Was VOC bedeutet und warum es nicht genügt, „Gesamt-VOC“ zu messen
Die Abkürzung VOC steht für flüchtige organische Verbindungen. In der Arbeitsumgebung interessiert den Beschäftigten jedoch nicht nur deren Gesamtmenge. Die einzelnen Lösemittel haben sehr unterschiedliche toxikologische Eigenschaften und auch unterschiedliche hygienische Grenzwerte.
Die aktuellen tschechischen Grenzwerte für einige gängige Lösemittel lauten beispielsweise:
Die Tabelle lässt sich seitlich verschieben.
| Stoff | CAS | PEL | NPK-P |
|---|---|---|---|
| Aceton | 67-64-1 | 800 mg/m³ | 1 500 mg/m³ |
| 2-Propanol (Isopropanol) | 67-63-0 | 500 mg/m³ | 1 000 mg/m³ |
| Ethylacetat | 141-78-6 | 700 mg/m³ | 900 mg/m³ |
| Toluol | 108-88-3 | 192 mg/m³ | 384 mg/m³ |
| Xylole | 1330-20-7 und die einzelnen Isomere | 200 mg/m³ | 400 mg/m³ |
| Ethylbenzol | 100-41-4 | 200 mg/m³ | 500 mg/m³ |
| Styrol | 100-42-5 | 100 mg/m³ | 400 mg/m³ |
Die Werte für PEL und NPK-P legt Anlage Nr. 2 der Regierungsverordnung Nr. 361/2007 Sb. fest.
Ein Ergebnis wie „TVOC = 120 mg/m³“ reicht daher für sich genommen in der Regel nicht aus, um die hygienischen Grenzwerte der einzelnen Stoffe zu beurteilen. Für die Kategorisierung von Arbeiten müssen wir wissen, wie viel Aceton, Toluol, Xylol oder eines anderen konkreten Stoffes der Beschäftigte einatmet.
PEL und NPK-P bewerten unterschiedliche Arten der Exposition
PEL – zulässiger Expositionsgrenzwert stellt den zeitgewichteten Mittelwert der Konzentration über die gesamte Schicht dar. Er ist für eine achtstündige oder kürzere Schicht festgelegt und setzt unter Grundbedingungen eine durchschnittliche Lungenventilation von höchstens 20 Litern pro Minute voraus.
NPK-P – höchstzulässige Konzentration schützt vor allem vor kurzzeitig hoher Exposition. Zum Vergleich kann der zeitgewichtete Mittelwert der Konzentration herangezogen werden, der über höchstens 15 Minuten gemessen wird.
Während einer achtstündigen Schicht darf es höchstens vier Fünfzehn-Minuten-Abschnitte mit einer Konzentration über dem PEL, aber unterhalb des NPK-P geben, wobei zwischen ihnen ein Abstand von mindestens einer Stunde bestehen muss. Der Mittelwert über die gesamte Schicht darf dabei weiterhin den PEL nicht überschreiten.
Bei derselben Arbeitsstelle kann es daher erforderlich sein, eine Probenahme über die gesamte Schicht mit einer Kurzzeitprobenahme während des risikoreichsten Arbeitsvorgangs zu kombinieren.
Grundlage sind aktuelle Sicherheitsdatenblätter
Für die Auswahl der zu messenden Stoffe benötigen wir die Sicherheitsdatenblätter aller am beurteilten Arbeitsplatz verwendeten chemischen Gemische. Die Anforderungen an die Struktur eines Sicherheitsdatenblatts ergeben sich aus der REACH-Verordnung.
Am wichtigsten sind vor allem die folgenden Abschnitte:
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| Abschnitt des Sicherheitsdatenblatts | Was wir daraus benötigen |
|---|---|
| 2 – Mögliche Gefahren | Einstufung des Gemisches, H-Sätze und bedeutende Gesundheitsrisiken |
| 3 – Zusammensetzung / Angaben zu Bestandteilen | Stoffnamen, CAS-Nummern, Konzentrationen oder Konzentrationsbereiche |
| 8 – Begrenzung und Überwachung der Exposition / persönliche Schutzausrüstung | Expositionsgrenzwerte und empfohlene Maßnahmen |
| 9 – Physikalische und chemische Eigenschaften | Flüchtigkeit, Siedepunkt, Dampfdruck und weitere Angaben, die für die mögliche Entstehung von Dämpfen wichtig sind |
Zur Identifizierung eines Stoffes ist die CAS-Nummer sehr nützlich. Handelsnamen oder verschiedene Übersetzungen desselben Stoffes können voneinander abweichen, während die CAS-Nummer eine eindeutige Zuordnung des hygienischen Grenzwerts und des Analyseverfahrens ermöglicht.
Die Anforderungen an den Inhalt von Sicherheitsdatenblättern legen die REACH-Verordnung und die Verordnung (EU) 2020/878 der Kommission fest.
Das Sicherheitsdatenblatt ist keine automatische Liste von allem, was gemessen werden soll
Abschnitt 3 des Sicherheitsdatenblatts ist die Ausgangsunterlage, die Auswahl der Stoffe muss jedoch auch die Technologie berücksichtigen.
Stellen wir uns zum Beispiel einen Lackierer vor, der Grundfarbe, Deckanstrich, Verdünner und ein Reinigungsmittel verwendet. Die Sicherheitsdatenblätter können zusammen zehn oder mehr organische Stoffe enthalten. Alle ohne weitere Beurteilung zu messen, ist oft unnötig kostspielig.
Umgekehrt ist es nicht richtig, nur den Stoff mit dem höchsten prozentualen Anteil auszuwählen. Ein Lösemittel, das in einer Konzentration von 5 % vorhanden ist, kann einen wesentlich niedrigeren hygienischen Grenzwert haben als der Hauptbestandteil des Gemisches und für die abschließende Beurteilung bedeutsamer sein.
Bei der Auswahl bewerten wir daher gleichzeitig den Gehalt des Stoffes im Gemisch, seine Flüchtigkeit, den hygienischen Grenzwert, die gefährlichen Eigenschaften, die Menge des verwendeten Produkts und die Arbeitsweise.
Praxisbeispiel: Ein Lackierer verwendet vier Produkte
Vor der Messung können die Sicherheitsdatenblätter beispielsweise folgende Zusammensetzung zeigen:
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| Produkt | Bedeutende flüchtige Bestandteile |
|---|---|
| Grundfarbe | Xylol, Ethylbenzol |
| Deckfarbe | Xylol, Butylacetat |
| Verdünner | Toluol, Xylol, Ethylacetat |
| Reinigungsmittel | Aceton, 2-Propanol |
Der resultierende Messplan entsteht nicht dadurch, dass jedem Produkt eine eigene Probenahme zugeordnet wird. Zunächst wird ermittelt, wie oft es verwendet wird, in welcher Menge und bei welchem Arbeitsvorgang die Exposition entsteht.
Spritzt ein Beschäftigter beispielsweise den größten Teil der Schicht einen Anstrichstoff, der Xylol und Ethylbenzol enthält, reinigt aber einmal pro Schicht zehn Minuten lang die Spritzpistole mit Aceton, kann eine Probenahme der Hauptlösemittel über die gesamte Schicht und eine gesonderte Beurteilung der Kurzzeitexposition bei der Reinigung sinnvoll sein.
Entscheidend ist der tatsächliche Arbeitsvorgang
Dasselbe Produkt kann je nach Verwendungsart zu sehr unterschiedlicher Exposition führen.
Das Auftragen von Klebstoff mit dem Pinsel auf eine kleine Fläche, das Spritzen desselben Klebstoffs mit der Pistole und das Reinigen von Anlagen in einem offenen Behälter sind völlig verschiedene Expositionssituationen.
Beim Entwurf der Messung müssen wir daher Folgendes wissen:
- die Menge der verwendeten Produkte, die Art des Auftragens, die Dauer der einzelnen Vorgänge und ihre Häufigkeit während der Schicht,
- die Position des Beschäftigten relativ zur Quelle, die Funktion der lokalen Absaugung, die Verwendung offener Behälter und die Art der Reinigung der Anlagen,
- den Wechsel der Beschäftigten, die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung und die ungünstigsten normalen Betriebsbedingungen.
In die Beurteilung werden auch Instandhaltung und Reinigung einbezogen, wenn dabei eine bedeutende Exposition entstehen kann.
Vorsicht vor der Kombinationswirkung von Lösemitteln
Beschäftigte sind häufig mehreren Lösemitteln gleichzeitig ausgesetzt. Haben diese die gleiche Art der Wirkung, wird von ihrer additiven Wirkung ausgegangen, sofern keine wissenschaftlich belegten Informationen für das Gegenteil vorliegen.
Die Beurteilung erfolgt dann nicht nur so, dass jeder Stoff einzeln mit seinem PEL verglichen wird. Beurteilt wird auch die Summe der Verhältnisse der gemessenen Konzentrationen zu ihren Grenzwerten.
Zum Beispiel:
C1 / PEL1 + C2 / PEL2 + C3 / PEL3 ≤ 1
Ist ein Beschäftigter gleichzeitig einer Exposition von 40 % des PEL für Xylol, 35 % des PEL für Toluol und 30 % des PEL für Ethylbenzol ausgesetzt, überschreitet kein Stoff für sich genommen den PEL. Die Summe beträgt jedoch 1,05, und die resultierende Exposition gegenüber dem Gemisch erfüllt die Anforderung nicht mehr.
Bei Lösemittelgemischen ist es daher wichtig, eine ausreichende Zahl repräsentativer Bestandteile auszuwählen.
Die Kategorisierung von Arbeiten beginnt bereits bei 30 % des PEL
Für den Faktor chemische Stoffe und Gemische legt die Verordnung Nr. 432/2003 Sb. die Kriterien für die Einstufung von Arbeiten in Kategorien fest.
Die Tabelle lässt sich seitlich verschieben.
| Expositionsergebnis | Typische Einstufung |
|---|---|
| Bis 0,3 PEL | In der Regel Kategorie 1, sofern nicht andere Eigenschaften des Stoffes entscheidend sind |
| Über 0,3 PEL bis PEL | Kategorie 2 |
| PEL ist überschritten | Kategorie 3, sofern nicht die Kriterien einer höheren Kategorie erfüllt sind |
| Gemisch mit additiver Wirkung: Summe der Anteile > 0,3 und < 1 | Kategorie 2 |
| Gemisch mit additiver Wirkung: Summe der Anteile ≥ 1 und < 2 | Kategorie 3 |
Bei einigen besonders gefährlichen Stoffen wird individuell vorgegangen. Das betrifft zum Beispiel Karzinogene der Kategorien 1A und 1B, Mutagene, reproduktionstoxische Stoffe sowie Stoffe oder Gemische mit ausgewählten H-Sätzen, darunter H350, H340, H360, H300, H310, H330, H370, H334 oder H317.
Die Auswahl der zu messenden Stoffe kann daher nicht allein darauf gestützt werden, welcher Bestandteil im Sicherheitsdatenblatt den höchsten Prozentanteil hat.
Ein im Sicherheitsdatenblatt aufgeführter Stoff muss nicht das einzige Risiko sein
Bei manchen Produktionsprozessen können Stoffe entstehen, die kein Ausgangsbestandteil des Produkts sind.
Das können zum Beispiel thermische Zersetzungsprodukte, Reaktionsprodukte beim Aushärten, Aerosole beim Spritzen oder Stoffe sein, die beim Schweißen, Schleifen und bei der thermischen Oberflächenbehandlung entstehen.
Das Sicherheitsdatenblatt vergleichen wir daher stets mit dem technologischen Prozess. Wird ein Produkt erhitzt, versprüht, mit einem anderen Produkt vermischt oder reagiert es chemisch, müssen auch die während des Prozesses entstehenden Stoffe beurteilt werden.
Bei unbekannter oder komplexer Zusammensetzung kann in manchen Fällen eine Screening-Analyse eingesetzt werden, die hilft, die in der Luft am Arbeitsplatz vorhandenen Stoffe zu bestimmen. Für die eigentliche Beurteilung anhand von PEL und NPK-P benötigen wir anschließend jedoch eine ausreichend zuverlässige quantitative Bestimmung der konkreten Stoffe.
Die personenbezogene Probenahme ist für die Exposition des Beschäftigten am aussagekräftigsten
Die Exposition wird in der Atemzone des Beschäftigten beurteilt. Bei Lösemitteln wird daher häufig eine personenbezogene Probenahme eingesetzt, bei der der Beschäftigte während der Schicht das Probenahmegerät trägt und das Probenahmemedium in der Nähe der Atemwege angebracht ist.
Eine solche Probenahme erfasst die Bewegung des Beschäftigten zwischen den einzelnen Arbeitsplätzen und seine tatsächlichen Arbeitsvorgänge.
Eine stationäre Messung ist zum Beispiel bei der Beurteilung eines konkreten Arbeitsraums, der Wirksamkeit der Absaugung oder als Ergänzung personenbezogener Probenahmen sinnvoll. Eine Messung allein in der Mitte der Produktionshalle muss jedoch nicht der Exposition eines Lackierers entsprechen, der einige Dutzend Zentimeter von der Dampfquelle entfernt steht.
Die Messung muss eine normale oder ungünstigste Schicht repräsentieren
Das Protokoll soll die Bedingungen beschreiben, unter denen die Probe genommen wurde. Zu dokumentieren sind die verwendeten Produkte, ihr Verbrauch, die Dauer der einzelnen Vorgänge, der Betrieb der Lüftungstechnik und etwaige Abweichungen von der normalen Produktion.
Eine Messung bei minimaler Produktion oder bei außergewöhnlich geringem Lösemittelverbrauch kann für die Kategorisierung von Arbeiten eine begrenzte Aussagekraft haben.
Umgekehrt ist es nicht das Ziel, künstlich eine extreme Betriebssituation herzustellen, die bei der normalen Arbeit nicht vorkommt. Die Messung soll eine charakteristische Schicht und die reale Exposition des Beschäftigten erfassen.
Wann die Messung durch eine akkreditierte oder bevollmächtigte Stelle durchgeführt werden muss
Werden die Ergebnisse für die Einstufung einer Arbeit in die zweite, dritte oder vierte Kategorie oder für die Änderung ihrer Einstufung verwendet, legt § 38 des Gesetzes Nr. 258/2000 Sb. über den Schutz der öffentlichen Gesundheit fest, dass die Messung durch den Inhaber der entsprechenden Akkreditierungsurkunde oder Bevollmächtigung durchgeführt werden muss.
Das Ergebnis soll daher nicht nur eine Laborzahl sein. Das Protokoll muss es ermöglichen, die konkrete Arbeitsstelle, die Arbeitsvorgänge, die Expositionsdauer und die Repräsentativität der Messung zu beurteilen.
Das ist vor allem dann wichtig, wenn die Ergebnisse der regionalen Hygienestation im Rahmen der Kategorisierung von Arbeiten vorgelegt werden.
Was vor der Beauftragung der Messung vorzubereiten ist
Die häufigste Komplikation ist die Beauftragung der Messung, bevor klar ist, welche chemischen Stoffe der Beschäftigte tatsächlich verwendet.
Für einen Messvorschlag können Sie uns Folgendes senden:
- aktuelle Sicherheitsdatenblätter aller Farben, Lacke, Klebstoffe, Verdünner, Entfetter, Reinigungsmittel und weiterer chemischer Gemische, die an der betreffenden Arbeitsstelle verwendet werden,
- eine Beschreibung des Arbeitsvorgangs, seiner Dauer, des Verbrauchs der einzelnen Produkte pro Schicht, der Zahl der Beschäftigten sowie Fotos des Arbeitsplatzes und der Absaugung,
- die bisherige Kategorisierung der Arbeit, ältere Messprotokolle oder eine Anforderung der regionalen Hygienestation.
Aus den Sicherheitsdatenblättern wählen wir die relevanten Stoffe aus, vergleichen ihre hygienischen Grenzwerte und schlagen eine geeignete Art der Probenahme vor. Zugleich prüfen wir, ob die Kurzzeitexposition, die Kombinationswirkung mehrerer Lösemittel oder weitere chemische Faktoren zu beurteilen sind, die unmittelbar im technologischen Prozess entstehen.
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Messung der Arbeitsumgebung – NATURCHEM.
Zugehörige Rechtsvorschriften und Quellen
Verordnung Nr. 432/2003 Sb. über die Bedingungen für die Einstufung von Arbeiten in Kategorien
Gesetz Nr. 258/2000 Sb. über den Schutz der öffentlichen Gesundheit
Verordnung (EU) 2020/878 der Kommission – Anforderungen an Sicherheitsdatenblätter