Arbeits- /Umweltschutz und Arbeitsmedizin
Kooperationspartner
Institut für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin
Arbeitsgruppe Inhalationstoxikologie
Beim Schweißen und verwandten Verfahren entstehen einatembare Rauche und Gase. Da diese gesundheitsschädlich sein können, müssen sie bei der Gefährdungsbeurteilung von Arbeitsplätzen berücksichtigt werden. Dazu werden Arbeitsplatzmessungen benötigt, aus deren Ergebnissen entsprechende Schutzmaßnahmen abgeleitet werden können, die eine Einhaltung der geltenden Grenzwerte für die jeweiligen Gefahrstoffe sicherstellen. Die am realen Arbeitsplatz gemessenen Emissionswerte sind meist nicht auf einen einzelnen Prozess in der Fertigung zurückzuführen, sondern geben Werte für die Mischexposition aus mehreren Fertigungsprozessen wieder.
Die genaue Kenntnis der beim jeweiligen betrachteten einzelnen Fertigungsprozess entstehenden Schadstoffmengen und –zusammensetzungen ermöglicht neben der arbeitsmedizinischen Bewertung von Einzelprozessen auch die Ableitung von Maßnahmen zur Schadstoffminimierung durch Prozessanpassungen oder Anpassungen der Zusammensetzung der Zusatzwerkstoffe. Aus diesem Grund werden neben Arbeitsplatzmessungen auch Schweißrauchuntersuchungen unter Laborbedingungen durchgeführt.
Schweißrauch-Untersuchungen am ISF
Am ISF werden Schweißrauchuntersuchungen in Anlehnung an DIN EN ISO 15011 oder nach Kundenwunsch für diverse Schweißverfahren u.a. MAG-, MIG-, WIG-, E-Hand-, Plasma-, UP-, Widerstandspunkt-, Laser-, Laser-Hybrid-Schweißverfahren und Lötverfahren unter Verwendung kundenspezifischer Zusatz- und Grundwerkstoffe - Gase, Elektroden, Schweißdrähte, Beschichtungen - und Parameter oder Verfahrensvarianten durchgeführt. Diese beinhalten:
- gravimetrische Bestimmung von Emissionsraten,
- chemische Analyse der anorganischen Bestandteile der Rauche,
- Erstellung von Schweißrauchdatenblättern,
- Bestimmung der Anzahlgrößenverteilung der Rauchpartikel und Partikelanzahlkonzentrationen
z. B. mittels FMPS, in Kooperation mit dem Institut für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin „IASA“ oder mittels mobilem Laserphotometer
Die Durchführung der Untersuchungen unter definierten Laborbedingungen ermöglicht die genaue Charakterisierung der entstehenden Emissionen für die jeweils betrachteten Einzelprozesse.
Die Kooperation des Institutes für Schweißtechnik und Fügetechnik ,kurz ISF, mit der Arbeitsgruppe Inhalationstoxikologie des Instituts für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin, kurz IASA, der Uniklinik Aachen ermöglicht auch Untersuchungen zur biologischen Wirkung der entstehenden Schweißrauche.
Im Zuge dieser Kooperation wurde auch die „Aachener Arbeitsplatz-Simulationsanlage“ entwickelt und wird nun gemeinsam für Studien genutzt, bei denen die Wirkung von Gefahrstoffen am Arbeitsplatz untersucht werden soll.
Die Aachener Arbeitsplatz-Simulationsanlage – Studien zur Wirkung von Gefahrstoffen am Arbeitsplatz
Die in der Aachener Arbeitsplatz-Simulationsanlage durchgeführten Studien haben das Ziel, die Entstehung von Erkrankungen durch Exposition gegenüber Gefahrstoffen am Arbeitsplatz besser zu verstehen und damit ihre Entstehung zu verhindern. Die gewonnenen Daten liefern aber auch neue Erkenntnisse, die für die Aufstellung von Grenzwerten in der Luft und im biologischen Material verwendet werden können.
Arbeitsmedizinische Untersuchungen zu Gesundheitsgefährdungen durch Schadstoffe werden oft dadurch erschwert, dass an realen Arbeitsplätzen meistens eine Mischexposition verschiedener Schadstoffe vorliegt und dass die exakten Expositionsbedingungen, individuelle Dauer und Stärke nur schwer zu ermitteln sind. Die „Aachener Arbeitsplatz-Simulationsanlage“ ermöglicht eine kontrollierte Exposition unter definierten Bedingungen und kann somit zur Untersuchung der Wirkung einzelner emittierender Prozesse insbesondere Schweiß- und Lötprozesse auf den menschlichen Körper verwendet werden.
Die „Aachener Arbeitsplatz-Simulationsanlage“ besteht aus zwei getrennten Bereichen, dem Emissionsbereich, in dem die Gefahrstoffe kontrolliert erzeugt werden und dem Expositionsbereich, in dem sich max. 6 Probanden aufhalten. Die beiden Bereiche sind über eine regelbare Lüftungsanlage miteinander verbunden, die es ermöglicht die Schadstoffkonzentration im Expositionsbereich kontrolliert einzustellen und konstant zu halten. So ist es möglich bei den durchgeführten Studien im Expositionsbereich alle gültigen Arbeitsplatzgrenzwerte für die untersuchten Schadstoffe, z.B. Schweißrauch, Lötrauch, einzuhalten.
Im Expositionsbereich werden neben der Massen- und Anzahlkonzentrationen der Rauchpartikel, auch deren Größenverteilung, sowie die Konzentrationen der beim Schweißen entstehenden Gase Ozon, NOx und CO kontinuierlich gemessen und überwacht.
Während der Expositionsstudien wird neben der äußeren Exposition auch die innere Exposition der Probanden mittels Biomonitoring - Chrom und Nickel in Blut und Urin - gemessen. Zur Feststellung möglicher entzündlicher Reaktionen in der Lunge und möglicher vorübergehender Beeinträchtigungen der Lungenfunktion werden modernste Verfahren zur Lungenfunktionsprüfung eingesetzt. Neben den Auswirkungen von Expositionen auf die Lunge wird auch die Wirkung auf das Herz- Kreislaufsystem untersucht.
Bisher wurden mehrere Humanstudien zur Charakterisierung der biologischen Wirkung von ultrafeinen Partikeln aus Schweißrauchen verschiedener Schweißverfahren MAG-, MIG-, E-Hand-, Widerstandspunkt-Schweißen, MIG-Löten - unter Verwendung unterschiedlicher Zusatz- und Grundwerkstoffe, z.B. Aluminium, niedrig und hochlegierte Stähle, verzinkte Tiefziehbleche durchgeführt.