Bildung gefährlicher Stoffe durch Hitze

Das richtige Erkennen und Bewerten von Pyrolyse- und Freisetzungsprodukten bei thermischen Prozessen gehört zu den schwierigsten Problemen bei der Gefahrstoffermittlung

Pyrolyse

In fast allen Gewerbszweigen kommt es zur Einwirkung thermischer Energie auf Stoffe. Diese Einwirkungen sind in der Regel technologisch gewollt, wie z. B. das Herstellen von Glas und Keramik, Schweißen, Löten, Einbrennen von Farben, Härten von organischen Harzen oder das Verbrennen von Dieselkraftstoff oder Benzin in Verbrennungsmotoren. Es gibt aber auch thermische Einwirkungen auf Stoffe, die nicht technologisch notwendig sind. Beispiele dafür sind die Zersetzung von Halogenkohlenwasserstoffdämpfen an heißen Oberflächen sowie das Schweißen von mit Farben, Kunststoffen oder Fetten beschichteten Metallteilen.
 
Wirkt Hitze auf chemische Stoffe ein, kann es zu Pyrolyseprozessen (thermische Zersetzung zusammengesetzter Stoffe), Oxidationen und Freisetzung gefährlicher Stoffe kommen. Einen Überblick über ausgewählte und in der Glas- und Keramikindustrie verbreitete Produktionsprozesse mit o. g. Reaktionen gibt Ihnen die Tabelle. Auch im privaten Bereich, z. B. beim Rauchen und Grillen, kommt es zu Pyrolyseprozessen, die z. T. sehr gefährliche Stoffe freisetzen.
 

  Abbildunng1: Zweckmäßige Absaugung an einem
  Glasbläserarbeitsplatz

Gefahrstoffermittlung

Die wenigen beschriebenen Prozesse zeigen, dass Sachverstand notwendig ist, die gebildeten und freigesetzten gefährlichen Stoffe zu ermitteln und zu beurteilen. Weil unterschiedliche Temperaturverhältnisse und Sauerstoffkonzentration zu völlig verschiedenen Pyrolyseprodukten organischer Polymere oder Naturstoffe führen können, stehen auch Chemiker teilweise bei der Gefährdungsbeurteilung derartiger Prozesse vor Schwierigkeiten. Die Gefahrstoffverordnung verlangt aber vom Arbeitgeber, dass auch gefährliche Stoffe und Zubereitungen, die im Herstellungs- bzw. Verarbeitungsprozess gebildet und freigesetzt werden können, zu ermitteln und zu überwachen sind. Es ist zu prüfen, ob durch Anwendung anderer Verfahren oder durch Einsatz von Ersatzstoffen die Bildung gefährlicher Stoffe verhindert oder zumindest reduziert werden kann. Vor der Anwendung derartiger Prozesse sind entsprechende Schutzmaßnahmen festzulegen. Dabei ist sowohl die richtige Rangfolge der Schutzmaßnahmen (geschlossene Anlage - Absaugung - Lüftungsmaßnahme - persönliche Schutzausrüstung) als auch die richtige Installation technischer Anlagen zu beachten.
 

Abbildung 2: Unzweckmäßige Absaugungsanlage
In Abbildung 1 ist eine zweckmäßig gestaltete Absaugung an einem Glasbläserarbeitsplatz zu erkennen. Abbildung 2 zeigt dagegen an einem Kittarbeitsplatz (Anwendung von Kolophonium) zwar eine vorhandene aber unzweckmäßig angebrachte Absaugung. Die Dämpfe und Gase werden zwar abgesaugt, ziehen aber an Mund und Nase der Beschäftigten vorbei und werden von ihr trotz Absaugen inhaliert. Die Praxis zeigt allerdings, dass nicht immer gebildete und freigesetzte gefährliche Stoffe in die Gefährdungsermittlung einbezogen werden, sondern sich diese oft auf die gekennzeichneten und damit leicht erkennbaren Stoffe und Zubereitungen beschränkt. Die Gefahrstoffberatungsstelle im TAD Gera (Telefon: (0365) 8262250) steht Ihnen zur Lösung dieser Probleme unterstützend zur Verfügung. Weiterführende Literatur:
 
BIA-Report 5/94; TRGS 551

Beispiele für Pyrolyseprozesse, Oxidation und Freisetzung gefährlicher Stoffe

Produktionsprozess Arbeitsstoffe Gebildete und freigesetzte gefährliche Stoffe (Auswahl)
Glasblasen Erdgas, Sauerstoff Nitrose Gase (Stickoxide)
Kitten von Kleingläsern Kolophonium Formaldehyd, Harzsäuren
Folienschweißen und -schrumpfen Acetylen
Polyethylen
Polyprophylen
Kohlenmonoxid, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe
Keramikbrand Masse/Glasur/Dekoration
Brenngase
Kohlenmonoxid, Nitrose Gase,Flouride, Schwefeldioxid, Schwermetalloxide
Weichlöten Kolophonium
Bleilot
Formaldehyd, Harzsäuren, Bleioxide, Blei
Härten phenolharzgebundener Schleifscheiben Phenolfomaldehydeharz Formaldehyd, Phenol,Ammoniak
Dieselbetriebene Stapler Dieslkraftstoff Dieselmotoremissionen (DME)
Teertränken von Feuerfeststeinen Steinkohlenteerpech Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH)
Dr. L. Senf, BG Keramik und Glas