Formaldehyd im Gesundheitsdienst

Effekte durch Formaldehyd

Formaldehyd ist giftig, ätzend, sensibilisierend, krebserzeugend und kann vermutlich genetische Defekte verursachen ( Tabelle 1).

Das krebserzeugende Potenzial wird durch lokale Reizungen/Verätzungen beispielsweise der Schleimhäute in den oberen Atemwegen aktiviert und nicht durch einen generellen systemischen Wirkmechanismus. Daher konnte Formaldehyd ein Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 0,37 mg/m³ (Spitzenbegrenzung 0,74 mg/m³ über 15 min.) zugeordnet werden, bei dessen Einhaltung in der Regel ein sicheres Arbeiten mit der Substanz möglich ist.

Im Gegensatz zu Haut- und Atemwegserkrankungen ist ein Zusammenhang zwischen einer Formaldehydexposition und einer Tumorbildung im Berufskrankheitengeschehen des Gesundheitsdienstes bisher nicht dokumentiert.

Tätigkeiten mit dem humankanzerogenen Formaldehyd unterliegen besonders strengen Anforderungen der Gefahrstoffverordnung. Der umfangreiche Katalog an notwendigen Schutzmaßnahmen kann reduziert werden, wenn anstelle von Formaldehyd oder Formaldehyd-haltigen Produkten Ersatzstoffe oder Ersatzverfahren eingesetzt werden können, die die Beschäftigten wesentlich geringer gefährden. Daher sollen im Folgenden ein Überblick über den Einsatz von Formaldehyd im Gesundheitsdienst und Hinweise zur aktuellen Expositionssituation an den Arbeitsplätzen gegeben werden. Sofern Ansätze für eine Substitution von Formaldehyd existieren, werden sie ebenfalls aufgeführt.

Anatomie

Wässerige Formaldehydlösungen zeichnen sich durch eine hohe Diffusionsgeschwindigkeit, gleichmäßige und schnelle Durchdringung der Gewebe, schnelle Denaturierung der Eiweißstoffe, gleichmäßige Gewebehärtung, Eignung zur Fettstabilisierung, leichte Löslichkeit in Wasser und eine hohe Wirksamkeit gegen Mikroorganismen als Fixiermedium in der Anatomie und auch in der Pathologie aus.

In (human- und tier-)medizinischen anatomischen Praktika werden regelmäßig und in großer Zahl fixierte Körperspenden oder fixierte Tierkörper oder Körperteile benötigt. Zur Fixierung werden die notwendigen Fixierlösungen aus den jeweiligen Komponenten (beispielsweise Formaldehyd, Ethanol, Phenoxyethanol) von den Sektions- und Präparationstechnischen Assistentinnen/-assistenten, auch Präparatoren genannt, frisch hergestellt. In der Regel werden je Körperspende bis zu 30 Liter Fixierlösung benötigt. Die Rezeptur der Fixierlösungen unterscheidet sich von Anatomie zu Anatomie.

Die Dauer einer ersten Fixierung kann bis zu 24 Stunden betragen. Damit die fixierten Körperspenden/Tierkörper präpariert werden können, müssen sie mehrere Monate nachfixiert oder konserviert werden (beispielsweise durch regelmäßige Berieselung mit 4 %iger Formaldehydlösung).

Die fixierten Körperspenden/Körperteile werden von den Präparatoren in den Präpariersälen auf Präparationstische aufgelegt und mit getränkten Tüchern und Folien abgedeckt, um ein Austrocknen zu verhindern. Im Laufe des Praktikums müssen die Präparate deshalb zwischendurch abgesprüht und „feucht“ gehalten werden. Dazu werden Sprühflaschen verwendet, die in der Regel die Tuchlösung enthalten. Während des Praktikums werden die Abdecktücher in Behältern mit der Tuchlösung aufbewahrt. Die Bestandteile der Tuchlösung sind: Wasser, Ethanol, Glycerin, Diethylenglykol und/oder Thymol, Phenol, selten auch Formaldehyd.

Anatomische Präpariersäle verfügen in der Regel über 10 bis 20 Präpariertische, um die sich jeweils bis zu 15 Personen (Studierende, Dozierende, Hilfskräfte) gruppieren.

Die Expositionszeit für die Studierenden beträgt mindestens vier Stunden pro Woche, die der Dozentinnen/Dozenten vier bis acht Stunden pro Tag. Die Expositionszeit der Präparatoren/ Präparatorinnen während der Fixierung beträgt zwischen 0,5 und 1,5 Stunden.

Formaldehyd-Exposition in der Anatomie

Im Rahmen zweier Messprogramme zur Ermittlung der Formaldehydexposition in Anatomien wurden im Zeitraum 2002 bis 2016 Expositionsdaten erhoben (Thullner et al. 2016). In  Tabelle 2 werden Ergebnisse der personengetragenen und stationären personenbezogenen Formaldehydmessungen bei Tätigkeiten im humananatomischen Praktikum dargestellt.

Alle in der Anatomie Tätigen sind offensichtlich regelmäßig von Grenzwertüberschreitungen betroffen, insbesondere Hochschullehrer, gefolgt von den Studierenden.

Es ist ein ganzes Bündel von Schutzmaßnahmen nötig, um die Exposition im anatomischen Praktikum zu minimieren. Betriebliche Untersuchungen der Unfallversicherungsträger haben erkennen lassen, dass die Wirksamkeit der vorgefundenen technischen Maßnahmen nicht ausreichend war, um die Einhaltung des AGW für Formaldehyd sicherzustellen.

Zu einer Verringerung der Formaldehydexposition im Praktikumsbetrieb tragen Fixiermethoden mit Fixierlösungen mit geringerem Formaldehydgehalt bei bzw. Konservierungs-/Lagerungsmethoden ohne Formaldehyd bei, beispielsweise „trockene“ Lagerung in Foliensäcken.

Bei der Substitution/Teilsubstitution von Formaldehyd ist zu bedenken, dass Fixierflüssigkeiten unter das Biozidrecht fallen und somit eine formale Zulassung aufweisen müssen (in der Produktart 22).

Pathologie

In der Pathologie kommen überwiegend 4 %ige Formaldehydlösungen zum Einsatz, entsprechend 4 g Formaldehyd in 100 g Lösung. Es handelt sich somit um recht hoch konzentrierte Fixierlösungen. Zum Vergleich: In den üblichen Anwendungslösungen zur Flächendesinfektion befinden sich bis zu ca. 0,1 % Formaldehyd und damit 0,1 g/100 g Lösung.

Formaldehydlösungen kommen bei vielen Tätigkeiten in der Pathologie vor, z. B. dem Probeneingang, Probenzuschnitt, Biopsien einkapseln, Probengefäße befüllen, Formaldehydlösung des Entwässerungsautomaten wechseln, Asservate entsorgen. Emissionen sind teilweise unvermeidbar. Sie führen naturgemäß zu einer Belastung der mit den Tätigkeiten betrauten Beschäftigten ( Tabelle 3) und darüber hinaus zu einer Formaldehyd-Grundbelastung der Laborluft und der Verwaltungsbereiche. Die Formaldehyd-Grundbelastung (Median = 0,11 mg/m³, 95-Perzentil = 0,25 mg/m³, Maximalwert = 0,31 mg/m³) liegt in Pathologien mit heutigen Laborstandards unterhalb des Arbeitsplatzgrenzwerts, aber eine Reduzierung auf ein Minimum ist dennoch anzustreben. Die auftretenden Belastungen können aufgrund der Vielfalt der Tätigkeiten sehr unterschiedlich sein. Beim Probeneingang werden die Behälter sortiert und registriert, aber normalerweise nicht geöffnet. Eine über die Grundbelastung hinausgehende Belastung ist hier nur bei beschädigten oder von den Einsendern nicht gut verschlossenen Behältern möglich. Beim Zuschnitt und beim Einkapseln von Biopsien werden die in Formaldehyd eingelegten Präparate aus den Behältern entnommen und zur weiteren Bearbeitung auf einer Arbeitsfläche ausgelegt. Dadurch kann es zu Emissionen aus offenen Behältern und aus den offen vorliegenden Präparaten sowie zu Kontaminationen der Arbeitsflächen kommen. Die emissionsrelevanten Mengen und Oberflächen sind schwer zu schätzen, sie liegen bei hygienischer Arbeitsweise bei wenigen Millilitern und wenigen hundert Quadratzentimetern. Die Dauer dieser Tätigkeiten liegt je nach Arbeitsorganisation zwischen 0,5 und 8 Stunden.

Bei den Tätigkeiten „Asservate entsorgen“, „Probengefäße befüllen“ und „Chemikalien wechseln“ werden häufig mehrere Liter Formaldehydlösung offen gehandhabt. Die Tätigkeiten dauern meistens zwischen 0,5 und 2 Stunden. In der betrieblichen Praxis kommt es vor, dass die Asservate über längere Zeiträume gesammelt und dann entsorgt werden. Dann kann die Asservatenentsorgung bis zu einer Schichtlänge dauern.

Desinfektion

Formaldehyd wird schon seit über 100 Jahren zur Desinfektion im Gesundheitsdienst eingesetzt. Einerseits liegt dies am sehr guten Wirkspektrum, das wesentlich geringere Wirkungslücken beispielsweise gegen Sporen aufweist als andere Wirkstoffe. Zudem ist Formaldehyd flüchtig und bildet somit keinen Schmierfilm auf Böden und anderen Oberflächen, es ist preiswert und biologisch gut abbaubar. Seit einiger Zeit werden auch Substanzen eingesetzt, die in wässeriger Lösung Formaldehyd abspalten. Desinfektionsmittel auf der Basis dieser Formaldehyd-Abspalter besitzen zwar eine geringere Konzentration an freiem Formaldehyd in der Lösung als konventionelle Produkte, allerdings reicht die vorhandene Konzentration immer noch aus, die Beschäftigten dermal und inhalativ zu gefährden.

Flächendesinfektion

Obwohl diverse Länder, unter anderem die Schweiz und Frankreich, den Einsatz von Formaldehyd in der Desinfektion vollständig aufgegeben haben, bestehen viele Hygiene-Experten in Deutschland auf der Verwendung von Formaldehyd zumindest zur Bekämpfung einer akuten Infektionsgefährdung. Dies wird durch die Produktauswahl des Robert-Koch-Instituts für angeordnete Desinfektionen gedeckt: In der so genannten „RKI-Liste“ sind auch heute noch überproportional viele Produkte auf der Basis von Formaldehyd aufgeführt.

Diese Produkte liegen teils als Konzentrate vor, die vor eine Anwendung auf die Anwendungskonzentration verdünnt werden müssen, teils werden sie gebrauchsfertig angeboten. Letztere weisen verständlicherweise etwas geringere Gefährdungen für die Beschäftigten auf. Die präventive Desinfektion kleiner Flächen (kleiner als 2 m²) in einem Raum ist meist ohne eine Überschreitung des Grenzwerts für Formaldehyd durchführbar. Die Desinfektion großer Flächen sowie die Schlussdesinfektion in einem Operationsraum führen regelmäßig zu Luftkonzentrationen, die oberhalb des Grenzwerts liegen.

Es gibt viele Möglichkeiten zur Substitution von Formaldehyd in der Flächendesinfektion. So empfiehlt der Verbund für Angewandte Hygiene (VAH), in der präventiven Desinfektion von Flächen kein Formaldehyd einzusetzen (s. „Weitere Infos“: VAH 2018).

Diverse große Kliniken verzichten zudem schon vollständig auf Formaldehyd und verwenden andere Wirkstoffgruppen, die z. B. in der VAH-Liste vielfältig angegeben werden.

Instrumentendesinfektion

Die soeben für die Flächendesinfektion beschriebene Situation lässt sich grundsätzlich auf die Instrumentendesinfektion übertragen: Auch hier bietet der Markt überwiegend formaldehydfreie Produkte an und von 236 ausgewerteten Instrumentendesinfektionsmitteln enthielten nur noch 12 Produkte Formaldehyd, ausschließlich Konzentrate.

Abgedeckte kleine Becken zur Instrumentenablage stellen keine relevante Luftbelastung dar, wenn sie in einem mit Fenster und Türen belüfteten Raum stehen (Eickmann u. Thullner 2017). Ebenso können Instrumente in Automaten sicher desinfiziert werden, wenn der Dampf aus der Maschine aus dem Arbeitsraum herausgeführt wird und nicht in die Atemluft der Beschäftigten gelangt. Bei der manuellen Instrumentendesinfektion kann die Luftbelastung nicht generell vorhergesagt, sondern muss individuell bestimmt werden. Eine dermale Exposition lässt sich durch die Verwendung von geeigneten Schutzhandschuhen (z. B. aus Nitrilkautschuk) vermeiden.

Besonderheiten der Veterinärmedizin

Desinfektionsmittel zur Behandlung von Oberflächen, die in Tierställen oder Versuchstieranlagen vorkommen, sind in der Liste der geeigneten Produkte der DVG (Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft) aufgeführt. Diese Produkte werden, ganz im Gegensatz zur bevorzugten Scheuer-/Wischdesinfektion in der Humanmedizin, zumeist mit Sprühverfahren ausgebracht. Die Luftbelastung durch die Produkte ist daher erheblich. Eine Analyse der aktuellen DVG-Liste im Auftrag der BGW ergab für den Bereich der Tierhaltung 19 Produkte (von 90 Produkten gesamt), die auf der Basis von Formaldehyd aufgebaut waren. Die potenzielle Belastung der Haut und Atemwege ist bei dieser Arbeitsweise erheblich und man muss mit einer regelmäßigen Überschreitung des Arbeitsplatzgrenzwerts für Formaldehyd rechnen.

Sterilisation

Wenn medizinische Instrumente nicht so stabil sind, dass sie eine thermische Sterilisation bei über T=121 °C schadlos überstehen, werden sie oft mit bioziden Gasen behandelt, etwa mit Ethylenoxid oder Formaldehyd.

Wegen des hohen Gefährdungspotenzials für die Beschäftigten dürfen Ethylenoxid und Formaldehyd zur Gassterilisation nur unter strengen Vorgaben verwendet werden. Die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 513 „Tätigkeiten an Sterilisatoren mit Ethylenoxid und Formaldehyd“ beschreiben die Anforderungen an die einzusetzenden Geräte, die räumlichen Aufstellungsbedingungen und die Qualifikation der eingesetzten Fachkräfte (s. „Weitere Infos“: TRGS 513).

In vollautomatischen und gesicherten Sterilisatoren wird Formaldehyd in geringer Konzentration (beispielsweise 2 Gew.-%) als wässerige Lösung eingesetzt. Das so genannte Niedertemperatur-Dampf-Formaldehyd-Verfahren (NTDF-Verfahren) kann so sicher gestaltet werden, dass auf diverse Schutzmaßnahmen aus der TRGS verzichtet werden kann, wenn die Geräte der Anlage 5 der TRGS 513 entsprechen. Dieses Verfahren wird als VSK bezeichnet: Ein verfahrens- und stoffspezifisches Kriterium nach TRGS 420 stellt sicher, dass die Beschäftigten unter den beschriebenen Rahmenbedingungen nicht durch Formaldehyd-Dämpfe gefährdet werden können (s. „weitere Infos: TRGS 420). Dann ist eine Substitution von Formaldehyd durch ein anderes Sterilisations-Agens nicht notwendig.

Labor

Sofern Chemikalien als Reagenz in Laboratorien eingesetzt werden, unter anderem bei spezifischen Nachweisreaktionen, gestaltet sich eine Substitution oft schwierig. Dies gilt auch für den Einsatz von Formaldehyd.

Chemische oder medizinisch-chemische Laboratorien besitzen allerdings einige Charakteristika, die eine Gefährdung durch den Umgang mit gefährlichen Substanzen relativieren:

• die Tätigkeiten werden von qualifiziertem Fachpersonal ausgeführt,
• es stehen alle notwendigen Schutzeinrichtungen für den sicheren Umgang zur Verfügung und werden bestimmungsgemäß verwendet,
• die Chemikalien werden nur in kleinen, laborspezifischen Mengen eingesetzt.

Unter diesen besonderen Bedingungen hat man sich bei der Formulierung der TRGS 526 „Laboratorien“ darauf geeinigt, die chemischen Expositionen und somit die Gefährdungen in Laboratorien als gering zu bewerten. Eine Substitution von Formaldehyd ist dann nicht notwendig.

Dennoch oder besser gerade zur Sicherstellung der genannten laborspezifischen Rahmenbedingungen sind alle Maßnahmen für einen sicheren Umgang mit Chemikalien im Labor einzuhalten. Man findet sie z. B. in der TRGS 526 „Laboratorien“ (s. „Weitere Infos“) und in den Informationen der DGUV, etwa der Schrift „Sicheres Arbeiten in Laboratorien“ (DGUV-I 213-850, s. „Weitere Infos“).

Interessenkonflikt: Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte vorliegen.

Literatur

Eickmann U., Thullner I.; Tätigkeiten mit Formaldehyd im Gesundheitsdienst. Was sind angemessene Schutzmaßnahmen? Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 67(2017)1, S. 22-31

Thullner I., Stockmann R., Hohenberger L.; Formaldehyd in der vorklinischen medizinischen Ausbildung (Anatomie). Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft 76(2016) Nr. 10 Oktober, S. 219-228

Wegscheider W.; Tätigkeiten in der Pathologie. In: Eickmann U. et al.(Hrsg.), Chemische Gefährdungen im Gesundheitsdienst, ecomed-Verlag, Heidelberg, 2014