Schutz vor Chrom, Nickel und Cobalt

Metallbearbeitung und -verarbeitung zählen zu den Branchen, in denen krebserzeugende Stoffe verwendet werden bzw. während der Arbeit entstehen. Neben dem Edelstahlschweißen und Galvanisieren kann auch beim Werkzeugschleifen, Sandgießen und thermischen Spritzen ein Gesundheitsrisiko durch krebserzeugende Arbeitsstoffe bestehen. Tätigkeiten, bei denen man mit krebserzeugenden Stoffen in Kontakt kommen kann, sowie Schutzmaßnahmen werden in dem neuen AUVA-Merkblatt M.plus 340.9 „Krebserzeugende Arbeitsstoffe in der Be- und Verarbeitung von Metall (Sandgießen, thermisches Spritzen, Werkzeugschleifen)“ zusammengefasst, das im Herbst 2020 erscheint. Für den Bereich Galvanik ist ein eigenes AUVA-Merkblatt in Ausarbeitung. In einem ersten Schritt geht es darum, alle krebserzeugenden Arbeitsstoffe zu identifizieren. Probleme gibt es dabei laut Ing. Erwin Sobotka, Maschinenbauexperte in der AUVA-Landesstelle Wien, vor allem bei entstehenden Stoffen: „Bei zugekauften Chemikalien hat man ein Sicherheitsdatenblatt, in dem man nachsehen kann, ob ein Stoff krebserzeugend ist. Wenn ein Behälter mit einem Gefahrenpiktogramm gekennzeichnet ist, weiß man, worauf man aufpassen muss. Aber die Information, dass z. B. beim Hartmetallschleifen im Schleifstaub Cobalt und Nickel enthalten sind, fehlt den Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern oft, da haben viele Betriebe noch Aufholbedarf.“

„Versteckte“ krebserzeugende Arbeitsstoffe

Chrom(VI)-, Nickel- und Cobaltverbindungen sind die häufigsten krebserzeugenden Stoffe bei der Bearbeitung und Verarbeitung von Metallen. Die Aufnahme von Chrom(VI)-Verbindungen in den Körper erfolgt vorwiegend durch Einatmen oder Verschlucken, seltener über Hautkontakt. Zu den möglichen gesundheitlichen Schäden gehören Lungenkrebs, Krebserkrankungen im Bereich des Nasenraums und der Haut. Cobalt- und Nickelverbindungen können durch Einatmen Krebs erzeugen; die häufigste Krebsart ist Lungenkrebs.

Eindeutig krebserzeugende Stoffe, die im Zuge der Metallbearbeitung bzw. -verarbeitung entstehen, sind Benzol und Formaldehyd. Benzol, das sich bei der thermischen Zersetzung von organischen Bindemitteln bildet, kann bei Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt Leukämie zur Folge haben. Formaldehyd dampft beim Sandgießen aus den für die Kernherstellung verwendeten Phenol-Formaldehyd-Harzen aus. Formaldehyd wurde 2016 ebenfalls als eindeutig krebserzeugend eingestuft; beim Einatmen oder Verschlucken besteht die Gefahr, bösartige Nasen- oder Rachentumoren zu entwickeln.

Weitere Stoffe gelten als vermutlich krebserzeugend. Furfurylalkohol, der beim Sandgießen aus furangebundenen Sanden entsteht, ist nicht nur giftig, sondern bei Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt vermutlich auch für Krebserkrankungen verantwortlich, vor allem von Nase und Nieren. Das in Mischungen aus Sand und Isocyanaten enthaltene Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) steht im Verdacht, bei langzeitigem Einatmen in deutlich über dem MAK-Wert liegenden Konzentrationen Lungenkrebs zu verursachen. Der in der Sandgießerei vorkommende Quarzfeinstaub wurde im Dezember 2017 in die EU-Richtlinie für krebserzeugende Arbeitsstoffe aufgenommen. Zu Redaktionsschluss dieses Artikels befand sich die Umsetzung der EU-Richtlinie in österreichisches Recht in Arbeit. Im Zuge dieser Umsetzung ist eine Änderung des Grenzwertes möglich. „Bei Quarzsand hängt die Gefährlichkeit von der Feinheit ab. Grobe Körner kann man nicht einatmen, feinere Staubpartikel jedoch schon“, erklärt Ing. Andreas Wiesinger, Chemiker in der AUVA-Landesstelle Linz. Wird Quarzfeinstaub über einen längeren Zeitraum hinweg über die Atemwege aufgenommen, kann das zu Silikose und in der Folge zu Lungenkrebs führen.

Maßnahmen nach der STOP-Rangfolge

Wie in allen Branchen, in denen mit gefährlichen Stoffen gearbeitet wird, muss man auch in der Metallbearbeitung und -verarbeitung nach der STOP-Rangfolge vorgehen. Substitution ist meist die am schwierigsten umsetzbare Maßnahme, da nicht alle Stoffe ersetzt werden können und die Einführung eines neuen Arbeitsverfahrens Zeit benötigt. Mitunter fehlt laut Wiesinger auch der Plan, was man tun könnte. Ist ein krebserzeugender Stoff nicht substituierbar, lässt sich das Gefahrenpotenzial manchmal durch eine geringere Konzentration vermindern. Nasse statt trockener Arbeitsverfahren verhindern die Entstehung gesundheitsschädigender Stäube. „Technische Maßnahmen erfordern Planung und Investitionen“, so DI Dr. Andreas Ippavitz, stellvertretender Leiter der Technischen Abteilung der Österreichischen Staub-(Silikose-)Bekämpfungsstelle ÖSBS. Am einfachsten und kostengünstigsten sei es, bei der Anschaffung einer neuen Anlage gleich eine Absaugung mitzuplanen. Bei ihren Betriebsbesuchen würden die AUVA-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter konkrete Tipps geben – etwa, wo eine Einhausung sinnvoll sei oder wie die Erfassungseinrichtung der Absaugung, z. B. die trichterförmige Absaughaube, positioniert werden sollte. Ausreichenden Schutz bietet selbst eine fachgerecht installierte Absaugung nur dann, wenn sie regelmäßig gewartet und auch bei kurzen Arbeitsvorgängen verwendet wird.

Das Gleiche gilt für viele organisatorische Maßnahmen: Es reicht nicht, diese einzuführen, auch auf ihre Umsetzung muss geachtet werden. Als Beispiel führt Ippavitz die Arbeitshygiene an: „Es kommt immer wieder vor, dass die Jause am Arbeitsplatz eingenommen wird oder beim Essen eine Kontamination durch Verschleppung gefährlicher Stoffe mit der Arbeitskleidung erfolgt, da der Aufwand zu groß ist, sich vor der Pause umzuziehen.“ Für das Trinken empfiehlt er Flaschen, bei denen die Trinköffnung durch einen Deckel geschützt ist, der sich einhändig öffnen lässt. Die Flaschen sollten außerdem sauber verwahrt werden. So wird eine mögliche Berührung mit gefährlichen Arbeitsstoffen weitgehend verhindert. Sich vor dem Essen, Trinken oder Rauchen die Hände zu waschen, sollte selbstverständlich sein.

Wiesinger sieht die Arbeitgeberinnen und Arbeitgeber gefordert, ihren Angestellten die Einhaltung von Hygienemaßnahmen möglichst einfach zu machen: „Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter essen in der Produktion, wenn der Weg in den Aufenthaltsraum zu lang ist und sie dadurch Pausenzeit verlieren würden. Das kann man verhindern, indem man ihnen die Zeit, die sie für den Weg und fürs Händewaschen benötigen, nicht von der Pause abzieht.“ Eine Verschleppung gefährlicher Arbeitsstoffe nach Hause lässt sich vermeiden, wenn man nach Arbeitsende im Betrieb duscht und sich umzieht. Die getrennten Spinde für Arbeits- und Privatkleidung müssen in einem eigenen Raum aufgestellt sein, nicht in der Produktionshalle. Was die Reinigung der Hallen betrifft, hat Sobotka bei seinen Betriebsbesuchen unterschiedliche Erfahrungen gemacht: „Industriestaubsauger sind meist vorhanden. Manche Unternehmen wenden saugende Verfahren konsequent an, aber in vielen metallbearbeitenden und -verarbeitenden Betrieben ist es nach wie vor üblich, dass Kleidung und Werkstücke mit Druckluft abgeblasen werden. Da herrscht noch Aufklärungsbedarf.“ Er weist darauf hin, dass die Entfernung von Staubablagerungen, z. B. in Gießereien, auch dem Brand- und Explosionsschutz dient.

Persönlicher Schutz

Persönliche Schutzausrüstung bezeichnet Wiesinger als „notwendiges Übel“: „Der Königsweg ist, andere Maßnahmen zu setzen, damit man keine PSA braucht.“ Aber nicht bei allen Tätigkeiten in der Metallbearbeitung und -verarbeitung lassen sich Schutzbrille, Atemschutz und Handschuhe vermeiden. Damit diese konsequent und richtig verwendet werden, müsse man Beschäftigten den Sinn der Schutzausrüstung vermitteln. Dazu zählt auch, dass nicht irgendwelche, sondern die für die jeweiligen Stoffe geeigneten Handschuhe getragen werden und man die PSA richtig lagert, damit sie nicht beschädigt oder verschmutzt wird.

Ein Bewusstsein für die Gefahren durch krebserzeugende Arbeitsstoffe zu schaffen, ist eine der wesentlichen Aufgaben von Schulung und Unterweisung. „Oft müssen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter unterschreiben, dass sie unterwiesen worden sind – ob sie aber tatsächlich verstanden haben, worum es geht, wird nicht immer geprüft“, spricht Wiesinger aus Erfahrung. Auf die Frage, wie man sich vor krebserzeugenden Arbeitsstoffen schützen kann, wissen viele dann keine Antwort.

Damit die Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer auch zuhören, wenn sie über Gefahrenvermeidung informiert werden, ist Kreativität gefragt. Wiesinger zeigt z. B. mit einem Rauchröhrchen, aus dem weißer Rauch strömt, wie groß der Wirkungsbereich einer Absaugung ist. Aber auch dort, wo keine dicken Rauchschwaden zu sehen sind, können sich krebserzeugende Arbeitsstoffe in der Luft befinden. So wird das Gesundheitsrisiko beispielsweise beim Schleifen von Edelstahl oft unterschätzt und daher auf das Einschalten der Absaugung „vergessen“.

Ebenso ist es beim Edelstahlschweißen, bei dem nur wenig Rauch entsteht. Mit dem AUVA-Merkblatt M.plus 340.3 „Krebserzeugende Arbeitsstoffe beim Edelstahlschweißen“ liegt für diese Tätigkeit Informationsmaterial vor, das auch zur Schulung verwendet werden kann. In dem neuen Merkblatt M.plus 340.9 wird nun detailliert auf Sandgießen, thermisches Spritzen und Werkzeugschleifen eingegangen.

Sandgießen

Beim Sandgießen kommt man während unterschiedlicher Tätigkeiten mit krebserzeugenden bzw. krebsverdächtigen Stoffen in Kontakt. Bei der Kernmacherei und beim händischen oder maschinellen Formen sind das Quarzstaub, das in Bindemitteln für Formsand enthaltene MDI sowie Formaldehyd und Furfurylalkohol, die aus Phenol-Formaldehyd-Harzen und Furanharzen entstehen. Benzol wird bei der thermischen Zersetzung von organischen Bindemitteln gebildet. Beim sogenannten „Auspacken“ wird das Gussteil vom Formsand befreit, häufig passiert das auf Rüttelrosten. Dabei werden Quarzstaub und gasförmige Zersetzungsprodukte frei, bei den anschließenden Gussputzarbeiten stellt neuerlich der Quarzstaub ein Gesundheitsrisiko dar.

„Um Quarzfeinstaub zu vermeiden, kann man Quarzsand mit einem geringeren Feinanteil verwenden. Braucht man den Feinanteil für eine glatte Oberfläche, lässt sich der feine Quarzsand bei manchen Verfahren z. B. durch Bentonit ersetzen“, so Wiesinger. Eine weitere Substitutionsmöglichkeit besteht darin, beim Lost-Foam-Gießverfahren mit verlorenen Modellen aus leichtem Schaumstoff zu arbeiten, die in binderfreiem Formsand eingebettet werden. Diese „Einweg-Modelle“ vergasen durch die Hitze beim Gussvorgang. Da für den Sand kein Bindemittel nötig ist, vermeidet man die Freisetzung gefährlicher Stoffe durch die Zersetzung desselben. Allerdings muss eine eventuelle Belastung durch das Vergasen des Schaumstoffes beachtet werden. Für Gussputzarbeiten kann man auf quarzfreie Strahlmittel zurückgreifen. Ein Beispiel für den Ersatz eines Arbeitsverfahrens ist die Automatisierung des Gussputzvorganges, etwa in Durchlaufstrahlanlagen.

Automatisierung trägt dazu bei, die Anzahl der Personen zu verringern, die der Belastung durch krebserzeugende Stoffe ausgesetzt sind. „Es hängt von der Größe der Teile ab, ob man automatisiert in einer gekapselten, geschlossenen Anlage arbeiten kann“, erklärt Ippavitz. Bei nicht automatisierten Anlagen ist eine Absaugung an der Entstehungsstelle das Mittel der Wahl, etwa durch Absaughauben an den Arbeitstischen in der Formerei. Wo eine direkte Erfassung nicht möglich ist, z. B. beim Abguss der Formen aus Pfannen mit Kränen, sind raumlufttechnische Anlagen einzusetzen.

Die Entstehung von Stäuben lässt sich zwar nicht zur Gänze verhindern, aber die Belastung der Luft durch staubarme Arbeitsweisen verringern, etwa durch Vorrichtungen zur Sackentleerung, die mit einer Absaugung ausgestattet sind, oder durch staubarme Transportvorgänge wie Rollbänder und Hängetransportvorrichtungen für Gussputzarbeiten. Zur Reinigung müssen für krebserzeugende Stäube geeignete Industriesauger verwendet werden, trockenes Kehren oder Abblasen mit Druckluft sollte unbedingt vermieden werden.

Zusätzlich zu den technischen Schutzmaßnahmen ist bei bestimmten Tätigkeiten eine persönliche Schutzausrüstung vorgeschrieben. Bei Arbeiten in den Einhausungen von Rüttelrosten bzw. in der Sandförderung unter den Rüttelrosten sowie bei händischen Reparaturarbeiten an Schmelzöfen braucht man eine filtrierende Halbmaske der Type FFP3, am besten mit Ausatemventil, oder einen gebläseunterstützten Atemschutz. Bei Verwendung von MDI, Harzen, Härtern, Katalysatoren und beim Schlichten ist darauf zu achten, dass es nicht zu Hautkontakt kommt.

Thermisches Spritzen

Verfahren zum Aufbringen von Partikeln durch die Einwirkung von Wärme und einer Spritztechnik kommen in verschiedenen Branchen, von mechanischen Werkstätten und der Zulieferung für die Automobilindustrie über Maschinen- und Anlagenbau bis zur Raumfahrttechnik, zum Einsatz. Beim thermischen Spritzen bilden sich aus den Grund- und Zusatzwerkstoffen sowie aus den verwendeten Brenn- beziehungsweise Trägergasen gefährliche staub- und gasförmige Stoffe. Darunter sind auch Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxide und Cobalt, die Krebserkrankungen verursachen können.

„Durch das Spritzen gelangen feinste Partikel mit einem hohen Anteil an krebserzeugenden Stoffen in die Luft, wodurch rasch eine problematische Konzentration erreicht wird“, so Ippavitz. Zu den Tätigkeiten mit erhöhter Belastung gehört das Aufbringen von Schichten zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit, zur thermischen Isolation, von Haftschichten für den weiteren Materialaufbau und von elektrisch leitenden oder verschleißbeständigen Schichten. Auch bei der Reparatur von Oberflächen und beim Auftragen von Reib- oder Gleitbelägen besteht ein besonderes Risiko. Eine Substitution von Stoffen oder Arbeitsverfahren ist laut Ippavitz meist nicht möglich: „Für Verschleißfähigkeit und Temperaturbeständigkeit erforderliche Stoffe sind in den seltensten Fällen ersetzbar. Aufgrund der hohen Belastung der Luft braucht man unbedingt eine Absaugung.“ Zur Erfassung der gesundheitsgefährdenden Arbeitsstoffe an der Entstehungsstelle kann eine brennerintegrierte Absaugung, eine mobile oder stationäre Absaugung mit Rüsselarm oder eine Schutzschildabsaugung verwendet werden. Auch wenn eine Absaugung vorhanden ist, sollte der Arbeitsplatz abgetrennt werden, da es leicht zu einer Verschleppung der Stoffe kommt.

Um diese zu vermeiden, muss speziell beim thermischen Spritzen auf Arbeitshygiene geachtet werden. Das Ess-, Trink- und Rauchverbot am Arbeitsplatz sollte daher strikt eingehalten werden. Sobotka plädiert für Eigenverantwortung: „Auf Händewaschen wird leicht vergessen. Ich hoffe, dass das Bewusstsein für diese wichtige Maßnahme durch Corona gestiegen ist.“ Er weist darauf hin, dass die Beschäftigten in Betrieben, in denen nach der Arbeit in der Firma zu duschen üblich ist, nicht in verschmutzter Arbeitskleidung nach Hause gehen und ihre Familie nicht durch verschleppte Stoffe gefährden.

Werkzeugschleifen

Die beim Werkzeugschleifen bearbeiteten Hartmetalle sind Verbundwerkstoffe, die vorwiegend aus Wolframcarbid bestehen. Als Bindemittel sind bis zu 30 Prozent Cobalt- und 15 Prozent Nickelmetall enthalten. Während des Trockenschleifens von Werkzeugen oder Werkstücken aus Hartmetall entstehen Stäube und Rauche, beim Nassschleifen Aerosole in Form von Staub oder Nebel, die durch krebserzeugende Cobalt- und Nickelverbindungen die Gesundheit gefährden. Beim Schleifen von Hartmetall kann insbesondere in offenen Systemen eine erhöhte Belastung auftreten.

Durch die Substitution von Stoffen und Arbeitsverfahren lässt sich das Krebsrisiko vermindern. Cobalthältige sollten durch cobaltfreie Bindemittel ersetzt, Nassschleifverfahren gegenüber Trockenschleifverfahren bevorzugt werden, damit der Schleifstaub zum Großteil schon im Kühlschmierstoff gebunden wird. Bei der Verwendung von wassergemischten Kühlschmierstoffen sind jene Produkte zu wählen, die eine Lösung von Cobalt verhindern, insbesondere Kühlschmierstoffe, die frei von sekundären Aminen sind. Ein trockenes durch ein nasses Arbeitsverfahren zu substituieren bedeutet aber nicht, dass man auf technische Schutzmaßnahmen verzichten kann. Am wirkungsvollsten ist auch beim Werkzeugschleifen eine Absaugung an der Entstehungsstelle. Diese kann durch eine Einhausung mit Absaugung oder eine mobile bzw. stationäre Absaugung mit Rüsselarm erfolgen. Wiesinger weist auf die Wichtigkeit einer regelmäßigen, fachgerechten Überprüfung und Wartung hin: „Oft wird die Absaugung nur eingeschaltet und geschaut, ob sie saugt, statt eine Volumenstrommessung zu machen. Damit erkennt man nicht, ob z. B. die Absaugleitung zu oder der Filter voll ist.“

Kann trotz technischer und organisatorischer Maßnahmen keine ausreichend niedrige Exposition erreicht werden, muss eine filtrierende Halbmaske der Type FFP3, am besten mit Ausatemventil, oder ein gebläseunterstützter Atemschutz getragen werden. Die nötige Filterklasse ist durch Evaluierung zu ermitteln. Welche persönliche Schutzausrüstung erforderlich ist, z. B. Schutzhandschuhe oder Schutzbrille, hängt von der spezifischen Tätigkeit ab.

In der Praxis zeigt sich bei Betriebsbesuchen oft, dass – sowohl beim Werkzeugschleifen als auch beim Sandgießen und thermischen Spritzen – mehr Schutzmaßnahmen ergriffen werden sollten als die vom Unternehmen für nötig bzw. möglich erachteten. Laut Sobotka werden die Anregungen der AUVA-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter in der Regel sehr positiv aufgenommen: „Schlagen wir bei einer Beratung z. B. vor, eine Einhausung oder Absaugung zu machen, ist es meist so, dass diese Maßnahmen bei unserem nächsten Besuch schon umgesetzt oder zumindest Angebote eingeholt worden sind.“ 

Publikationen

Alle AUVA-Materialien zum Thema krebserzeugende Arbeitsstoffe, wie das M.plus 340.3 „Krebserzeugende Arbeitsstoffe beim Edelstahlschweißen“ und das im Herbst 2020 erscheinende M.plus 340.9 „Krebserzeugende Arbeitsstoffe in der Be- und Verarbeitung von Metall“ können unter www.auva.at/krebsgefahr bestellt werden.

Zusammenfassung

Bei der Bearbeitung und Verarbeitung von Metall kann man mit krebserzeugenden Arbeitsstoffen in Kontakt kommen. Die häufigsten dieser Stoffe sind Chrom(VI)-, Nickel- und Cobaltverbindungen. Das im Herbst 2020 erscheinende Merkblatt der AUVA, M.plus 340.9 „Krebserzeugende Arbeitsstoffe in der Be- und Verarbeitung von Metall (Sandgießen, thermisches Spritzen, Werkzeugschleifen)“ informiert über Tätigkeiten, bei denen ein besonders hohes Krebsrisiko besteht, und darüber, welche Schutzmaßnahmen ergriffen werden sollten.