Baustofflehre Baustoffe und Umwelt

Transkript

1 Baustofflehre Baustoffe und Umwelt Thomas A. BIER Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Leipziger Straße 28, Freiberg,

2 Gliederung Sicherheitsdatenblätter Zemente : Chrom Cr 6+ Problematik und Reizung Chemische Substanzen allgemein Strahlung Beisp. Radon VOC Volatile Organic Components

3 Sicherheitsdatenblätter MSDS = Material Safety Data Sheets Fiche Hygiene et Sécurité Gemäß EU Richtlinie 91/155/EWG Richtlinie der Kommission vom 5. März 1991 zur Festlegung der Einzelheiten eines besonderen Informationssystems fürgefährliche Zubereitungen gemäß Artikel 10 der Richtlinie 88/379/EWG des Rates

4 Inhalt der Sicherheitsdatenblätter 1. Stoff-/Zubereitungs- und Firmenbezeichnung 2. Zusammensetzung/Angaben zu Bestandteilen 3. Mögliche Gefahren 4. Erste-Hilfe-Maßnahmen 5. Maßnahmen zur Brandbekämpfung 6. Maßnahmen bei unbeabsichtigter Freisetzung 7. Handhabung und Lagerung 8. Expositionsbegrenzung und persönliche Schutzausrüstungen

5 Inhalt der Sicherheitsdatenblätter 9. Physikalische und chemische Eigenschaften 10. Stabilität und Reaktivität 11. Angaben zur Toxikologie 12. Angaben zur Ökologie 13. Hinweise zur Entsorgung 14. Angaben zum Transport 15. Vorschriften 16. Sonstige Angaben

6

7

8

9

10

11 Informationen von: GESTIS-Stoffdatenbank (BGIA) GisChem = Gefahrstoffinformationssystem Chemie REACH - Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe. EINECS= European Inventory of Existing Commercial Chemical Substances Es handelt sich dabei um das europäische Altstoffverzeichnis. Dieses enthält etwa Substanzeinträge. In diese Liste wurden alle Stoffe aufgenommen, die zum Zeitpunkt der Einführung der Ermittlungspflicht für das Gefährdungspotential chemischer Stoffe auf dem Markt waren. Auf diese Weise wurde erreicht, daß die schon vorhandenen Stoffe nicht alle auf einen Schlag gemäß den Bestimmungen des Chemikaliengesetzes angemeldet werden mußten. Dieser Anmeldevorgang beinhaltet umfangreiche Prüfungen zum Gefährdungspotential, unter anderem auch die Einstufung mit anzubringenden Warnsymbolen und/oder R/S-Sätzen. CAS = Chemical Abstracts Services

12 Das GHS-System Global Harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien Basis: UN Purple book = UN-GHS Umsetzung in Europa: GHS-Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen (insgesamt 1355 Seiten[!], davon allerdings etwa 1000 Seiten Stofftabellen) ersetzt die Regelungen der bisherigen EG-Stoffrichtlinie (67/548/EWG) und der EG-Zubereitungsrichtlinie (1999/45/GG). Erlaubt ab: Übergangsfristen für Stoffe bis zum für Gemische bis zum Sicherheitsdatenblätter bis zum

13 Einige Begriffe LDLo (Lethal Dose Low) Diejenige niedrigste Dosis, bei der durch irgendeine Applikation (außer durch Inhalation) Todesfälle bei Mensch oder Tier bekannt sind. LCLo (Lethal Concentration Low) Diejenige geringste Konzentration der Substanz in der Atemluft, bei der bei Mensch oder Tier Todesfälle auftreten. LD50 (Lethal Dose Fifty) Diejenige Menge (Dosis) eines Stoffes, die bei irgendeiner Applikationsart (außer durch Inhalation) zum Tode von 50 % der Versuchstiere führt. LC50 (Lethal Concentration Fifty) Diejenige Konzentration eines Stoffes in der Atemluft, die zum Tode von 50 % der über eine bestimmte Zeitspanne exponierten Versuchstiere führt. Zusätzlich zur Atemluftkonzentration ist hier also auch immer die Expositionsdauer anzugeben. Zur Einstufung der Inhalationsgefahr schreibt die Gefahrstoffverordnung eine Expositionsdauer von 4 Stunden vor.

14 Einige Begriffe Krebserregend Die Einstufung nach GefStoffV Anhang 1 entspricht der Richtlinie 67/548/EWG und ist damit eine europäische Festlegung. Es bedeuten: Kategorie1 Stoffe der Kategorie 1 wirken beim Menschen bekanntermaßen krebserzeugend. Es sind hinreichende Anhaltspunkte für einen Kausalzusammenhang zwischen der Exposition eines Menschen gegenüber dem Stoff und der Entstehung von Krebs vorhanden. Kategorie 2 Stoffe der Kategorie 2 sollten für den Menschen als krebserzeugend angesehen werden. Es bestehen hinreichende Anhaltspunkte zu der begründeten Annahme, daß die Exposition eines Menschen gegenüber dem Stoff Krebs erzeugen kann. Diese Annahme beruht im allgemeinen auf Langzeitversuchen und/oder sonstigen relevanten Informationen. Kategorie 3 Stoffe der Kategorie 3 geben wegen möglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlaß zur Besorgnis. Genügend Informationen für eine befriedigende Beurteilung liegen jedoch nicht vor. Aus geeigneten Tierversuchen liegen einige Anhaltspunkte vor, die jedoch nicht ausreichen, um den Stoff in Kategorie 2 einzustufen.

15 Einige Begriffe R-Sätze In dem (laufend aktualisierten) Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG des Rates vom sind derzeit gut 2000 Chemikalien mit allen erforderlichen R-Sätzen aufgeführt. Deren Kennzeichnung ist damit gewissermaßen amtlich und muß daher stets in der angegebenen Form verwendet werden (sog. "Legaleinstufung"). Stoffe, die noch nicht nach dieser Richtlinie eingestuft sind, sind aufgrund eigener Erkenntnisse des Herstellers/Nutzers zu kennzeichnen (sog. "Selbsteinstufung"). Da die einzelnen Hersteller dabei nicht selten zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen, erklärt dies, weshalb es bei der Kennzeichnung von Chemikalien gelegentlich Abweichungen geben kann. Die Definition über die Zuteilung von R-Sätzen ist im Anhang I der Gefahrstoffverordnung geregelt. R38: Reizt die Haut. R41: Gefahr ernster Augenschäden. R43: Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich.

16 Einige Begriffe S-Sätze In dem (laufend aktualisierten) Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG des Rates vom sind derzeit gut 2000 Chemikalien mit allen erforderlichen S-Sätzen aufgeführt. Deren Kennzeichnung ist damit gewissermaßen amtlich und muß daher stets in der angegebenen Form verwendet werden (sog. "Legaleinstufung"). Stoffe, die noch nicht nach dieser Richtlinie eingestuft sind, sind aufgrund eigener Erkenntnisse des Herstellers/Nutzers zu kennzeichnen (sog. "Selbsteinstufung"). Da die einzelnen Hersteller dabei nicht selten zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen, erklärt dies, weshalb es bei der Kennzeichnung von Chemikalien gelegentlich Abweichungen geben kann. Die Definition über die Zuteilung von S-Sätzen ist im Anhang I der Gefahrstoffverordnung geregelt. S2: Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen. S22: Staub nicht einatmen. S24: Berührung mit der Haut vermeiden. S26: Bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. S36: Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen. S37: Geeignete Schutzhandschuhe tragen.

17 Neuerungen auf einen Blick R-Sätze S-Sätze Gefährlichkeitsmerkmale H-Sätze hazard statements Gefahrenhinweise P-Sätze precautionary statements Sicherheitshinweise Signalwörter Piktogramme werden mit zwei möglichen Signalwörtern ergänzt: Gefahr oder Achtung Gefahrenklassen und Gefahrenkategorien

18 Neuerungen auf einen Blick neue Piktogramme Totenkopf nur für akut giftige Stoffe neue Kriterien zur Einstufung bisher 15 Gefährlichkeitsmerkmale Neues Symbol für u. a. CMR-Stoffe und atemwegssensibilisierende Stoffe Umstufungen, z. B. mehr giftige Stoffe zukünftig 28 Gefahrenklassen Verändertes Konzept zur Einstufung von Gemischen (bisher Zubereitungen)

19 Entzündbare Flüssigkeiten Beispieletikett Seite 19

20 Neue Etiketten: Kennzeichnungselemente Name und Produktidentifikatoren Piktogramme Nennmenge, wenn Stoff oder Gemisch der breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird H-Sätze, Anzahl durch GHS-VO vorgegeben P-Sätze, maximal 6 Name, Anschrift, Telefonnummer des Lieferanten Signalwort Seite 20

21 Gefahrenpiktogramme GHS01 Explodierende Bombe Bsp. Explosive Stoffe GHS02 Flamme Bsp. Entzündbare Flüssigkeiten GHS03 Flamme über einem Kreis Bsp. Oxidierende Feststoffe GHS04 Gasflasche Gase unter Druck

22 Gefahrenpiktogramme GHS05 Ätzwirkung Bsp. Hautätzend, Kat. 1 Korrosiv gegenüber Metallen, Kat. 1 GHS06 Totenkopf mit gekreuzten Knochen Bsp. Akute Toxizität, Kat. 1-3 GHS07 Ausrufezeichen Bsp. Akute Toxizität, Kat. 4 Hautreizend, Kat. 2 GHS09 Umwelt Gewässergefährdend GHS08 Gesundheitsgefahr Bsp. Karzinogenität, Kat. 1A/B, 2 Aspirationsgefahr

23 Strahlungsexposition Strahlung aus der Medizin Die bedeutenste Quelle zivilisatorischer Strahlenexposition ist die heutige Medizin. Vor allem die Röntgenstrahlung für diagnostische Zwecke ergibt eine durchschnittliche jährliche effektive Dosis von rund 1,5 Millisievert pro Bundesbürger pro Jahr. Man geht allerdings davon aus, daß die medizinische Strahlenbelastung der Bevölkerung heute dank des verfeinerten und verbesserten diagnostischen Instrumentariums eher abnimmt. Die idividuelle Dosis hängt natürlich von der Häufigkeit und Art der Untersuchung ab und schwankt von Mensch zu Mensch. Kosmische Strahlung Aus dem Weltall trifft neben elektromagnetischer Strahlung eine energiereiche Teilchenstrahlung auf die Lufthülle der Erde. Diese wird als kosmische Primärstrahlung bzw. Höhenstrahlung bezeichnet. Die Intensität der kosmischen Strahlung ist in "erdnahen Bereichen" (geringe Höhe über NN) aufgrund der hohen Absorbtion durch die dichteren Luftschichten der Atmosphäre recht gering. In ca. 10 bis 50 km Höhe erreicht sie ein Intesitätsmaximum ( es entsteht zusätzliche Strahlung durch Reaktion der Primärstrahlung mit den Luftmolekülen) und fällt danach auf einen beinahe konstanten Wert ab. Terrestrische Strahlung Natürliche Radionuklide kommen in unterschiedlichen Konzentrationen überall auf der Erde vor. Von besonderer Bedeutung für die Strahlenbelasung des Menschen sind die aus den natürliche Zerfallsreihen von Uran, Thorium und Kalium entstehenden Radionuklide. Die Schwankungen des Gehalts an natürliche Radionukliden im der gleichen Gesteinsart sind auf Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung zurückzuführen. Schwankungen der Konzentration von Radonisotopen in den oberen Bodenschichten werden durch geologische Faktoren (Bodenfeuchtigkeit, -Porösität und -Temperatur) sowie meteorológische Faktoren (Lufttemperatur, -Druck, - Feuchtigleit, Windrichtung und Stärke, Temperaturgradient) beeinflußt.

24 Strahlungsexposition Ingestion naürlicher Radionuklide Durch Stoffwechselvorgänge gelangen natürliche Radionuklide aus unserer Biosphäre in pflanzliche und tierische Organismen und damit auch in die Nahrungsmittel des Menschen. Der größte Teil der natürlichen Radionuklide ist für Pflanzen und Tiere physioliogisch unbedeutend. Sie werden sozusagen als Verunreinigungen aufgenommen. Dies gilt jedoch nicht für die Radionuklide H-3, C-14, und K-40. Bei Wasserstoff, Kohlenstoff und Kalium kann der Organismus nicht zwischen aktiven und inaktiven Isotopen eines Elements unterscheiden. Die natürliche Radionuklidkonzentration schwankt bei verschiedenen als auch bei gleichen Lebensmitteln (z.b. abhängig von der Herkunft) stark. Angaben über die spezifische Aktivität von Nahrungsmitteln sagen jedoch nichts über die biologische Gefährlichkeit aus. Dafür müssen neben physikalischen Eigenschaften noch biologische Eigenschaften berücksichtigt werden (Verweildauer im Organismus, Speicherung in bestimmten Organen etc.). Radionuklide in Wasser Seit Wasser auf der Erde existiert sind in ihm natürliche Radionuklide gelöst. Diese werden ständig durch Grund- und Oberflächenwasser aus dem Boden gelöst und durch Flüsse in Seen und Meere transportiert. Radionuklide die von der kosmischen Strahlung in der Atmosphäre erzeugt werden gelangen ebenfalls durch Niederschläge zur Erdoberfäche und damit in die Gewässer. Radionuklide in Baustoffen Viele "alltägliche" Baustoffe enthalten ebenfalls radioaktive Stoffe deren Konzentartion abhängig von der Art der verwendeten Baustoffe sowie ihrer Herkunft ist (regional können die Konzentrationen um bis zu 50% variieren). So haben z.b. Holz und Kunststoff einen sehr niedrigen, Ziegel und Beton einen mittleren und Bimsstein und Basalte einen sehr hohen Radioaktivitätsgehalt.

25 Strahlungsexposition

26 Radon - Geschichte Bereits im 16. Jahrhundert wurde seine gesundheitsschädigende Wirkung - obwohl selbst als chemisches Element noch unbekannt - bemerkt: In Schneeberg im Erzgebirge beobachtete Georg AGRICOLA eine ungewöhnlich hohe Anzahl schwerer, meist tödlich verlaufender Lungenerkrankungen unter Bergarbeitern ("Schneeberger Bergkrankheit"). Gleiches wurde im frühen 17. Jahrhundert bei Minenarbeitern in Joachimsthal in Böhmen festgestellt. In beiden Bergbaurevieren wurden zunächst Bleiglanz, Kupfer und Silber und im 20. Jahrhundert Pechblende zur Radium- und Urangewinnung abgebaut. Die Schneeberger Bergkrankheit wurde lange Zeit sehr unterschiedlich diagnostiziert, ehe die zwei deutschen Ärzte HARTUNG und HESSE sie Ende des 19. Jahrhunderts als Lungenkrebs erkannten. Seine Ursache blieb jedoch weiterhin unklar, bis man in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts die hohen Alpha-Strahlendosen durch inhaliertes Radon und seine Folgeprodukte zweifelsfrei dafür als Auslöser erkannten.

27 Radon - Gesundheit Durch die Atmung nimmt der Mensch Radon auf. Neben dem Rauchen gilt Radon als die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs, andere Organe werden nach dem heutigen Kenntnisstand kaum belastet. Die größte Gefahr für die Lunge ist jedoch nicht die Inhalation des radioaktiven Edelgases Radon an sich, sondern die Inhalation seiner kurzlebigen (nicht mehr gasförmigen) Zerfallsprodukte (Polonium 218 [Halbwertszeit 3,05 min] bis Wismut 214 [Halbwertszeit 19,9 min]). Das eingeatmete Radon verteilt sich sehr schnell über den Blutkreislauf im gesamten Körper. Nach Verlassen der Radonhaltigen Umgebung pendelt sich die Radonkonzentration im Blut jedoch schnell (ca. 2 Stunden) wieder auf Normallevel ein (z.b.: auf das Level der gering radonhaltigen Frischluft). Die radioaktiven Zerfallsprodukte von Radon lagern sich an Aerosolen und Stäben an und können deshalb, wenn sie eingeatmet werden, relativ lange in der Lunge verbleiben. Dort führt die Abscheidung dieser Zerfallsprodukte in erster Linie zu einer intensiven Strahlenbelastung des Bronchialepithels..

28 Radioaktive Zerfallsreihen Einige der seit der Erdentstehung existierenden natürlichen, sogenannten primordialen Radionuklide zerfallen nicht unmittelbar zu einem stabilen, nicht-radioaktiven Atom, sondern durchlaufen natürliche Zerfallsreihen. Hierbei entstehen zahlreiche, ihrerseits radioaktive Atome. In der Natur existieren drei natürliche Zerfallsreihen, die von U-238, U-235 und Th-232. Bei jedem Alphazerfall gehen dem Atom je zwei Protonen und Neutronen aus dem Kern verloren. Das Atom wechselt also bei jedem Zerfall seine "Identität". Als Folge des Alphazerfalls hat das neuentstehende Atom eine um 2 erniedrigte Kernladungszahl und eine um 4 erniedrigte Massenzahl. Beim Betazerfall bleibt die Massenzahl gleich, die Kernladungszahl erhöht bzw. erniedrigt sich aber um 1. Uran- 238 wandelt sich so zum Beispiel durch Alphazerfall in Thorium-234 um, dieses wiederum durch zwei Betazerfälle über Protactinium-234 in Uran-234. Am Ende jeder Zerfallsreihe steht schließlich ein stabiles, nicht radioaktives Isotop: Blei, = Pb-206 in der U-238-Reihe, Pb-207 ind der U- 235-Reihe und Pb-208 in der Th-234-Reihe.

29

30 Flüchtige Organische Stoffe Gemeinschaft Emissionskontrollierte Verlegewerkstoffe e.v. (GEV) GEV - Einstufungskriterien Anforderungen an emissionskontrollierte Verlegewerkstoffe und Vergabe des EMICODE (Stand: ersetzt: ) Zielsetzung Es werden Anforderungen formuliert, die eine Bewertung von Verlegewerkstoffen nach den Kriterien Arbeits-, Umweltund Verbraucherschutz zulassen und eine Einstufung in bezug auf Langzeitemissionen ermöglichen. Verlegewerkstoffe Als Verlegewerkstoffe werden bauchemische Produkte bezeichnet, die bei der Innenausstattung von Gebäuden an Boden, Wand und Decke Verwendung finden. Sie werden überwiegend großflächig zur Vorbereitung von Untergründen vor Beschichtungs- oder Klebearbeiten oder zur Beschichtung oder Klebung von (dekorativen) Materialien selbst eingesetzt. Dazu gehören z. B. Grundierungen, Vorstriche, Spachtelmassen, Estrichwerkstoffe, Klebstoffe, Klebemörtel, Flächendichtstoffe, Unterlagen uä.

31 Flüchtige Organische Stoffe Lösemittel Lösemittel sind flüchtige organische Stoffe sowie deren Mischungen mit einem Siedepunkt < 200 C, die bei Normalbedingungen (20 C und 1013 hpa) flüssig sind und dazu verwendet werden, andere Stoffe zu lösen oder zu verdünnen, ohne sie chemisch zu verändern. Lösemittelfreie Verlegewerkstoffe können einen minimalen Lösemittelanteil (< 0,5 Gew.-Prozent), der aus Verunreinigungen resultiert, aufweisen. Emissionen Unter Emissionen werden alle flüchtigen organischen Stoffe verstanden, die aus Verlegewerkstoffen an die Innenraumluft abgegeben werden. Das Emissionsverhalten von Verlegewerkstoffen kann in Prüfkammern ermittelt werden. EMICODE EMICODE ist ein geschütztes Zeichen der GEV zur Klassifizierung und Kennzeichnung von emissionskontrollierten Verlegewerkstoffen. Die Bezeichnung EMICODE wird zur Klassifizierung von Verlegewerkstoffen nach ihrem Emissionsverhalten stets um die Angabe der zutreffenden Emissionsklasse wie folgt ergänzt: EMICODE EC 1: sehr emissionsarm EMICODE EC 2: emissionsarm EMICODE EC 3: nicht emissionsarm

32 Flüchtige Organische Stoffe Anforderungen Lösemittelfreie Verlegewerkstoffe können noch flüchtige organische Bestandteile (VOC) enthalten, die z. T. während der Verarbeitung, überwiegend aber zum Zeitpunkt der späteren Nutzung an die Raumluft abgegeben werden. Zur Begrenzung dieser sog. Emissionen wird für emissionskontrollierte Verlegewerkstoffe folgendes festgelegt: CMR Stoffe Stoffe, die nach EG-Richtlinien erwiesenermaßen krebserzeugend, erbgutverändernd oder fortpflanzungsgefährdend ( CMR-Stoffe ) sind oder im Verdacht einer solchen Wirkung stehen, dürfen in emissionskontrollierten Verlegewerkstoffen nicht eingesetzt werden. Für technisch unvermeidbare Spuren krebserzeugender (K1, K2) oder krebsverdächtiger Stoffe (K3), die in Verlegewerkstoffen enthalten sein können, wird durch Prüfung sichergestellt, daß alle Einzelkomponenten unterhalb folgender Grenzwerte liegen: K 1-Stoffe: unter 2 µg/m³ (Nachweisgrenze) K 2-Stoffe: unter 10 µg/m³ K 3-Stoffe: unter 50 µg/m³

33 Flüchtige Organische Stoffe Flüchtige und schwerer flüchtige Bestandteile Die Bestimmung von organischen Verbindungen, die über einen längeren Zeitraum aus einem Verlegewerkstoff abgegeben werden können, erfolgt nach einem definierten Kammerverfahren (siehe separat beschriebene GEV-Prüfmethode ). Nach dem Ergebnis dieser Prüfung, d.h. der Bestimmung der Summe aller flüchtiger Bestandteile (TVOC), werden Verlegewerkstoffe je nach ihrer Art und dem Verwendungszweck der jeweils zutreffenden EMICODE-Klasse zugeordnet. Folgende Anforderungen werden an das Emissionsverhalten von Verlegewerkstoffen gestellt: (1) Vorstriche, Grundierungen: EMICODE EC 1: unter 100 µg/m³ TVOC EMICODE EC 2: 100 bis 300 µg/m³ TVOC EMICODE EC 3: über 300 µg/m³ TVOC (2) Spachtelmassen, Fliesen- und Fugenmörtel EMICODE EC 1: unter 200 µg/m³ TVOC EMICODE EC 2: 200 bis 600 µg/m³ TVOC EMICODE EC 3: über 600 µg/m³ TVOC (3) Bodenbelag- Parkett- und Fliesenklebstoffe sowie Unterlagen: EMICODE EC 1: unter 500 µg/m³ TVOC EMICODE EC 2: 500 bis 1500 µg/m³ TVOC EMICODE EC 3: über 1500 µg/m³ TVOC

34 Flüchtige Organische Stoffe Die Messung der TVOC-Abgabe (Gesamtemission) erfolgt nach 10-tägiger Lagerung des Verlegewerkstoffes in einer Prüfkammer.Messungen nach Applikation als Funktion der Zeit zeigen weitaus höhere Konzentrationen Acetaldehyde / Formaldehyde emmission Higher reactivity Slower reactivity 24 h Time

35 Ergebnisse einer Studie (Uni Rosenheim, Prof. Stetter) K-substances (24h-result) All numbers in μg/m 3 Detection limit: 2 μg/m 3 w/o milling TRG Dk TRG-LAD additive Tested group 1-substances: A E B G H I C F D S51 Fos S51 Dk TLC Fos Alternative Ternal CAC with White 50% Al2O3 TRG Dk Higher content in the mortar OPC Le Havre CEM I 52.5 CP2 Limit - Acrylamid <10 - Acrylnitril <10 - Benzol - 1,4 Dioxan <50 - Vinylacetat <50 Tested group 2 substances: - Acetaldehyde <50 - Formaldehyde <50 Test results of the long time emission (10 day test result): Limit for EMICODE 1 TVOC (total amount of volatile organic components)