Stickoxidexpositionen in der betrieblichen Praxis

Transkript

1 Stickoxidexpositionen in der betrieblichen Praxis Symposium Gefahrstoffe 2015 Schlema VIII Dipl.- Ing. Ulf Spod DGUV Fachbereich Bauwesen, Sachgebiet Tiefbau, Themenfeld Bauarbeiten unter Tage c/o BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft Merseburg, 27. März 2015

2 Betriebliche Praxis = Untertagebaustellen Ulmenstollenvortrieb Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 2

3 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 3

4 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 4

5 Vortriebsverfahren Maschineller Vortrieb: Tunnelbohrmaschine mit einer Band-, oder Pumpförderung Konventioneller Vortrieb: Ausbruch durch Sprengen oder Baggern, Förderung mit Muldenkippern Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 5

6 Maschineller Vortrieb Funktionsweise Erddruckschild Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 6

7 Maschineller Vortrieb Zuggarnitur zur Versorgung der Tunnelvortriebsmaschine Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 7

8 Konventioneller Vortrieb Kalottenvortrieb mit nachfolgendem Strossenvortrieb Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 8

9 Konventioneller Vortrieb Spritzbetonsicherung im Kalottenvortrieb Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 9

10 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 10

11 Emissionsquellen Dieselgetriebene Baumaschinen und Fahrzeuge Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 11

12 Emissionsquellen Zusammensetzung der Abgase von Dieselmotoren Es findet keine ideale Verbrennung statt unerwünschte Nebenprodukte NOx, CO, HC, Partikel Anteil der Nebenprodukte ca. 0,1% der Gesamtmenge Reduktion der Schadstoffe durch Abgasnachbehandlung (DPF, SCR Systeme) Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 12

13 Schutzmaßnahmen TRGS 554 Abgase von Dieselmotoren Konkretisierung der Gefahrstoffverordnung Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 13

14 Schutzmaßnahmen Anlage 4 Spezielle Arbeitsbereiche 2.4 Bauarbeiten unter Tage (2) Für die Bemessung der Bewetterung ist eine Frischluftmenge von 4,0 m3/min je eingesetztem Diesel-kW anzusetzen. Für die Berechnung der eingesetzten kw wird nur die Nennleistung der maximal unter Tag eingesetzten Dieselgeräte und fahrzeuge (*) in Ansatz gebracht, ohne Berücksichtigung eines Gleichzeitigkeitsfaktors. (*) zum Laden, Lösen, Fördern sowie zum Betontransport Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 14

15 Emissionsquellen Sprengschwaden aus der Sprengstoffumsetzung Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 15

16 Schutzmaßnahmen BGR/GUV-R 241 Regel Sprengarbeiten Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 16

17 Schutzmaßnahmen Sprengungen für unterirdische Hohlräume (3) (5) Die Beseitigung der Sprengschwaden kann allein durch drückende Belüftung erfolgen, wenn 1. die Versicherten sich vor der Sprengung ins Freie begeben und die Arbeitsstelle erst wieder betreten, nachdem die Sprengschwaden vollständig ins Freie geführt worden sind, 2. die Schwaden so abgeführt werden, dass sie nicht in die Atemluft der Versicherten gelangen können, 3. oder ein Schutzraum mit autonomer Luftversorgung zur Verfügung steht und sichergestellt ist, dass die Versicherten diesen Schutzraum (Anhang 5) vor der Sprengung aufsuchen und erst wieder verlassen, nachdem der Abzug der Sprengschwaden durch Messung festgestellt worden ist. Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 17

18 Schutzmaßnahmen Tunnelbelüftung (4m³ /Diesel kw*min) Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 18

19 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 19

20 Veranlassung der Stickoxid Messungen Stickoxidgrenzwerte 2005 wurden die Arbeitsplatzgrenzwerte außer Kraft gesetzt NO = 25 ppm NO 2 = 5 ppm NO und NO 2 steht auf der Bearbeitungsliste der TRGS 900 Die MAK-Kommission schlägt dem Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) 2009 die Absenkung beider Arbeitsplatzgrenzwerte vor NO = 0,5 ppm NO 2 = 0,5 ppm Info: Vorschlag von SCOEL für Europa NO = 2,0 ppm NO 2 = 0,5 ppm Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 20

21 Veranlassung der Stickoxid Messungen Unbekannte Höhe der Stickoxidexpositionen Keine NOx Expositionsmessungen für den Tunnelbau Wie weit sind wir derzeit von den neuen Grenzwerten entfernt? Offene Fragestellunugen Reicht die Messgenauigkeit der verfügbaren feldtauglichen Messtechnik aus, um die neuen Grenzwerte nachzuweisen? Sind die neuen Grenzwerte beim Einsatz von Dieselmotoren in Verbindung mit Sprengarbeiten im Untertagebau erreichbar, oder ist es das Aus für den konventionellen Tunnelvortrieb? Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 21

22 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 22

23 Messprogramm Vortriebsverfahren: - konventioneller Vortrieb (Spreng-, Bagger-) - maschineller Vortrieb - normaler Straßenverkehr (Hintergrundbelastung) Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 23

24 Messprogramm Tunnelbaustellen: - Bahntunnel - eingleisig - Bahntunnel - zweigleisig - Straßentunnel - zweispurig - Straßentunnel - dreispurig - Rettungsstollen Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 24

25 Messprogramm Wo wird gemessen: - links oder rechts am Spritzbeton (Kalotte, Strosse) - Bagger - Radlader Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 25

26 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 26

27 Eingesetzte Messtechnik Gemessen mit: CLD (als Referenz) (Chemoluminiszenz-Detektor) FT- IR (Fourier-Transformations- Infrarotspektrometer) elektrochemische Sensoren (PAK III, X-AM 7000) Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 27

28 Eingesetzte Messtechnik Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 28

29 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 29

30 Zeitlicher Verlauf der Expositionen Vergleich verschiedener Abschläge G-1, Eierberge, Kalotte links, NO Werte normiert auf den Schuss Abschlag 2. Abschlag 3. Abschlag 20 NO / ppm :00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 30

31 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 31

32 Höhe der Expositionen Räumliche Zuordnung und Anzahl der Messungen Kalotte n = 65 (NO), n = 73 (NO 2 ) Strosse n = 7 Sohle n = 5 normaler Straßenverkehr n = 4 Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 32

33 Höhe der Expositionen NO-Werte in Abhängigkeit von der räumlichen Zuordnung 4.2 ppm NO / ppm Perz. 75 Perz. Median. 25 Perz. 5 Perz. 1 0 Kalotte, n = 65 Strosse, n = 7 Sohle, n = 5 Straßenverkehr, n = 4 Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 33

34 Höhe der Expositionen NO 2 -Werte in Abhängigkeit von der räumlichen Zuordnung 1.9 ppm NO2 / ppm Perz. 75 Perz. Median. 25 Perz. 5 Perz. Kalotte, n = 73 Strosse, n = 7 Sohle, n = 5 Straßenverkehr, n = 4 Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 34

35 Giederung Vortriebsverfahren Emissionsquellen und Schutzmaßnahmen Veranlassung der Stickoxid Messungen Messprogramm Eingesetzte Messtechnik Zeitlicher Verlauf der Expositionen Höhe der Expositionen Bewertung der Ergebnisse Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 37

36 Bewertung der Ergebnisse Einfluss des Probenahme-Ortes Mittelwert NO / ppm mittlere NO-Exposition in den Tunneln Eierberge, Füllbach, Kulch (jeweils Mittelung über 3 Abschläge) Kalotte Bagger Radlader 0.0 Eierberge Füllbach Kulch Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 38

37 Bewertung der Ergebnisse Vergleich mit Werten aus dem Kali - Bergbau NOx-Messwerte aus verschiedenen Bereichen 5.5 Konzentration in ppm Einzelwerte Schichtmittelwerte NO NO2 + Standardabw. Mittelwert - Standardabw Tunnelbaustellen n = 105 Bergwerke n = 409 Walzasphalt n = 2 Straßenverkehr n = 4 Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 40

38 Bewertung der Ergebnisse Zusammenfassung der Messergebnisse (1) Die maschinellen Tunnelvortriebe stellen im Hinblick auf die Stickoxid - Expositionen kein Problem dar Ehemalige Grenzwerte werden deutlich unterschritten Gemittelte 95% Messwertewerte: NO = 4,2 ppm (65 Messwerte) NO 2 = 1,9 ppm (73 Messwerte) Expositionen in der Strosse erwartungsgemäß höher als in der Kalotte Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 41

39 Bewertung der Ergebnisse Zusammenfassung der Messergebnisse (2) Gute Korrelation mit den Messergebnissen im Kali Bergbau Grenze der Messgenauigkeit der Chemischen Sensoren liegt bei ca. 1 ppm Die Frage bleibt, ob es gelingen wird, mit dem verfügbaren Stand der Technik (Abgasnachbehandlung und Belüftung) die zukünftigen Grenzwertvorgaben zu erreichen??? Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 42

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Stickoxidexpositionen auf Untertagebaustellen Merseburg, den 27. März 2015 Seite 43