BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft

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1 Allgemeines über Schadstoffe

1.1 Definition

Schadstoffe in der Schweißtechnik sind die beim Schweißen und bei verwandten Verfahren entstehenden atembaren Stoffe, die durch den menschlichen Körper aufgenommen werden (Bild 1-1). In unzuträglicher Konzentration können diese Stoffe zu einer Gesundheitsgefährdung führen.

Diese Stoffe weisen mindestens eine der in § 3a Abs. 1 des Chemikaliengesetzes unter den Nummern 6 bis 14 genannten Eigenschaften auf. Sie zählen somit zu den Gefahrstoffen im Sinne der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV).

Siehe auch TRGS „Schweißtechnische Arbeiten" (TRGS 528).

Bild 1-1: Aufnahme der Schadstoffe in den menschlichen Körper durch Einatmen
Bild 1-1: Aufnahme der Schadstoffe in den menschlichen Körper durch Einatmen


1.2 Einteilung

Die Schadstoffe, die bei der Anwendung schweißtechnischer Verfahren entstehen, lassen sich nach Vorkommen und Wirkungsweise einteilen (Bild 1-2 und Bild 1-5).


1.2.1 Vorkommen

Bei schweißtechnischen Verfahren entstehen Schadstoffe als Gase und/oder als Partikel (Bild 1-5). Die partikelförmigen Stoffe sind eine disperse Verteilung kleinster fester Teilchen in der Luft. Bei allen in der Luft vorhandenen Partikeln werden je nach Partikelgröße folgende Anteile unterschieden (nach DIN EN 481):

Einatembare Fraktion - der Anteil der Partikel, der durch den Mund und die Nase in den Körper eingeatmet wird; er umfasst Partikelgrößen bis zu über 100 µm. Dieser Anteil wurde in der Vergangenheit mit dem Begriff "Gesamtstaub" bezeichnet.

Alveolengängige Fraktion - der Anteil der Partikel, der beim Einatmen bis zu den Alveolen (Lungenbläschen) vordringen kann; er umfasst Partikelgrößen bis zu 10 µm. Dieser Anteil wurde in der Vergangenheit mit dem Begriff "Feinstaub" bezeichnet.

Die beim Schweißen entstehenden partikelförmigen Stoffe sind sehr fein. Sie besitzen in der Regel einen Durchmesser kleiner als 1 µm (vorwiegend kleiner als 0,1 µm), sind daher alveolengängig und werden als "Schweißrauche" bezeichnet. Partikel, die im Größenbereich < 0,1 µm liegen, werden als ultrafeine Partikel bezeichnet.

Beim thermischen Schneiden und bei einigen verwandten Verfahren entstehen partikelförmige Stoffe, die nur teilweise alveolengängig sind.

Bild 1-2: Einteilung partikelförmiger Schadstoffe in der Schweißtechnik nach Partikelgröße (Vorkommen)
Bild 1-2: Einteilung partikelförmiger Schadstoffe in der Schweißtechnik nach Partikelgröße (Vorkommen)


Partikelgröße und Morphologie (Gestalt)

Die Menge der Partikel hängt von der Kombination der eingesetzten Verfahren und Werkstoffe ab. Je nach Verfahrensgruppe bilden sich unterschiedliche Partikelgrößen mit verschiedener Partikelmorphologie aus (Bild 1-3).

Morphologische Untersuchungen deuten darauf hin, dass die einzelnen Schweißrauchpartikel keine homogene Zusammensetzung aufweisen.

Neben Primärpartikeln (Einzelpartikeln) bilden sich durch Ausflocken auch Ketten und Agglomerate (Bilder 1-4 a und b).

Verfahren Werkstoff
Partikel
Form einzelner Partikel
Größe von
Einzelpartikeln
(Durchmesser)
Ketten
(Länge)
Agglomeraten
(Durchmesser)
Lichtbogen-
handschweißen
mit umhüllten Stabelektroden (LBH)
Cr-Ni-Stahl
kugelförmig
bis 50 nm
mehrere mm
bis 500 nm
bis 400 nm
mehrere mm
Schutzgas-
schweißen

(MAG/MIG)
Cr-Ni-Stahl
kugelförmig
bis 10 nm
bis 100 nm
bis 100 nm
Aluminium-
Legierungen
kugelförmig
10 bis 50 nm
k.A.
k.A.
bis 400 nm
k.A.
     


Bild 1-3: Partikelgröße, -form und -gestalt (Morphologie) der Schweißrauche (Beispiele)

Bild 1-3: Partikelgröße, -form und -gestalt (Morphologie) der Schweißrauche (Beispiele)
Bild 1-3: Partikelgröße, -form und -gestalt (Morphologie) der Schweißrauche (Beispiele)

k.A. = keine Angaben
mm = Mikrometer (1 mm  10-3 mm  10-6 m)
nm = Nanometer (1 nm  10-6 mm  10-9 m)

Bild 1-3: Partikelgröße, -form und -gestalt (Morphologie) der Schweißrauche (Beispiele)



Bild 1-4 a: Partikel der beim Metall-Aktivgasschweißen unter Kohlendioxid entstehenden Rauche  









Bild 1-4 a:
Partikel der beim Metall-
Aktivgasschweißen
unter Kohlendioxid
entstehenden Rauche [1]

Bild 1-4 b: Partikel der beim Metall-Inertgasschweißen von Aluminiumlegierungen entstehenden Rauche  







Bild 1-4 b:
Partikel der beim Metall-
Inertgasschweißen
von Aluminiumlegierungen
entstehenden Rauche [3]

Bilder 1-4 a und b: Elektronenmikroskopaufnahmen von Schweißrauchen

1.2.2 Wirkungsweise

Hinsichtlich der Wirkung auf die verschiedenen Organe des menschlichen Körpers lassen sich die gas- und partikelförmigen Stoffe, die beim Schweißen, Schneiden und verwandten Verfahren entstehen, folgendermaßen einteilen (Bild 1-5):

Atemwegs- und lungenbelastende Stoffe - langzeitige Aufnahme hoher Konzentrationen kann zu einer Belastung der Atemwege und der Lunge führen. So kann z. B. langzeitige Aufnahme hoher Konzentrationen zu Atemwegserkrankungen (in Form von Bronchitis bis zu obstruktiver Bronchitis) führen.

Zusätzlich können Staubablagerungen in der Lunge in Form von Siderose (bei Eisenoxiden) auftreten. Darüber hinaus können bei hohen Konzentrationen fibrogene Reaktionen (Bindegewebsvermehrung) der Lunge auftreten (z. B. in seltenen Einzelfällen Siderofibrose, Aluminose beim Aluminiumoxid).

Toxische (giftige) Stoffe - erzeugen im menschlichen Körper eine Giftwirkung, wenn eine bestimmte Dosis (= Menge pro Gewichtseinheit des Körpers) überschritten wird. Es gibt hier eine Dosis-Wirkung-Beziehung. Schwache Vergiftungen führen zu leichten Gesundheitsstörungen; hohe Konzentrationen dieser Stoffe in der Atemluft können zu lebensgefährlichen Vergiftungen oder zum Tod führen.

Als toxische Stoffe sind z. B. die Gase Kohlenmonoxid, Stickstoffoxide (Stickstoffmonoxid und -dioxid), Ozon wie auch die Oxide der Metalle Kupfer, Blei, Zink in Form von Rauchen und Stäuben zu nennen.

Krebserzeugende (kanzerogene) Stoffe - sind Stoffe, die erfahrungsgemäß bösartige Geschwülste verursachen können. Das Krebsrisiko ist generell von mehreren Faktoren abhängig, z. B. genetische Disposition, Umweltbelastungen. Es gibt hier keinen Automatismus der Wirkung, aber eine steigende Dosis erhöht das Krebsrisiko. Die Latenzzeit (der Zeitraum zwischen der ersten Einwirkung und dem Ausbruch der Krankheit) kann Jahre oder Jahrzehnte betragen.

Für diese Stoffe ist kein Schwellenwert bekannt, bei dessen Unterschreitung keine Gefährdung mehr besteht. In vielen Fällen besitzen diese Stoffe zusätzlich eine toxische Wirkung.

Die krebserzeugenden Stoffe sind in der TRGS 905 und nach „Berichtigung der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen“ aufgeführt und in Kategorie 1, 2 oder 3 nach GefStoffV eingestuft. Nach der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sind die krebserzeugenden Stoffe wie folgt eingestuft:

Kategorie 1
Stoffe, die beim Menschen bekanntermaßen krebserzeugend wirken (hinreichende Anhaltspunkte).

Kategorie 2
Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen angesehen werden sollten (begründete Annahme).

Kategorie 3
Stoffe, die wegen erwiesener oder möglicher krebserzeugender Wirkung Anlass zur Besorgnis geben, aber aufgrund unzureichender Informationen nicht endgültig beurteilt werden können. Die Einstufung ist vorläufig.

A) Stoffe, bei denen die Voraussetzungen erfüllt wären, sie der Kategorie 4 oder 5 zuzuordnen. Für die Stoffe liegen jedoch keine hinreichenden Informationen vor, um einen MAK- oder BAT-Wert abzuleiten.
B) Aus In-vitro- oder aus Tierversuchen liegen Anhaltspunkte für eine krebserzeugende Wirkung vor, die jedoch zur Einordnung in eine andere Kategorie nicht ausreichen. Sofern durch weitere Untersuchungen festgestellt wird, dass der Stoff oder seine Metaboliten keine gentoxischen Wirkungen aufweisen, kann ein MAK- oder BAT-Wert festgelegt werden [4].

Kategorie 4
Stoffe mit krebserzeugender Wirkung, bei denen ein nicht-gentoxischer Wirkungsmechanismus im Vordergrund steht und gentoxische Effekte bei Einhaltung des MAK- oder BAT-Wertes keine oder nur eine untergeordnete Rolle spielen. Unter diesen Bedingungen ist kein nennenswerter Beitrag zum Krebsrisiko für den Menschen zu erwarten [4].

Kategorie 5
Stoffe mit krebserzeugender und gentoxischer Wirkung, bei denen unter Einhaltung des MAK- und BAT-Wertes kein nennenswerter Beitrag zum Krebsrisiko für den Menschen zu erwarten ist [4].

Von den im Bild 1-5 aufgezählten Stoffen sind in der Schweißtechnik insbesondere die Nickeloxide, bestimmte sechswertige Chromverbindungen, Cadmium und seine Verbindungen, Cobalt und seine Verbindungen und Beryllium und seine Verbindungen zu beachten [4].


Vorkommen
Wirkungsweise
Gasförmig
Partikelförmig
einatembar ï alveolengängig
Lungen-belastend Toxisch Krebs- erzeugend
Stickstoffmonoxid    
X
 
Stickstoffdioxid    
X
X1)
Ozon     X  
Kohlenmonoxid    
X
 
Phosgen    
X
 
Cyanwasserstoff    
X
 
Formaldehyd       X1)
  Aluminiumoxid
X
   
  Eisenoxide
X
   
  Magnesiumoxid
X
   
  Barium-Verbindungen
X
   
  Bleioxid     X
  Fluoride  
X
 
  Kupferoxid  
X
 
  Manganoxide  
X
 
  Molybdänoxid  
X
 
  Vanadiumpentoxid
X
  X
  Chrom(III)-Verbindungen   X  
  Zinkoxid   X  
  Titandioxid  
X
X1)
  Chrom(VI)-Verbindungen    
X
  Nickeloxide    
X
  Cobaltoxid     X
  Cadmiumoxid    
X
  Berylliumoxid    
X
1) Verdacht auf krebserzeugende Wirkung

Bild 1-5: Einteilung der Schadstoffe nach Vorkommen und Wirkungsweise


1.3 Entstehung

Die in der Schweißtechnik entstehenden Schadstoffe bilden sich aus

  • Zusatzwerkstoffen,
  • Grundwerkstoffen,
  • Schutzgasen,
  • Beschichtungen,
  • Verunreinigungen und
  • Umgebungsluft

bei hoher Temperatur (des Lichtbogens oder der Flamme) durch physikalische und/oder chemische Prozesse (Bild 1-6), wie

  • Verdampfen,
  • Kondensation,
  • Oxidation,
  • Zersetzung,
  • Pyrolyse und
  • Verbrennen.

Die Art und die Menge der gebildeten Schadstoffe ist werkstoff- und verfahrensbedingt. Die chemische Zusammensetzung der eingesetzten Werkstoffe hat einen direkten Einfluss auf die chemische Zusammensetzung der partikelförmigen Schadstoffe. Die angewendeten Verfahren beeinflussen die Entstehung gasförmiger Schadstoffe.

Bild 1-6: Schadstoffentstehung (Beispiele)
Bild 1-6: Schadstoffentstehung (Beispiele)


1.3.1 Gasförmige Schadstoffe

Kohlenmonoxid (CO) entsteht in kritischen Konzentrationen beim Metall-Aktivgasschweißen mit Kohlendioxid (MAGC) oder beim Metall-Aktivgasschweißen mit Mischgas (mit hohem Anteil an Kohlendioxid) durch die thermische Zersetzung des Kohlendioxids (CO2).

Außerdem entsteht Kohlenmonoxid bei jeder Verbrennung mit unzureichender Sauerstoffzufuhr.

Stickstoffoxide (NOx = NO, NO2) bilden sich durch Oxidation des Luftstickstoffes (aus dem Sauerstoff [O2] und dem Stickstoff [N2] der Luft) am Rand der Flamme oder des Lichtbogens. Bei Temperaturen über 1000 °C entsteht Stickstoffmonoxid. Das Stickstoffmonoxid oxidiert in der Luft bei Raumtemperatur zu Stickstoffdioxid.

Formel: Stickstoffoxide

Bei Verfahren der Autogentechnik (Gasschweißen, Flammwärmen, Flammrichten, Brennschneiden, Flammspritzen), beim Plasmaschmelzschneiden mit Druckluft oder Stickstoff und beim Laserstrahlschneiden mit Druckluft oder Stickstoff sind Stickstoffoxide (in erster Linie Stickstoffdioxid) meistens der dominierende Schadstoff (die Leitkomponente).

Ozon (O3) entsteht durch ultraviolette Strahlung aus dem Sauerstoff der Luft, insbesondere beim Schutzgasschweißen von stark strahlungsreflektierenden Werkstoffen, wie Aluminium und Aluminium-Silicium-Legierungen. Die Anwesenheit von anderen Gasen, Rauchen oder Stäuben in der Luft beschleunigt den Zerfall von Ozon zu Sauerstoff.

Formel: Ozon

So ist es erklärlich, dass gerade bei raucharmen Verfahren die Ozonkonzentration erhöht ist.

Phosgen (COCl2) bildet sich neben Chlorwasserstoff (HCI) beim Erhitzen oder durch UV-Bestrahlung von Entfettungsmitteln, die Chlorkohlenwasserstoffe enthalten.

Gase aus Beschichtungsstoffen entstehen beim Überschweißen von Werkstücken, die mit Shopprimern (Oberflächenbeschichtungen gegen Korrosion) oder mit anderen Beschichtungen (Farben, Lacke) versehen sind. Je nach der chemischen Zusammensetzung dieser Beschichtungen bilden sich neben Metalloxiden, die partikelförmig sind, auch Gase, z. B. Kohlenmonoxid (CO), Formaldehyd (HCHO), Toluylendiisocyanat, Blausäure (HCN), Chlorwasserstoff (HCI).


1.3.2 Partikelförmige Schadstoffe

Eisenoxide (FeO, Fe2O3, Fe3O4) entstehen aus dem Zusatz- und Grundwerkstoff beim Schweißen und Schneiden von Stahlwerkstoffen.

Aluminiumoxid (Al2O3) entsteht aus dem Zusatz- und Grundwerkstoff beim Schweißen und Schneiden von Aluminium-Werkstoffen.

Manganoxide (MnO2, Mn2O3, Mn3O4, MnO) entstehen bei allen Lichtbogenverfahren mit manganhaltigen Zusätzen. Der Anteil von Mangan im Schweißzusatz hat einen direkten Einfluss auf den Anteil von Manganoxid im Schweißrauch und führt immer zu einer Anreicherung im Schweißrauch. Untersuchungen beim Hartauftragschweißen mit hoch manganhaltigen Kerndrähten ergaben Emissionswerte an Manganoxiden im Schweißrauch bis 40 %.

Fluoride (CaF2, KF, NaF, andere) entstehen aus der Umhüllung der Stabelektroden oder aus der Füllung der Fülldrähte bei der Verwendung kalkbasischer Umhüllungen bzw. fluorhaltiger Flussmittel.

So erreicht z. B. beim Lichtbogenhandschweißen mit basisch umhüllten un- und niedriglegierten Stabelektroden der Anteil von Fluoriden im Schweißrauch Werte zwischen 10 % bis 20 %.

Barium-Verbindungen (BaCO3, BaF2) entstehen beim Schweißen mit bariumhaltigen Schweißzusätzen aus der Umhüllung bei Stabelektroden oder aus den Füllstoffen bei Fülldrähten, z. B.:

  • Stabelektroden zum Schweißen von Gusseisen und Kupferlegierungen,
  • hoch- und mittellegierte Fülldraht- oder Stabelektroden.

So ergab beispielsweise das Schweißen mit Stabelektroden von Gusseisen und Kupferlegierungen bis zu 40 % Barium-Gehalt im Schweißrauch.

Kaliumoxid, Natriumoxid und Titandioxid (K2O, Na2O, TiO2) entstehen aus der Umhüllung beim Einsatz umhüllter Stabelektroden. Titandioxid kann im Rauch von rutilsauren Elektroden auftreten.

Chrom(III)-Verbindungen (Cr2O3, FeCr2O4, KCrF4). Dreiwertige Chromverbindungen entstehen in geringen Konzentrationen beim Lichtbogenhandschweißen mit hochlegierten umhüllten Stabelektroden. In Form von Spinellen/Mischoxiden, wie (FeMnNi), (FeMnCr)2O4 sowie Cr2O3, entstehen diese in höheren Konzentrationen (bis zu 90% des Gesamtchroms im Schweißrauch) beim MAG-Schweißen mit hochlegierten Drähten. Sie sind auch im Schweißrauch von hochlegierten Fülldrähten zu finden (bis zu 40 % des Gesamtchroms im Schweißrauch).

Chrom(VI)-Verbindungen (Chromate = Na2CrO4, K2CrO4, ZnCrO4, usw.) (Chromtrioxid = CrO3). Sechswertige Chromverbindungen entstehen in kritischen Konzentrationen beim Verwenden von hochlegierten umhüllten Stabelektroden beim Lichtbogenhandschweißen wie auch beim Schweißen mit hochlegierten chromhaltigen Fülldrähten.

Auch beim Überschweißen von früher üblichen zinkchromathaltigen Fertigungsbeschichtungen (Reparatur-Schweißen) können Chrom(VI)-Verbindungen auftreten.

Nickeloxide (NiO, NiO2, Ni2O3) enstehen vorwiegend beim:

  • Schweißen mit Reinnickel und Nickelbasiswerkstoffen (aus dem Schweißzusatz),
  • Plasmaschneiden von hochlegierten nickelhaltigen Stählen (aus dem Grundwerkstoff),
  • thermischen Spritzen mit Nickelbasis-Spritzzusätzen aus dem Spritzzusatz.

Cadmiumoxid (CdO) entsteht:

  • aus dem Lot beim Hartlöten mit cadmiumhaltigem Hartlot,
  • beim Schweißen und Schneiden von cadmiumbeschichteten Werkstoffen.

Berylliumoxid entsteht aus dem Grundwerkstoff beim Schneiden von berylliumhaltigen Werkstoffen.

Cobaltoxid (CoO) entsteht aus dem:

  • Schweißzusatz beim Auftragschweißen mit cobalthaltigen Legierungen,
  • Spritzzusatz beim thermischen Spritzen mit cobalthaltigen Legierungen,
  • Grundwerkstoff beim Schneiden von Stählen, die Cobalt als Legierungselement enthalten.

Thoriumdioxid (ThO2) entsteht aus der thoriumoxidhaltigen Wolframelektrode beim WIG-Schweißen, insbesondere von Aluminiumwerkstoffen.

Andere Metalle in der Oxidform. Bleioxid, Kupferoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Titandioxid, Vanadiumpentoxid entstehen bei der schweißtechnischen Be- und Verarbeitung (z. B. aus den metallischen Beschichtungen, beim Überschweißen, aus dem Spritzzusatz, beim thermischen Spritzen, aus dem Flussmittel/Lot, beim Löten) von Werkstoffen, welche die vorstehend genannten Metalle enthalten.

Rauche aus Beschichtungsstoffen Eine große Zahl von Schadstoffen aus organischen Komponenten kann sich bilden bei Schweiß- und Schneidverfahren von metallischen Werkstoffen, die Beschichtungen auf organischer Basis (z. B. Farben, Lacke, Primer) haben.


1.3.3 Schadstoffe aus Beschichtungsstoffen auf organischer Basis

Untersuchungen mittels Pyrolyse bei organischen Beschichtungen, die im Schiffbau verwendet wurden und teilweise auch heute noch zur Anwendung kommen, ergeben die in den Bildern 1-7a und 1-7b enthaltenen Zersetzungsprodukte:


Bild 1-7 a: Empfehlungen für Leitkomponenten für die Zersetzungsprodukte von Beschichtungsstoffen auf organischer Basis bei Pyrolyse (t = 350 °C)
Bild 1-7 a: Empfehlungen für Leitkomponenten für die Zersetzungsprodukte von Beschichtungsstoffen auf organischer Basis bei Pyrolyse (t = 350 °C)
[Quelle: [5]]





Bild 1-7 b: Zersetzungsprodukte von Beschichtungsstoffen auf organischer Basis bei Pyrolyse (t = 800 °C): nachgewiesene Stoffe und Leitkomponenten
Bild 1-7 b: Zersetzungsprodukte von Beschichtungsstoffen auf organischer Basis bei Pyrolyse (t = 800 °C): nachgewiesene Stoffe und Leitkomponenten


1.4 Einflussfaktoren

Menge und Art der Schadstoffe werden - außer durch die eingesetzten Verfahren und Werkstoffe - auch von Oberflächenbeschichtungen und -verunreinigungen sowie von den folgenden weiteren Faktoren beeinflusst:

Strom, Spannung

Höhere Werte für Schweißstrom und Schweißspannung führen - bei gleichen Verfahren und Werkstoffen - zu höheren Schadstoffemissionen.

Stromart

Bei Verwendung von Wechselstrom werden höhere Emissionen beobachtet als bei Gleichstrom.

Elektrodendurchmesser

Mit zunehmendem Elektrodendurchmesser nimmt die Schadstoffemission zu.

Art der Umhüllung

Bei rutilumhüllten Elektroden werden die niedrigsten, bei zelluloseumhüllten Elektroden dagegen die höchsten Schadstoffemissionen festgestellt.

Elektrodenanstellwinkel

Bei flacheren Elektrodenanstellwinkeln werden niedrigere Emissionswerte beobachtet als bei steileren Anstellwinkeln.

Art der Schweißung

Beim Auftragschweißen treten höhere Schadstoffemissionen auf als beim Verbindungsschweißen.

Bild 1-8: Einflussfaktoren
Bild 1-8: Einflussfaktoren


1.5 Neue Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)

Am 01.12.2010 ist die derzeit gültige Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung ) in Kraft getreten.

Zu den wichtigsten Änderungen gegenüber der bisherigen Fassung der Gefahrstoffverordnung, die auch für das Schweißen und verwandte Verfahren von Bedeutung sind, gehören:

  • Die Vorschriften zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung (§ 4 GefStoffV) sollten unter Berücksichtigung der Übergangsfristen bis 1. Juni 2015 an die CLP-Verordnung angepasst werden.
  • Die Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung (§ 6 GefStoffV) muss jetzt das Ergebnis der Substitutionsprüfung sowie die Begründung für einen Verzicht auf Substitution enthalten, sofern Schutzmaßnahmen nach §§ 9 bzw. 10 zu treffen sind.
  • Wenn keine Prüfdaten zur akut-toxischen, reizenden, hautsensibilisierenden, erbgutverändernden Wirkung sowie Wirkung bei wiederholter Exposition vorliegen, sind für die betreffenden Gefahrstoffe bei der Gefährdungsbeurteilung die entsprechenden Wirkungen zu unterstellen (§ 6 GefStoffV).
  • Die erforderlichen Schutzmaßnahmen ergeben sich nicht mehr aus den bisher bekannten intrinsischen Schutzstufen, sondern anhand der konkreten Gefährdungen. Das bedeutet, dass abhängig von der Höhe der Gefährdung die verschiedenen Grundpflichten (§ 7 GefStoffV) und Schutzmaßnahmenpakete (§§ 8 bis 15 GefStoffV) anzuwenden sind.
  • Das Substitutionsgebot gilt jetzt als Grundpflicht auch bei geringer Gefährdung (§ 7 GefStoffV).
  • Beim Tragen belastender persönlicher Schutzausrüstung (PSA) ist das Minimierungsgebot zu beachten (§ 7 GefStoffV).
  • Tätigkeiten mit giftigen, sehr giftigen, KMR- und atemwegssensibilisierenden Gefahrstoffen dürfen nur noch von fachkundigen oder besonders unterwiesenen Personen ausgeführt werden (§ 8 GefStoffV).
  • Bei Überschreitung der AGW bzw. der BGW oder bei verbleibender Gefährdung bei Gefahrstoffen ohne AGW/BGW sowie bei hautresorptiven/haut- oder augenschädigenden Gefahrstoffen, wenn mit einer Gefährdung durch Haut- oder Augenkontakt zu rechnen ist (d. h. wenn §§ 7 und 8 nicht ausreichen), sind zusätzliche Schutzmaßnahmen nach § 9 GefStoffV anzuwenden (z. B. Tragen von PSA). Diese Schutzmaßnahmen sind auch erforderlich bei geschlossenen Systemen, wenn eine Substitution technisch nicht möglich ist und eine erhöhte inhalative Gefährdung besteht.
  • Bei Tätigkeiten mit krebserzeugenden, erbgutverändernden und fruchtbarkeitsgefährdenden Gefahrstoffen der Kategorien 1 oder 2 sind neben Messungen jetzt auch andere geeignete Ermittlungsmethoden möglich (§ 10 GefStoffV).
  • Im Rahmen der Unterweisung ist jetzt eine arbeitsmedizinisch-toxikologisch Beratung verpflichtend (§ 14 GefStoffV).
  • Bei Tätigkeiten mit krebserzeugenden, erbgutverändernden oder fruchtbarkeitsgefährdenen Gefahrstoffen der Kategorien 1 oder 2 ist das Beschäftigtenverzeichnis 40 Jahre nach Ende der Exposition aufzubewahren (§ 14 GefStoffV)

1.6 Verbindliche Grenzwerte (nach TRGS ...)

Die TRGS 900 "Arbeitsplatzgrenzwerte" enthält für zahlreiche Stoffe Grenzwerte (AGW) für die zeitlich gewichtete durchschnittliche Konzentration der Stoffe in der Luft am Arbeitsplatz in Bezug auf einen gegebenen Referenzzeitraum.

Der AGW gibt an, bei welcher Konzentration eines Stoffes akute oder chronische schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit im Allgemeinen nicht zu erwarten sind (§ 3 Abs. 6 GefStoffV). Sie werden vom Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) aufgestellt.

Um die Belastung des Schweißers durch Schadstoffe am Arbeitsplatz zu begrenzen, d. h. um die Auswirkungen dieser Schadstoffe auf den menschlichen Körper zu minimieren, sind stoffspezifische Grenzwerte festgelegt worden. Aufgrund der technischen Gegebenheiten am Arbeitsplatz, der analytischen und arbeitsmedizinischen Erkenntnisse, werden diese Grenzwerte regelmäßig überprüft.


1.6.1 Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) nach TRGS 900

Arbeitsplatzgrenzwerte sind vom neuen Verständnis her so konzipiert, dass bei ihrer Einhaltung akute oder chronische schädliche Wirkungen nicht zu erwarten sind.

Die TRGS 900 "Arbeitsplatzgrenzwerte" enthält für zahlreiche Stoffe medizinisch basierende Arbeitsplatzgrenzwerte.

Allgemeiner Staubgrenzwert

Der Allgemeine Staubgrenzwert unterscheidet zwischen:

  • Grenzwert für die alveolengängige Fraktion (A-Fr) 3 mg/m3
    und
  • Grenzwert für die einatembare Fraktion (E-Fr) 10 mg/m3.

Bei Einhaltung des Allgemeinen Staubgrenzwertes ist mit einer Gesundheitsgefährdung dann nicht zu rechnen, wenn nach einschlägiger Überprüfung sichergestellt ist, dass mutagene, krebserzeugende, fibrogene, toxische oder allergisierende Wirkungen des Staubes nicht zu erwarten sind.

Der Allgemeine Staubgrenzwert gilt auch für

  • Aluminiumoxid (außer Rauch),
  • Eisenoxide,
  • Magnesiumoxid (außer Rauch)
    und
  • Titandioxid.

Der Allgemeine Staubgrenzwert wird als Schichtmittelwert festgelegt und ist für schwer lösliche bzw. unlösliche Stäube anzuwenden, die nicht anderweitig reguliert sind. Der Grenzwert gilt als allgemeine Obergrenze, zusätzlich sind aber die stoffspezifischen Luftgrenzwerte einzuhalten.

Der Grenzwert gilt nicht für lösliche Stäube, ultrafeine und grobdisperse Partikelfraktionen [10].

Bei Stäuben mit ultrafeinen Partikelanteilen und Schweißarbeiten gilt der Allgemeine Staubgrenzwert als Obergrenze, ultrafeine Partikelfraktionen sind nach Vorliegen entsprechender Bewertungskriterien (Grenzwerte) gesondert zu berücksichtigen.

Sofern an Arbeitsplätzen eine Staubkonzentration von 3 mg/m3 (A-Staub) nicht eingehalten werden kann, sind für die Beschäftigten arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen vorzusehen.

Die Beeinträchtigung der Atmungsorgane durch die vorstehend genannten Stäube und Rauche sind Langzeiteffekte und hängen maßgeblich von der Staubdosis ab, welche durch die über einen längeren Zeitraum einwirkende mittlere Feinstaubkonzentration bestimmt wird.

Die Werte sollen die Beeinträchtigung der Funktion der Atmungsorgane infolge einer allgemeinen Staubwirkung verhindern.


1.6.2 Biologischer Grenzwert (BGW) nach TRGS 903

BGW ist der Grenzwert für die toxikologisch-arbeitsmedizinisch abgeleitete Konzentration eines Stoffes, seines Metaboliten (Umwandlungsproduktes im Körper) oder eines Beanspruchungsindikators im entsprechenden biologischen Material, beim dem im Allgemeinen die Gesundheit eines Beschäftigten nicht beeinträchtigt wird [TRGS 903].

Gemäß dieser Definition entsprechen die bisherigen MAK den AGW, die bisherigen BAT-Werte den BGW.


1.6.3 Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB)

[Quelle: AGS]

Nach § 10 Abs. 2 der GefStoffV hat der Arbeitgeber sicherzustellen, dass AGW eingehalten werden. Für die überwiegende Zahl der krebserzeugenden Stoffe ist jedoch derzeit kein AGW oder MAK ableitbar. Aus diesem Grund wurde vom AGS ein Gesamtkonzept zur Festlegung risikobasierter Grenzwerte für krebserzeugende Stoffe erarbeitet. In der „Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 910 - Richtwerte und Exposition-Risiko-Beziehungen für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen (BekGS 910)“ werden stoffübergreifende Risikogrenzen und stoffspezifische Konzentrationswerte und Exposition-Risiko-Beziehungen, die vom AGS festgelegt wurden, dargestellt. Für 11 Stoffe (z. B. für Benzol oder Benzo(a)pyren, als Leitkomponente in bestimmten PAK-Gemischen) sind Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen aufgeführt, einschließlich deren Begründung, die eine sozialpolitische Konvention darstellt. Der zweite Teil der BekGS 910 beschreibt die wissenschaftliche Vorgehensweise in den Fachdisziplinen „Toxikologie“ und „Epidemiologie“ zur Ermittlung der Stoffrisiken und Ableitung von Exposition-Risiko-Beziehungen. Mit diesem Konzept soll die Gefährdung durch krebserzeugende Stoffe am Arbeitsplatz auf ein Minimum reduziert werden.

Die 3 durch das Akzeptanz- und das Toleranzrisiko definierten Risikobereiche (niedriges, mittleres, hohes Risiko) wurden Maßnahmenoptionen (gestuftes Maßnahmenkonzept zur Risikominderung) zugeordnet.

1.6.3.1 Risikoabschätzung für Stoffe ohne Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB)

[Quelle: Dr. Nies, Dr. Steinhausen, IFA]

Für einige Stoffe wurden bereits Exposition-Risiko-Beziehungen (ERB) durch den Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) erarbeitet und die zugehörigen stoffspezifischen Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen in der Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 910 – BekGS 910 veröffentlicht (siehe Stoffliste). Für viele krebserzeugende Stoffe liegen aber noch keine Werte vor. Sofern kein Arbeitsplatzgrenzwert für einen Stoff vorhanden ist, hat der Arbeitgeber andere geeignete Beurteilungsmaßstäbe in eigener Verantwortung heranzuziehen (siehe TRGS 400).

Die in der nachstehenden Tabelle genannten Konzentrationsschätzungen können dabei als Hilfe dienen, um Arbeitsplatzexpositionen einem Risikobereich nach BekGS 910 zuzuordnen. Sie wurden in Anlehnung an das Risikokonzept des AGS (BekGS 910) aus älteren Unit-Risk-Schätzungen ermittelt (IFA-Handbuch, Kennzahl 120120. 42. Lfg. XII/2002).

Stoff Konzentrationsschätzung Risiko 4 : 1 000 bei 40-jähriger Arbeitsplatzkonzentration (in µg/m³) Konzentrationsschätzung Risiko 4 : 10 000 bei 40-jähriger Arbeitsplatzkonzentration (in µg/m³)
Chrom(VI) 0,5 bis 2 0,05 bis 0,2
Cobalt 3,5 bis 6 0,35 bis 0,6
Nickel (NiO) 90 9
(Auszug aus der Tabelle des IFA, Dr. Nies, Dr. Steinhausen)

1.7 Grenzwerte der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)

1.7.1 Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK)

MAK werden von der Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft aufgestellt und jährlich in der MAK-Liste der Senatskommission veröffentlicht.

Viele dieser Werte werden nach Beratungen im Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) in der TRGS 900 "Arbeitsplatzgrenzwerte" aufgenommen.

MAK ist die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz, bei der im Allgemeinen die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeinträchtigt wird.

Maßgebend sind dabei wissenschaftlich fundierte Kriterien des Gesundheitsschutzes, nicht die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der Realisation in der Praxis.

Die MAK gilt in der Regel nur für einzelne Stoffe (reine Stoffe) und ist ein Langzeitwert, nämlich ein Schichtmittelwert bei in der Regel täglich achtstündiger Exposition und bei Einhaltung einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden (in Vierschichtbetrieben 42 Stunden je Woche im Durchschnitt von vier aufeinander folgenden Wochen) [4].

Aufgrund der Tatsache, dass die Konzentration verschiedener Stoffe in der Luft am Arbeitsplatz schwanken kann, wurden Kurzzeitwerte aufgestellt, um kurzfristige Überschreitungen des Schichtmittelwertes (Expositionsspitzen) beurteilen zu können. Sie sind nach Höhe, Dauer, Häufigkeit und zeitlichem Abstand begrenzt.

Grenzwerte für Stoffgemische sollen nach TRGS 402 „Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhalative Exposition“ ermittelt werden.

In der Schweißtechnik treten Schadstoffe immer im Gemisch auf. Die Ermittlung der Grenzwerte ist daher sehr aufwendig. Deshalb arbeitet man in der Praxis häufig mit verfahrens- und werkstoffspezifischen Leitkomponenten.


1.7.2 Biologische Arbeitsstofftoleranzwerte (BAT)

BAT-Wert ist die Konzentration eines Stoffes oder seines Umwandlungsproduktes im Körper oder die dadurch ausgelöste Abweichung eines biologischen Indikators von seiner Norm, bei der im Allgemeinen die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeinträchtigt wird. Die BAT-Werte sind in der TRGS 903 aufgelistet. Für einige Schadstoffe in der Schweißtechnik sind die BAT-Werte in Bild 1-9 aufgeführt. BAT-Werte sind als Höchstwerte für gesunde Einzelpersonen konzipiert. Maßgebend sind arbeitsmedizinisch-toxikologisch fundierte Kriterien des Gesundheitsschutzes. BAT-Werte gelten in der Regel für eine Belastung mit Einzelstoffen.

Biologische Grenzwerte

Bild 1-9: Biologische Grenzwerte (BGW)/Biologische Arbeitsstoff-Toleranzwerte BAT/Biologische Arbeitsstoff-Referenzwerte (BAR) für einige Schadstoffe in der Schweißtechnik [4]

BAT-Werte können als Konzentrationen, Bildungs- oder Ausscheidungsraten (Menge/Zeiteinheit) in der Regel im Blut und/oder Urin definiert sein.

Wie bei den MAK wird in der Regel eine Stoffbelastung von maximal 8 Stunden täglich und 40 Stunden wöchentlich zugrunde gelegt.

BAT-Werte dienen insbesondere im Rahmen spezieller ärztlicher Vorsorgeuntersuchungen dem Schutz der Gesundheit am Arbeitsplatz.

Sie geben eine Grundlage für die Beurteilung der Bedenklichkeit oder Unbedenklichkeit der vom Organismus aufgenommenen Stoffmengen ab.

Die Überwachung kann durch die periodische quantitative Bestimmung eines Stoffes im biologischen Material oder biologischen Parameter erfolgen. Die Messstrategie soll den Expositionsverhältnissen am Arbeitsplatz Rechnung tragen.

Die Einhaltung von BAT-Werten entbindet nicht von einer Überwachung der Schadstoffkonzentration in der Luft.


1.7.3 Biologische Leitwerte (BLW)

Der BLW (Biologischer Leit-Wert) ist die Quantität eines Arbeitsstoffes bzw. Arbeitsstoffmetaboliten oder die dadurch ausgelöste Abweichung eines biologischen Indikators von seiner Norm beim Menschen, die als Anhalt für die zu treffenden Schutzmaßnahmen heranzuziehen ist. Biologische Leitwerte werden nur für solche gefährlichen Stoffe benannt, für die keine arbeitsmedizinisch-toxikologisch begründeten Biologischen Arbeitsstofftoleranzwerte (BAT-Werte) aufgestellt werden können (d. h. für krebserzeugende bzw. krebsverdächtige Stoffe der Kategorien 1 bis 3 und für nicht krebserzeugende Stoffe, bei denen keine ausreichenden toxikologische Daten vorliegen).

Für den BLW wird in der Regel eine Arbeitsstoffbelastung von maximal 8 Stunden täglich und 40 Stunden wöchentlich über die Lebensarbeitszeit zugrunde gelegt [4].

Bei Einhaltung des biologischen Leitwertes ist das Risiko einer Beeinträchtigung der Gesundheit nicht auszuschließen.

Durch Verbesserung der technischen Gegebenheiten und der technischen, arbeitshygienischen und arbeitsorganisatorischen Schutzmaßnahmen sind Konzentrationen anzustreben, die möglichst weit unterhalb des biologischen Leitwertes liegen.

Aufgrund der am Arbeitsplatz gegebenen Randbedingungen sind im konkreten Fall aus dem stoffspezifischen biologischen Wert nicht ohne weiteres Rückschlüsse auf die bestehende Stoffkonzentration in der Arbeitsluft und umgekehrt zulässig.

Wesentliche Einflussfaktoren sind schwere körperliche Arbeit, Arbeit in Zwangshaltung und die Temperatur am Arbeitsplatz.


1.7.4 Biologische Arbeitsstoff-Referenzwerte (BAR)

Diese Werte (Referenzwerte) beschreiben die Belastung einer Referenzpopulation zu einem bestimmten Zeitpunkt gegenüber dem in der Umwelt vorkommenden Arbeitsstoff. Die zur Referenzpopulation gehörenden Personen im erwerbsfähigen Alter sind nicht beruflich gegenüber dem Arbeitsstoff exponiert.

Das Ausmaß einer beruflichen Exposition gegenüber einem Arbeitsstoff kann durch den Vergleich zwischen Biomonitoring, gemessen bei beruflich Exponierten, und Biologischem Arbeitsstoff- Referenzwert, gemessen bei der Referenzgruppe, erreicht werden.


1.7.5 Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA)

Für manche krebserzeugenden Stoffe, wie Alkalichromate, Cobalt, Nickel und Nickelverbindungen, gibt es Korrelationen zwischen der Schadstoffkonzentration in der Luft und im biologischen Material (Blut oder Harn), die begründet werden können.

Diese Korrelationen werden als Expositionsäquivalente bezeichnet (Bild 1-10).

Expositionsäquivalente

Bild 1-10: Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA) für einige Schadstoffe in der Schweißtechnik [4]


1.8 EU-Werte

EU-Werte sind Grenzwerte der Europäischen Union (verbindliche Grenz- und Richtwerte) für eine berufsbedingte Exposition.

Diese Grenzwerte sind auch wie die AGW, die MAK oder die alten TRK Schichtmittelwerte bei 8-stündiger Exposition.

In den Bildern 1-11 a und 1-11 b sowie 1-12 a und 1-12 b sind die Schadstoffe in der Schweißtechnik, deren Grenzwerte und Einstufungen tabellarisch zusammengefasst.

Bild 1-11a: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
Bild 1-11 a: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
[Quelle: [4], [10]]


Bild 1-11b: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
Bild 1-11b: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
Bild 1-11 b: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
[Quelle: [4], [10]]

Bild 1-11a: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
Bild 1-12 a: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Mai 2012 – entsprechend der neuen GefStoffV; in Anlehnung an TRGS 900 Ausg. 2012 und MAK- und BAT-Werte-Liste der DFG Ausg. 2011

Bild 1-11a: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
Bild 1-12 b: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Mai 2012 – entsprechend der neuen GefStoffV; in Anlehnung an TRGS 900 Ausg. 2012 und MAK- und BAT-Werte-Liste der DFG Ausg. 2011

Bild 1-11b: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Januar 2003
Bild 1-12 b: Schadstoffe in der Schweißtechnik, Grenzwerte, Einstufung, Stand Mai 2012 – entsprechend der neuen GefStoffV; in Anlehnung an TRGS 900 Ausg. 2012 und MAK- und BAT-Werte-Liste der DFG Ausg. 2011


1.9 Grenzwerte nach Strahlenschutzverordnung (StrlSchV)

Die StrlSchV vom 1. August 2001 gibt neue Grenzwerte für den Umgang mit radioaktiven Stoffen.

Es gelten die folgenden Dosisgrenzwerte:

  • 6 mSv für nicht beruflich strahlenexponierte Personen bei "Arbeiten",
  • 20 mSv für beruflich strahlenexponierte Personen,
  • 400 mSv für die gesamte beruflich bedingte Dosis,
  • 6 mSv für Personen unter 18 Jahren.

Technische Richtkonzentration (TRK)

Die TRK-Werte wurden entsprechend der neuen GefStoffV aus der TRGS 900 gestrichen. Da für die Praxis die alte Definition der TRK noch eine gewisse Relevanz haben kann, wird diese hier erläutert.

TRK war nach der "alten GefStoffV" die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem Stand der Technik erreicht werden konnte. TRK waren Schichtmittelwerte bei in der Regel täglich 8-stündiger Exposition und bei einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden. Die Begrenzung der Abweichungen vom Mittelwert nach oben war auch in diesem Fall durch Kurzzeitwerte festgelegt. TRK wurden nur für solche Stoffe aufgestellt, für die keine toxikologisch-arbeitsmedizinisch begründeten MAK aufgestellt werden konnten.

Auch für krebserzeugende Stoffe wurden TRK benannt; bei deren Einhaltung am Arbeitsplatz war das Risiko einer Gesundheitsbeeinträchtigung vermindert, jedoch nicht vollständig ausgeschlossen.


1.10 Untersuchungsmethoden

Um gesicherte Aussagen über die Gefährdung der Schweißer durch Schadstoffe am Arbeitsplatz machen zu können, werden verschiedene Untersuchungsmethoden angewandt, so vor allem

  • Emissionsmessungen im Labor,
  • Immissionsmessungen am Arbeitsplatz - Konzentrationsmessungen,
  • Untersuchungen im biologischen Material sowie
  • epidemiologische Studien.

Emissionsmessungen im Labor bestimmen die Menge pro Zeiteinheit (= Emissionsrate [mg/s]) und die chemische Zusammensetzung der emitierten Schadstoffe bei einzelnen Verfahren und Werkstoffen unter Verwendung der Fumebox-Methode. Beispiele siehe Bild 1-13.

Man gewinnt dadurch Grunddaten zum Vergleich unterschiedlicher Verfahren und Werkstoffe sowie für eine Beurteilung der Gefährdung der Schweißer (siehe Abschnitt 5 ). Die Emissionsmessungen geben auch eine Grundlage für die Berechnung von Lüftungssystemen und für weitere erforderliche Schutzmaßnahmen.

Als zusätzliches Beispiel für Ergebnisse von Emissionsmessungen siehe auch Bild 3-1 "Analyse der beim Lichtbogenhandschweißen mit umhüllten Stabelektroden nach DIN 1913 entstehenden Schweißrauche".

Beispiel 1: Emissionen bei unterschiedlichen Schweißverfahren von hochlegiertem Chrom-Nickel-Stahl
Schweiß-
verfahren
Emissionsrate (mg/s)
Schweiß-
rauch
Gesamt-
Chrom
Chrom(VI)-
Verbindungen
Nickel-
oxid
Mangan-
oxid
LBH1)
2-16
0,04-1,3
0,01-1,2
0,03-0,5
0,04-1,1
MAG2)
1,5-8
0,1-1,3
0-0,05
0,05-0,6
0,1-1,2
Laserstrahl-
schweißen
1,3-2,0
0,16-0,26
0,003-0,007
0,05-0,08
0,09-0,16

1) LBH = Lichtbogenhandschweißen mit umhüllten Stabelektroden
2) MAG = Metall-Aktivgasschweißen


Beispiel 2: Emissionen bei unterschiedlichen Schweißverfahren von unlegiertem und niedriglegiertem Stahl
Schweiß-
verfahren
Emissionsrate (mg/s)
Lichtbogenhandschweißen mit umhüllten Stabelektroden (LBH)
4 - 18
Metall-Aktivgasschweißen
(MAG)
mit Massivdraht
2 - 12
mit Fülldraht unter Schutzgas
6,7 - 54
mit selbstschützendem Fülldraht
bis zu 97


Beispiel 3: Emissionen beim MIG-Schweißen mit unterschiedlichen hoch nickelhaltigen Zusatzwerkstoffen und Schutzgasen
Schweißzusatz-
Werkstoff
Schutzgase
Emissionsrate (mg/s)
Schweiß-
rauch
Nickel
Gesamt-
Chrom
Molyb-
dän
Kupfer
Titan
SG-NiTi4
Vierstoffgas 1)
2,82
1,94
-
-
-
0,03
SG-NiCr23Mo16
Vierstoffgas 1)
2,23
0,98
0,26
0,19
-
-
SG-CuNi30Fe
Vierstoffgas 1)
3,58
0,67
-
-
2,2
-
SG-NiMo28Cr
Vierstoffgas 1)
1,97
0,99
-
0,1
-
-
Argon
1,05
0,53
-
0,05
-
-
Zweistoffgas 2)
1,57
0,88
-
0,18
-
-
Dreistoffgas 3)
1,02
0,53
-
0,11
-
-
1) Vierstoffgas: 0,05 % CO2; 30 % He; 2 % H2; Rest Ar
2) Zweistoffgas: 50 % He; 50 % Ar
3) Dreistoffgas: 0,05 % CO2; 50 % He; Rest Ar

Bild 1-13: Ergebnisse von Emissionsmessungen (Beispiele)
[Quelle: [1],[2],[3],[6],[7],[8],[9],[11]]

Immissionsmessungen am Arbeitsplatz sollen die reale externe Belastung des Schweißers zeigen. Die Probenahme erfolgt im Atembereich des Schweißers. Einzelheiten über die quantitative und qualitative Auswertung der Probe sind in Abschnitt 6.1 (Messverfahren für gasförmige Stoffe) und Abschnitt 6.2 (Messverfahren für partikelförmige Stoffe) beschrieben. Die gemessenen Konzentrationen (mg/m3) werden mit den jeweiligen Grenzwerten verglichen und sind maßgebend für die anzuwendenden Schutzmaßnahmen.

Die Korrektheit der Messung hängt vor allem davon ab, ob die Probenahme tatsächlich im Atembereich erfolgt. Hierzu gibt es derzeit verschiedene Modellansätze mit entsprechenden Vorgaben für die Messtechnik (Probenahme).

Untersuchungen im biologischen Material, also in den vom Schweißer abgenommenen Körperflüssigkeiten (Harn, Blut), zeigen die dort enthaltenen Konzentrationen kritischer Stoffe. Diese Werte geben Informationen über die Höhe der internen Belastung des Schweißers durch die Exposition am Arbeitsplatz und werden mit Normalwerten bzw. BAT-Werten verglichen.

Epidemiologische Untersuchungen werden zur Abklärung von Krankheits- oder Todeshäufigkeiten in unterschiedlichen Personengruppen durchgeführt, z. B. zur Klärung des Lungenkrebsrisikos von Schweißern. Den epidemiologischen Studien liegen Vergleiche zugrunde zwischen "Probanden" (z. B. Schweißern) und einer Kontrollgruppe (Arbeitnehmer, die nichts mit Schweißen zu tun haben und insoweit als unbelastet gelten).

Etliche epidemiologische Studien wurden im Hinblick auf die gesundheitliche Gefährdung von Chrom-Nickel-exponierten Lichtbogenschweißern durchgeführt.

Sie haben eine leicht erhöhte Krebsrisikorate für Lichtbogenhandschweißer gezeigt, die Edelstahl schweißen.

Neuere epidemiologische Studien weisen allerdings auf ein leicht erhöhtes Lungenkrebsrisiko bei Lichtbogenschweißern allgemein hin.

 

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