Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren

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1 Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Mai 2011 Congress Center Hannover Ansprechpartner: Dr. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu v.spiegel-ciobanu@bghm.de Telefon: Ute Emsel-Dahm ute.emsel-dahm@bghm.de Telefon:

2 Herausgeber: Berufsgenossenschaft Holz und Metall Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung (FAMO) der DGUV Leiter: Dr. Matthias Timm Verantwortlich: Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu Sachgebiet Schadstoffe in der Schweißtechnik, FAMO Redaktion: Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu, FAMO, Hannover Mitwirkende: Ute Emsel-Dahm, BG Holz und Metall, Mainz Azra Grbic, BG Holz und Metall, Mainz Reingard Palme, Holz und Metall, Mainz Stefan Wippel, Holz und Metall, Mainz Dr. rer. nat. Sigurd Hohmann, FAMO i.r., Hannover Organisation des Symposiums: Leitung des Symposiums: Ute Emsel-Dahm, BG Holz und Metall, Mainz Azra Grbic, BG Holz und Metall, Mainz Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu Sachgebiet Schadstoffe in der Schweißtechnik, FAMO Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 2 von 56

3 I n h a l t s v e r z e i c h n i s Titel Seite Programm 4 Referentenliste 8 Ausstellerlis 10 Begrüßung und Einführung 11 Neues aus dem Gefahrstoffrecht 13 Arbeitsschutzregelungen beim Schweißen, Schwerpunkt Schadstoffe 15 Ultrafeine Partikel, Charakterisierung, arbeitsmedizinische Erkentnisse 19 Ultrafeine und Nanopartikel am Arbeitsplatz; Messtechnische Empfehlungen, Schutzmaßnahmen 22 Probenahme von Schweißrauchen 25 Forschungsvorhaben WELDOX, Stand der Erkenntnisse 27 Zink/ Zinkoxidrauch - Grenzwertdiskussion,Toxikologie, Arbeitsmedizinische Aspekte 32 Zinkoxidrauch- und Manganoxid- Grenzwertdiskussion; Betroffenheit der Automobilindustrie 34 Arbeitsmedizinische Vorsorge: Arbeitsmedizinische Vorsorgeverordnung (ArbMedVV) und Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) 37 Einführung der TRGS Erfahrungen aus der Praxis 43 Lüftung in der Schweißtechnik 45 Lüftungstechnik in der Normung - aktueller Stand 47 Absaug- und Filtertechnik 50 Atemschutzgeräte 52 Zusammenfassung 54 Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 3 von 56

4 FA-Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Federführung: Berufsgenossenschaft Holz und Metall Programm Moderation: Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu, Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung (FAMO) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV), Berufsgenossenschaft Holz und Metall(BGHM), Hannover Priv. Doz. Dr. med. Wolfgang Zschiesche, Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM), Köln Veranstaltungstag 24. Mai :00-13:10 Begrüßung und Einführung Dr.-Ing. Matthias Timm Leiter des FAMO 13:10-13:50 Neues aus dem Gefahrstoffrecht Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Robert Kellner; DGUV, München 13:50-14:30 Arbeitsschutzregelungen beim Schweißen, Schwerpunkt Schadstoffe Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu, FAMO, BGHM, Hannover 14:30-15:00 Kaffeepause 15:00-15:40 Ultrafeine Partikel, Charakterisierung, arbeitsmedizinische Erkenntnisse Dr.-Phys. Peter Brand, IAS, RWTH Aachen 15:40-16:20 Ultrafeine und Nanopartikel am Arbeitsplatz; Messtechnische Empfehlungen, Schutzmaßnahmen Dipl.-Phys. Carsten Möhlmann, IFA, St. Augustin 16:20-16:50 Kaffeepause Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 4 von 56

5 16:50-17:20 Probenahme von Schweißrauchen Dipl.-Ing. Adolf Tigler, BGHM, Mainz 17:20-17:40 Zusammenfassung des ersten Tages einschl. Diskussion 17:45 Abendessen und Erfahrungsaustausch Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 5 von 56

6 Programm - Fortsetzung Veranstaltungstag 25. Mai :00-09:10 Begrüßung und einführende Worte 09:10-09:50 Forschungsvorhaben WELDOX, Stand der Erkenntnisse Dr. med. Martin Lehnert, IPA Bochum 09:50-10:20 Zink/Zinkoxidrauch - Grenzwertdiskussion,Toxikologie, Arbeitsmedizinische Aspekte Priv. Doz. Dr. med. Wolfgang Zschiesche, BGETEM, Köln 10:20-10:50 Zinkoxidrauch- und Manganoxid-Grenzwertdiskussion; Betroffenheit der Automobilindustrie Dr. rer. nat. Ralf Sonnenburg, VW, Wolfsburg 10:50-11:20 Kaffeepause 11:20-12:10 Arbeitsmedizinische Vorsorge: Arbeitsmedizinische Vorsorgeverordnung (ArbMedVV) und Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) Priv. Doz. Dr. med. Wolfgang Zschiesche, BGETEM, Köln 12:10-13:10 Mittagspause 13:10-13:40 Erfahrungen aus der Praxis mit der Einführung der TRGS 528 Dipl.-Ing. Herbert Müller-Wilderink, Blohm+Voss Shipyards GMBH, Hamburg 13:40-14:00 Lüftung in der Schweißtechnik Dipl.-Ing. Arno Goebel, IFA, St. Augustin 14:00-14:20 Lüftungstechnik in der Normung, aktueller Stand Dipl.-Ing. Eckhard Brügger, FAMO, BGHM, Hannover 14:20-14:40 Kaffeepause 14:40-15:25 Absaug- und Filtertechnik Andreas Effing, Fa. Kemper, Vreden Peter Lindner, Fa. TEKA, Velen Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 6 von 56

7 15:25-15:45 Atemschutzgeräte Jürgen Gleim, Fa. 3M, Kleinostheim 15:45-16:00 Zusammenfassung Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 7 von 56

8 FA-Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Federführung: Berufsgenossenschaft Holz und Metall vom Mai 2011 im Congress Centrum Hannover Referentenliste: Referenten Brand, Peter, Dr.-Phys. Effing, Andreas Gleim, Jürgen Göbel, Arno, Dipl.-Ing. Kellner, Robert, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Lehnert, Martin, Dr. med. Lindner, Peter Möhlmann, Carsten, Dipl.-Ing. Müller-Wilderink, Dipl.-Ing. Sonnenburg, Ralf, Dr. rer. nat. Spiegel-Ciobanu, Vilia Elena, Dr.-Ing. Institution/Anschrift RWTH Aachen - Universitätsklinikum Pauwelsstrasse Aachen Fa. Kemper GmbH Von-Siemens-Str Vreden Fa. 3M Deutschland GmbH In der Heubrache Kleinostheim Institut für Arbeitsschutz (IFA) Alte Heerstraße Sankt Augustin Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) Fockensteinstraße München Institut für Prävention und Arbeitsmedizin (IPA) Bürkle-de-la-Camp-Platz Bochum Fa. TEKA Industriestr Velen Institut für Arbeitsschutz (IFA) Alte Heerstr St. Augustin ThyssenKrupp Marine Systems Hermann-Blohm-Str Hamburg Volkswagen AG Brieffach 011/ Wolfsburg Fachausschuss Metall- und Oberflächenbehandlung (FA MO) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV), Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM), Seligmannallee Hannover -1- Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 8 von 56

9 Tigler, Adolf, Dipl.-Ing. Timm, Matthias, Dr. Zschiesche, Wolfgang, Priv. Doz. Dr. med. Berufsgenossenschaft Holz und Metall Wilhelm-Theodor-Römheld-Str Mainz Leitung des Fachausschusses Metall- und Oberflächenbehandlung (FA MO) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV), Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM), Seligmannallee Hannover Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM), Gustav-Heinemann-Ufer Köln -2- Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 9 von 56

10 FA-Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Federführung: Berufsgenossenschaft Holz und Metall vom Mai 2011 im Congress Centrum Hannover Ausstellerliste: Aussteller/Anschrift: Fa. Alexander Binzel Schweißtechnik GmbH & Co. KG Kiesacker Buseck Berufsgenossenschaft Holz und Metall Abteilung Messtechnik Seligmannallee Hannover Berufsgenossenschaft Holz und Metall Abteilung Messtechnik Wilhelm-Theodor-Römheld-Str Mainz Fa. ESAB GmbH, Solingen Friedrich-Wilhelm-Str Solingen Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung (FAMO) Berufsgenossenschaft Holz und Metall Seligmannallee Hannover Fa. KEMPER GmbH Von-Siemens-Straße Vreden Fa. Nederman GMBH Nürtinger Str Köngen Fa. TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie GmbH Industriestr Velen Fa. 3M Deutschland GmbH In der Heubrache Kleinostheim Ansprechpartner: Geschäftsführer: Dr. Schubert Kontaktperson: Frau Ehringhaus-Sykora ehringhaus-sykora@binzel-abicor.com Kontaktperson: Herr Rolf Reichel rolf.reichel@bghm.de Kontaktperson: Herr Roman Weiß roman.weiss@bghm.de Kontaktperson: Frau Cornelia Röltgen cornelia.roltgen@esab.de Kontaktperson: Frau Dr. Spiegel-Ciobanu v.spiegel-ciobanu@bghm.de Geschäftsführer: Herr Gerd Kemper, Herr Björn Kemper gkemper@kemper.de, bkemper@kemper.de Kontaktperson: Elmar Wicharz, Vertriebsleiter elmar.wicharz@nederman.de Geschäftsführer: Herr Ludger Hoffstädte ludger.hoffstaedte@tekanet.de Kontaktperson: Jürgen Gleim jgleim@mmm.com -3- Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 10 von 56

11 Fachausschuss-Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Begrüßung und Einführung Dr. Matthias Timm, Leiter des FA Metall und Oberflächenbehandlung der DGUV, Hannover Sehr geehrte Damen und Herren ich freue mich Sie zum FA-Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren im Congress Center Hannover begrüßen zu können. Der Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung, mit seinem Sachgebiet Schadstoffe in der Schweißtechnik hat auf Grund der in den letzten Jahren durchgeführten Tätigkeit und der dabei gewonnenen Erkenntnisse die Initiative ergriffen, um eine entsprechende Veranstaltung durchzuführen. Das Symposium wird als Vortragsveranstaltung und Diskussionsforum einen Überblick über den aktuellen Stand der Vorschriften, der Forschung, der Technik und des Arbeitsschutzes bezüglich der Schadstoffentstehung und Wirkung bei schweißtechnischen Verfahren geben. Es werden folgende Themengebiete angesprochen und diskutiert: -rechtliche Bestimmungen, -Erkenntnisse aus der Forschung zur Schadstoffentstehung und Toxikologie, -Erkenntnisse aus der Arbeitsmedizin, -Beurteilung der Gefährdung am Arbeitsplatz und Messstrategien, -Präventionsmaßnahmen und Erfahrungen mit deren Umsetzung in der Praxis. Die Forschungsergebnisse aktueller Vorhaben: -Forschungsergebnisse zum Thema ultrafeine Partikel, -Forschungsprojekt WELDOX, Stand der Erkenntnisse die in den letzten 2 Jahren durchgeführt wurden, werden heute vorgestellt sowie geeignete Strategien zur Prävention aufgezeigt. Es werden auch aktuelle Erkenntnisse zur Toxikologie einiger Einzelstoffe erläutert, z. B. Zinkoxid und Manganoxid sowie arbeitsmedizinische Erkenntnisse zu Schweißererkrankungen und deren Prävention. Weitere Schwerpunkte dieses Symposiums sind die Arbeitsmedizinische Vorsorge sowie Erfahrungen mit der Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS 528) Schweißtechnische Arbeiten. Da eine Beurteilung am Arbeitsplatz meistens nur anhand von messtechnischen Verfahren, Geräten und know-how zustande kommt, werden auch hier diesbezüglich wichtige Erläuterungen gegeben und Messverfahren und Geräte vorgestellt. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 11 von 56

12 Prävention bedeutet in erster Linie die Umsetzung von Maßnahmen zur Minderung der Exposition des Schweißers. Die effektivste Maßnahme heißt wirksame Lüftung. Zu diesem Thema werden Ergebnisse sowohl aus dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) als auch aus der Normungsarbeit aufgezeigt. Alle diese Themen werden von Experten aus Forschung, Medizin, Industrie aber auch aus dem Fachausschuss behandelt. Ich danke allen Referenten für die Bereitschaft, dieses Symposium mit ihren Beiträgen zu unterstützen und freue mich, dass der Fachausschuss bekannte Wissenschaftler und Experten der Industrie und des Arbeitsschutzes für dieses Symposium gewinnen konnte. Mit der Fusion der Metall-Berufsgenossenschaften und der Holz- Berufsgenossenschaft ist am 1. Januar 2011 einer der drei größten deutschen gesetzlichen Unfallversicherungsträger entstanden. Fusioniert sind die: Maschinenbau- und Metall - Berufsgenossenschaft Hütten- und Walzwerks-Berufsgenossenschaft Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd Holz-Berufsgenossenschaft Die neue Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) übernimmt damit den Versicherungsschutz für etwa 4,3 Millionen Beschäftigte in den nahezu Unternehmen dieser beiden Branchen. Die Mitarbeiter des Fachausschusses stehen Ihnen weiter für Beratungen zur Verfügung. Wir werden weiterhin in der Normung mitarbeiten und Forschungsprojekte begleiten. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 12 von 56

13 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Neues aus dem Gefahrstoffrecht Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 13 von 56

14 Neues aus dem Gefahrstoffrecht Mit dem Inkrafttreten der Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen (CLP-Verordnung, publiziert im Gemeinsamen Ministerialblatt (GMBl) am sowie als Schlussfolgerung aus der REACH-Verordnung, die Anforderungen an die Registrierung, Bewertung, und Zulassung von Chemikalien stellt, mussten auch zahlreiche Technische Regeln für Gefahrstoffe erarbeitet oder neu gefasst werden. Durch die REACH-Verordnung sind Hersteller oder Importeure zur Ermittlung der gefährlichen Eigenschaften (wie z.b. giftig, krebserregend, umweltgefährlich) von Stoffen (Chemikalien und Naturstoffe) und zur Abschätzung ihrer Wirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt verpflichtet worden. In diesem Zusammenhang wurde auch die neue Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 409 "Nutzung der REACH-Informationen für den Arbeitsschutz" (BekGS 409) am 22. Februar 2010 im GMBI veröffentlicht. Außerdem wurde die Bekanntmachung 910 "Risikowerte und Expositions-Risiko-Beziehungen für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen" geändert und ergänzt. Stoffspezifische Konzentrationswerte und Exposition-Risiko-Beziehungen wurden in der Ausgabe für Ethylenoxid und Benzo(a)pyren (in bestimmten PAK-Gemischen) festgelegt. Im Gemeinsamen Ministerialblatt (GMBl) Nr. 12 vom 25. Februar 2010 wurde die Neufassung der Technischen Regel für Gefahrstoffe Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhalative Exposition" (TRGS 402) veröffentlicht und die Änderung und Ergänzung der Technischen Regel für Gefahrstoffe 420 "Verfahrens- und stoffspezifische Kriterien (VSK) für die Gefährdungsbeurteilung" (TRGS 420) bekannt gegeben. Die Neufassung der TRGS 400 Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen Technische Regeln für Gefahrstoffe vom 17. Dezember 2010 (GMBl. vom ) geht auf außergewhönliche Betriebszuständen ein, arbeitet die neue Einstufung nach CLP- Verordnung ein und berücksichtigt die zusätzlichen Informationen, die durch die REACH-Verordnung erforderlich sind. Die erforderlichen Brandschutzmaßnahmen bei Tätigkeiten mit brennbaren oder oxidierenden Gefahrstoffen sind anhand der Abstufung der Gefährdung (normal, erhöht und hoch) bei der Gefährdungsbeurteilung in der neuen TRGS 800 Brandschutzmaßnahmen konkretisiert. Die neue Fassung der TRGS 900 Arbeitsplatzgrenzwerte, Ausgabe enthält Ergänzungen bezüglich Aufnahme von neuen Stoffen, wie z.b. Dimethyladipat oder neue Grenzwerte wie z.b. für Schwefelwasserstoff. Als direkte Konsequenz aus der CLP-Verordnung ist auch der Beschluss vom des Ausschusses für Gefahrstoffe (AGS) bezüglich der neuen TRGS 200 Einstufung und Kennzeichnung von Stoffen, Zubereitungen und Erzeugnissen zu sehen. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 14 von 56

15 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Arbeitsschutzregelungen beim Schweißen, Schwerpunkt Schadstoffe Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 15 von 56

16 Arbeitsschutzregelungen beim Schweißen, Schwerpunkt Schadstoffe Aus Literaturquellen ist bekannt, dass schon in der Antike Lötverfahren zum Fügen von Edelmetallen verwendet wurden. Mit der Industriellen Revolution im 19. Jahrhundert beginnt dann die systematische Entwicklung von schweißtechnischen Verfahren. Ab Mitte des 20. Jahrhunderts (1950) ist eine Zunahme der Zahl der schweißtechnischen Verfahren und Werkstoffe zu beobachen. In den 90-er Jahren kommen automatisierte Verfahren hinzu: z.b. Laserverfahren. In 2004 werden etwa 70% der verwendeten Schmelzschweißverfahren bezogen auf das abgesetzte Schweißgut, von den Metall-Schutzgasschweißen eingenommen. Eine Hochleistungsvariante des Metall-Schutzgasschweißens bekannt unter den Namen Rapid Arc wird entwickelt; diese Variante arbeitet gegenüber den üblichen Anwendungsbereichen mit bis zu dreifach höheren Drahtfördergeschwindigkeiten. Zeitgleich zur Entwicklung der Verfahren, werden auch die zu bearbeitenden Werkstoffe weiter entwickelt und verfeinert. Mehr Informationen dazu sind auch in der BGI 616 zu finden. Mechanisierung und Automatisierung werden vorangetrieben, um höhere Produktivität, höhere Leistungen und höhere Qualität zu erreichen. Nach der Art des Energieträgers kann grob zwischen Lichtbogen-, Autogen-, Plasmaund Laserverfahren unterschieden werden. Auch zwischen den Verfahrensgruppen: Schweißen, thermisches Schneiden, thermisches Spritzen und Löten gibt es prozessbedingt große Unterschiede. Diese zwei unterschiedlichen Einteilungen sind auch im Hinblick auf die damit verbundenen Gefährdungen zu beachten. Es treten dabei unterschiedliche Gefährdungen auf wie: optische Strahlung, elektrischer Strom, Schadstoffe, usw., die verfahrens-/werkstoffspezifisch unterschiedliche Wirkungen sowohl qualitativ aber auch quantitativ besitzen. Vorschriften, technische Regeln, Grenzwerte Im Vordergrund steht das Arbeitsschutzgesetz(ArbSchG) mit der Forderung: Der Arbeitgeber hat nach dem ArbSchG die erforderlichen Maßnahmen zu treffen, um die Sicherheit und den Gesundheitsschutz der Beschäftigten bei der Arbeit zu gewährleisten und zu verbessern. Die Gefährdungsbeurteilung ist die Grundvoraussetzung, um die zielgerichtete, wirksame und kostengünstige Arbeitsschutzmaßnahmen durchführen zu können. 5 Beurteilung der Arbeitsbedingungen zitiert: (1) Der Arbeitgeber hat durch eine Beurteilung der für die Beschäftigten mit ihrer Arbeit verbundenen Gefährdung zu ermitteln, welche Maßnahmen des Arbeitsschutzes erforderlich sind. Die Umsetzung erfolgt national durch vier verschiedenen Verordnungen zur Betriebssicherheit, zu den Gefahrstoffen, zur optischen Strahlung und zur arbeitsmedizinischen Vorsorge. Als weitere Hilfe für deren Umsetzung dient eine Reihe von Technischen Regeln zur Betriebssicherheit, als TRBS und zum Bereich Gefahrstoffe, als TRGS. In Ergänzung als Konkretisierung dienen fachspezifische Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 16 von 56

17 berufsgenossenschftliche Informationsschriften, DIN/DVS-Regeln der Technik, LASI- Infomationen. Beurteilung der Gefährdung Eine primäre Rolle spielen in Zusammenhang mit der Beurteilung der Gefährdung die verbindlichen Grenzwerte, die als Obergrenze für die jeweiligen Expositionen gegenüber Gefahrstoffen dienen. Aus der Sicht der Schadstoffe existiert beim Schweißen und bei den verwandten Verfahren zurzeit kein spezieller Schweißrauchgrenzwert. Als Anwendungshilfe zur Beurteilung der Exposition durch Schweißrauche (partikelförmige Stoffe) dient die A-Fraktion des Staubes 3 mg/m 3 A als Obergrenze; darüber hinaus sind die stoffspezifischen Grenzwerte für die Leit- und Hauptkomponenten, z. B. AGW für Mn, Cu (als MnO, CuO) heranzuziehen. Ausgenommen sind die hier die krebserzeugende Stoffe (risikobezogene Werte sind in Vorbereitung). Im Vordergrund steht nach der GefStoffV das Minimierungsgebot. Hauptziel ist die gefährdungsorientierte Festlegung der Schutzmaßnahmen auf der Basis der Informationsermittlung und der Kenntnisse über Arbeitsplatzgrenzwerte(AGW) und der Einstufung der Gefahrstoffe; Die Umsetzung der festgelegten Schutzmaßnahmen und deren Wirksamkeitsüberprüfung kann mit Hilfe der TRGS 528, Tab.2. und der BGI 593 erfolgen. Die Höhe der Exposition des Schweißers gegenüber Schadstoffe hängt in erster Linie vom verwendeten Prozess (z.b.metallschutzgasschweißen) und seinen Parametern (z.b. Strom, Spannung, usw), von Verfahrensvarianten (z.b. Impulslichtbogen) und Werkstoffen(z.B. hochlegierte Stähle), von den verwendeten Hilfsmitteln (z.b. Schutzgase) und dem Oberflächenzustand der Werkstoffe(z.B. verölt oder beschichtet) ab. Diese Faktoren beeinflussen direkt die Höhe der Emissionsrate (in mg/s)und somit auch die Höhe der Konzentration (in mg/m³) am Arbeitsplatz (im Atembereich des Schweißers oder Stationär im Raum). Siehe in diesem Zusammenhang auch die BGI 616. Darüber hinaus beeinflussen die arbeitsplatzspezifischen Faktoren, wie: Lüftungsituation, Kopf-/Körperhaltung des Schweißers und das Raumvolumen, die Höhe der Schadstoffkonzentration im Atembereich des Schweißers, aber auch teilweise die Raumbelastung. Die chemische Zusammensetzung der verwendeten Werkstoffe(z.B. Masivdraht/Fülldraht, Schutzgase) ist verantwortlich für die chemische Zusammensetzung der entstehenden Schweißrauche und Gase. Die Toxizität der einzelnen Inhaltsstoffe aber auch deren synergetischen Wirkung muss bei der Beurteilung der Gefährdung durch die wirkungsspezifischen Faktoren herangezogen werden. Bei mittleren, hohen und sehr hohen Emissionsraten treten im Atembereich des Schweißers ohne lüftungstechnische Maßnahmen Schadstoffkonzentrationen auf, die mehrfach die Grenzwerte überschreiten. Bei niedrigen Emissionsraten liegen die Schadstoffkonzentrationen im Atembereich des Schweißers erfahrungsgemäß im Grenzwertbereich oder knapp darunter. Im Vordergrund muss also stehen: 1. Auswahl schadstoffarmer Verfahren (soweit technisch möglich) 2. Auswahl schadstoffarmer Werkstoffe (soweit technisch möglich) Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 17 von 56

18 3. Optimale Lösungen für die Lüftungstechnik (TRGS 528 Abschnitt 4 sowie BGI 593) Weitere Gefährdungen beim Schweißen sind z.b.: Elektrische Gefährdung: z. B. auch erhöhte elektrische Gefährdung, insbesondere im engen Räumen; Gefahren durch elektrischen Strom; Schutz gegen elektrische Gefährdung des Lichtbogenschweißers durch Schweißeinrichtungen (Stromquellen, Leitungen, Brenner, Elektrodenhalter und sonstige Betriebsmittel) erstreckt sich auf deren Bau, Einrichtung und Benutzung. (betriebsicheren Zustand, einwandfreie Errichtung und sichere Benutzung) Thermische Gefährdung: durch die Wärme des Lichtbogens, entstehen auch Metallund Schlackespritzer, dann heiße Elektroden, heiße Brenner. Hier ensteht Verbrennungsgefahr. Lösung: schwerentflambare Schutzanzüge und entsprechenden Gehörschutz sind notwendig. Physikalische Gefährdung: z.b. optische Strahlung (Lichtbogenstrahlung oder viel geringer aber trotzdem schädlicher Lichtstrahlung von der Autogenflamme und dem Schweißbad); entsprechender Augenschutz/Schutzstufen ist notwendig. Lärm und Gehörschutz persönliche Schutzausrüstungen: Arbeits- und Schutzkleidung; Atemschutz, Gehörschutz, Augenschutz und Hautschutz Brände und Explosionen: durch Zündquellen(Lichtbogen, Wärmeleitung, Funken/Funkenflug beim Schweißen) Maßnahmen: Abdecken, Abdichten, Brandposten Feuerlöscher bereitstellen, usw. Diese Gefahren und damit verbundenen Gefährdungen sind entsprechend zu beachten. Geeignete Schutzmaßnahmen sind entsprechend der BGI 553 und 554 umzusetzen. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 18 von 56

19 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Ultrafeine Partikel, Charakterisierung, arbeitsmedizinische Erkenntnisse Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 19 von 56

20 Ultrafeine Partikel, Charakterisierung, arbeitsmedizinische Erkentnisse Ultrafeine Partikel, wie sie auch in Schweißrauchen enthalten sind, sind wegen ihrer besonderen Eigenschaften in den Blickpunkt des toxikologischen und arbeitsmedizinischen Interesses gerückt. Berufliche Belastungen durch Schweißrauche, die vorwiegend aus feinen und ultrafeinen Partikel (< 0.1 µm) bestehen, und Gase stellen für die arbeitsmedizinischtoxikologische Bewertung eine besondere Herausforderung dar, da die Toxizität dieser Rauche von einer Vielzahl von Faktoren wie den verwendeten Materialien und Schweißtechniken abhängt. Schweißrauche können je nach Material und Technik potentiell gesundheitsgefährdende Stoffen wie Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxid, Fluoride oder viele andere anorganische oder organische Stoffen in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten und damit Wirkungen auf den menschlichen Organismus ausüben. Hierbei spielen inflammatorische Reaktionen und oxidativer bzw. nitrosativer Stress eine besondere Rolle. Trotz dieser inflammatorischen Wirkung von Schweißrauchen stellen sich die Effekte dieser Substanzen auf die Lungenfunktion in der Literatur heterogen dar, insbesondere wenn der wichtigste Co-Faktor, das Zigarettenrauchen nicht adäquat berücksichtigt wird. Insgesamt erscheint es so, dass mit konventionellen Methoden der Lungenfunktionsprüfung nur dann relevante Beeinträchtigungen in der Lungenfunktion nachgewiesen werden können, wenn es sich entweder um suszeptible Personen oder um besonders stark belastete oder schlecht belüftete Arbeitsplätze handelt. Auch muss berücksichtigt werden, dass manche Beeinträchtigung der Lungenfunktion nur vorübergehend ist und sich diese nach Ende der Exposition wieder allmählich normalisiert. Eine Reihe von Studien legt nahe, dass die adversen Effekte von ultrafeinen Partikeln eher mit der Partikel-Gesamtoberfläche korrelieren als mit der Partikelmasse. Eine erste Studie hat gezeigt, dass die Partikeloberflächenemissionsrate verschiedener Schweiß- und Trennverfahren sehr unterschiedlich ist und nicht mit der Massenemissionsrate korreliert. Ausgehend von der Hypothese, dass für entzündliche Prozesse die Partikel- Oberflächenkonzentration (ultrafeine Partikel) verantwortlich ist, wurden Studien durchgeführt, bei denen die innere Exposition, die biochemische Wirkung und die biologische Wirkung untersucht wurden. Folgende Schweißverfahren wurden untersucht: Lichtbogenhandschweißen mit unlegierten basischumhüllten Stabelektroden, Lichtbogenhandschweißen mit hochlegierten basischumhüllten Stabelektroden und Metallaktivgasschweißen (MAG) mit hochlegierten Massivdraht. Bei gleicher Massenkonzentration resultiert beim Lichtbogenhandschweißen eine geringe Oberflächenkonzentration und geringste Zelltoxizität beim unlegierten und höchste Zelltoxizität beim hochlegierten Werkstoff. MAG-Schweißen zeigt demgegenüber die höchste Oberflächenkonzentration und mittlere Zelltoxizität. Die Ergebnisse decken sich mit in-vitro Vorversuche. Das Institut für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin Aachen (IASA, Institutsleiter Prof.Kraus) der RWTH Aachen hat eine Arbeitsplatz-Simulationsanlage entwickelt, die der Durchführung vollständig kontrollierter Expositionen dient. Die bisherige Durchführung der schweißtechnischen und arbeitsmedizinischen Untersuchungen erfolgte in Kooperation/Verbundprojekt mit dem Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF, Institutsleiter Prof. Reisgen) der RWTH Aachen. Bei verschiedenen Verfahren und Werkstoffen wurden Partikel messtechnisch im Hinblick auf Massen- und Anzahlkonzentration charakterisiert sowie ihre arbeitsmedizinisch relevanten Effekte nachgewiesen. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 20 von 56

21 Mit finanzieller Unterstützung der Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften (VMBG), heute Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) und durch den Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung, Sachgebiet Schadstoffe in der Schweißtechnik initiiert, werden die Untersuchungen bei weiteren relevanten Verfahren und Werkstoffen fortgesetzt. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 21 von 56

22 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Ultrafeine und Nanopartikel am Arbeitsplatz; Messtechnische Empfehlungen, Schutzmaßnahmen Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 22 von 56

23 Ultrafeine und Nanopartikel am Arbeitsplatz; Messtechnische Empfehlungen, Schutzmaßnahmen Die Diskussion über die ultrafeinen Partikel im Arbeitsschutz hat ihren Ursprung in der Umweltproblematik. In den letzten 15 Jahren wurde auf Grund von Auswertungen epidemiologischer und tierexperimenteller Untersuchungsergebnisse der Einfluss des Einatmens von sehr kleinen Partikeln (mit Durchmesser kleiner als 100 nm) auf die Gesundheit bei Menschen diskutiert. Untersucht wurden Dieselruß, technischer Ruß und Titandioxid (Spiegel-Ciobanu, 2009). Durch einer Reihe von Forschungsvorhaben zur Toxikologie unterschiedlicher Stoffe in Form von ultrafeinen Partikeln und feine Partikel wurde festgestellt, dass aus arbeitsmedizinischtoxikologischen Sicht die Wirkung der ultrafeinen Partikel auf den menschlichen Organismus, nicht durch die Masse dieser Partikel bestimmt wird, sondern andere relevante physikalische Eigenschaften, unter anderem der Diffusionsäquivalent-durchmesser der Agglomerate, Anzahl und geometrischer Durchmesser der Primärpartikel und deren biologisch aktive Oberfläche von Bedeutung sind. Das am häufigsten eingesetzte Gerät zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration ist der Kondensationskernzähler (CPC). Bekannt sind auch tragbare Geräte, wie von der Firma TSI, Typ 3007 CPC, das Partikelgrößen zwischen 10 nm bis ca. 1µm erfasst und Partikelanzahlkonzentrationen bis zu 10 5 Partikel/cm³ messen kann. Die Größenverteilung der Partikel kann mit Hilfe unterschiedlicher Messsysteme wie z.b. Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS+C) ermittelt werden. Damit werden Partikelgrößen zwischen 5 nm und 1100 nm erfasst sowie Konzentrationen von 1 bis 10 7 P/cm³ gemessen. Auch mit Hilfe der Elektronenmikroskopie kann die Partikelgrößenverteilung ermittelt werden. ELPI (Electric Low Pressure Impactor)wird als eine Methode zur Bestimmung der Größenverteilung der Nanopartikel und der ultrafeinen Partikel mit Hilfe eines elektrischen Niederdrucks Impaktors beschrieben. Die Partikel werden nach ihrem aerodynamischen Durchmesser klassiert (niedrige Auflösung für die Größe und hohe Auflösung für die Zeit bis 1 Sek.) Im Thermalpräzipitator scheiden sich die Partikel auf Si-Scheiben ab und werden anschließend elektronenmikroskopisch analysiert und ausgewertet. Die BAuA hat ein personengetragenes Messsystem (Thermalpräzipitator) entwickelt und validiert, das ursprünglich für hohe Konzentrationen, wie z.b. bei Schweißrauchen und für lange Messzeiten konzipiert war. Das System kann auch zur Ermittlung der Expositionen durch Nanopartikel dienen (BAuA, 2010). Als Nanopartikel werden, wie auch die ultrafeinen Partikel definiert, nur Partikelgrößen kleiner als 0,1µm bezeichnet. Der Unterschied besteht darin, dass Nanopartikel gezielt hergestellt und verarbeitet werden, um z. B. bessere Eigenschaften in verschiedenen Technologiebereichen erreichen zu können, während ultrafeine Partikel als unerwünschtes Nebenprodukt bei verschieden thermischen Verfahren entstehen. Die Bestimmung der Massengrößenverteilung kann auch mit einem Niederdruck-Berner- Impaktor geschehen. Diese Sammeleinrichtung erlaubt die Partikel, in 10 aerodynamisch unterschiedlichen Größenklassen auf Aluminiumfolien zu sammeln und anschließend gravimetrisch zu bestimmen. Der Größenbereich erstreckt sich von 0.03 bis 16 µm. Untersuchungen von Pohlmann und Holzinger beim Schweißen und verwandten Verfahren(2008), haben gezeigt, dass sowohl für die Bestimmung der Anzahlgrößenverteilung als auch für die Messung der Gesamtanzahlkonzentration bei Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 23 von 56

24 Schweißrauchen der Schweißrauch zunächst verdünnt werden muss, da die Anzahlkonzentration der untersuchten Schweißrauche sehr hoch war. Dazu diente ein sogenannter Rotationsverdünner, der dem Scanning Mobility Particle Sizer(SMPS) vorgeschaltet wurde. Im SMPS werden die Partikel elektrisch aufgeladen und im elektrischen Feld klassiert. Abhängig von der Stärke des elektrischen Feldes wird eine enge Größenfraktion des angesaugten Schweißrauchs ausgeblendet und dem CPC zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration der ausgeblendeten Größenfraktion zugeführt. Der Messbereich des Verfahrens erstreckt sich je nach Einstellung von 0.01 bis 0.5 µm. Die Klassierung im elektrischen Feld erfolgt entsprechend dem sog. Mobilitätsdurchmesser. Vor einiger Zeit wurde am ITEM ein Thermophorese-Abscheider entwickelt. Dieser scheidet seinem zugrunde liegenden Depositionsmechanismus entsprechend strukturerhaltend und repräsentativ ab. (Abschlussbericht, Pohlmann, ITEM-Hannover; Holzinger, ISF-Aachen, 2009). Das IFA und andere Institutionen und Forschungsgruppen, die sich mit diesem Thema beschäftigen, setzen SMPS+C ein, um die Teilchenzahlkonzentration von Nanopartikeln und ultrafeinen Partikeln und deren Größenverteilung in der Luft am Arbeitsplatz zu ermitteln. In den vergangenen Jahren haben sich Instrumente dieses Typs als Standardverfahren zur Messung von Nanopartikeln etabliert. Aufgrund ihrer Größe sind sie jedoch nicht für personengetragene Messungen geeignet. Außerdem bedarf es besonderer Erfahrung, um diese Geräte zu bedienen und die Messergebnisse auszuwerten. Messergebnisse Ergebnisse des Messprogramms der Unfallversicherungsträger liegen zu verschiedenen Arbeitsbereichen und Tätigkeiten, wie Schweißen, Löten, Schmelzen/Gießen, Schleifen, Abtragen, Beschichten und Textilfertigung vor und sind veröffentlicht. Einfache Messgeräte Insgesamt mangelt es noch an einfachen und tragbaren Geräten zur Messung und klaren Unterscheidung von Nanopartikeln und ultrafeinen Partikeln am Arbeitsplatz. Das zum 1. April 2009 begonnene EU-Projekt NanoDevice soll hier Abhilfe schaffen. (Dr. Markus Berges, IFA, Messtechnische Empfehlungen) Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 24 von 56

25 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Probenahme von Schweißrauchen Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 25 von 56

26 Probenahme von Schweißrauchen Die tatsächliche Belastung des Schweißers, seine direkte Exposition als Folge des Einatmens von Schadstoffen während seiner Schweißtätigkeit, lässt sich nur durch Messen der Schweißrauche und der Gase im Atembereich und Vergleich zwischen den messtechnisch ermittelten Konzentrationen und den in den Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS 900 festgelegten spezifischen Arbeitsplatzgrenzwerten (AGW) ermitteln (Spiegel-Ciobanu, Der Praktiker, 2011). Die Ermittlung der Exposition an schweißtechnischen Arbeitsplätzen erfolgt nach der Technischen Regel für Gefahrstoffe TRGS 402 Ermittlung und Beurteilung der Konzentrationen gefährlicher Stoffe in der Luft in Arbeitsbereichen durch Schweißrauchmessungen. Hinweise zur Ermittlung der Expositionen durch Messungen sind in der technischen Regel für Gefahrstoffe TRGS 528 Schweißtechnische Arbeiten, Anlage 3 enthalten. Weitere Erläuterungen über Messverfahren und Probenahmesysteme für gas- und partikelförmige Schadstoffe gibt die Berufsgenossenschaftliche Information BGI 593 Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren in Abschnitt 5. Die europäische Norm EN ISO Probenahme von partikelförmigen Stoffen und Gasen im Atembereich des Schweißers, Teil 1 und 2 zeigt Anordnungsbeispiele für das Anbringen der Probenahmeeinrichtung hinter einem Schweißergesichtsschutzschirm. Die Norm beschreibt das Verfahren zur Bestimmung von partikelförmigen Stoffen im Atembereich des Schweißers und verweist auf weitere, in anderen Normen beschriebene Verfahren der chemischen Analyse, die zum Ermitteln der personenbezogenen Exposition gegenüber bestimmte im Schweißrauch vorhandene chemische Stoffe und andere partikelförmige Stoffe geeignet sein können. Stationäre Messungen zum Ermitteln der allgemeinen Grundbelastung durch partikelförmige Stoffe in der Arbeitsplatzatmosphäre, die die personenbezogene Exposition beeinflusst, sind dort ebenfalls beschrieben. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 26 von 56

27 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Forschungsvorhaben WELDOX, Stand der Erkenntnisse Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 27 von 56

28 Forschungsvorhaben WELDOX, Stand der Erkenntnisse Schweißtechnische Verfahren sind als Querschnitttechnologien zu bezeichnen, da diese in allen industriellen und handwerklichen Bereichen ihre Anwendung finden. Bei Tätigkeiten, bei denen schweißtechnische Prozesse zum Einsatz kommen, entstehen unerwünschte Nebenprodukte in Form von partikelförmigen Stoffen (Schweißrauche) und Gasen, die den Atembereich der Schweißer belasten. Diese inhalativen Expositionen haben eine besondere arbeitsmedizinische Relevanz. Unterschiedliche Forschungsnehmer haben sich im Laufe der Jahre in Forschungsvorhaben mit der Problematik der Exposition gegenüber Schweißrauchen und deren Wirkungen beschäftigt und die dabei gewonnen Erkenntnisse publiziert. Grund dafür ist in erster Linie die Tatsache, dass Schweißrauche entsprechend der Vielfalt der eingesetzten Verfahren und Werkstoffen komplexe Gemische darstellen, deren Zusammensetzungen viele Inhaltsstoffe (vorwiegend als Metalloxide) enthalten. Die Höhe der Exposition gegenüber Schweißrauchen wird durch viele Faktoren beeinflusst. Dazu gehören neben Verfahren und Werkstoffen, die für die Höhe der gesamten Schweißrauchemission verantwortlich sind, Faktoren wie: Prozessparameter (z.b.: Strom und Spannung), Elektrodendurchmesser, Art der Umhüllung/Füllung, Art der Schutzgase, Oberflächen-Beschichtungstypen. Für die Chrakterisierung des Arbeitsplatzes und der damit verbundenen Höhe der Schadstoffkonzentration, sind weitere arbeitsplatzspezifische Faktoren, wie: - Lüftungssituation (z.b. wirksame Absaugung im Entstehungsbereich der Schadstoffe in Anwendung, oder gar keine vorhanden) - Räumliche Verhältnisse (z.b. enger Raum oder normaler Raum) - Kopf- und Körperposition des Schweißers. von großer Bedeutung. Angesichts dieser Erkenntnisse wird seit 2007 im Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IPA, Bochum) die Studie WELDOX unter der Leitung von Herrn Prof. T. Brüning durchgeführt, die umfassend die berufliche Exposition von 243 Schweißer bewerten soll. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 28 von 56

29 Schweißrauchexpositionen in der WELDOX Studie M. Lehnert 1, B. Pesch 1, A. Spickenheuer 1, B. Kendzia 1, T. Weiss 1, E. Punkenburg², J. Pelzer³, E. Heinze 1, A. Hartwig 4, T. Brüning 1 1 Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, Institut der Ruhr Universität Bochum (IPA) ² Berufsgenossenschaft Holz und Metall, Mainz ³ Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA), Sankt Augustin 4 Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Fragestellung: Ziel der Querschnittstudie WELDOX war die Ermittlung biologischer Effekte beim Menschen im Zusammenhang mit Expositionen gegenüber Schweißrauch und darin enthaltener Metallverbindungen. Dazu wurden die Schweißrauchkonzentrationen unter typischen Expositionsbedingungen insbesondere auch an stark belasteten Arbeitsplätzen ermittelt, modulierende Faktoren für bestimmte Expositionsszenarien untersucht und Arbeitsschutzmaßnahmen bewertet (vgl. Spiegel Ciobanu, 2005). Methoden: Messungen an der Person von einatembarem (E) und alveolengängigem (A) Schweißrauch wurden bei 243 Schweißern in 25 Betrieben unterschiedlicher Branchen durchgeführt. Dabei wurden mit den gängigsten handgeführten Schweißverfahren überwiegend niedrig und hochlegierte Stähle (z.b. Edelstahl) verarbeitet (Tabelle 1). Die Probenträger waren im Atembereich der Probanden hinter dem Schirm montiert. Die Ermittlung der Exposition in A und E erfolgte gravimetrisch. Zwei Probanden wurden wegen nicht verwertbarer Messungen von der Analyse ausgeschlossen. Zusätzlich wurden bei 33 Probanden die Anzahlkonzentration und die Größenverteilung von Partikeln im Messbereich von 14 bis 673 nm mit stationärem Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) ermittelt (Pelzer, 2010). Die Arbeitsbedingungen wurden fotographisch dokumentiert und protokolliert. Der Einfluss auf die Höhe der Exposition wurde mit Regressionsmodellen ausgewertet. Schriftliche Einverständniserklärungen aller Probanden sowie die Zustimmung der Ethikkommission der Ruhr Universität Bochum liegen vor. Tabelle 1: Schweißverfahren und Werkstoffe Werkstofflegierung Schweißverfahren Elektrode niedrig hoch diverse gesamt Metallschutzgas Fülldraht Massivdraht Wolfram-Inertgas Lichtbogenhand Stab diverse Summe Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 29 von 56 1

30 Ergebnisse: Die Mediane der ermittelten Schweißrauchkonzentrationen betrugen 2,06 mg/m³ (E) und 0,97 mg/m³ (A). Der Anteil von A an E betrug im Mittel 54 % und variierte zwischen 15 % und 87 %. Bei 37 % der Messungen (A) war die Belegung der Probenträger für eine Ermittlung der Staubkonzentration zu gering (Tabelle 2). Insbesondere bei Wolfram Inertgas Schweißern (WIG) und Trägern von Gebläsehelmen lagen die Werte unterhalb der Nachweisgrenze. Metallschutzgasschweißen mit Fülldraht verursachte im Vergleich der Verfahren mit 6,87 mg/m³ (Median) die höchsten mittleren Konzentrationen von alveolengängigem Schweißrauch. Bei der Verarbeitung von Massivdraht lag der Median bei 1,64 mg/m³. Beim Schweißen in engen Räumen mit geringem Luftwechsel zeigte sich eine um den Faktor 1,8 höhere Exposition als im übrigen Kollektiv. Eine effiziente Absaugung an der Entstehungsstelle senkte die Schweißrauchkonzentration im Atembereich dagegen um 35 %. Die Anzahl ultrafeiner Partikel betrug im Mittel /cm³. Hier waren nur geringe Unterschiede zwischen den Schweißverfahren erkennbar. Tabelle 2: Verteilung der Messwerte der E und A Fraktion des Schweißrauchs; Anzahl der Messwerte (N), Anzahl unter der Nachweisgrenze (N <LOD), Anzahl der Werte über dem AGW (N >AGW ); Median, 25. Perzentil (P25), 75. Perzentil (P75) als mg/m³ Schweißrauch N N <LOD N >AGW Median P25 P75 [mg/m³] [mg/m³] [mg/m³] E-Fraktion ,06 <LOD 6,11 A-Fraktion ,97 <LOD 3,42 Schlussfolgerungen: Durchschnittlich die Hälfte der Masse des einatembaren Schweißrauchs bestand aus alveolengängigen Partikeln. Bei etwa einem Drittel der Probanden wurde der Arbeitsplatzgrenzwert von 3 mg/m³ überschritten (A Fraktion). Bei einem weiteren Drittel der Messungen wurde die Nachweisgrenze bei der A Fraktion nicht erreicht. Die zuverlässige Ermittlung geringer Expositionen gegenüber Schweißrauchbelastung erfordert somit möglichst lange Probenahmen oder höhere Durchflussraten (vgl. Zhou, 2010). Im Hinblick auf eine Minderung der Exposition sollte je nach Arbeitsplatz und technischer Anforderung die Anwendung emissionsärmerer Verfahren erwogen werden (vgl. Spiegel Ciobanu, 2008). Der Einsatz von Einrichtungen zur Erfassung von Schweißrauch an der Entstehungsstelle sollte gefördert werden. In diesem Zusammenhang wäre auch die Installation von brennerintegrierten Absaugungen zu prüfen. Besonders bei Schweißarbeiten in engen Räumen sollte der persönlichen Schutzausrüstung besondere Beachtung zukommen, da hier mit hohen Expositionen zu rechnen ist (vgl. Zober, 2003). Die Ermittlung der Expositionen gegenüber Schweißrauch in der WELDOX Studie erwies sich als valide Basis für weitere Zusammenhangsanalysen hinsichtlich biologischer Effekte bei Schweißern. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 30 von 56 2

31 Die stationären Messungen im ultrafeinen Partikelspektrum waren stark von variierenden Abständen zum Arbeitsplatz und Luftbewegungen beeinflusst, so dass die Messergebnisse kaum Rückschlüsse auf die individuellen Expositionen der Probanden zuließen. Hinsichtlich der mittleren Anzahlkonzentrationen unterschieden sich die Schweißverfahren kaum, was unter Berücksichtigung der beobachten Massenkonzentrationen auf ein Spektrum vergleichsweise kleinerer Partikel beim WIG Schweißen hinweist. Literatur Pelzer J, Bischof O, van den Brink W, Fierz M, Gnewuch H, Isherwood H, Kasper M, Knecht A, Krinke T, Zerrath A. Geräte zur Messung der Anzahlkonzentration von Nanopartikeln. Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 2010; 70: Spiegel Ciobanu VE. BG Information (BGI) 616: Beurteilung der Gesundheitsgefährdung durch Schweißrauche. Vereinigung der Metall Berufsgenossenschaften (Hrsg.), Carl Heymanns Verlag, Köln, 2005: Spiegel Ciobanu VE. BG Information (BGI) 593: Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren. Vereinigung der Metall Berufsgenossenschaften (Hrsg.), Carl Heymanns Verlag, Köln, 2008: Zhou Y, Cheng Y S. Evaluation of IOM Personal Sampler at Different Flow Rates. J Occu Env Hyg, 2010; 7: Zober A, Zschiesche W. Der Schweißerarbeitsplatz. In: Konietzko J, Dupuis H (Hrsg.). Handbuch der Arbeitsmedizin, 2003, IV 9.20:1 16 Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 31 von 56 3

32 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Zink/ Zinkoxidrauch - Grenzwertdiskussion,Toxikologie, Arbeitsmedizinische Aspekte Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 32 von 56

33 Zink/ Zinkoxidrauch - Grenzwertdiskussion,Toxikologie, Arbeitsmedizinische Aspekte Bei der schweißtechnischen Bearbeitung von Werkstoffen, die zinkhaltig sind, wie z.b.: - aus den metallischen Beschichtungen (verzinkte Bleche) beim Überschweißen, - aus dem Spritzzusatz, beim thermischen Spritzen, - aus dem Flussmittel/Lot, beim Weich oder Hartlöten entsteht Schweißrauch mit Anteilen an Zinkoxid als Rauch. Auch bei neuere Verfahren wie MIG-Löten, Laserstrahl-Löten und Plasma-Löten, die bei der Bearbeitung von verzinkten Blechen auch häufig in der Automobilindustrie eingesetzt werden, ist mit einer Zinkoxidrauch -Exposition zu rechnen. Aus der Toxikologie ist bekannt, dass Zinkoxid als alveolengängiger Rauch relevant ist und seine toxische Wirkung (z.b. Metallrauchfieber/Zinkrauchfieber) von der Dosis- bzw. Konzentration abhängt. In der Fachliteratur wird diese Wirkung nur in Zusammenhang mit thermischen Prozessen zitiert(schmelzen, Schweißen). In Deutschland gibt es zurzeit keinen Arbeitsplatzgrenzwert für Zinkoxid. Aufgrund der von der Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) vorgeschlagenen Herabsetzung des Grenzwertes finden Beratungen im Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) statt. International, z.b. in den USA, liegt nach wie vor ein Luftgrenzwert für Zinkoxid in der alveolengängigen und in der einatembaren Fraktion des Staubes von 5 mg/m³ vor. Die bis heute durchgeführten experimentellen Expositionsstudien bezüglich Schweißarbeiten an verzinkten Materialien sind zum Teil divergent. Sie zeigen unterschiedliche zeitliche Untersuchungsabläufe und Untersuchungsspektren vor und nach Exposition. Die Erkenntnisse wurden sowohl durch biologisches Monitoring als auch akut während des Metallrauchfiebers gewonnen. Bei der Bronchialspiegelung wurde ein Anstieg der Interleukine festgestellt. Für einige Entzündungsmediatoren wurde eine Korrelation mit der Zinkoxid-Dosis nachgewiesen. Die Studie von Beckett et al (2005), die auch im Begründungspapier der DFG zur Herabsetzung des MAK-Wertes zitiert wird, in der die Höhe der Zinkoxid-Exposition der Probanden bei 0,5 mg/m³ (alveolengängig und ultrafein) lag, bringt keinen Nachweis von Effekten, weder für die alveolengängige noch für die ultrafeine Fraktion. In der Begründung wird explizit darauf hingewiesen, dass der Grenzwert durchaus höher liegen könnte und weitere Studien wünschenswert sind. Bei den Beratungen im berufsgenossenschaftlichen Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung, Arbeitskreis Schadstoffe in der Schweißtechnik zum Thema Grenzwertdiskussion für Zinkoxidrauch teilt der Arbeitskreis die Auffassung dass weitere Studien sinnvoll und dringend notwendig ist. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 33 von 56

34 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Zinkoxidrauch- und Manganoxid- Grenzwertdiskussion; Betroffenheit der Automobilindustrie Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 34 von 56

35 Zink/ Zinkoxidrauch - Grenzwertdiskussion,Toxikologie, Arbeitsmedizinische Aspekte Bei der schweißtechnischen Bearbeitung von Werkstoffen, die zinkhaltig sind, wie z.b.: - aus den metallischen Beschichtungen (verzinkte Bleche) beim Überschweißen, - aus dem Spritzzusatz, beim thermischen Spritzen, - aus dem Flussmittel/Lot, beim Weich oder Hartlöten entsteht Schweißrauch mit Anteilen an Zinkoxid als Rauch. Auch bei neuere Verfahren wie MIG-Löten, Laserstrahl-Löten und Plasma-Löten, die bei der Bearbeitung von verzinkten Blechen auch häufig in der Automobilindustrie eingesetzt werden, ist mit einer Zinkoxidrauch -Exposition zu rechnen. Aus der Toxikologie ist bekannt, dass Zinkoxid als alveolengängiger Rauch relevant ist und seine toxische Wirkung (z.b. Metallrauchfieber/Zinkrauchfieber) von der Dosis- bzw. Konzentration abhängt. In der Fachliteratur wird diese Wirkung nur in Zusammenhang mit thermischen Prozessen zitiert(schmelzen, Schweißen). In Deutschland gibt es zurzeit keinen Arbeitsplatzgrenzwert für Zinkoxid. Aufgrund der von der Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) vorgeschlagenen Herabsetzung des Grenzwertes finden Beratungen im Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) statt. International, z.b. in den USA, liegt nach wie vor ein Luftgrenzwert für Zinkoxid in der alveolengängigen und in der einatembaren Fraktion des Staubes von 5 mg/m³ vor. Die bis heute durchgeführten experimentellen Expositionsstudien bezüglich Schweißarbeiten an verzinkten Materialien sind zum Teil divergent. Sie zeigen unterschiedliche zeitliche Untersuchungsabläufe und Untersuchungsspektren vor und nach Exposition. Die Erkenntnisse wurden sowohl durch biologisches Monitoring als auch akut während des Metallrauchfiebers gewonnen. Bei der Bronchialspiegelung wurde ein Anstieg der Interleukine festgestellt. Für einige Entzündungsmediatoren wurde eine Korrelation mit der Zinkoxid-Dosis nachgewiesen. Die Studie von Beckett et al (2005), die auch im Begründungspapier der DFG zur Herabsetzung des MAK-Wertes zitiert wird, in der die Höhe der Zinkoxid-Exposition der Probanden bei 0,5 mg/m³ (alveolengängig und ultrafein) lag, bringt keinen Nachweis von Effekten, weder für die alveolengängige noch für die ultrafeine Fraktion. In der Begründung wird explizit darauf hingewiesen, dass der Grenzwert durchaus höher liegen könnte und weitere Studien wünschenswert sind. Bei den Beratungen im berufsgenossenschaftlichen Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung, Arbeitskreis Schadstoffe in der Schweißtechnik zum Thema Grenzwertdiskussion für Zinkoxidrauch teilt der Arbeitskreis die Auffassung dass weitere Studien sinnvoll und dringend notwendig ist. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 35 von 56

36 Die bisherigen Ergebnisse, auf die hier sehr kurz eingegangen wurde, erlauben daher bezüglich Zinkoxid-haltigen Schweißrauche, auf Grund des noch nicht ausreichenden technischen Kenntnisstandes, zurzeit keine abschließende Beurteilung. Aus diesem Grund sind im Fachausschuss Metall und Oberflächenbehandlung, Sachgebiet Schadstoffe in der Schweißtechnik weitere Untersuchungen vorgesehen. Die Vorbereitungen hierzu sind bereits fortgeschritten. Manganoxid Über die Manganoxid Toxikologie und Exposition beim Schweißen wurde umfassend beim Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren in 2009 und 2010 berichtet. Demzufolge, aanhand der verfügbaren Daten aus der internationalen Literatur kann man im Allgemeinen feststellen, dass eine Exposition gegenüber hohen Mangankonzentrationen für die Dauer von zwei Wochen oder weniger (kurze Exposition) oder für die Dauer bis zu einem Jahr (Exposition mittlerer Dauer) Auswirkungen auf die Atemwege und das zentrale Nervensystem hat, aber geringe oder keine Auswirkungen auf die anderen Organe. Eine akute Vergiftung durch Einatmen von Stäuben mit einem sehr hohen Mangangehalt (insbesondere in Form von MnO 2 oder Mn 3 O 4 ) kann zu entzündlichen Reaktionen der Lunge führen. Diese Toxizität manifestiert sich als Bronchitis und kann sich zu einer fibrösen Lungenerkrankung entwickeln. Einigen Dokumenten zufolge sind Manganexpositionen mittlerer Dauer in der Lage, Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem auszuüben. Wie hoch aber diese Exposition sein muss, um derartige Auswirkungen zu verursachen, wurde nicht zuverlässig eingeschätzt. Aufgrund weiterer Untersuchungsergebnisse fand durch die Senatskommission der DFG eine Reevaluierung der Arbeitsplatzgrenzwerte statt, die die Neurotoxizität als kritischer Effekt in Vordergrund setzt wurden in der MAK- und BAT-Werte-Liste der DFG für Mangan und seine Verbindungen zwei neue Werte aufgenommen: - 0,02 mg/m³ (A) für die alveolengängige Fraktion - 0,2 mg/m³ (E) für die einatembare Fraktion In der TRGS 900, 2006 war ein verbindlicher AGW von 0,5mg/m³ (E) für die einatembare Fraktion aufgeführt. Auch hier sind nachweisbar Problemen mit der Einhaltung eines Herabgesetzten AGWs zu erwarten, insbesondere im Arbeitsbereichen bei denen hoch-manganhaltige Werkstoffe geschweißt werden und die umgesetzten lüftungstechnischen Maßnahmen die Grenzen des Standes der Technik erreicht haben. Diesbezüglich ist auch hier weiteres Forschungsbedarf dringend.notwendig. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 36 von 56

37 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Arbeitsmedizinische Vorsorge: Arbeitsmedizinische Vorsorgeverordnung(ArbMedVV) und Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 37 von 56

38 Arbeitsmedizinische Vorsorge: Arbeitsmedizinische Vorsorgeverordnung(ArbMedVV) und Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) ArbMedVV Die Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge vom 18. Dezember 2008 (BGBl. I S. 2768) wurde zuletzt durch Artikel 5 Absatz 8 der Verordnung zur Neufassung der GefStoffV und zur Änderung sprengstoffrechtlicher Verordnungen vom 26. November 2010 (BGBl. I S.1643) geändert worden. Ziel der Verordnung ist es, durch Maßnahmen der arbeitsmedizinischen Vorsorge arbeitsbedingte Erkrankungen einschließlich Berufskrankheiten frühzeitig zu erkennen und zu verhüten. Arbeitsmedizinische Vorsorge soll zugleich einen Beitrag zum Erhalt der Beschäftigungsfähigkeit und zur Fortentwicklung des betrieblichen Gesundheitsschutzes leisten. Zu den Pflichten des Arbeitgebers nach 3 gehört auch die Beauftragung eines Arztes, bevorzugt einen Betriebsarzt nach ASiG. Die Verordnung unterscheidet zwischen Pflichtuntersuchungen, Angebotsuntersuchungen und Wunschuntersuchungen. Die Durchführung der Erstuntersuchung und der Nachuntersuchungen in regelmäßigen Abständen wird als Voraussetzung zur Durchführung der gefährdeten Tätigkeiten nach 4 Pflichtuntersuchungen angesehen. Die Angebotsuntersuchungen nach 5 muss der Arbeitgeber als Erst- und in regelmäßigen Abständen als Nachuntersuchungen anbieten. Im Zusammenhang mit dem neuen Grenzwertkonzept für krebserzeugende Stoffe des Ausschusses für Gefahrstoffe (AGS) sind Pflichtuntersuchungen bei hohem Risiko (=Toleranzrisiko) und bei mittleres Risiko (= Akzeptanzrisiko) vorgesehen. Bei geringem Risiko müssen arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen (Angebotsuntersuchungen) angeboten werden. 6 regelt die Pflichten des Arztes/der Ärztin, insbesondere die Schweigepflicht, die ausnahmlos gilt. OStrV Die neue Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung ist am 19. Juli 2010 (BGBl. I S. 960) in Kraft getreten. Die Verordnung gilt zum Schutz der Beschäftigten bei der Arbeit vor tatsächlichen oder möglichen Gefährdungen ihrer Gesundheit und Sicherheit durch optische Strahlung aus künstlichen Strahlungsquellen. Sie betrifft insbesondere die Gefährdungen der Augen und der Haut. Die Verordnung gilt nicht in Betrieben, die dem Bundesberggesetz unterliegen, soweit dort oder in den auf Grund dieses Gesetzes erlassenen Rechtsverordnungen entsprechende Rechtsvorschriften bestehen. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 38 von 56

39 Bei der Beurteilung der Arbeitsbedingungen nach 5 des Arbeitsschutzgesetzes hat der Arbeitgeber zunächst festzustellen, ob künstliche optische Strahlung am Arbeitsplatz von Beschäftigten auftritt oder auftreten kann. Ist dies der Fall, hat er alle hiervon ausgehenden Gefährdungen für die Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten zu beurteilen. Er hat die Expositionen durch künstliche optische Strahlung am Arbeitsplatz zu ermitteln und zu bewerten. Für die Beschäftigten ist in jedem Fall eine Gefährdung gegeben, wenn die Expositionsgrenzwerte nach 6 überschritten werden. Der Arbeitgeber kann sich die notwendigen Informationen beim Hersteller oder Inverkehrbringer der verwendeten Arbeitsmittel oder mit Hilfe anderer ohne Weiteres zugänglicher Quellen beschaffen. Lässt sich nicht sicher feststellen, ob die Expositionsgrenzwerte nach 6 eingehalten werden, hat er den Umfang der Exposition durch Berechnungen oder Messungen nach 4 festzustellen. Entsprechend dem Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung hat der Arbeitgeber Schutzmaßnahmen nach dem Stand der Technik festzulegen. Bei der Gefährdungsbeurteilung ist insbesondere Folgendes zu berücksichtigen: 1.Art, Ausmaß und Dauer der Exposition durch künstliche optische Strahlung, 2.der Wellenlängenbereich der künstlichen optischen Strahlung, 3.die in 6 genannten Expositionsgrenzwerte, 4.alle Auswirkungen auf die Gesundheit und Sicherheit von Beschäftigten, die besonders gefährdeten Gruppen angehören, 5.alle möglichen Auswirkungen auf die Sicherheit und Gesundheit von Beschäftigten, die sich aus dem Zusammenwirken von künstlicher optischer Strahlung und fotosensibilisierenden chemischen Stoffen am Arbeitsplatz ergeben können, 6.alle indirekten Auswirkungen auf die Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten, zum Beispiel durch Blendung, Brand- und Explosionsgefahr, 7.die Verfügbarkeit und die Möglichkeit des Einsatzes alternativer Arbeitsmittel und Ausrüstungen, die zu einer geringeren Exposition der Beschäftigten führen (Substitutionsprüfung), 8.Erkenntnisse aus arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen sowie hierzu allgemein zugängliche, veröffentlichte Informationen, 9.die Exposition der Beschäftigten durch künstliche optische Strahlung aus mehreren Quellen, 10.die Herstellerangaben zu optischen Strahlungsquellen und anderen Arbeitsmitteln, 11.die Klassifizierung der Lasereinrichtungen und gegebenenfalls der in den Lasereinrichtungen zum Einsatz kommenden Laser nach dem Stand der Technik, Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 39 von 56

40 12.die Klassifizierung von inkohärenten optischen Strahlungsquellen nach dem Stand der Technik, von denen vergleichbare Gefährdungen wie bei Lasern der Klassen 3R, 3B oder 4 ausgehen können, 13.die Arbeitsplatz- und Expositionsbedingungen, die zum Beispiel im Normalbetrieb, bei Einrichtvorgängen sowie bei Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten auftreten können. Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass Messungen und Berechnungen nach dem Stand der Technik fachkundig geplant und durchgeführt werden. Dazu müssen Messverfahren und -geräte sowie eventuell erforderliche Berechnungsverfahren 1.den vorhandenen Arbeitsplatz- und Expositionsbedingungen hinsichtlich der betreffenden künstlichen optischen Strahlung angepasst sein und 2. geeignet sein, die jeweiligen physikalischen Größen zu bestimmen; die Messergebnisse müssen die Entscheidung erlauben, ob die in 6 genannten Expositionsgrenzwerte eingehalten werden. Die durchzuführenden Messungen können auch eine Stichprobenerhebung umfassen, die für die persönliche Exposition der Beschäftigten repräsentativ ist. Die Verordnung zur Arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedVV) wurde wie folgt ergänzt (Anhang Teil 3 Abs. 2): Angebot von arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen Angebotsuntersuchungen) bei Tätigkeiten mit Exposition durch künstliche optische Strahlung, wenn am Arbeitsplatz die Expositionsgrenzwerte nach 6 der Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung vom19. Juli 2010 (BGBl. I S. 960) in der jeweils geltenden Fassung überschritten werden können. Bei schweißtechnische Verfahren sind (Persönliche Schutzausrüstung wird nicht berücksichtigt!) Grenzwertüberschreitung immer anzunehmen bei: - Allen Verfahren mit offenem Lichtbogen Pflichtuntersuchung Grenzwertüberschreitung anzunehmen bei (je nach Ergebnis der je nach Gefährdungsbeurteilung): - Verfahren mit der Gasflamme U. U. Pflichtuntersuchung Grenzwertüberschreitung möglich bei (je nach Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung): - Arbeiten mit der Gasflamme - Arbeiten mit Laserstrahlung Angebotsuntersuchung (Quelle: Folie, Dr.Zschiesche, Vortrag am 25.Mai 2011, FAMO-Symposium) Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 40 von 56

41 hiervon ausgehenden Gefährdungen für die Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten zu beurteilen. Er hat die auftretenden Expositionen durch künstliche optische Strahlung am Arbeitsplatz zu ermitteln und zu bewerten. Für die Beschäftigten ist in jedem Fall eine Gefährdung gegeben, wenn die Expositionsgrenzwerte nach 6 überschritten werden. Der Arbeitgeber kann sich die notwendigen Informationen beim Hersteller oder Inverkehrbringer der verwendeten Arbeitsmittel oder mit Hilfe anderer ohne Weiteres zugänglicher Quellen beschaffen. Lässt sich nicht sicher feststellen, ob die Expositionsgrenzwerte nach 6 eingehalten werden, hat er den Umfang der Exposition durch Berechnungen oder Messungen nach 4 festzustellen. Entsprechend dem Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung hat der Arbeitgeber Schutzmaßnahmen nach dem Stand der Technik festzulegen. Bei der Gefährdungsbeurteilung ist insbesondere Folgendes zu berücksichtigen: 1.Art, Ausmaß und Dauer der Exposition durch künstliche optische Strahlung, 2.der Wellenlängenbereich der künstlichen optischen Strahlung, 3.die in 6 genannten Expositionsgrenzwerte, 4.alle Auswirkungen auf die Gesundheit und Sicherheit von Beschäftigten, die besonders gefährdeten Gruppen angehören, 5.alle möglichen Auswirkungen auf die Sicherheit und Gesundheit von Beschäftigten, die sich aus dem Zusammenwirken von künstlicher optischer Strahlung und fotosensibilisierenden chemischen Stoffen am Arbeitsplatz ergeben können, 6.alle indirekten Auswirkungen auf die Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten, zum Beispiel durch Blendung, Brand- und Explosionsgefahr, 7.die Verfügbarkeit und die Möglichkeit des Einsatzes alternativer Arbeitsmittel und Ausrüstungen, die zu einer geringeren Exposition der Beschäftigten führen (Substitutionsprüfung), 8.Erkenntnisse aus arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen sowie hierzu allgemein zugängliche, veröffentlichte Informationen, 9.die Exposition der Beschäftigten durch künstliche optische Strahlung aus mehreren Quellen, 10.die Herstellerangaben zu optischen Strahlungsquellen und anderen Arbeitsmitteln, 11.die Klassifizierung der Lasereinrichtungen und gegebenenfalls der in den Lasereinrichtungen zum Einsatz kommenden Laser nach dem Stand der Technik, 12.die Klassifizierung von inkohärenten optischen Strahlungsquellen nach dem Stand der Technik, von denen vergleichbare Gefährdungen wie bei Lasern der Klassen 3R, 3B oder 4 ausgehen können, Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 41 von 56

42 13.die Arbeitsplatz- und Expositionsbedingungen, die zum Beispiel im Normalbetrieb, bei Einrichtvorgängen sowie bei Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten auftreten können. Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass Messungen und Berechnungen nach dem Stand der Technik fachkundig geplant und durchgeführt werden. Dazu müssen Messverfahren und -geräte sowie eventuell erforderliche Berechnungsverfahren 1.den vorhandenen Arbeitsplatz- und Expositionsbedingungen hinsichtlich der betreffenden künstlichen optischen Strahlung angepasst sein und 2. geeignet sein, die jeweiligen physikalischen Größen zu bestimmen; die Messergebnisse müssen die Entscheidung erlauben, ob die in 6 genannten Expositionsgrenzwerte eingehalten werden. Die durchzuführenden Messungen können auch eine Stichprobenerhebung umfassen, die für die persönliche Exposition der Beschäftigten repräsentativ ist. Die Verordnung zur Arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedVV) wurde wie folgt ergänzt (Anhang Teil 3 Abs. 2): Angebot von arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen Angebotsuntersuchungen) bei Tätigkeiten mit Exposition durch künstliche optische Strahlung, wenn am Arbeitsplatz die Expositionsgrenzwerte nach 6 der Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung vom19. Juli 2010 (BGBl. I S. 960) in der jeweils geltenden Fassung überschritten werden können. Bei schweißtechnische Verfahren sind (Persönliche Schutzausrüstung wird nicht berücksichtigt!) Grenzwertüberschreitung immer anzunehmen bei: - Allen Verfahren mit offenem Lichtbogen Pflichtuntersuchung Grenzwertüberschreitung anzunehmen bei (je nach Ergebnis der je nach Gefährdungsbeurteilung): - Verfahren mit der Gasflamme U. U. Pflichtuntersuchung Grenzwertüberschreitung möglich bei (je nach Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung): - Arbeiten mit der Gasflamme - Arbeiten mit Laserstrahlung Angebotsuntersuchung (Dr.Zschiesche, Vortrag am 25.Mai 2011, FAMO-Symposium) Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 42 von 56

43 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Einführung der TRGS Erfahrungen aus der Praxis Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 43 von 56

44 Einführung der TRGS Erfahrungen aus der Praxis Die Technische Regel für Gefahrstoffe TRGS 528 Schweißtechnische Arbeiten wurde in der Ausgabe Febr im Ministerialblatt Nr publiziert. Beim Fachausschuss-Symposium in 2009 und 2010 wurde die damals neue TRGS vorgestellt. Nun nach etwa zwei Jahren seit Inkrafttreten wird über die in der Zwischenzeit gewonnenen Erfahrungen aus der Praxis berichtet. Die Festlegung von Schutzmaßnahmen beim Schweißen erfolgt auf der Grundlage der Beurteilung der Gefährdung. Diese wird mit Hilfe der Tabelle 1 Beurteilung der Verfahren anhand von Emissionsraten unter Berücksichtigung werkstoffspezifischer Faktoren bzw. Wirkungen; Zuordnung zu Gefährdungsklassen durchgeführt. Bei der Beurteilung der Exposition des Schweißers in der Praxis wird der Allgemeine Staubgrenzwert: - alveolengängige Fraktion (A) und - einatembare Fraktion (E) herangezogen, obwohl Schweißrauche nicht grundsätzlich unter den Geltungsbereich des Allgemeinen Staubgrenzwertes fallen. Mit Hilfe der Tabelle 2 Stand der Technik aus Expositionsdaten bei schweißtechnischen Arbeiten wird der Wirksamkeitsüberprüfung der lüftungtechnischen Schutzmaßnahmen Rechnung getragen. Hier sind Schweißrauchkonzentrationen und stofffspezifische Konzentrationen bei verschiedenen Schweißverfahren aufgeführt, die mit wirksamer Absaugung unterschritten bzw. eingehalten werden können. Bei der Umsetzung der lüftungstechnischen Schutzmaßnahmen steht die Absaugung der Schadstoffe im Entstehungsbereich im Vordergrund. Eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der festgelegten Schutzmaßnahmen spielt der Atemschutz, insbesondere dann, wenn die Lüftungstechnik ihre Grenzen erreicht hat oder technisch nicht anders möglich ist. Die Arbeitsmedizinische Vorsorge erfolgt abhängig von der Einhaltung oder Überschreitung des 3mg/m³ A-Staub Grenzwertes: Vorsorgeuntersuchung ist Pflicht oder als Angebot. Betriebsanweisungen für schweißtechnische Arbeiten sind zu erstellen und die Mitarbeiter sind entsprechend zu unterweisen. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 44 von 56

45 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Lüftung in der Schweißtechnik Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 45 von 56

46 Lüftung in der Schweißtechnik Aus verschiedenen Forschungsvorhaben, aber auch aus der internationalen Fachliteratur ist bekannt, dass die meisten schweißtechnischen Verfahren ohne lüftungstechnische Maßnahmen zu Belastungen durch gas- und partikelförmige Stoffe des Schweißpersonals führt. Viele dieser Belastungen, insbesondere wenn die Schweißrauchkonzentrationen vielfach über die Arbeitsplatzkonzentrationen liegen, enden in Beeinträchtigungen des Gesundheitszustandes und als Folge dieser entstehen Erkrankungen. In den national existierenden Gesetz, Vorschriften, Regelungen und Informationen zum Arbeits- und Gesundheitsschutz, insbesondere in den TRGS 528 Schweißtechnische Arbeiten, TRGS 560 Luftführung beim Umgang mit krebserzeugenden Gefahrstoffen, BGR 121 Arbeitsplatzlüftung - Lufttechnische Maßnahmen und BGI Schweißrauche - lüftungstechnische Maßnahmen wird der Lüftungstechnik bei der Beseitigung und Minimierung der inhalativen Belastung eine primäre Rolle zugeordnet. Dementsprechend ist auch die Rangfolge der Schutzmaßnahmen in der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV). Die Absaugung im Entstehungsbereich der Gefahrstoffe, als technische Schutzmaßnahme, wird unter Pkt.4.3 der TRGS 528 erläutert. Beispiele von Absaugungen im Entstehungsbereich der Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren sind wie folgt: - brennerintegrierte oder am Brenner angebrachte Absaugsysteme, - Schutzschild mit integrierter Absaugung - Saugrohr mit Flansch, Absaugtrichter/Absaughaube, die richtig positioniert sind - Schweißtische mit Absaugung, usw. Bei der Auslegung eines lüftungstechnischen Systems sollte in erster Linie der Bedeutung der Erfassung der Schadstoffe Rechnung getragen werden. Die Gestaltung der Erfassungselemente ist für die Effektivität der Absaugung entscheidend. (Siehe auch Abschnitt Lüftung der BGI 593 Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren ). Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 46 von 56

47 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Lüftung in der Normung - aktueller Stand Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 47 von 56

48 Lüftungstechnik in der Normung - aktueller Stand Der Entwicklung neuer Schweißverfahren folgend werden auch die Regelungen auf dem Gebiet des Arbeits- und Gesundheitsschutzes beim Schweißen und bei verwandten Verfahren weiter entwickelt. Verantwortlich für diese Anpassungen sind insbesondere - die Berufsgenossenschaften mit ihrem Präventionsauftrag - die Universitäten mit Lehrstühlen für Arbeitssicherheit - der Deutsche Verband für Schweißen und verwandte Verfahren mit seinem Fachbereich Arbeits- und Umweltschutz - sowie Gremien der nationalen und internationalen Normung mit ihren Experten der verschiedenen Schwerpunkte, insbesondere zum Thema Schadstoffe. Die Normung im Bereich Schadstoffe beim Schweißen findet - auf nationaler Ebene im Normenausschuss Schweißtechnik NAS AA9, - auf europäischer Ebene im CEN/TC 121 SC9 - auf internationaler Ebene im ISO/TC 44 SC9 statt. Es wurde erkannt, dass zur Vereinheitlichung und Umsetzung der bereits vorhandenen Regelungen, die alle als richtig und sinnvoll anerkannt wurden, insbesondere bei der Beurteilung der Gefährdung des schweißtechnischen Personals durch Schadstoffe sowie für die Festlegung geeigneter Schutzmaßnahmen eine genormte Vorgehensweise erforderlich ist. Dem wurde und wird durch Aufteilung in folgende Schwerpunkte Rechnung getragen: - Laborverfahren zum Sammeln von Rauch und Gasen - Probenahme von partikelförmigen Stoffen und Gasen im Atembereich des Schweißers - Anforderungen, Prüfung und Kennzeichnung von Luftreinigungssystemen. Die publizierten Normen und Normentwürfe unterstützen: -die Elektrodenhersteller und die Beschichtungsstoff-Hersteller bei der normgerechten Ermittlung der Emissionsraten und der chemischen Zusammensetzung der Schweißzusatzwerkstoffe und der Beschichtungen - die Erstellung der Schweißrauchdatenblätter und der Sicherheitsdatenblätter - die Sicherheitsingenieure, Aufsichtspersonen, Arbeitsschutzexperten und Mediziner bei der Beurteilung der Gefährdung - die Messtechniker bei der Durchführung der Messstrategien und der Probenahmen am Arbeitsplatz - die Hersteller der lüftungstechnischen Systemen, Anlagen und Geräte bei der normgerechten Planung und Auslegung dieser Einrichtungen -alle Experten und Zuständigen im Betrieb bei der Umsetzung eines Maßnahmenkonzepts zur Einhaltung der Arbeitsplatzgrenzwerte und des Minimierungsgebots nach der GefStoffV bei der Festlegung, Auswahl und Anwendung der lüftungstechnischen Anlagen und Geräte. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 48 von 56

49 In der schweißtechnischen Praxis am Arbeitsplatz steht und fällt diese Umsetzung vor allem mit dem eigenen Wissensstand zur Thematik Schadstoffe und deren Wirkung und von der Motivation des Schweißpersonals selbst. Die Experten in den verschiedenen Gremien stehen mit ihren Erfahrungen für Fragen zum Arbeits- und Gesundheitsschutz den Betrieben zur Verfügung. (Auszug aus: Spiegel-Ciobanu, Stand der Normung bezüglich Schadstoffe in der Schweißtechnik, DVS 2011 Der Praktiker) Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 49 von 56

50 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Absaug- und Filtertechnik Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 50 von 56

51 Absaug- und Filtertechnik Ziel ist die möglichst weitgehende Erfassung und sichere Ableitung der Schadstoffe sowie ein hoher Wirkungsgrad des Filtersystems. Das Erfassungselement ist für die Effektivität der Absaugung entscheidend. Die Auswahl der Form, die korrekte Dimensionierung und Anordnung der Erfassungs-elemente muss der thermisch bedingten Bewegung der Schweißrauche und der Menge entsprechen und ist von der jeweiligen Arbeitssituation abhängig (siehe Richtlinie DVS / VDI 6005). Das Erfassungselement muss immer in der Nähe des Entstehungsbereiches der Schadstoffe angebracht werden, so dicht wie möglich. Bei flexiblen Erfassungselementen spielt die Bereitschaft des Schweißers zur richtigen Positionierung eine große Rolle. Erfassungselemente mit Flansch sind effektiver als die bisherigen konventionellen Formen ohne Flansch. Bei der Abscheidung von Schadstoffen spielen die eingesetzten Filtersysteme eine entscheidende Rolle. Die Auswahl dieser Filtersysteme ist neben anderen Faktoren auch von der chemischen Zusammensetzung der Schadstoffe abhängig. Die Abscheidung von Gasen und insbesondere von organischen Komponenten ist äußerst schwierig und muss dem Einzelfall (Prozess, Werkstoff) angepasst werden. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 51 von 56

52 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Atemschutzgeräte Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 52 von 56

53 Atemschutzgeräte Der Einsatz von Atemschutzgeräten wird empfohlen, wenn am Arbeitsplatz alle technischen und organisatorischen Schutzmaßnahmen erschöpft und die geltenden Arbeitsplatzgrenzwerte weiter nicht eingehalten werden können. Darüber hinaus existieren Arbeitsbereiche mit geringem/ungenügendem Luftaustausch und generell enge Räume: z. B. Kessel, Behälter, Schiffs-Doppelbodenzellen, in denen die Umsetzung der lüftungstechnischen Maßnahmen technisch nicht möglich ist. Hier ist das Tragen von Atemschutzgeräten notwendig. Bei schweißtechnischen Arbeiten mit inhalativer Exposition gegenüber krebserzeugenden Stoffen, ausgenommen schadstoffarme Verfahren wie UP-, WIG-Schweißen, sind entsprechend der GefStoffV Atemschutzgeräte zwingend erforderlich. Abhängig von der Art der Schweißtätigkeit, der Höhe der Schadstoffkonzentration bzw. der Überschreitungshäufigkeit des Arbeitsplatzgrenzwertes sowie von den Randbedingungen am Arbeitsplatz kann die Auswahl der benötigten Atemschutzgeräte erfolgen. Zur Verfügung stehen: - belüftete Helme / Hauben mit Gebläse und Partikelfilter TH2P oder TH3P - Masken mit Gebläse und Partikelfilter TM1P, TM2P, TM3P - Vollmasken oder Mundstückgarnituren mit P2- oder P3-Filtern - Halb- / Viertelmasken mit P2- oder P3-Filtern, partikelfiltrierende Halbmasken FFP2 oder FFP3 - Isoliergeräte. Entstehen beim Schweißen gas- und partikelförmige Schadstoffe, sind Kombinationsfilter zu verwenden. Weitere Informationen zum Thema gibt auch die neue TRGS 528 Schweißtechnische Arbeiten. Die BGR 190 Benutzung von Atemschutzgeräten zitiert die notwendigen Anforderungen für das Tragen von Atemschutz. Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 53 von 56

54 Fachausschuss- Symposium Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren Zusammenfassung Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 54 von 56

55 Zusammenfassung Die während des Symposiums vorgestellten Vorträge reflektieren die Themen mit denen sich der Arbeitskreis Schadstoffe in der Schweißtechnik in den letzten zwei Jahren intensiv beschäftigt hat. Die sehr interessanten Beiträge gaben einen Überblick über: - Gesetzgebung in Deutschland bezüglich Gefahrstoffrecht - Forschung, einerseits zu den Ultrafeinen Partikel aus arbeitsmedizinischtoxikologischer Sicht, andererseits zu Belastungen durch Arbeitsplatzkonzentrationen - messtechnische Erfahrungen sowohl für die Messung der alveolengängigen, einatembaren als auch der ultrafeinen Fraktion des Staubes. - Grenzwertdiskussionen zu Zinkoxid und Manganoxid z.b. Probleme bei der Einhaltung der Arbeitsplatzgrenzwerte sowie deren arbeitsmedizinische Bedeutung - neue Verordnungen zur arbeitsmedizinischen Vorsorge und zur künstlichen optischen Strahlung - wertvolle Erfahrungen aus der Praxis bei der Umsetzung der TRGS 528, z.b. die Beurteilung der Gefährdung, sowie Lösungen bei der Umsetzung der lufttechnischen Maßnahmen - welche Lüftungsart für die Schweißtechnik besser geeignet ist, wann im Einzelfall möglich ist - geeignete Erfassungselemente, z.b. Erfassung am Schutzschild oder brennerintegriert - die Bedeutung der Erfassung der Schadstoffe sowie anderer Lüftungsarten, wie Schichtlüftung - was genormt wird, Bedeutung der Normungsarbeit - Anforderungen an Geräte der Lüftungstechnik - Leistungen der Absaug- und Filtertechnik - Atemschutzgeräte und deren Bedeutung, Auswahl und Verwendung. Wir danken: - Frau Emsel-Dahm und Frau Grbic für die hervorragende Organisation des Symposiums - den Referenten für die vorgestellten Themen, über den aktuellen Stand der Wissenschaft und der Technik - den Ausstellern, die mit deren Geräten und Exponate eine sehr interesante Ausstellung ermöglicht haben - sowie allen Teilnehmern, die mit Interesse dabei waren. Hannover, den 05. Juli 2011 Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 55 von 56

56 links: BG Holz und Metall Hannover rechts: Kuppelsaal Congress Centrum Impressionen vom Fachausschuss-Symposium im Congress Center Hannover am 24. und 25. Mai 2011 Fachausschuss-Symposium "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" am 24./25. Mai 2011 Seite 56 von 56