Grundlagen C-Gefahrstoffe

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1 Grundlagen C-Gefahrstoffe Verfasser: BOI Pascal Petermann Stand: April 2016 Kreisfeuerwehrverband Oberbergischer Kreis

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3 Statistik Schaubild 4 Gefahrguttransportenachausgewählten Gefahrklassen 2010 in % Übrige Gefahrklassen 15 Gefahrklasse 8 Ätzende Stoffe 7 Gefahrklasse 2 Gase 9 69 Gefahrklasse 3 Entzündbare flüssige Stoffe 2010 wurden 307 Mio. Tonnen Gefahrgut transportiert 3

4 Beispiel Beispielsweise hatte 2011 die Havarie eines mit Schwefelsäure beladenen Tankers auf dem Rhein erhebliche Folgen: Ein Mitglied der Besatzung starb, eines wird vermisst und zwei wurden verletzt. Der Rhein war während der Bergungszeit 32 Tage teilweise oder vollständig für die Schifffahrt gesperrt, bis zu 450 Schiffe wurden an einer Weiterfahrt gehindert. 900 Tonnen Schwefelsäure flossen unkontrolliert in den Rhein, weitere 800 Tonnen Schwefelsäure wurden kontrolliert in den Rhein geleitet. Dieser Gefahrgut unfall kostete also Leben und Gesundheit von Menschen und hatte durch die Sperrung der wichtigsten deutschen Wasserstraße erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen. 4

5 Chemische Stoffe - Definition Chemische Stoffe ist ein Sammelbegriff für Stoffe, die bestimmte Gefahreigenschaften für Menschen, Tiere, Sachwerte und die Umwelt besitzen. 5

6 Lernziel Der Teilnehmer bekommt ein Basiswissen, welches anhand der chemischen Grundlagen und unter Berücksichtigung der Maßnahmengruppen aufgebaut ist. 6

7 Was ist Chemie überhaupt? Definition Der Begriff der "Chemie" kann von unterschiedlichen Gruppen anders festgelegt werden Schüler/in: "Chemie ist, wo es stinkt und knallt." Öffentlichkeit: "Chemie ist all das, was nicht natürlich ist." Definition: Die Chemie befasst sich mit der Lehre von den stofflichen Änderungen der Materie 7

8 Eigenschaften gefährlicher Stoffe Eigenschaften gefährlicher Stoffe: explosionsgefährlich hochentzündlich entzündlich giftig sehr giftig gesundheitsschädlich ätzend sensibilisierend fortpflanzungsgefährdend umweltgefährlich brandfördernd leichtentzündlich reizend krebserzeugend erbgutverändernd 8

9 Aggregatzustände Aggregatzustände fest flüssig gasförmig In welchem Zustand sich jedoch ein Stoff befindet, hängt... von der Temperatur des Stoffes von der Lage der Umwandlungspunkte vom herrschenden Druck...ab! 9

10 Explosionsbereich Definition: Der Explosionsbereich ist der Bereich der Konzentration (Stoffmengenanteil) eines brennbaren Gases, Dampfes, Nebels oder Staubes im Gemisch mit Luft (oder einem anderen die Verbrennung unterhaltenden Gases), in dem eine Explosion auftreten kann. 10

11 Explosionsgrenze Untere und obere Explosionsgrenze (Zündgrenze) Definition: Untere und obere Explosionsgrenze ist die niedrigste bzw. höchste Konzentration des brennbaren Stoffes im Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben, in dem sich nach dem Zünden ein Brennen gerade nicht mehr selbständig fortpflanzen kann. MMM untere Explosionsgrenze ( UEG )... eine Zündung ist gerade noch nicht möglich! MMM obere Explosionsgrenze ( OEG )... eine Zündung ist gerade nicht mehr möglich! 11

12 Explosionsbereich 12

13 Transportmittel Einkammerfahrzeuge Eindeutige Kennzeichnung des Stoffes! 13

14 Transportmittel Mehrkammerfahrzeuge Ottokraftstoff Diesel Kerosin Kennzeichnung des Stoffes mit dem niedrigsten Flammpunkt. 14

15 Transportmittel Mehrproduktfahrzeuge Jeweils eindeutige Kennzeichnung des entsprechenden Stoffes! 15

16 Transportmittel erwärmte Produkte Flüssigkeit 100 o C und falls vorhanden des Flammpunkts feste Stoffe 240 o C 16

17 Ausbreitung Verhalten bei Ausbreitung: Feste Stoffe: haben ein festgelegtes Volumen und eine festgelegte Form sie breiten sich durch rieseln, schütten oder fließen aus meist beschränkt sich ihre Ausbreitung auf die Austrittsstelle 17

18 Ausbreitung Verhalten bei Ausbreitung: Flüssige Stoffe: haben ein festgelegtes Volumen, jedoch eine nicht festgelegte Form sie breiten sich durch fließen aus und können dabei Dämpfe bilden, die sich in ihrer Ausbreitung wie Gase verhalten die Ausbreitungs- und Richtungsgeschwindigkeit sind abschätzbar 18

19 Ausbreitung Verhalten bei Ausbreitung: Windrichtung- und Windgeschwindigkeit Luftfeuchtigkeit relativen Dichte des Gases leichter (1) / schwerer (2) als Luft Viskosität des Gases gasförmige Stoffe: haben kein festgelegtes Volumen und keine festgelegte Form sie breiten sich frei in der Atmosphäre aus die Ausbreitungsrichtung und Geschwindigkeit von Gasen und Dämpfen sind schwer abzuschätzen. 19

20 GAMS-Regel 20

21 Maßnahmengruppe 1 MG1 Explosive Stoffe und Gegenstände mit Explosivstoff 21

22 Kampfmittel Sammelbegriff für Munition, Spreng-, und Zündmittel sowie chemische und biologische Substanzen zur Kriegsführung. 22

23 Maßnahmengruppe 1 MG1 Explosive Stoffe und Gegenstände mit Explosivstoff Wirkung der Explosionsdrücke Überdruck Wirkung 0,1 bar Glasbruch 0,2 bar Backsteingebäude beschädigt 0,3 bar Trommelfellriss 1,0 bar Lungenriss (tödlich) ca. 0,5 3,0 bar Gebäudeeinsturz 23

24 Gefahren durch Kampfmittel Hannover-Linden, 1969: Explosion eines Güterwagens mit Artilleriemunition => 12 Tote 10 m 24

25 Maßnahmengruppe 1 MG1 Explosive Stoffe und Gegenstände mit Explosivstoff Absperrgrenzen nach FwDV 500 Absperrgrenzen für den Brandfall. Klasse Gefahrenbereich Absperr bereich Transportklas se 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6 Gefahren bereich Absperr bereich 500 m 1000 m Transportklassen 1.1, 1.2, 1.5, 1.6 Munitionsbrandklassen 1 und 2 Transportklasse 1.3 Munitionsbrandklasse 3 mit Deckung ohne Deckung 200 m 300 m 1000 m 60 m 200 m 1000 m m 100 m Transportklasse 1.4 Munitionsbrandklasse 4 10 m 25 m 100 m 25

26 Maßnahmengruppe 2 MG2 Gasförmige Stoffe Gefahren: Gefahr des Berstens bei Erwärmung oder Schädigung des Behälters Explosionsgefahr durch Bildung zündfähiger Atmosphären, Gefahr der Atemgifte im Brandfall. BLEVE (boiling liquid expanding vapour explosion = Explosion sich ausdehnender Dämpfe aus einer siedenden Flüssigkeit). Erfrierungsgefahr, Gefahr des Anfrierens am Objekt. Materialversagen durch Versprödung 26

27 Explosion eines Kesselwagens Eisenbahnkesselwagen 5,1 t Flüssiggas Wanddicke: 14,8 mm 27

28 Explosion eines Kesselwagens Feuerball: Ø 100 m / Höhe 150 m ca. 7,2 sec.\ Teile des Tanks flogen m 28

29 BLEVE - Definition Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion siedend, kochend flüssig, Flüssigkeit frei werdend, sich ausdehnend Dampf / Gasphase Explosion 29

30 BLEVE Behälterzerknall durch eine spontane Verdampfung einer überhitzten Flüssigkeit Aufreißen des Druckbehälters durch: Anstieg des Innendrucks durch Wärmeeinwirkung (z.b. Flammenbeaufschlagung) Schwächung der Behälterwandung (z.b. mechanisch oder durch Flammenbeaufschlagung) 30

31 BLEVE Brand eines Tankwagen 31

32 Folgen eines BLEVE 32

33 Folgen eines BLEVE 33

34 Maßnahmengruppe 2 MG2 Gasförmige Stoffe Atem- und Körperschutz für Einsatzkräfte Konzentration herabsetzen geschlossene Räume lüften Gaswolke mit Sprühstrahl niederschlagen Leck abdichten im Brandfall Behälter und Umgebung kühlen brennendes Gas nicht löschen, Gaszufuhr absperren Kanalisation, Schächte, Keller und Gewässer sichern Mess- und Nachweisgeräte einsetzen explosionsgeschützte Geräte einsetzen nicht in verflüssigtes Gas sprühen Warnung der Bevölkerung bzw. Evakuierungsmaßnahmen erwägen 34

35 Maßnahmengruppe 3 MG3 Entzündbare flüssige Stoffe ADR Einstufung brennbarer Flüssigkeiten ADR-Einstufung Gefahrnu mmer 33 leicht entzündba r 30 entzündba r Flamm punkt Richtlinie 67/548/EWG Betriebssicherhe itsv GefahrstoffV [20, 21, 22] < 23 C hoch entzündlich C leicht entzündlich Flammpunkt < 0 C und Siedep. 35 C < 21 C entzündlich C 35

36 Maßnahmengruppe 3 MG3 Entzündbare flüssige Stoffe Verdunsten der Flüssigkeit (Bildung explosiver Dampf-Luft-Gemische) Ausdehnung der Flüssigkeit (Überlaufen bzw. Bersten von Behältnissen) Mischbarkeit mit Wasser Ausbreitung der Flüssigkeit elektrostatische Aufladung (Funkenbildung) Ausbreitung der Dämpfe (Dichteverhältnis zur Luft) Brennbarkeit (Flammpunkt, Brennpunkt, Zündtemperatur, Explosionsgrenzen, Explosionsbereich, Mindestzündenergie) 36

37 Maßnahmengruppe 3 MG3 Entzündbare flüssige Stoffe Atem- und Körperschutz für Einsatzkräfte Ausbreitung verhindern, Flüssigkeit auffangen, Leck abdichten im Brandfall Behälter und Umgebung abkühlen Flüssigkeiten mit Schaum abdecken Kanalisation, Schächte, Keller und Gewässer sichern Mess- und Nachweisgeräte einsetzen explosionsgeschützte Geräte einsetzen 37

38 Maßnahmengruppe 4 MG4 Sonstige entzündbare Stoffe Atem- und Körperschutz tragen. Aufwirbelung von Stäuben vermeiden. Geeignete Löschmittel verwenden: Klasse 4.1: Wasser, optimal mit Netzmittel Klasse 4.2 (ohne Metallverbindungen): Wasser, optimal mit Netzmittel, Sprühstrahl Klasse 4.3 und Metallverbindungen der Klasse 4.2: Trockener Sand, D-Pulver, Zement. Berührung mit Wasser vermeiden, wenn mit X gekennzeichnet. Selbsterhitzungsfähige Stoffe: Zutritt von Sauerstoff vermeiden (Abdichten, Abdecken, Zufuhr von Inertgas). Explosionsschutz sicherstellen (explosionsgeschützte Geräte, Potenzialausgleich). 38

39 Maßnahmengruppe 5 MG5 Entzündend (oxidierend) wirkende Stoffe Steigerung der Verbrennungsgeschwindigkeit (bei inniger Vermischung besteht unter Umständen Explosionsgefahr) Steigerung der Brandtemperatur (Strahlungswärme) Steigerung der Entzündbarkeit brennbarer Stoffe (Gefahr der Selbstentzündung) Erschwerung des Löschens (Reaktionen mit dem Löschmittel; ein erstickendes Löschen ist nicht möglich) Bildung von Brandwunden (Wärmeausbreitung) Bildung von Atemgiften im Brandrauch Ätzwirkung der Stoffe (schwere Hautschäden möglich) 39

40 Maßnahmengruppe 5 MG5 Entzündend (oxidierend) wirkende Stoffe MG 5: Klassen nach Transportrecht & Beispiele Stoffgruppe nach Transportrecht 5.1 brandfördernde (oxidierende) Stoffe brandfördernde (oxidierende) Stoffe, giftig brandfördernde (oxidierende) Stoffe, ätzend 5.2 organische Peroxide Beispiele Natriumchlorit, Natriumchlorat, Magnesiumperoxid, Kaliumnitrat, Kaliumpermanganat, Bariumperchlorat, Natriumnitrit Wasserstoffperoxid in wässriger Lösung fest oder flüssig, Beförderung z. T. unter Temperaturkontrolle 40

41 Maßnahmengruppe 5 MG5 Entzündend (oxidierend) wirkende Stoffe Atem- und Körperschutz für Einsatzkräfte nicht mit brennbaren Stoffen (z.b. brennbare Bindemittel) in Berührung bringen im Brandfall Löschangriff mit großen Mengen Wasser aus gesicherter Entfernung (Wasserwerfer) durchführen Leck abdichten Energieeinwirkung verhindern Behältnisse kühlen Löschen durch erstickende Wirkung ist nicht möglich 41

42 Maßnahmengruppe 6 MG6 Giftige Stoffe MG 6: Klassen nach Transportrecht & Beispiele Stoffgruppe gemäß Transportrecht giftige Stoffe ohne Nebengefahr giftige entzündbare Stoffe giftige ätzende Stoffe giftige entzündbare ätzende Stoffe Beispiele Arsen, Beryllium, Thallium und deren Verbindungen; Anilin, Nicotin, Natriumfluorid, Natriumazid Cyanwasserstoff, Nickeltetracarbonyl, Mercaptane, Isocyanate Benzylchlorid Ethylchlorformiat, Methylchlormethylether 42

43 Maßnahmengruppe 6 MG6 Giftige Stoffe Giftigkeitsgrade in Abhängigkeit von der Letalen Dosis (LD) oder der Letalen Konzentration (LC). Grad der Giftigkeit LD 50 (mg/kg KG)* LD 50 (mg/kg KG)** sehr giftig ,5 LC 50 (mg/l Luft oder ppm)*** giftig > 5 50 > > 0,5 2 schwach giftig feste Stoffe > flüssige Stoffe > > >

44 Maßnahmengruppe 6 MG6 Giftige Stoffe giftige Stoffe können auch erst an der Einsatzstelle durch Reaktionen verschiedener Chemikalien oder als Pyrolyseprodukte entstehen giftige Stoffe können im Anfangsstadium keine Vergiftungserscheinungen hervorrufen (Latenzzeiten) giftige Stoffe erzielen eine betäubende Wirkung bzw. erzeugen einen Rauschzustand (gefährliches Verhalten vergifteter Personen) giftige Gase und Dämpfe können geruchlos sein giftige Gase und Dämpfe können die Geruchs- und Geschmacksnerven betäuben (unbemerkte Schädigung) zusätzliche Gefahren anderer Klassen beachten 44

45 Maßnahmengruppe 6 MG6 Giftige Stoffe Atem- und Körperschutz für Einsatzkräfte Ausbreitung verhindern Leck abdichten ausgelaufene Gifte auffangen Giftgaswolke mit Sprühstrahl niederschlagen Kanalisation, Schächte, Keller und Gewässer sichern Mess- und Nachweisgeräte einsetzen ärztliche Versorgung sicherstellen (Notarzt) 45

46 Maßnahmengruppe 6 MG7 Radioaktive Stoffe wird in diesem Lehrgang gesondert behandelt 46

47 Maßnahmengruppe 8 MG8 Ätzende Stoffe Säure Lauge Salzsäure HCl Kalilauge KOH Schwefelsäure H2SO4 Natronlauge NaOH Phosphorsäure H3PO4 Kalkwasser Ca(OH) 2 Salpetersäure HNO3 Kalilauge KOH Flusssäure HF Essigsäure CH3COOH 47

48 Maßnahmengruppe 8 MG8 Ätzende Stoffe Salzsäure 35%: Salzsäure 3,5%: Salzsäure 0,35%: Magensäure : Zitronensaft : Essigessenz : Essig: Coca Cola: Wein: saure Milch: ph = -1 ph = 0 ph = 1 ph = 1 ph = 2 ph = 2 ph = 3 ph = 3 ph = 4 ph = 4,5 Bier: Hautoberflä che: Mineralwass er: reines Wasser: Blut: sauberes Seewasser: Darmsaft: Waschmittel lösung: Natronlauge 3%: Natronlauge 30%: ph = 5 ph = 5,5 ph = 6 ph = 7 ph = 7,4 ph = 8,3 ph = 8,3 ph = 10 ph = 14 ph = 15 Stoff ph-wert c(h + ) ph-bereich Säuren 0 bis < 7 1 mol/l bis < 10-7 mol/l sauer Wasser mol/l neutral Laugen > 7 bis 14 > 10-7 mol/l bis mol/l basisch, alkalisch sauer neutral basisch Indikatorpapier - Farbumschlag ph O rot ph 7 gelb ph 14 blau 48

49 Maßnahmengruppe 8 MG8 Ätzende Stoffe MG 8: Klassen nach Transportrecht & Beispiele Stoffgruppe gem. Transportrecht Ätzende Stoffe ohne Nebengefahr Ätzende entzündbare Stoffe Ätzende oxidierend wirkende Stoffe Ätzende giftige Stoffe Ätzende entzündbare giftige flüssige Stoffe Beispiele Natriumhydroxid, fest und als Lösung, Salzsäure, Phosphorsäure, Amine, Batterien (gefüllt mit Säure) Ameisensäure, Essigsäure, Chlorsilane Salpetersäure Flusssäure (Fluorwasserstoffsäure) Ammoniumsulfid-Lösung 49

50 Maßnahmengruppe 8 MG8 Ätzende Stoffe Ätzwirkung auf Oberflächen (Beeinflussung statischer Eigenschaften von Bau- und Apparateteilen, Beeinflussung der Funktion Entwicklung brennbarer, giftiger oder ätzender Gase und Dämpfe (Wasserstoff, nitrose Gase, Säure- oder Laugen-Dämpfe) Ätzwirkung auf lebendes Gewebe (Verursachung von Gewebsnekrosen) Hervorrufen eines Lungenödems (Latenzzeiten beachten) organische Säuren sind brennbar 50

51 Maßnahmengruppe 8 MG8 Ätzende Stoffe Atem- und Körperschutz für Einsatzkräfte Ausbreitung verhindern Stoff auffangen Leck abdichten Gas- bzw. Dampfwolke mit Sprühstrahl niederschlagen Kanalisation, Schächte, Keller und Gewässer sichern Indikatorpapier einsetzen Mess- und Nachweisgeräte einsetzen 51

52 Maßnahmengruppe 9 MG9 verschiedene gefährliche Stoffe und Gegenstände Stoffe und Gegenstände der MG 9 - Unterteilung nach Transportrecht ØStoffe, die beim Einatmen als Feinstaub die Gesundheit gefährden können ØStoffe und Geräte, die im Brandfall Dioxine bilden können ØStoffe, die entzündbare Dämpfe abgeben ØLithiumbatterien ØRettungsmittel ØUmweltgefährdende Stoffe ØErwärmte Stoffe ØAndere Stoffe, die während einer Beförderung eine Gefahr darstellen 52

53 Maßnahmengruppe 9 MG9 verschiedene gefährliche Stoffe und Gegenstände Stoffe, die beim Einatmen als Feinstaub die Gesundheit gefährden können z.b.: Asbest Stoffe und Geräte, die im Brandfall Dioxine bilden z.b.: polychlorierte Biphenyle (PCB) Stoffe, die entzündbare Dämpfe abgeben z.b.: schäumbare Polymer-Kügelchen Lithiumbatterien z.b.: Lithiumbatterien in Ausrüstungen Rettungsmittel z.b.: selbstaufblasende Rettungsmittel, Airbag-Gasgeneratoren umweltgefährdende Stoffe z.b.: genetisch veränderte Mikroorganismen erwärmte Stoffe z.b.: erwärmte flüssige oder feste Stoffe 53

54 Besondere Gefahrennummern bzw. -kennzeichnung 22 tiefgekühlt verflüssigtes Gas, erstickend 44 entzündbarer fester Stoff, der sich bei erhöhter Temperatur in geschmolzenem Zustand befindet pyrophorer flüssiger Stoff entzündbares organisches Peroxid verschiedene gefährliche Stoffe / umweltgefährdender Stoff ansteckungsgefährlicher Stoff 54

55 Besondere Gefahrennummern bzw. -kennzeichnung 323 entzündbarer flüssiger Stoff, der mit Wasser reagiert und entzündbare Gase entwickelt X323 entzündbarer flüssiger Stoff, der mit Wasser gefährlich reagiert und entzündbare Gase entwickelt 462 X fester Stoff, giftig, der mit Wasser reagiert und entzündbare Gase bildet fester Stoff, der mit Wasser gefährlich reagiert und giftige Gase bildet radioaktives Gas 55

56 Quellen: Ø Lehrstoffmappe LFV NRW Grundlagen C - Gefahrstoffe Ø FwDV 500 Einheiten im ABC Einsatz Ø Bilder / Grafiken: IdF NRW Feuerwehr Moers Feuerwehr Bonn 56