stand der Technik.<br />
Mit diesem Buch versucht die Autorin, dem Leser/der Leserin einige interessante Ergebnisse der<br />
Forschung und Entwicklung der letzten Jahren zu vermitteln und hofft damit bisher offene Fragen<br />
zu beantworten und ihn/sie bei der Umsetzung der rechtlichen Bestimmungen, hier insbesondere der<br />
GefStoffV, zu unterstützen.<br />
Danksagung:<br />
Ein besonderer Dank geht zunächst an Rosemarie Karner aus dem Lektorat der DVS Media, die viel<br />
Geduld, Ausdauer und Professionalität in der Zusammenarbeit mit der Autorin bewiesen hat sowie<br />
an Laura Sieben für Grafik und Layout.<br />
Für die langjährige gute und erfolgreiche Zusammenarbeit herzlichen Dank an Dr. Wolfgang<br />
Zschiesche (IPA) und Jens Jerzembeck (DVS).<br />
Weiterhin geht der Dank an: Dr. Yolanda Hedberg (KTH Royal Institut of Technology, Sweden),<br />
Dr. Nicola Floros (Air Liquide), Sorin Cräciun (Lincoln), Göran Sewemark, (Sweden), Vincent<br />
van Mee (Lincoln), Herrn Dr. Willidal, voestalpine, Dr. Dorothea Kreuzer-Zagar (voestalpine,<br />
früher Böhler), Dr. Robert Kellner (DGUV, München), Thomas Ludwig (BGETEM), Dr. Grant<br />
McMillan,,<br />
an die verschiedenen Forschungsinstitute mit ihren Mitarbeitern:<br />
ISF der RWTH Aachen, Prof. Uwe Reisgen, Karl Holzinger, Klaus Lenz, Martin Christ<br />
IASA der RWTH Aachen, Prof. Thomas Kraus, Dr. Peter Brand<br />
IOT der RWTH Aachen, Prof. Kirsten Bobzin, Wolfgang Wietheger<br />
IUTA, Düsseldorf, Prof. Heinz Fissan, Dr. Christof Asbach<br />
IPAS Universitätsklinikum Gießen, Prof. Dirk Walter<br />
IPA der DGUV, Prof. Thomas Brüning, Dr. Beate Pesch<br />
IWS Dresden, Prof. Stefan Kaskel, Annett Klotzbach
TU Dresden, Dr. Sascha Rose<br />
IFA der DGUV, Carsten Möhlmann<br />
ITEM, Dr. Gerhard Pohlmann<br />
DIN Marcus Pommert, Sabine Jakobi<br />
SLV Hannover, Dr. Rainer Mittelstädt, Walter Henz<br />
SLV Halle, Uwe Mückenheim<br />
SLV Duisburg<br />
LZH Hannover, Thomas Puster, Jürgen Walter<br />
DFG, Kommissionssekretariat der ständigen Senatskommission: Dr. Heidrun Greim<br />
an BGHM mit ihren Mitarbeitern Roman Weiß und Frank Fiegehenn<br />
an die Herstellerfirmen und ihre Vertreter<br />
Fa. Linde: Werner Kroemmer, Mitglied des Vorstands GTS - Gemeinschaft Thermisches Spritzen<br />
e. V.<br />
Fa. DINSE: Axel Westerheide<br />
Fa. Abicor Binzel: Jörg Reips<br />
Fa. KEMPER: Björn Kemper<br />
Fa. Engmar: Juliane Osmont<br />
3M: Jürgen Gleim<br />
Martin Fierz, Institute for Aerosol and Sensor Technology, FHNW, Schweiz<br />
Fa. Beuting<br />
Fa. Messer Cutting Systems, Dr. Lutz Nickenig<br />
und Dank auch an alle weiteren Personen, die diese Publikation mit Ihren Erkenntnissen und<br />
Erfahrungen, ihre Informationen, Bilder und Graphiken unterstützt haben.<br />
Hannover, im April 2020<br />
Vilia Elena Spiegel-Ciobanu
Inhaltsverzeichnis<br />
Vorwort<br />
1 Rechtliche Bestimmungen ................................................................................................ 1<br />
1.1 Gefahrstoffverordnung (GefStoffV).................................................................................... 1<br />
1.2 Verbindliche Grenzwerte (nach TRGS 900, 903, 910) ....................................................... 3<br />
1.2.1 Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) nach TRGS 900 .................................................................. 3<br />
1.2.2 Allgemeiner Staubgrenzwert (ASGW)................................................................................ 3<br />
1.2.3 Biologischer Grenzwert (BGW) nach TRGS 903 ............................................................... 4<br />
1.2.4 Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB), Grenzwerte nach TRGS 910 ............................... 5<br />
1.2.5 Risikoabschätzung für Stoffe ohne Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB) ...................... 6<br />
1.3 Grenzwerte der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) .............................................. 6<br />
1.3.1 Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) ..................................................................... 6<br />
1.3.2 Biologischer Arbeitsstofftoleranzwert (BAT)..................................................................... 7<br />
1.3.3 Biologische Leitwerte (BLW) ............................................................................................. 7<br />
1.3.4 Biologische Arbeitsstoff-Referenzwerte (BAR) ................................................................. 8<br />
1.3.5 Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA)..................................... 8<br />
1.4 EU-Werte ............................................................................................................................ 8<br />
1.5 Grenzwerte nach Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und nach Strahlenschutzverordnung<br />
(StrlSchV) ........................................................................................................................... 8<br />
2 Schweißrauche ................................................................................................................. 10<br />
2.1 Untersuchungen im Labor ................................................................................................. 10<br />
2.2 Emissionsraten .................................................................................................................. 12<br />
2.3 Chemische Zusammensetzung: Leitkomponente und Hauptkomponenten; Beispiele ...... 29<br />
2.4 Morphologische Untersuchungen - Partikelgröße und Gestalt .......................................... 51<br />
2.5 Partikelgrößenverteilung (Beispiele)................................................................................. 60<br />
2.6 Einflussfaktoren ................................................................................................................ 64<br />
3 Studien zu ultrafeinen Partikeln (UFP) bei schweißtechnischen Verfahren .............. 70<br />
3.1 Studien zur Toxizität ......................................................................................................... 70<br />
3.2 Charakteristiken der ultrafeinen Partikel (UFP)................................................................ 72<br />
3.3 Partikelkenngrößen beim Schweißen von verzinkten Blechen ......................................... 79<br />
3.4 Nanoskalige Partikel an Schweißarbeitsplätzen ................................................................ 81<br />
3.5 Charakterisierung der biologischen Wirkung von ultrafeinen Partikeln aus<br />
Schweißrauchen ................................................................................................................ 84<br />
3.6 Untersuchungen an schweißtechnischen Arbeitsplätzen ................................................... 88<br />
3.7 Weitere repräsentative Messungen zu ultrafeinen Partikeln ............................................. 92<br />
3.8 Elektronenmikroskopische Partikelanalyse im Lungenstaub nach<br />
Edelstahlschweißrauchexpositionen .................................................................................. 94<br />
3.9 Unterschiede in der Toxizität der ultrafeinen Partikel im Schweißrauch von hochlegiertem<br />
Chrom-Nickel-Stahl, die Rolle der Partikelaktivität und Löslichkeit ................ 95<br />
3.10 Charakterisierung und Bewertung von Emissionen beim Thermischen Spritzen unter<br />
produktionsrelevanten Bedingungen ............................................................................... 102<br />
4 Wirkung partikelförmiger Stoffe und Gase ................................................................ 107<br />
4.1 Toxische gasförmige Stoffe ............................................................................................ 110
4.2 Lungenbelastende partikelförmige Stoffe ....................................................................... 114<br />
4.3 Toxische partikelförmige Stoffe ...................................................................................... 115<br />
4.4 Krebserzeugende partikelförmige Stoffe ......................................................................... 117<br />
5 Beurteilung der Gefährdung bei schweißtechnischen Verfahren ............................. 122<br />
5.1 Vorgehensweise .............................................................................................................. 123<br />
5.2 Festlegung der Leitkomponente im Schweißrauch ......................................................... 130<br />
5.3 Berechnungsbeispiel........................................................................................................ 132<br />
5.4 Relevante Schweißzusätze und deren Schweißrauch ...................................................... 133<br />
5.5 Beispiele aus der Praxis zur Gefährdungsbeurteilung (Leitfaden) .................................. 170<br />
6 Bewertung der Schweißrauchexposition ..................................................................... 172<br />
7 Erkrankungen beim Schweißer (Beispiele) ................................................................. 182<br />
8 Schutzmaßnahmenkonzept .......................................................................................... 196<br />
8.1 Auswahl schadstoffarmer Verfahren ............................................................................... 196<br />
8.2 Auswahl schadstoffarmer Werkstoffe ............................................................................. 199<br />
8.3 Optimierung der Arbeitsbedingungen ............................................................................. 203<br />
8.3.1 Wahl günstiger Schweißparameter .................................................................................. 204<br />
8.3.2 Oberflächenzustand des Werkstückes ............................................................................. 205<br />
8.3.3 Körperhaltung des Schweißers ........................................................................................ 205<br />
8.3.4 Kopfposition des Schweißers zur Rauchquelle ............................................................... 205<br />
8.4 Technische Schutzeinrichtungen ..................................................................................... 206<br />
8.4.1 Brenner-Ablageeinrichtung mit Gasabsperrung .............................................................. 206<br />
8.4.2 Wasserschutzvorrichtungen beim Plasmaschmelzschneiden .......................................... 206<br />
8.4.3 Wasserabdeckung beim Plasmaschmelzschneiden… ................... ……………………..206<br />
8.4.4 Brennschneiden und Plasmaschmelzschneiden auf der Wasseroberfläche ......... ………206<br />
8.4.5 Wasserabdeckung beim Brennschneiden…………………………………… ................. 207<br />
8.4.6 Arbeiten in geschlossenen Kabinen..................................................................................207<br />
8.5 Absaugung....................................................................................................................... 209<br />
8.6 Lüftung ............................................................................................................................ 222<br />
8.7 Zuluftanlagen/Raumlüftung ............................................................................................ 223<br />
8.8 Persönliche Schutzausrüstungen (PSA) .......................................................................... 227<br />
9 Arbeitsmedizinische Vorsorge...................................................................................... 231<br />
Literatur ....................................................................................................................................... 238<br />
Vorschriften und Regeln ............................................................................................................. 248<br />
Normen ......................................................................................................................................... 249<br />
Sonstige Regeln der Technik ...................................................................................................... 251<br />
Appendix A Grenzwerte<br />
Appendix B Messtechnisches Instrumentarium<br />
Appendix C: Hilfestellung für Anwender zur Informationsermittlung nach GefStoffV und<br />
…… TRGS 528<br />
C1: Schweißrauchdatenblatt nach Norm und Beispiele<br />
C2: Sicherheitsdatenblatt, Beispiel (Lincoln Electric: Outershield MC710RF-H)<br />
C3: Sicherheitsdatenblatt, Beispiel (Esab OK AristoRod 12.63.)<br />
Appendix D Expositionen am Arbeitsplatz
1 Rechtliche Bestimmungen<br />
Auf dem Gebiet des Arbeits- und Gesundheitsschutzes sind, sowohl national als auch auf<br />
europäischer Ebene, weitere Änderungen in der Gesetzgebung vorgenommen worden. Das<br />
europäische Chemikalienrecht hat grundlegende Veränderungen erfahren, die vorwiegend auf zwei<br />
EG-Verordnungen zurückzuführen sind: REACH- und CLP-Verordnung.<br />
Die REACH-Verordnung (Ausgabe Dez. 2006) legt die Anforderungen bezüglich der Registrierung,<br />
Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe fest. Die CLP-Verordnung (Ausgabe<br />
Jan. 2009), deckt die Anforderungen der Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen<br />
und Gemischen ab.<br />
Als Folge dieser europäischen Entwicklung wurde mit der Verordnung zum Schutz vor<br />
Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung - GefStoffV) auch dem Umgang mit Gefahrstoffen Rechnung<br />
getragen und diese als Ausgabe Nov. 2016 herausgebracht.<br />
Neben den allgemein gültigen Grundpflichten sind weitere Schutzmaßnahmen dem Ausmaß der<br />
Gefahrdung entsprechend erforderlich. Mit Hilfe von Informationen, die in Sicherheitsdatenblättern/<br />
Produktinformationsblättern enthalten und für die Gefährdungsbeurteilung von primärer Bedeutung<br />
sind (Informationsermittlung nach GefStoffV), können Anwender in Betrieben die Anforderungen<br />
der GefStoffV diesbezüglich umsetzen.<br />
Bei der Beurteilung der Gefährdung steht die Informationsermittlung nach GefStoffV im<br />
Vordergrund. Als relevante Hilfe dazu dienen Sicherheitsdatenblättern und Produktinformationsblättern<br />
nach § 5 GefStoffV, wie z. B. Elektrodenschweißrauchdatenblätter. Entsprechend der Höhe<br />
der Gefährdung sind neben den allgemein gültigen Grundpflichten auch weitere Schutzmaßnahmen<br />
auszuwählen und umzusetzen notwendig, um die vorhandene Gefährdung drastisch zu reduzieren.<br />
1.1 Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)<br />
Die derzeit gültige Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung) ist schon am<br />
01.12.2010 in Kraft getreten. Für das Schweißen und verwandte Verfahren sind gegenüber der<br />
bisherigen Fassung der Gefahrstoffverordnung folgende Änderungen, von Bedeutung:<br />
- Die Vorschriften zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung (§ 4 GefStoffV) wurden in der<br />
Ausgabe Nov. 2016 der GefStoffV an die CLP-Verordnung angepasst. Gemäß der CLP-Verordnung<br />
werden karzinogene Stoffe in drei Kategorien unterteilt:<br />
Kategorie 1A: Stoffe, die beim Menschen bekanntermaßen karzinogen sind. Der<br />
Kausalzusammenhang zwischen der Exposition eines Menschen gegenüber dem Stoff und der<br />
Entstehung von Krebs ist ausreichend nachgewiesen.<br />
Kategorie 1B: Stoffe, die wahrscheinlich beim Menschen karzinogen sind. Es bestehen<br />
hinreichende Anhaltspunkte für die Annahme, dass die Exposition eines Menschen gegenüber dem<br />
Stoff Krebs erzeugen kann. Diese Annahme beruht im Allgemeinen auf Folgendem: geeignete<br />
Langzeit-Tierversuche, sonstige relevante Informationen.<br />
Kategorie 2: Stoffe, bei denen ein Verdacht auf eine karzinogene Wirkung beim Menschen besteht.<br />
Aus geeigneten Tierversuchen liegen einige Anhaltspunkte vor, die jedoch nicht ausreichen, um<br />
einen Stoff in Kategorie 1 einzustufen.<br />
1
Somit entsprechen die neuen Kategorien der CLP-Verordnung:<br />
Kategorie 1A, der früheren Kategorie 1<br />
Kategorie 1B, der früheren Kategorie 2<br />
Kategorie 2, der früheren Kategorie 3<br />
Der Begriff „keimzellmutagenen“ ersetzt den Begriff „erbgutverändernden“ und<br />
der Begriff „und reproduktionstoxischen ersetzt den Begriff „fruchtbarkeitsgefährdenden“.<br />
Nach TRGS 905 wird der Begriff reproduktionstoxisch wie folgt unterteilt:<br />
- RF reproduktionstoxisch: fruchtbarkeitsgefährdend (kann Fruchtbarkeit beeinträchtigen)<br />
- RD reproduktionstoxisch: entwicklungsschädigend (kann das Kind im Mutterleib schädigen)<br />
- Die Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung (§ 6 GefStoffV) muss neben der Ermittlung der<br />
gefährlichen Eigenschaften (toxisch und physikalisch-chemisch), und der Expositionsermittlung<br />
(inhalativ und dermal) jetzt auch das Ergebnis der Substitutionsprüfung sowie die Begründung für<br />
einen Verzicht auf Substitution enthalten, sofern Schutzmaßnahmen nach §§ 9 bzw. 10 zu treffen<br />
sind Das Überprüfen der Grenzwerteinhaltung sowie die Wirksamkeitsüberprüfung der<br />
Schutzmaßnahmen sind relevant.<br />
- Liegen keine Prüfdaten oder entsprechende aussagekräftige Informationen zur akut-toxischen,<br />
reizenden, hautsensibilisierenden, keimzellmutagenen Wirkung oder zur spezifischen Zielorgan-<br />
Toxizität bei wiederholter Exposition vor, sind für die betreffenden Gefahrstoffe bei der<br />
Gefährdungsbeurteilung die entsprechenden Wirkungen zu unterstellen (§ 6 GefStoffV).<br />
- Die erforderlichen Schutzmaßnahmen ergeben sich nicht mehr aus den bisher bekannten<br />
intrinsischen Schutzstufen, sondern anhand der konkreten Gefährdungen. Das bedeutet, dass<br />
abhängig von der Höhe der Gefährdung die verschiedenen Grundpflichten (§ 7 GefStoffV) und<br />
Schutzmaßnahmenpakete (§§ 8 bis 15 GefStoffV) anzuwenden sind.<br />
- Das Substitutionsgebot gilt jetzt als Grundpflicht auch bei geringer Gefährdung (§ 7 GefStoffV).<br />
- Beim Tragen belastender (über 3 kg Gewicht) persönlicher Schutzausrüstung (PSA) ist das<br />
Minimierungsgebot zu beachten (§ 7 GefStoffV).<br />
- Tätigkeiten mit giftigen, sehr giftigen, KMR- und atemwegs-sensibilisierenden Gefahrstoffen<br />
dürfen nur noch von fachkundigen oder besonders unterwiesenen Personen ausgeführt werden<br />
(§ 8 GefStoffV).<br />
- Bei Überschreitung der AGW bzw. der BGW oder bei verbleibender Gefährdung bei Gefahrstoffen<br />
ohne AGW/BGW sowie bei hautresorptiven/haut- oder augenschädigenden Gefahrstoffen, wenn mit<br />
einer Gefährdung durch Haut oder Augenkontakt zu rechnen ist (d. h. wenn §§ 7 und 8 nicht<br />
ausreichen), sind zusätzliche Schutzmaßnahmen nach § 9 GefStoffV anzuwenden (z. B. Tragen von<br />
PSA). Diese Schutzmaßnahmen sind auch erforderlich bei geschlossenen Systemen, wenn eine<br />
Substitution technisch nicht möglich ist und eine erhöhte inhalative Gefährdung besteht.<br />
- Bei Tätigkeiten mit krebserzeugenden, keimzellmutagenen und reproduktionstoxischen<br />
Gefahrstoffen der Kategorien 1 oder 2 sind neben Messungen jetzt auch andere geeignete<br />
Ermittlungsmethoden möglich (§ 10 GefStoffV). Im Rahmen der Unterweisung ist jetzt eine<br />
arbeitsmedizinisch-toxikologisch Beratung verpflichtend (§ 14 GefStoffV).<br />
- Bei Tätigkeiten mit krebserzeugenden, keimzellmutagenen (früher erbgutverändernden) oder<br />
2
eproduktionstoxischen (früher fruchtbarkeitsgefährdenden) Gefahrstoffen der Kategorien 1A oder<br />
1B ist das Beschäftigtenverzeichnis 40 Jahre nach Ende der Exposition aufzubewahren<br />
(§ 14 GefStoffV)<br />
1.2 Verbindliche Grenzwerte (nach TRGS 900, 903, 910)<br />
Um die Auswirkungen der Schadstoffe auf den menschlichen Körper zu minimieren, sind<br />
stoffspezifische Grenzwerte festgelegt worden. Die Unterschreitung dieser Grenzwerte führt zu<br />
einer Reduzierung der Gefährdung des Schweißers am Arbeitsplatz. Sie werden vom Ausschuss für<br />
Gefahrstoffe (AGS) aufgestellt. Aufgrund der technischen Gegebenheiten am Arbeitsplatz, der<br />
analytischen und arbeitsmedizinischen Erkenntnisse, werden diese Grenzwerte regelmäßig<br />
überprüft.<br />
1.2.1 Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) nach TRGS 900<br />
Arbeitsplatzgrenzwerte sind so konzipiert, dass bei ihrer Einhaltung akute oder chronische<br />
schädliche Wirkungen nicht zu erwarten sind. Der AGW gibt an, bis zu welcher Konzentration eines<br />
Stoffs akute oder chronische schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit von Beschäftigten im<br />
Allgemeinen nicht zu erwarten sind (§ 3 Abs. 6 GefStoffV).<br />
TRGS 900 „Arbeitsplatzgrenzwerte“ (Ausgabe 2006, zuletzt geändert und ergänzt: GMBl 2019,<br />
vom 29.03.2019) enthält für zahlreiche Stoffe Grenzwerte (AGW, die medizinisch begründet sind,<br />
für die zeitlich gewichtete durchschnittliche Konzentration der Stoffe in der Luft am Arbeitsplatz in<br />
Bezug auf einen gegebenen Referenzzeitraum. Arbeitsplatzgrenzwerte sind Schichtmittelwerte bei<br />
in der Regel täglich achtstündiger Exposition an 5 Tagen pro Woche während der Lebensarbeitszeit.<br />
Expositionsspitzen während einer Schicht werden mit Kurzzeitwerten beurteilt.<br />
1.2.2 Allgemeiner Staubgrenzwert (ASGW)<br />
Der Allgemeine Staubgrenzwert unterscheidet zwischen:<br />
und<br />
• Grenzwert für die alveolengängige Fraktion (A-Fr) 1,25 mg/m 3<br />
• Grenzwert für die einatembare Fraktion (E-Fr) 10 mg/m 3 .<br />
Der ASGW für die A-Fraktion basiert auf einer mittleren Dichte von 2,5 g/cm³. Wenn an einem<br />
Arbeitsplatz Materialien mit besonders hoher Dichte (z. B. Metalle) verwendet werden, kann mit<br />
der Materialdichte umgerechnet werden. Die im Schweißrauch enthaltenen Metallverbindungen<br />
besitzen eine Dichte, die zwischen 5 und 7 g/cm³ liegt. Somit wäre es möglich, den Staubgrenzwert<br />
für die A-Fraktion per drei Satz auf die Dichte der eingesetzten Metalle umzurechnen. Es wird aber<br />
empfohlen, wegen der Erkenntnisse zu den im Schweißrauch enthaltenen ultrafeinen Partikeln und<br />
der toxischen und krebserzeugenden Stoffe von dieser Möglichkeit nicht Gebrauch zu machen.<br />
Für Tätigkeiten, bei denen der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für die alveolengängige Staubfraktion<br />
(A-Staubfraktion) von 1,25 mg/m³ nachweislich nicht eingehalten werden kann, gilt übergangsweise<br />
bis zum 31.12.2018 für die Überprüfung der Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen anstelle des AGW<br />
3
ein Beurteilungsmaßstab in Höhe des bisherigen A-Staub-AGW von 3,0 mg/m³<br />
(Überschreitungsfaktor 2 (II)) als Schichtmittelwert, sofern die Voraussetzungen nach TRGS 900<br />
Pkt. 2.4.2 eingehalten werden.<br />
Bei Einhaltung des Allgemeinen Staubgrenzwertes ist mit einer Gesundheitsgefährdung dann nicht<br />
zu rechnen, wenn nach einschlägiger Überprüfung sichergestellt ist, dass mutagene,<br />
krebserzeugende (Kategorie 1A, 1B), fibrogene, toxische oder allergisierende Wirkungen des<br />
Staubes nicht zu erwarten sind.<br />
Der Allgemeine Staubgrenzwert gilt auch für<br />
• Aluminiumoxid (außer Rauch),<br />
• Magnesiumoxid (außer Rauch)<br />
und<br />
• Titandioxid.<br />
Der Allgemeine Staubgrenzwert (ASGW) wird als Schichtmittelwert festgelegt und ist für schwer<br />
lösliche bzw. unlösliche Stäube anzuwenden, die nicht anderweitig reguliert sind. Der Grenzwert<br />
gilt als allgemeine Obergrenze, zusätzlich sind aber die stoffspezifischen AGW der TRGS 900 bzw.<br />
risikobezogene Beurteilungsmaßstäbe nach der TRGS 910 einzuhalten.<br />
Er ist als AGW anzuwenden für schwerlösliche bzw. unlösliche Stäube, die nicht anderweitig<br />
reguliert sind. Der ASGW gilt nicht für lösliche Stoffe, Lackaerosole und grobdisperse<br />
Partikelfraktionen.<br />
Bei Stäuben mit ultrafeinen Partikelanteilen und Schweißarbeiten gilt der Allgemeine<br />
Staubgrenzwert als Obergrenze, ultrafeine Partikelfraktionen sind nach Vorliegen entsprechender<br />
Bewertungskriterien (Grenzwerte) gesondert zu berücksichtigen.<br />
Sofern an Arbeitsplätzen eine Staubkonzentration von 3 mg/m 3 (A-Staub) nicht eingehalten werden<br />
kann, sind für die Beschäftigten arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen vorzusehen. Die<br />
Beeinträchtigung der Atmungsorgane durch die vorstehend genannten Stäube und Rauche sind<br />
Langzeiteffekte und hängen maßgeblich von der Staubdosis ab, welche durch die über einen<br />
längeren Zeitraum einwirkende mittlere Feinstaubkonzentration bestimmt wird. Die Werte sollen<br />
die Beeinträchtigung der Funktion der Atmungsorgane infolge einer allgemeinen Staubwirkung<br />
verhindern.<br />
Eine Übersicht der für die Schweißtechnik relevanten Grenzwerte wird im Appendix A tabellarisch<br />
vorgestellt.<br />
1.2.3 Biologischer Grenzwert (BGW) nach TRGS 903<br />
Entsprechend der TRGS 903, Ausgabe Februar 2013, in der Fassung März 2019 werden biologische<br />
Grenzwerte nach § 2 Absatz 9 Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) genannt. In den Beratungen<br />
durch den AGS bekannt gemachten Werten werden auch die Vorschläge der Senatskommission zur<br />
Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie<br />
der Europäischen Union (EU-Werte) entsprechend der biologischen Grenzwerte der EU, die in den<br />
entsprechenden Richtlinien enthalten sind berücksichtigt. Der BGW ist der Grenzwert für die<br />
toxikologisch-arbeitsmedizinisch abgeleitete Konzentration eines Stoffes, seines Metaboliten<br />
(Umwandlungsproduktes im Körper) oder eines Beanspruchungsindikators im entsprechenden<br />
4
iologischen Material, bei dem im Allgemeinen die Gesundheit eines Beschäftigten nicht<br />
beeinträchtigt wird [TRGS 903]. Gemäß dieser Definition entsprechen die bisherigen MAK den<br />
AGW, die bisherigen BAT-Werte dem BGW.<br />
Aufgrund der am Arbeitsplatz bestehenden Randbedingungen sind im konkreten Fall aus dem<br />
stoffspezifischen biologischen Wert nicht ohne weitere Rückschlüsse auf die bestehende<br />
Stoffkonzentration in der Arbeitsplatzluft zulässig. Biologische Grenzwerte dienen insbesondere im<br />
Rahmen spezieller ärztlicher Vorsorgeuntersuchungen dem Schutz der Gesundheit am Arbeitsplatz.<br />
Sie geben eine Grundlage für die Beurteilung der Bedenklichkeit oder Unbedenklichkeit vom<br />
Organismus aufgenommener Stoffmengen ab.<br />
Die Beurteilung der Ergebnisse von Analysen in biologischem Material soll nach den Empfehlungen<br />
des Ausschusses für Arbeitsmedizin (AfAMed) erfolgen und muss grundsätzlich dem Arzt<br />
vorbehalten bleiben.<br />
Als Untersuchungsmaterial dienen:<br />
• Vollblut: B<br />
• Erythrozytenfraktion des Vollblutes: BE<br />
• Plasma/Serum: P/S<br />
• Urin: U<br />
Als Probenahmezeitpunkte gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die den arbeitsmedizinischen<br />
und toxikologischen Erfahrungen entsprechen und stoffspezifisch sind.<br />
Siehe auch hier Appendix A, bezüglich der stoffspezifischen Grenzwerte, die für die<br />
Schweißtechnik relevant sind.<br />
1.2.4 Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB), Grenzwerte nach TRGS 910<br />
Nach § 10 der GefStoffV hat der Arbeitgeber sicherzustellen, dass AGW eingehalten werden. Für<br />
die überwiegende Zahl der krebserzeugenden Stoffe ist jedoch derzeit kein AGW oder MAK<br />
ableitbar. Aus diesem Grund wurde vom AGS ein Gesamtkonzept zur Festlegung risikobasierter<br />
Grenzwerte für krebserzeugende Stoffe (der Kategorie 1A, 1B) erarbeitet. Für einige Stoffe wurden<br />
bereits Expositions-Risiko-Beziehungen (ERB) durch den AGS erarbeitet. Die zugehörigen<br />
stoffspezifischen Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen wurden in der früheren Bekanntmachung<br />
zu Gefahrstoffen 910 (BekGS 910) veröffentlicht.<br />
In der Fassung Juni 2018 der TRGS 910 „Risikobezogenes Maßnahmenkonzept für Tätigkeiten mit<br />
krebserzeugenden Gefahrstoffen“ werden stoffübergreifende Risikogrenzen sowie Exposition-<br />
Risiko-Beziehungen (ERB) und stoffspezifische Konzentrationswerte- Richtwerte, die vom AGS<br />
festgelegt wurden, dargestellt. Für 16 Stoffe (z. B. für Benzol oder Benzo(a)pyren, als<br />
Leitkomponente in bestimmten PAK-Gemischen), Chrom (VI)-Verbindungen, Nickelverbindungen<br />
sind Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen aufgeführt, einschließlich deren Begründung, die eine<br />
sozialpolitische Konvention darstellt.<br />
Durch die Festlegung des Akzeptanz- und Toleranzrisikos wurden drei Risikobereiche: niedriges<br />
(die Expositionen liegen unterhalb der Akzeptanzkonzentration), mittleres (die Expositionen liegen<br />
zwischen der Akzeptanz- und Toleranzkonzentration) und hohes Risiko (die Expositionen liegen<br />
oberhalb der Toleranzkonzentration) definiert. Die Grenze zwischen hohem Risiko (roter Bereich)<br />
5
und mittlerem Risiko (gelber Bereich) wird als Toleranzrisiko bezeichnet Das Toleranzrisiko<br />
entspricht einem statistischen zusätzlichen Krebsrisiko von 4:1.000. Die Grenze zwischen mittlerem<br />
Risiko und niedrigem Risiko bezeichnet man als Akzeptanzrisiko. Das Akzeptanzrisiko entspricht<br />
einem statistischen zusätzlichen Krebsrisiko von 4:10.000. Das Akzeptanzrisiko soll auf 4:100.000<br />
gesenkt werden, wobei für jeden Stoff geprüft wird. Diesen wurden Maßnahmenoptionen (gestuftes<br />
Maßnahmenkonzept zur Risikominderung) zugeordnet. Ziel des Risikokonzeptes ist es,<br />
Expositionen unterhalb der Akzeptanzkonzentration zu erreichen.<br />
Durch Ableitung von stoffspezifischen Exposition-Risiko-Beziehungen ist es möglich, bei entsprechender<br />
Datenlage für jeden Stoff Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen aufzustellen. Diese<br />
Stoffe werden aufgenommen in die Anlage 1 der TRGS 910.<br />
1.2.5 Risikoabschätzung für Stoffe ohne Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB)<br />
Für viele krebserzeugende Stoffe liegen aber noch keine Beurteilungsmaßstäbe vor. Sofern kein<br />
Beurteilungsmaßstabt für einen Stoff vorhanden ist, hat der Arbeitgeber andere geeignete<br />
Beurteilungsmaßstäbe in eigener Verantwortung heranzuziehen (siehe TRGS 400).<br />
1.3 Grenzwerte der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />
1.3.1 Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK)<br />
MAK-Werte werden von der Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft aufgestellt<br />
und jährlich in der MAK-Liste der Senatskommission veröffentlicht. Viele dieser Werte werden nach<br />
Beratungen im Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) in der TRGS 900<br />
„Arbeitsplatzgrenzwerte“ aufgenommen.<br />
MAK ist die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz, bei der im Allgemeinen die<br />
Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeinträchtigt wird. Maßgebend sind dabei wissenschaftlich<br />
fundierte Kriterien des Gesundheitsschutzes, nicht die technischen und wirtschaftlichen<br />
Möglichkeiten der Realisation in der Praxis.<br />
Die MAK gilt in der Regel nur für einzelne Stoffe (reine Stoffe) und ist ein Langzeitwert, nämlich<br />
ein Schichtmittelwert bei in der Regel täglich achtstündiger Exposition und bei Einhaltung einer<br />
durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden (in Vierschichtbetrieben 42 Stunden je Woche<br />
im Durchschnitt von vier aufeinander folgenden Wochen) [4].<br />
Aufgrund der Tatsache, dass die Konzentration verschiedener Stoffe in der Luft am Arbeitsplatz<br />
schwanken kann, wurden Kurzzeitwerte aufgestellt, um kurzfristige Überschreitungen des<br />
Schichtmittelwertes (Expositionsspitzen) beurteilen zu können. Sie sind nach Höhe, Dauer,<br />
Häufigkeit und zeitlichem Abstand begrenzt.<br />
Grenzwerte für Stoffgemische sind nach TRGS 402 „Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen<br />
bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhalative Exposition“ zu ermitteln.<br />
In der Schweißtechnik treten Schadstoffe immer im Gemisch auf. Die Ermittlung der Grenzwerte<br />
ist daher sehr aufwendig. Deshalb arbeitet man in der Praxis häufig mit verfahrens- und<br />
werkstoffspezifischen Leitkomponenten.<br />
6
1.3.2 Biologischer Arbeitsstofftoleranzwert (BAT)<br />
BAT-Wert ist die Konzentration eines Stoffes oder seines Umwandlungsproduktes im Körper oder<br />
die dadurch ausgelöste Abweichung eines biologischen Indikators von seiner Norm, bei der im<br />
Allgemeinen die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeinträchtigt wird. Die BAT-Werte sind in der<br />
TRGS 903 aufgelistet. Für einige Schadstoffe in der Schweißtechnik sind die BAT-Werte in<br />
Bild 1-9 aufgeführt. BAT-Werte sind als Höchstwerte für gesunde Einzelpersonen konzipiert.<br />
Maßgebend sind arbeitsmedizinisch-toxikologisch fundierte Kriterien des Gesundheitsschutzes.<br />
BAT-Werte gelten in der Regel für eine Belastung mit Einzelstoffen.<br />
BAT-Werte können als Konzentrationen, Bildungs- oder Ausscheidungsraten (Menge/Zeiteinheit) in<br />
der Regel im Blut und/oder Urin definiert sein. Wie bei den MAK wird in der Regel eine<br />
Stoffbelastung von maximal 8 Stunden täglich und 40 Stunden wöchentlich zugrunde gelegt.<br />
BAT-Werte dienen insbesondere im Rahmen spezieller ärztlicher Vorsorgeuntersuchungen dem<br />
Schutz der Gesundheit am Arbeitsplatz. Sie geben die Grundlage für die Beurteilung der<br />
Bedenklichkeit oder Unbedenklichkeit der vom Organismus aufgenommenen Stoffmengen ab.<br />
Die Überwachung kann durch die periodische quantitative Bestimmung eines Stoffes im<br />
biologischen Material oder biologischen Parameter (siehe Appendix A, Tabelle A-4, Biologische<br />
Grenzwerte) erfolgen. Die Messstrategie soll den Expositionsverhältnissen am Arbeitsplatz<br />
Rechnung tragen.<br />
Die Einhaltung von BAT-Werten entbindet nicht von einer Überwachung der<br />
Schadstoffkonzentration in der Luft (siehe Appendix A, Tabelle A-4).<br />
1.3.3 Biologische Leitwerte (BLW)<br />
Der BLW (Biologischer Leit-Wert) ist die Quantität eines Arbeitsstoffes bzw.<br />
Arbeitsstoffmetaboliten oder die dadurch ausgelöste Abweichung eines biologischen Indikators von<br />
seiner Norm beim Menschen, die als Anhalt für die zu treffenden Schutzmaßnahmen heranzuziehen<br />
ist. Biologische Leitwerte werden nur für solche gefährlichen Stoffe benannt, für die keine<br />
arbeitsmedizinisch-toxikologisch begründeten Biologischen Arbeitsstofftoleranzwerte (BAT-Werte)<br />
aufgestellt werden können (d. h. für krebserzeugende bzw. krebsverdächtige Stoffe der Kategorien<br />
1 bis 3 und für nicht krebserzeugende Stoffe, bei denen keine ausreichenden toxikologischen Daten<br />
vorliegen).<br />
Für den BLW wird in der Regel eine Arbeitsstoffbelastung von maximal 8 Stunden täglich und<br />
40 Stunden wöchentlich über die Lebensarbeitszeit zugrunde gelegt [4]. Bei Einhaltung des<br />
biologischen Leitwertes ist das Risiko einer Beeinträchtigung der Gesundheit nicht auszuschließen.<br />
Durch Verbesserung der technischen Gegebenheiten und der technischen, arbeitshygienischen und<br />
arbeitsorganisatorischen Schutzmaßnahmen sind Konzentrationen anzustreben, die möglichst weit<br />
unterhalb des biologischen Leitwertes liegen.<br />
Aufgrund der am Arbeitsplatz gegebenen Randbedingungen sind im konkreten Fall aus dem<br />
stoffspezifischen biologischen Wert nicht ohne Weiteres Rückschlüsse auf die bestehende<br />
Stoffkonzentration in der Arbeitsluft und umgekehrt zulässig. Wesentliche Einflussfaktoren sind<br />
schwere körperliche Arbeit, Arbeit in Zwangshaltung und die Temperatur am Arbeitsplatz.<br />
7
1.3.4 Biologische Arbeitsstoff-Referenzwerte (BAR)<br />
Diese Werte (Referenzwerte) beschreiben die Belastung einer Referenzpopulation zu einem<br />
bestimmten Zeitpunkt gegenüber dem in der Umwelt vorkommenden Arbeitsstoff. Die zur<br />
Referenzpopulation gehörenden Personen im erwerbsfähigen Alter sind nicht beruflich gegenüber<br />
dem Arbeitsstoff exponiert.<br />
Das Ausmaß einer beruflichen Exposition gegenüber einem Arbeitsstoff kann durch den Vergleich<br />
zwischen Biomonitoring, gemessen bei beruflich Exponierten, und Biologischem Arbeitsstoff-<br />
Referenzwert, gemessen bei der Referenzgruppe, erreicht werden.<br />
1.3.5 Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA)<br />
Für manche krebserzeugenden Stoffe, wie Alkalichromate, Cobalt, Nickel und Nickelverbindungen,<br />
gibt es Korrelationen zwischen der Schadstoffkonzentration in der Luft und im biologischen<br />
Material (Blut oder Harn), die begründet werden können. Diese Korrelationen werden als<br />
Expositionsäquivalente bezeichnet (siehe Tabelle A-5, Appendix A).<br />
1.4 EU-Werte<br />
EU-Werte sind Grenzwerte der Europäischen Union (verbindliche Grenz- und Richtwerte) für eine<br />
berufsbedingte Exposition. Diese Grenzwerte sind auch wie die AGW, die MAK oder die alten TRK<br />
Schichtmittelwerte bei 8-stündiger Exposition.<br />
Hinweis:<br />
In Appendix A sind in den Tabellen A-1 bis A-3 die Schadstoffe in der Schweißtechnik, deren<br />
Grenzwerte (AGW, MAK, BM, AK, TK) und Einstufungen sowie in Tabelle A-4 Biologische<br />
Grenzwerte (BGW)/Biologische Arbeitsstoff-Toleranzwerte BAT/Biologische Arbeitsstoff-<br />
Referenzwerte (BAR) und in Tabelle A-5 Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe<br />
(EKA) für einige Schadstoffe in der Schweißtechnik tabellarisch zusammengefasst.<br />
1.5 Grenzwerte nach Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und nach<br />
Strahlenschutzverordnung (StrlSchV)<br />
Zum 31. Dezember 2018 sind das Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und die neue<br />
Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) vollumfänglich in Kraft getreten. Das Strahlenschutzgesetz<br />
(StrlSchG), Ausgabe 2017 mit letzten Änderungen von Dez. 2018 und die neue<br />
Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) vom 29.11.2018 nennt folgende Grenzwerte für den Umgang<br />
mit radioaktiven Stoffen. Es gelten die folgenden Begriffe und Dosisgrenzwerte:<br />
• Der Begriff „beruflich strahlenexponierte Person“ wurde geändert in „beruflich exponierte<br />
Person“ (gilt für Personen, die beruflich bedingt pro Kalenderjahr mehr als 1 mSv effektive<br />
Dosis erhalten können, d. h. darunter würden dann auch die WIG-Schweißer fallen, die<br />
thoriumhaltige Elektroden verwenden und für deren Tätigkeit die genannte Abschätzung<br />
einen Wert oberhalb von 1 mSv pro Jahr ergibt.<br />
8
• Gemäß § 56 StrlSchG muss der Arbeitgeber in diesem Fall eine Anzeige an die Behörde<br />
machen (vormals war dies bei den seinerzeit als „Arbeiten“ deklarierten Beschäftigungen<br />
erst ab 6 mSv pro Jahr, ab denen eine Anzeige erforderlich war!)<br />
• Im Abschnitt 8 des StrlSchG sind ab § 55 diverse Anforderungen an den Arbeitgeber gestellt<br />
worden, der in seinem Betrieb Beschäftigte mit thoriumhaltigen WIG-Elektroden umgehen<br />
lässt. Vor Beginn der Tätigkeiten ist eine Expositionsabschätzung durchzuführen<br />
(diese kann z. B. mit der BGETEM, Kompetenzzentrum Strahlenschutz durchgeführt werden).<br />
• Das WIG-Schweißen mit thoriumhaltigen Elektroden fällt jetzt unter den § 4 Absatz 1<br />
Nr. 10a des StrlSchG und gehört jetzt zu den „Tätigkeiten“.<br />
• Die thoriumhaltigen Elektroden selbst werden als „Materialien“ im Sinne des StrlSchG bezeichnet.<br />
• 1 mSv effektiv pro Jahr, der Grenzwert für die Exposition der Bevölkerung, das ist dann<br />
auch der Grenzwert für nicht beruflich exponierte Personen, dazu gehören z. B. auch die<br />
WIG-Schweißer mit thoriumhaltige Wolframelektroden, nach § 80 StrlSchG<br />
• 1 mSv (effektive Dosis) für beruflich exponierte Personen unter 18 Jahren (z. B. der<br />
Schweißerlehrling, der mit thoriumhaltigen Elektroden umgeht). (§ 78 StrlSchG, Absatz 3)<br />
• 20 mSv (effektiv) für beruflich strahlenexponierte Personen pro Kalenderjahr<br />
(§ 78 StrlSchG, Absatz 1).<br />
• 400 mSv (effektive Dosis), der Grenzwert für die Berufslebensdosis, gemäß § 77 StrlSchG<br />
ist nach wie vor geblieben.<br />
9
2 Schweißrauche<br />
2.1 Untersuchungen im Labor<br />
Mit Hilfe der Fumebox-Methode (nach DIN EN 15 011 Teil 1 eine geschlossene Kammer, in der<br />
geschweißt wird) wurden im Labor Schweißrauche und Gase untersucht. Dabei wurden die Mechanismen<br />
ihrer Entstehung beobachtet und festgehalten. Bei hoher Temperatur des Lichtbogens oder<br />
der Flamme finden physikalische und/oder chemische Prozesse wie Verdampfen, Kondensation,<br />
Oxidation, Zersetzung, Pyrolyse, Verbrennung (Bild 2) statt. Aus den verwendeten Werkstoffen<br />
(Zusatzwerkstoffen/ Grundwerkstoffen), Hilfsmitteln (z. B. Schutzgasen), Beschichtungen, Verunreinigungen<br />
und Umgebungsluft bilden sich gas- und partikelförmige Stoffe (Schweißrauche). Die<br />
Art und die Menge der gebildeten Schadstoffe ist werkstoff- und verfahrensbedingt. Die chemische<br />
Zusammensetzung der eingesetzten Werkstoffe hat einen direkten Einfluss auf die chemische Zusammensetzung<br />
der partikelförmigen Schadstoffe; wie auch in Kapitel 5 (siehe Abschnitt 5.4) gezeigt.<br />
Die angewendeten Verfahren beeinflussen die Entstehung gasförmiger Schadstoffe.<br />
Fumebox Innenansicht Außenansicht<br />
Bilder 2-1a, b, c. Fumebox, Innen- und Außensicht, z. B. für das MSG-Schweißen [Quelle: ISF, RWTH-<br />
Aachen]<br />
Die gewonnenen Grunddaten erlauben, Verfahren/Werkstoff-Kombinationen miteinander zu vergleichen<br />
und diese in die Beurteilung der Gefährdung der Schweißer einzubeziehen. Dazu gehören,<br />
in Abhängigkeit der eingesetzten Verfahren/Werkstoff-Kombinationen: die Bestimmung der Emissionsrate,<br />
die chemische Zusammensetzung der emittierten partikelförmigen Stoffe sowie die Partikelgröße<br />
und -verteilung. Emissionsmessungen stellen auch die Grundlage für die Berechnung von<br />
Lüftungssystemen und für weitere erforderliche Schutzmaßnahmen.<br />
10
Bild 2-2. Schadstoffentstehung (Beispiele) [5]<br />
Bild 2-3. Fumebox für das Lichtbogenhandschweißen (Quelle, ISF, RWTH-Aachen)<br />
Die Ergebnisse der Untersuchungen im Labor bezüglich der Emissionsrate und der chemischen Zusammensetzung<br />
eines untersuchten Schweißrauchs, werden unter der Angabe der jeweiligen Prüfbedingungen,<br />
nach der o. g. Norm, Anhang A im Rauchdatenblatt festgehalten. In Appendix C (siehe<br />
C1) wird dieser normative Anhang wiedergegeben.<br />
In den weiteren Abschnitten dieses Kapitels sind Ergebnisse solcher Untersuchungen im Labor<br />
zitiert.<br />
11
2.2 Emissionsraten<br />
Für die Messung der Emissionsrate wird auf dem Filter der Fumebox Schweißrauch gesammelt und<br />
durch Wägung, als Menge pro Zeiteinheit [mg/s] ausgewertet. Einige dieser Untersuchungsergebnisse<br />
zu den Emissionsraten bei verschiedenen Verfahren mit unterschiedlichen Werkstoffen werden<br />
im Weiteren vorgestellt. Im Hinblick auf das Emissionsverhalten der partikelförmigen Stoffe<br />
wird hier zwischen vier Gruppen unterschieden: Schweißen, thermisches Schneiden, thermisches<br />
Spritzen und Löten.<br />
Bild 2-4. Bestimmung der Schweißrauch-Emissionsrate durch Wägung (Quelle: ISF, RWTH Aachen)<br />
Schweißen<br />
Tabelle 2-1. Emissionen bei unterschiedlichen Schweißverfahren von hochlegiertem Chrom-Nickel-Stahl<br />
(auf der Grundlage von: [1, 2, 8, 14], [110])<br />
LBH 1 ) 2-16 0,04-1,3 0,01-1,2 0,03-0,5 0,04-1,1<br />
MAG 2) 1,5-8 0,1-1,3 0-0,05 0,05-0,6 0,1-1,2<br />
Laserstrahlschweißen<br />
ohne Zusatzwerkstoff<br />
1,3-2,0 0,16-0,26 0,003-0,007 0,05-0,08 0,09-0,16<br />
1<br />
) LBH = Lichtbogenhandschweißen mit umhüllten Stabelektroden<br />
2)<br />
MAG = Metall-Aktivgasschweißen<br />
12