Motorabgase – noch immer ein großes Arbeitsschutzproblem

Einführung

In der Maschinen- und Motoren-Fachpresse wird seit Jahren über verschiedenen Stufen der Abgasreduzierung bei dieselbetriebenen Maschinen und Fahrzeugen diskutiert. Die Emissionen und der Umweltschutz stehen hier im Vordergrund, Belange des Arbeitsschutzes werden bei diesen Diskussionen fast immer außer Acht gelassen, die krebserzeugende Wirkung von Dieselmotoremissionen wird oft nicht einmal erwähnt, selbst in Arbeitsschutzzeitschriften ist dies zu beobachten (Tintrup 2010; Fiebig et al. 2013).

Im Juni 2012 hat die Internationale Agen-tur für Krebsforschung (IARC), eine Organisation der WHO, Dieselmotoremissionen als krebserzeugend beim Menschen, Kate-gorie 1, eingestuft (s. Info; Teich et al. 2013). Diese Verschärfung gegenüber der früheren IARC-Einstufung in Kategorie 2A hat viele Experten überrascht. Ursache hierfür dürfte eine amerikanische Studie gewesen sein, deren Veröffentlichung von der amerikani-schen Bergbauindustrie lange Zeit verhin-dert worden war (http://www.aerzteblatt.de/nachrichten/49368).

Die Vergiftungsgefahren durch Abgase benzinbetriebener Maschinen und Fahrzeuge wird seit der Einführung von Katalysa-toren für PKW (in Deutschland werden seit 1993 Neufahrzeuge nur noch mit 3-Wege-Katalysator zugelassen) kaum noch wahrgenommen. Nur so lässt sich der sorglose Umgang mit solchen Maschinen ohne Abgasreduzierung erklären, der viele Unfälle, auch tödliche, zur Folge hat.

Gefahrstoffe in Motorabgasen

Die Abgase von Verbrennungsmotoren enthalten zahlreiche Stoffe, darunter Dieselmotoremissionen (DME), Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Bei Dieselmotoren geht die Gefahr vor allem von den krebserzeugenden DME aus. Bei Benzinmotoren ist insbesondere auf das giftige Kohlenmonoxid zu achten.

Tätigkeiten mit Dieselmotoremissionen sind als krebserzeugend eingestuft (TRGS 906, s. Weitere Infos). Einen Grenzwert für Dieselmotoremissionen gibt es nicht. Der frühere TRK-Wert von 0,1 mg/m³ wurde bereits 2005 zurückgezogen. Bei krebserzeugenden Stoffen gilt das Minimierungsgebot (§ 10(4) GefStoffV), was bedeutet, dass die DME-Expositionen, soweit irgend möglich, gesenkt werden müssen. In der TRGS 554 „Abgase von Dieselmotoren“ wird angegeben, dass in Arbeitsbereichen, in denen ausschließlich dieselbetriebene Maschinen mit Partikelfiltern eingesetzt werden, die DME-Konzentrationen unter 0,014 mg/m³ liegt. Dieser Wert wird häufig als "Orientierungswert" im Arbeitsschutz herangezogen.

Die DME-Konzentration wird ermittelt durch coulometrische Bestimmung des elementaren Kohlenstoffs in der alveolengängigen Fraktion. Die Partikelzahl, die vielfach als bestimmender Parameter für Gesundheitsgefahren diskutiert wird, findet bei der Grenzwertdiskussion noch keine Berücksichtigung.

Im Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS), der die Grenzwerte und Einstufungen für den Arbeitsschutz festlegt, sind Werte um 0,05 mg/m³ DME als Akzeptanzgrenze in der Diskussion.

Die im AGS vertretenen Institutionen und Verbände (darunter auch die Gewerkschaften und der Bundesverband der Deutschen Industrie) haben als Akzeptanzgrenze für krebserzeugende Stoffe ein Krebsrisiko von 4 × 10^–5 festgelegt, für eine Übergangszeit bis 2018 4 × 10^–4 (zum Risiko-Akzeptanz-Konzept s. BkGS 910; https://www.baua.de/DE/Angebote/Rechtstexte-und-Technische-Regeln/Regelwerk/TRGS/TRGS.html).

Kohlenmonoxid (CO) verdrängt im Blut den Sauerstoff und wirkt neuro- und embryo-toxisch. Mögliche Spätfolgen einer CO-Exposition sind Sprachstörungen und andere neurologische Symptome. Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von CO liegt bei 35 mg/m³, der biologische Grenzwert (BGW) bei 5 % CO-Hb.

Obwohl CO-Vergiftungen plötzliche Er-eignisse sind, sind sie entsprechend dem Merkblatt "Erkrankungen durch Kohlenmonoxid" (Merkblatt zu BK Nr. 11 der Anl. 1 zur 7. BKVO; Bek. des BMA v. 28. 10. 1963, BArbBl 1963, 282f) wie Berufskrankheiten zu behandeln (s. E § 9 Anm. 13). Sie werden in der Berufskrankheiten-Dokumentation als BK 1201 dokumentiert. Zudem sind CO-Ver-giftungen entsprechend § 16e Chemikaliengesetz dem Bundesinstitut für Risikobewertung (http://www.bfr.bund.de) zu melden. Das BfR dokumentiert in seinen Jahresberichten sowohl Statistiken zu CO-Vergiftun-gen als auch immer wieder einzelne Vergiftungs-Unfälle.

Gefährdungsbeurteilung bei Abgasexpositionen

Zur Beurteilung einer möglichen Belastung von Beschäftigten durch Gefahrstoffe werden im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung die Expositionen ermittelt und auf deren Basis die notwendigen Schutzmaßnahmen festgelegt.

Die Gefahrstoffverordnung verlangt nicht die Messung der jeweiligen Exposition, son-dern ermöglicht das Ermitteln, d. h. das Berechnen oder den Vergleich mit Expositionsdaten an ähnlichen Arbeitsplätzen. Diese Erleichterung der Expositionsermittlung wurde mit der Gefahrstoffverordnung 2010 auch auf CMR- (karzinogene, mutagene und reproduktionstoxische) Stoffe erweitert. Bis zu diesem Zeitpunkt hätten die Expositionen bei CMR-Stoffen, also auch DME, immer durch Messungen ermittelt werden müssen.

In der Regel liegen in den Betrieben, vor allem den KMU, keine Expositionsdaten vor. Hier wird sich an Aussagen der Maschi-nen- und Fahrzeughersteller zur Emission der Motoren orientiert. Die Grenzwerte für Emissionen aus Motoren sind jedoch Bestandteil der Vorschriften für das Inverkehrbringen. Werden Maschinen in Verkehr gebracht, müssen diese Emissionsgrenzwerte eingehalten werden. Emissionsgrenzwerte sollen vor allem bei Dieselmotoren dazu bei-tragen, die Feinstaubbelastungen der Luft zu reduzieren und eine Verbesserung der Luftqualität zu erzielen. Zwar wurde mit den Absenkungen der Emissionsgrenzwerte für Partikel in den letzten Jahren durchaus auch eine DME-Reduktion am Arbeitsplatz erzielt. Zur Beurteilung der Gefährdung der Beschäftigten muss aber in jedem Fall die Exposition am Arbeitsplatz selbst ermittelt werden.

In Hallen (u. a. Baustellen, Salzlager der Kommunen etc.), Tunneln und anderen ganz oder teilweise geschlossenen Arbeitsbereichen sind Ermittlungen der DME-Konzentrationen nicht notwendig. Gemäß TRGS 554 (Felten u. Sinner 2009) dürfen hier diesel-betriebene Fahrzeuge und Maschinen nur mit Dieselpartikelfilter eingesetzt werden (hiervon ausgenommen sind straßenzugelassene Fahrzeuge unter 3,5 Tonnen mit Euro-5-Motoren).

Im Freien kann es unter ungünstigen Lüftungsbedingungen auch mit modernsten und damit abgasärmsten Motoren (die somit die strengsten Emissionsgrenzwerte einhalten) zu hohen Belastungen der Beschäftigten kommen. Andererseits können die Abgase einer Maschine oder eines Fahrzeuges aufgrund seiner Bewegungen so ver-dünnt werden, dass keine Gefährdung besteht. Selbst bei z. B. einer Baumaschine mit einem zwanzig Jahre alten Motor mit entsprechend großem Schadstoffausstoß.

Ob mit den zukünftig geltenden Emissionsklassen (Euro 6 für straßenzugelassene Fahrzeuge bzw. Stufe IV für Baumaschinen), die nur noch durch den Einbau eines Diesel-partikelfilters erreicht werden, das Arbeits-schutzproblem gelöst sein wird, muss sich erst noch herausstellen. Ohnehin von den Emissionsvorschriften ausgenommen sind dieselbetriebene Baumaschinen mit einer Leistung von unter 19 kW; diese Maschinen wurden und werden ohne Abgasreinigungs-systeme auf den Markt gebracht.

Abgasexpositionen

Die Berufsgenossenschaften der Bauwirtschaft (BG BAU) haben eine Vielzahl von Messungen der Belastungen der Beschäftigten durch Motorabgase durchgeführt und veröffentlicht. Bereits 2004 hat die ehemalige Bau-Berufsgenossenschaft Frankfurt enorme CO-Belastungen bei Arbeiten mit Glättmaschinen beschrieben (Rühl 2004; Abert u. Rühl 2005), die ehemalige Tiefbau-Berufsgenossenschaft bei Arbeiten mit Stampfern und Rüttelplatten (Zoubeck et al. 2009).

Bei Glättarbeiten werden benzinbetriebene Maschinen eingesetzt, hier liegen CO-Belastungen von 175 mg/m³ vor (Expositions-beschreibung „Einsatz von Flügelglättern“, 2013, s. "Weitere Infos"), bei Verdichtungsarbeiten im Graben sogar 214 mg/m³, das Sechsfache des AGW (Expositionsbeschreibung „Emissionen von Stampfern und Rüt-telplatten“, 2013, s. "Weitere Infos"). Werden Katalysatoren eingesetzt, wird der AGW ein-gehalten. Allerdings sollte der Katalysator nicht so glühen wie in  Abb. 1.

Die Messungen beim Einsatz von Rüttelplatten und Stampfern zeigen auch, dass eine Lüftung im Graben die Abgase besser verteilt, eine deutliche Verringerung der Belastung der Bediener ist nicht zu beobachten. Die Daten hierzu sind seit vielen Jahren be-kannt. CO-Atemschutzfilter haben eine sehr kurze Standzeit, sind meist nur als Kombinationsfilter mit einem entsprechend hohen Atemwiderstand verfügbar und somit sehr teuer. Dies bedeutet aber faktisch, dass benzinbetriebene Stampfer und Rüttelplatten in mehr als schultertiefen Gräben nicht eingesetzt werden dürfen (Leisering 2012).

Vergiftungsunfälle werden jedoch nicht nur bei Glätt- oder Verdichtungsarbeiten beobachtet, auch benzinbetriebene Fugenschneider, Trennschleifer (Beispiel 1) oder Stromaggregate können zu extremen CO-Belastungen der Beschäftigten führen. Im März 2013 führte eine CO-Vergiftung durch eine Rüttelplatte zum Tode (Beispiel 2), im Juni 2013 starben zwei Beschäftigte durch CO aus einem Hydraulikaggregat. Im September 2013 starb ein Mann beim Schneiden eines Lochs in einen Kellerboden durch CO aus einer benzinbetriebenen Flex.

Diese Unfälle machen die Gefährdung deutlich, die auch bei dieselbetriebenen Ma-schinen vorliegt. Während eine CO-Belastung sofort zu einer Vergiftung führt, wird die DME-Belastung weniger ernst genommen, denn es besteht keine akute, sondern eine chronische Gefährdung. In mehr als schultertiefen Gräben liegen DME-Expositionen von 1,5 mg/m³ (also 15fach höher als der zurückgezogene TRK-Wert) vor, mit Spitzen bis 3,5 mg/m³ ( Abb. 2 und  Abb. 3). Die Neueinstufung von DME durch die IARC (Teich et al. 2013) und die im AGS diskutierten Akzeptanzgrenzen machen deutlich, wie ernst diese enormen DME-Belastungen genommen werden müssen (bei 1,5 mg/m³ DME liegt das Krebsrisiko bei 3 × 10^–2).

Stampfer und Rüttelplatten werden kei-neswegs nur von Baufirmen eingesetzt. Sie werden auch im Garten- und Landschaftsbau verwendet, jeder Bauhof einer Kommune verfügt über solche Maschinen, und sie wer-den in Baumärkten an Jedermann verkauft und vermietet (ohne Abgasreinigung).

Einerseits weisen die Hersteller dieser Maschinen und Fahrzeuge in ihren Informa-tionen darauf hin, dass die "Grenzwerte" eingehalten werden. Gemeint sind hier je-doch die Emissionsgrenzwerte; Käufer und Verwender dieser Fahrzeuge und Maschinen sind daher auch regelmäßig überrascht, wenn Arbeitsschutzbehörden die Expositionen beanstanden (Beispiel 3). Zudem ist meist nicht bekannt, dass Maschinen mit einer Leistung

Andererseits wird in den Betriebsanleitungen darauf hingewiesen, dass diese dieselbetriebenen Maschinen wegen der töd-lichen Gefahr einer CO-Belastung nur im Freien betrieben werden dürfen.

Die Messungen der BG BAU beim Einsatz von Betontransportfahrzeugen mit Euro-5-Motoren in Tunneln und Hallen haben aller-dings auch gezeigt, dass hier die DME-Belastungen unterhalb des im AGS diskutierten Grenzwertes von 0,05 mg/m³ liegen. Daher wird von der BG BAU der Einsatz von straßenzugelassenen Baufahrzeugen über 3,5 Tonnen mit Euro-5-Motoren in Tunneln und Hallen ohne Dieselpartikelfilter nicht beanstandet, obwohl dies im Widerspruch zu den Aussagen der TRGS 554 steht.

Maschinen und Fahrzeuge in Hallen

Beim Einsatz dieselbetriebener Baumaschinen und Fahrzeuge in Hallen hat der Ausschuss für Gefahrstoffe mit der TRGS 554 “Abgase von Dieselmotoren“ den Betrie-ben die Gefährdungsbeurteilung erleichtert. Messungen sind nicht notwendig, hier dürfen dieselbetriebene Maschinen und Fahrzeuge ohne Dieselpartikelfilter (DPF) nicht eingesetzt werden (Ziegler u. Rathmann 2011). Dies gilt auch für Arbeiten in Tunneln.

Vielen Elektro-, Heizungs-, Bau-, Transport- und anderen Firmen sowie Vermietern und Herstellern von Baumaschinen und Fahrzeugen ist dies nicht klar. Denn sonst wären Situationen wie in Beispiel 4 beschrie-ben die Ausnahme und nicht die Regel.

Die dann aus lauter Hilflosigkeit zu be-obachtenden Reaktionen („Hier ist ja noch eine Seite der Halle offen“) offenbaren das Dilemma. Die Frage ist nicht, ab wann eine Halle offen oder geschlossen ist, sondern wie hoch ist die DME-Belastung der Beschäftigten? Messungen zeigen, dass die DME-Belastung zu hoch ist, sobald ein Dach vorhanden ist, selbst wenn drei Seiten einer Halle offen sind.

Die in Einzelfällen zu beobachtenden Lösungen (Aldinger u. Ziegler 2013) sind meist auf die Hartnäckigkeit von Aufsichtsgremien zurückzuführen ( Abb. 4). Sie sind einerseits Beleg dafür, dass vieles technisch möglich ist. Andererseits machen sie aber auch deutlich, dass so keine generellen Lösungen aussehen können ( Abb. 5). Diese müssen die Hersteller liefern.

Diese Probleme sind keineswegs "baustellentypisch". Radlader in Salzlagern von Kommunen, Fahrzeuge unter Dächern beispielsweise auf Flughäfen oder Abgase in Feuerwehrhallen sind nur einige Beispiele, die nicht die Bauwirtschaft betreffen.

Fazit

Die immer schärferen Abgasvorschriften für Verbrennungsmotoren haben dazu beigetragen, dass die Belastung der Beschäftigten durch Motorabgase in den letzten Jahrzehn-ten gesunken ist. Sie sind aber keine Gewährdafür, dass die Beschäftigten, insbesondere in ganz oder teilweise geschlossenen Arbeits-bereichen, ausreichend geschützt sind. Die Belastungen am Arbeitsplatz sind die Basis für eine Gefährdungsbeurteilung, nicht die Emissionsgrenzwerte.

Die Belastungen durch Dieselmotoremis-sionen und Kohlemonoxid sind in Hallen, Räumen und Gräben viel zu hoch. Die Hersteller müssen den Firmen Lösungen für den Einsatz ihrer Maschinen in schlechten Lüftungssituationen anbieten. Die neue Ein-stufung von Dieselmotoremissionen durch die IARC soll nicht dramatisiert werden, es sind aber Reaktionen der Maschinenhersteller notwendig, um die Belastungen der Beschäftigten zu verringern. 

Literatur

Abert B, Rühl R: Gefahren beim Estrichglätten wirk-sam vermeiden. Baugewerbe 2005; 23/24: 29–30.

Aldinger M, Ziegler C: Stuttgart 21 – Dieselpartikel-filter für alle Maschinen und Geräte auf den Bau-stellen. BauPortal 2013; 5: 32–34.

Felten C, Sinner K-E: Abgase von Dieselmotoren – Die neue TRGS 554. Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft 2009; 69: 7–12.

Fiebig M, Wiartalla A, Kolbeck A, Kiesow S: Wechselwirkungen zwischen Dieselmotortechnik und -emissionen mit dem Schwerpunkt auf Partikeln. Zbl Arbeitsmed 2013; 63: 4–22.

Leisering H: Motorabgase beim Einsatz von handgeführten Rüttelplatten und Stampfern in Gräben. BauPortal 2012; 11: 23–27.

Rühl R: CO-Emissionen durch Maschinen in Innenräumen. sicher ist sicher 2004; 4: 182–185.

Technische Regeln für Gefahrstoffe: Abgase von Dieselmotoremissionen (TRGS 554). Ausg. 10/2008. GMBl 2008; 56–58: 1179–1212, berichtigt: GMBl 2009; 28: 604–605.

Technische Regeln für Gefahrstoffe: Verzeichnis krebserzeugender Tätigkeiten oder Verfahren (TRGS 906). Ausg. 7/2005. BArbBl 2005; 7: 79–80; zuletzt geändert und ergänzt GMBl 2007; 3.

Teich E, Rühl R, Blome H: IARC stuft Dieselmotor-emissionen neu ein. BauPortal 2013; 1: 21–22.

Tintrup F: Positionspapier zur Einführung der Abgasnorm TIER4 (Dieselmotore in mobilen Arbeitsmaschinen) Petition zur Richtlinie 97/68/EG an das Europäische Parlament. BauPortal 2010; 11: 654–655.

Ziegler C, Rathmann K: Abgase von Dieselmotoren – Hinweise zur Umsetzung der TRGS 554. BauPortal 2011; 4: 16–18.

Zoubek G, Berges M, Goebel A: Belastung durch Motorabgase beim Einsatz handgeführter Ver-dichtungsgeräte in Gräben. BauPortal 2009; 9: 518–525.