IST-Stand-Untersuchung zum betrieblichen Akzeptanzverhalten beim Einsatz von AES-Fasern

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1 IST-Stand-Untersuchung zum betrieblichen Akzeptanzverhalten beim Einsatz von AES-Fasern Analysis of the acceptance of industrially used alkaline earth silicate fibres A. Kahl-Mentschel; Bergische Universität Wuppertal, FB Sicherheitstechnik 1. Einführung Die Weiterentwicklung der bereits Anfang der 90er Jahre marktfähigen Calciumsilikatfasern zu den heutigen HOCHTEMPERATURFASERN (AES-Fasern) ist ein Beispiel dafür, dass Produktentwicklung unter aktiver Beteiligung von Hersteller UND Fachbehörden sowie unter Begleitung umfangreicher toxikologischer Daten in bestimmten Rahmenbedingungen erfolgreich umgesetzt werden kann. Diese gemeinschaftliche Weiterentwicklung von sog. designed products trägt im Sinne der Nachhaltigkeit dazu bei, einerseits Risiken bei der Weiterverarbeitung, dem Gebrauch sowie dem stofflichen Outsourcing aus dem Produktlebenszyklus zu minimieren und damit den Kostenfaktor für nachfolgende Nutzergruppen zu minimieren sowie andererseits damit die Produktverantwortung eindeutig den Herstellern bzw. Inverkehrbringern von Chemikalien zuzuschreiben. Es liegt mit dieser gemeinschaftlichen Produktentwicklung ein auf toxikologischen Daten fundiertes sicheres Faserprodukt vor. Mit der gezielten Entwicklung von Ersatzstoffen mittels toxikologischer Begleitung (d.h. ausreichende Testung und Prüfung auf der Basis europäischer oder nationaler Prüfkriterien) ist i.d.r. von vorn herein ausgeschlossen, dass neue Datenlücken aufgeworfen werden, welche mit bestimmten gesundheitlichen Risiken verbunden sind. Eine Voraussetzung, die Substitutionsstrategien gezielt in Produkt- und Prozessplanungsphasen zu verankern, ist neben dem erforderlichen Management vor allem das spezielle Praxiswissen, z.b. um technische und technologische Parameter der betrieblichen Anwendung. Nur mittels einer gezielten Verknüpfung von anwendungssicheren Produkten und speziellen betrieblichen Anwendungsmöglichkeiten (z.b. Technologien) wird es eine betriebliche Akzeptanz dieser neuen Produktgruppen geben sowie den Unternehmen mittelfristig nachweislich möglich sein, einen Beitrag für eine nachhaltige Produktentwicklung zu leisten. Das abgeschlossene Projekt beleuchtet die betrieblichen Erkenntnisse zur Faser- und Ersatzstoffthematik. In Form einer Fragebogenaktion wurden verschiedene mit Keramikfaser (RCF) arbeitende Gruppen, in Bezug auf die Substitution von Keramikfasern durch AES-Fasern, interviewt. Die Zielstellung dabei war, konkrete betriebliche Parameter zu evaluieren und diese anhand von ausgewählten Praxisbeispielen zu untersetzen.

2 2. Zusammenfassung der Befragungsergebnisse 2.1 Allgemein Es kann primär festgestellt werden, dass sich die befragten Experten der jeweiligen Nutzergruppen (Hersteller, Weiterverarbeiter, Verwender und neutrale Marktbeobachter) bis zum Zeitpunkt der Analyse nahezu alle mit der Thematik der Ersatzstoffverpflichtung - im abgesteckten betrieblichen Rahmen (Ermittlungspflicht) - auseinandergesetzt haben. Es besteht i.d.r. zudem Sachkenntnis bezüglich der rechtlichen Grundlagen sowie des aktuellen nationalen Technischen Regelwerkes zur Thematik Künstliche Mineralfasern und Ersatzstoffe. Zudem machten einige Fachexperten (u.a. Weiterverarbeiter) im Fragebogen als auch in persönlichen Nachgesprächen deutlich, dass sie sich mit der Thematik überfordert sahen. Dies lässt darauf schließen, dass die betrieblich durchaus thematisierte Strategie der NACH- HALTIGKEIT chemischer Produkte und die damit einhergehenden betrieblichen Konsequenzen und Chancen in das Management der Unternehmen so gut wie noch keinen Eingang gefunden haben. Die Vorteile der Integration der chemischen Produktentwicklung in die frühzeitigen Planungsphasen - gekennzeichnet u.a. durch die notwendigen Freiheitsgrade für einen innovativen Entwicklungsprozess - sind in den Unternehmen i.d.r. noch nicht angekommen und werden derzeit nicht als gleichrangiger wirtschaftlicher Faktor (u.a. im Vgl. Umweltschutz) akzeptiert. Dieses Projektergebnis fordert als Handlungskonsequenz aus der IST-Analyse ein Paket an differenzierten Informations- und Weiterbildungsaktivitäten, welche, begründet durch das zu Grunde liegende Know-How der Fachbehörden durch diese, unter Beteiligung der Experten von laufenden oder abgeschlossenen Entwicklungen auf dem Gebiet designed products, initiiert werden sollte. Darüber hinaus kann im Hinblick auf die Befragten ein aktives und teilweise überdurchschnittliches Interesse an inhaltlichen (z.b. toxikologische Studien, Quarzstaubproblematik) und regelungstechnischen Neuerungen (z.b. TRGS 619, Einstufungsmodalitäten) bzw. Diskussionsschwerpunkten verzeichnet werden. Die Verpflichtung zur betrieblichen Umsetzung der Ersatzstoffprüfung nach 35 GefStoffV ist grundsätzlich allen aktiven a und passiven b Teilnehmern der Befragung bekannt gewesen. Damit verbunden war gleichfalls ein Basiswissen über die grundlegenden Determinanten der anzustrebenden Substitutionsstrategie (RCF AES), z.b. zu technischen oder technologischen Grenzen. a AKTIVE TEILNEHMER sind jene Experten, die unaufgefordert bzw. auf Anfrage den Fragebogen ausgefüllt zurückgesendet haben und deren Antworten in die Evaluation einbezogen werden konnten. b PASSIVE TEILNEHMER sind jene Experten, die den Fragebogen nicht bzw. unausgefüllt zurückgesendet haben, die aber in einem telefonischen Gespräch zu einer - auf bestimmte Fragekomplexe bezogenen - Stellungnahme bereit waren.

3 Begründet durch die Ausrichtung des täglichen Arbeitsprozesses der ausgewählten Marktbeobachter auf Gesundheits- und Arbeitsschutz im Allgemeinen bzw. auf die Gefahrstoffproblematik im Speziellen, konnte in dieser Nutzergruppe auf ein sehr umfangreiches Fachwissen zurückgegriffen werden. Die Rücklaufquote als auch die Qualität der ausgefüllten Fragebögen war im Vergleich zu offiziellen statistischen Angaben überdurchschnittlich gut. Gleichwohl zeichneten sich die Respondenten der Nutzergruppen Verwender, Weiterverarbeiter und Hersteller durch sehr spezielles Praxiswissen bezüglich technischer und/oder technologischer Parameter aus. Grundlegend muss jedoch die mangelhafte Teilnahme der Verwender kritisiert werden. Dieser Mangel konnte teilweise durch gezielte persönliche und telefonische Nachfragen und Gespräche minimiert werden. Die Qualität der rückgesendeten Fragebögen dieser Nutzergruppe muss als befriedigend bis mangelhaft eingeschätzt werden. 2.2 Marktsituation Grundlegend kann festgehalten werden, dass sich der Einsatz von Keramischen Faserprodukten in den Jahren von von t auf t erhöht hat [1]. Der RCF- Einsatz für das Jahr 2001 entspricht annähernd der Datenlage von Es besteht seitens der DKFG zur Zeit die Annahme, dass dieser Einsatz / Verbrauch von RCF in den nächsten Jahren steigen wird. Die prozentuale Verschiebung der RCF-Einsatzmengen (siehe Vortrag WIMMER) verweist darauf, dass in ausgewählten Anwendungsbereichen die Substitutionsforderung nach 36 GefStoffV bereits wirkungsvoll umgesetzt werden konnte (z.b. Hausgeräteindustrie, z.t. Brandschutz), es jedoch aufgrund der derzeitigen Ersatzstoffsituation zu einem prozentualen Anstieg des RCF-Einsatzes beim quantitativ bedeutendsten Umgang von RCF - der Industrieofenisolierung - in diesem Zeitraum gekommen ist und weiter kommen wird. Dieser Einsatzbereich ist ein maßgeblicher Themenkomplex der vorliegenden Befragung gewesen. 2.3 Substitut AES (Hochtemperaturglasfasern) Die Ergebnisse der Analyse zur Thematik Substitut AES lassen sich wie folgt zusammenfassen. Grundsätzlich besteht Einvernehmen darüber, dass AES-Fasern, basierend auf der niedrigeren Halbwertzeit und ihrer toxikologischen Absicherung damit potentielle Ersatzstoffe im Sinne 36 GefStoffV für RCF sind. Es besteht weiterhin Konsens darüber, dass keine pauschalen oder allgemein gültigen Einsatzparameter als Schlüssel für eine erfolgreiche Substitution aufgestellt werden kön-

4 nen, d.h. eine auf den speziellen betrieblichen Einsatz (z.b. der AES) abzielende Ersatzstoffprüfung ist grundsätzlich immer erforderlich. Die TRGS 619 Ersatzstoffe für Keramikfasern im Ofen- und Feuerfestbau wird dabei im Bereich Ofen- und Feuerfestbau mehrheitlich als wertvolle Entscheidungshilfe angesehen und fand bereits als Entwurfsvorlage breite praktische Anwendung. [3] Eine einsatzspezifische Differenzierung der tatsächlichen, betrieblichen technischen und technologischen Parameter (anhand der TRGS 619) ermöglicht eine eindeutige Bewertung der Einsatzmöglichkeiten von AES-Fasern. Es besteht weitgehende Übereinstimmung bei den Befragten darin, dass durch die K1- Einstufung von Quarzstäuben die Arbeitsschutzproblematik eine veränderte Wichtung erfährt, d.h. der Cristobalitbildung ist beim Ausbau / Demontage von AES-Fasern mit einer thermischen Beaufschlagung > 900 C durch umfassende Schutzmaßnahmen Rechnung zu tragen. Ein ambivalentes Antwortprofil im Bezug auf die Thematik Gesundheitsgefährdung durch Quarzstäube kristallisiert sich unter den Befragten grundsätzlich dahingehend heraus, ob und in wieweit die K1-Einstufung der Quarzstäube die Strategie des Ersatzes der K2- Faser durch im Neuzustand nicht eingestufte AES-Fasern, i.s. des Anliegens des 36 GefStoffV nichtig werden lässt. Bei der Aufstellung von Marktprognosen für AES als Ersatzprodukt für RCF ergibt sich ein MULTIPLES ANTWORTSPEKTRUM, welches jedoch nicht vorrangig nutzergruppenspezifisch zuzuordnen ist. Die Antworten lassen sich in drei Gruppen zusammenfassen:

5 ANTWORTPROFILE 1. Die AES-Faser hat unter bestimmten technischen und technologischen Bedingungen und in ausgewählten Einsatzbereichen gute Markchancen, vor allem im Bereich bis 900 C. Es wird damit ein K2-Faserprodukt durch ein nicht eingestuftes, deutlich risikoärmeres Produkt ersetzt. Dies entspricht den Forderungen nach 36 GefStoffV. Die Quarzstaubproblematik wird Gegenstand weiterer Untersuchungen bleiben müssen, jedoch ist mit einer Cristobalitbildung bei thermischer Beaufschlagung über 900 C sowohl bei der RCF- als auch bei der AES-Faser zu rechnen. 2. Die AES-Faser ist aus ökologischer ein gleichwertiger (u.a. Vergleich von Energieeinsatz, CO 2 -Emissionen) und ökonomischer (u.a. Vergleich von Standzeiten, Wartungs-, Materialkosten) Sicht ein problematischer, nur bedingt nachhaltiger Ersatzstoff, jedoch besteht im Sinne des Arbeits- und Gesundheitsschutzes die Forderung, die K2-Faser durch ein Produkt mit geringerer Gesundheitsgefährdung zu ersetzen. Die AES-Fasern entsprechen diesem Gebot. Es liegt ein aus toxikologischer Sicht anwendungssicheres Produkt vor. Die technologischen Nachtteile sollten aber in die Bewertung einbezogen werden. [1,3,8]. Der Cristobalitbildung ab 900 C ist mittels besonderer Schutzmaßnahmen bei Demontagetätigkeiten Rechnung zu tragen. 3. Die AES-Fasern sind bei Einsatztemperaturen oberhalb 900 C aus arbeits- und gesundheitsschutzspezifischer Sicht kein Ersatzstoff für RCF. Durch die Einstufung von Quarzstäuben in K1 und die nach neuesten Untersuchungen [1] anzunehmende, verstärkte Cristobalitbildung bei AES nach thermischer Beaufschlagung > 900 C, liegt gemäß 36 GefStoffV kein Substitut mit geringerem gesundheitsschädigendem Potential vor. 2.4 Umgang mit Faserstaubexpositionen Grundsätzlich gehen die Befragten davon aus, dass ihnen keine relevanten Unterschiede zwischen Faserstaubexpositionen durch RCF oder AES bekannt sind. Das Staubungsverhalten ist ähnlich. Es wird nahezu einstimmig herausgestellt, dass die Faserstaubbelastung in erheblichem Maße durch vorkonfektionierte Produkte, konstruktive oder additiv technische Maßnahmen sowie einer sachgerechten Art und Weise des Umgangs wirkungsvoll minimiert werden kann.

6 Zudem besteht unter den befragten Experten Einstimmigkeit darüber, dass die Neuzustellungs-, Instandsetzungs- und Abbrucharbeiten sehr emissionsrelevante Tätigkeiten darstellen, bei denen geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen sind. In der TRGS 900 Luftgrenzwerte [5] ist der Luftgrenzwert für bestimmte Bereiche mit F/m³ festgesetzt, im Übrigen mit F/m³. Nach TRGS 521 Faserstäube [,6] und der Veröffentlichung von Welzbacher [2] lässt sich für RCF festhalten, dass im Ofenbau die Einhaltung der Luftgrenzwerte von F/m 3 bei der Neuzustellung Probleme, bereitet, weshalb in diesen Bereichen auf persönlichen Atemschutz für besonders staubträchtige Arbeitsgänge zurückgegriffen werden muss. Der überwiegende Teil der betroffenen Tätigkeitsbereiche in denen mit RCF umgegangen wird, lässt sich hinsichtlich der geltenden Höhe des gesplitteten Luftgrenzwertes derzeit in den Bereich des bestimmten Umgangs mit RCF mit TRK F/m 3 einordnen. Die Einhaltung dieses Luftgrenzwertes in der Phase des bestimmungsgemäßen Gebrauchs wurde mehrheitlich bestätigt. [6] Einzig in der Primärproduktion und im stationären Zusammenbau (z.b. KFZ-Katalysatoren) kann der Wert von f/m³ unterschritten werden. Als problematisch erweisen sich jene o.g. Tätigkeiten, die in kleinen abgeschlossenen Bereichen stattfinden, z.b. in Glühhauben oder kleinen Ofeninnenräumen. Zudem verweisen die Befragten mehrheitlich auf ungenügende Kenntnisse über Emissionspotentiale von Altfasern. Ein ambivalentes Antwortprofil ergibt sich hinsichtlich der Relevanz der Freisetzung von Faserstäuben in die Umwelt. Die Koinzidenz ungünstiger Faktoren sowie die Unkenntnis über weitere umweltspezifische Faserbelastungen einerseits sowie der Stand der Filtertechnik (TA Luft) andererseits kennzeichnen dieses Meinungsbild. Es ist ein breites Kenntnisdefizit über Faserstaubexpositionen u.a. bei Weiterverwendungsund -verwertungstätigkeiten sowie beim Schiffsbau festzustellen. Keine besonderen Informationen zu Hausgeräten Gießereien (Abdeckungen für Gussstücke) Feuerschutztüren Packungen und Dichtungen Kfz-Werkstätten / Reibbelägen Mischfaseranwendungen Recycling-Betrieben Deponien Kfz-Verschrottung und Wiederverwertung Schiffbau Tabelle 1: Verwendungsbereiche für RCF ohne Informationen aus der Fragebogenaktion

7 2.5 Dokumentation und Informationsverhalten/-fluss Aufgrund der differenzierten Fragestellungen ist eine nutzergruppenübergreifende Auswertung nicht möglich. Aus diesem Grund wird auf die befragten Expertengruppen im Einzelnen eingegangen. Die Einschätzung der Marktbeobachter bezüglich der Aktualität und Rechtskonformität der Sicherheitsdatenblätter und Produktinformationen verweist auf ein deutliches Verbesserungspotential. Die Qualität dieser Informationen wird im Rahmen der Business-to-Business - Vermittlung mehrheitlich mit BEFRIEDIGEND eingeschätzt, während die Qualität auf dem Informationsweg Business-to-Consumer mehrheitlich mit GENÜGEND beurteilt wird. Signifikante Unterschiede sind nicht feststellbar. Mehrheitlich und beispielhaft werden dabei Defizite in den Informationsbereichen Zusammensetzung / Angaben zu den Bestandteilen, Mögliche Gefahren sowie Expositionsbegrenzung und PSA herausgestellt. Die Verwender beurteilen die Qualität der Sicherheitsdatenblätter und Produktinformationen im Bezug auf Verständlichkeit und Verwertbarkeit mehrheitlich mit GUT bis BEFRIEDIGEND. Die Majorität der Kritik liegt bei den Verwendern im Bezug auf Ersatzstoffprüfungen bei der mangelhaften externen Unterstützung durch die Staatlichen Ämter für Arbeitsschutz und teilweise auch durch die Unfallversicherungsträger und überbetrieblichen Dienste. Dagegen wird die interne Unterstützung durch die eigene Sicherheitsfachkraft als GUT bewertet. Die Verwender nutzen zur Erlangung des für ihre betrieblichen Zwecke erforderlichen Standes der Technik auf dem untersuchten Themengebiet Faserstäube grundsätzlich mehrere Informationswege. So liegen die Präferenzen einerseits auf der prä- bzw. deskriptiven Informationsbasis, wie Bundesarbeitsblatt und Fachzeitschriften sowie andererseits auf persönlichen Kontakten und individuellen Nachfragen, z.b. bei Fachveranstaltungen, Messen oder direkt bei anerkannten Herstellern (Fachexperten) und deren Interessenvertretungen. Ein differenziertes Antwortprofil ist bei den Weiterverarbeitern erkennbar. Es ist offensichtlich, dass sie sich ihrer Rolle als Informationsvermittler zwischen Faserherstellern und Faserverwendern bewusst sind und daher größten Wert auf aktuelle und rechtskonforme Sicherheitsdatenblätter und Produktinformationen sowie auf detaillierte Angaben legen. Dies zeigt sich u.a. auch darin, dass sie sich in der Fragebogenaktion als diejenige Nutzergruppe herausstellten, die einige offene Fragen zu der Faserstaubproblematik (über diese Studie hinaus) formulierten und sich diesbezüglich in den theoretischen Grundlagen (z.b. toxikologische Studien) und in der Praxis mehr Objektivität und Reliabilität wünschten.

8 Gleichfalls verweist ca. die Hälfte der Weiterverarbeiter darauf, dass sich ihr Informationsverhalten gegenüber den Abnehmern der faserhaltigen Produkte durch die Einstufung der RCF in K2 nicht bzw. kaum verändert hat. Die andere Hälfte unterstreicht, dass sie die Angaben in den Sicherheitsdatenblättern gezielt ergänzt bzw. die Verwender der faserhaltigen Produkte über die Veränderungen speziell informiert haben. Das Informationsverhalten der Hersteller von RCF und AES kann gemäß der vorliegenden Unterlagen als progressiv bezeichnet werden. Die Bildung einer Informationsplattform der Interessenvertretung (DKFG e.v.) ermöglicht den Weiterverarbeitern und Verwendern aber auch den Marktbeobachtern einen umfassenden Einblick in die Sichtweise der Faserhersteller und legt die fachliche Basis für ihre Standpunkte offen. Im Rahmen dieses Projektes wurde von den Herstellern der Vorschlag eingebracht, die Befragten in einer INFORMATIONSVERANSTALTUNG zusammenzubringen, um zur Verbesserung des Informationsaustausches zwischen den Nutzergruppen beizutragen und aktuelle Themenschwerpunkte, z.b. die Quarzstaubproblematik, gemeinsam zu diskutieren. Auf die Qualität der erstellten Sicherheitsdatenblätter bzw. auf die am häufigsten gestellten Fragen zu inhaltlichen Angaben in den Sicherheitsdatenblätter (FAQ) wird in den vorliegenden Unterlagen bzw. der Internetplattform nicht eingegangen. Resumee: In einigen Anwendungsfällen, wie z.b. der Hausgeräteindustrie, gibt es bereits durch die AES- Fasern einen geeigneten Ersatzstoff für RCF. Bei industriellen Anwendungen in Hochtemperaturöfen über 900 C gibt es, insbesondere bei periodischen Betrieb Grenzen der Haltbarkeit. Eine Nichtbeachtung kann zu anderen Arbeitsschutzproblemen führen (z.b. Auflösen bzw. Erosion der Isolierung) [8]. Weitere Entwicklungen in Richtung gleichwertiger Ersatz von RCF im Sinne der VDI-Richtlinie 3469 [4] sind deshalb notwendig. Literatur: [1] BINDE, G.; BOLENDER, T. Rekristallisation und Cristobalitbildung in Hochtemperaturglasfasern (AES) nach thermischer Belastung Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft (2002) Nr. 6 [2] WELZBACHER, U. Sicherer Umgang mit Keramikfasern Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft (2002) Nr. 9 [3] TECHNISCHE REGEL FÜR GEFAHRSTOFFE - TRGS 619: Ersatzstoffe für Keramikfasern im Ofen- und Feuerfestbau ; Bundesarbeitsblatt 2002

9 [4] VDI-RICHTLINIE 3469 Emissionsminderung faserförmiger Stäube ; Blatt 1 (Okt. 1998; z.z. in Überarbeitung) und Keramikfasern Blatt 7 [5] TECHNISCHE REGEL FÜR GEFAHRSTOFFE - TRGS 900 Luftgrenzwerte ; Bundesarbeitsblatt; Ausgabe Okt. 2002; zuletzt geändert [6] TECHNISCHE REGEL FÜR GEFAHRSTOFFE - TRGS 521 Faserstäube; Bundesarbeitsblatt; Mai 2002 [7] CARE-Programm; ECFIA, 1996; AGS-Sitzung vom [8] SONNENSCHEIN, G. Werkstoffe zur Wärmedämmung unter Berücksichtigung des Einsatzes von Keramikfasern; Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft (2003) Nr. 5