DGUV Information 209-028: Auftreten von Dioxinen (PCDD/PCDF) bei der Metallerzeugung und Metallbearbeitung (bisher BGI 722)

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Herausgeber: Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften - VMBG

Vorwort

Mit dem umgangssprachlich verwendeten Trivialnamen “Dioxine” werden polychlorierte Dibenzo-Dioxine (PCDD) und Dibenzo-Furane (PCDF) bezeichnet. Es existieren 75 PCDD und 135 PCDF - je nach Chlorierungsgrad und Anordnung der Chloratome.

Die Toxizität der einzelnen PCDD und PCDF unterscheidet sich erheblich. “Dioxine” werden mit Ausnahme zu Forschungszwecken nicht zielgerichtet hergestellt, sondern entstehen als unerwünschte Nebenreaktion bei vielen thermischen Prozessen. Sie finden sich u. a. im Ruß und der Asche von Heizungsanlagen, in Müllverbrennungsanlagen, bei chemischen Produktionsprozessen und auch bei einigen Verfahren der Metallerzeugung und -bearbeitung. “Dioxine” treten hauptsächlich bei industriellen Prozessen auf, bilden sich jedoch auch bei unvorhergesehenen Ereignissen, z. B. als Schadstoff bei Bränden, und hier insbesondere bei Anwesenheit von chlorhaltigen Materialien.

Betriebsstörungen, die zur Freisetzung von “Dioxinen” führten, zeigten, dass große Unsicherheiten bei der Gefahrenabschätzung bestehen.

Es existiert zwar ein umfangreiches Angebot an Literatur zum Thema “Dioxine”, jedoch nicht immer in allgemein verständlicher Form und nicht immer praxisrelevant.

Von einem Arbeitskreis, bestehend aus Vertretern der Metall-Berufsgenossenschaften sowie des Berufsgenossenschaftlichen Institutes für Arbeitsschutz (BGIA), wurden umfangreiche Untersuchungen und Messungen hinsichtlich der PCDD/PCDF-Belastung in Arbeitsbereichen der Metallerzeugung und -bearbeitung durchgeführt. Hierbei wurden bereits vorhandene Untersuchungen eingebunden und weitere Bereiche, in denen eine PCDD/PCDF-Bildung nicht ausgeschlossen werden konnte, untersucht.

Neben den vorgenannten Untersuchungen wurde im August 2002 ein Kooperationsprogramm “Einstufung und Kennzeichnung von Filterstäuben beim Umgang und Inverkehrbringen in Betrieben der Metallerzeugung” gestartet. Kooperationspartner sind die Verwaltungsgemeinschaft der Maschinenbau- und Metall-Berufsgenossenschaft und der Hütten- und Walzwerks-Berufsgenossenschaft, die Landesanstalt für Arbeitsschutz NRW und das Staatliche Amt für Arbeitsschutz Essen.

Die Untersuchungsergebnisse beider Arbeitskreise finden in der neuen BGI “Dioxine” ihren Niederschlag.

Untersuchungsergebnisse aus folgenden Bereichen werden beschrieben:

• Erzeugung von Roheisen, Stahl und Ferrolegierungen,
• spanende und spanlose Formgebung von Stahl- und Eisenlegierungen,
• Erzeugung und Bearbeitung von Nichteisenmetallen,
• Gießereiindustrie,
• Umgang mit Filterstäuben,
• Schmieden, Pressen und pulvermetallurgische Verfahren,
• Oberflächenveredelung und Wärmebehandlung und
• Schneiden und Schweißen.

Wichtig ist es, die Ergebnisse präventiv nutzbar zu machen. Hier steht die Vermeidung und Verminderung der Entstehung von “Dioxinen” in technischen Prozessen, z. B. durch Substitution von Ausgangsstoffen oder Steuerung der Prozessbedingungen, im Vordergrund. Erfolgreiche Strategien zur Verminderung der Entstehung von PCDD/PCDF werden beschrieben.

Verbleibende Gefährdungen müssen durch geeignete Maßnahmen möglichst gering gehalten werden, wobei die Verfahrensdurchführung im geschlossenen System Vorrang hat.

Tätigkeiten in belasteten Bereichen, z. B. die Durchführung von Reinigungs- und Wartungsarbeiten, lassen sich nicht vermeiden. Durch geeignete Maßnahmen, wie persönliche Schutzausrüstungen, Hygienemaßnahmen und organisatorische Schutzmaßnahmen, lassen sich auch bei diesen Tätigkeiten die Gefährdungen minimieren.

1 Grundlagen

1.1 Stoffliche Eigenschaften

Polychlorierte Dibenzo-Dioxine (PCDD) und polychlorierte Dibenzo-Furane (PCDF), umgangssprachlich als “Dioxine” bezeichnet, sind chlorierte tricyclische aromatische Verbindungen, bei denen zwei Benzolringe über zwei bzw. ein Sauerstoffatom(e) miteinander verbunden sind. Nicht betrachtet werden im Rahmen dieser Informationsschrift die polybromierten Dibenzo-Dioxine und -Dibenzo-Furane, da diese bei Verfahren der Metallerzeugung und -bearbeitung bedeutungslos sind.

Dioxine sind chemisch sehr reaktionsträge, d. h. sie reagieren nicht mit Säuren und Laugen. Es kommt erst bei erhöhter Temperatur zur Reaktion.

Bild 1-1: Molekülstrukturen

Die thermische Stabilität ist sehr hoch. Von kurzwelligem Licht werden Dioxine und Furane abgebaut, indem ein Chloratom abgespalten wird. Es gibt eine Vielzahl verschiedener chlorierter Dibenzo-Dioxine. Spielt man alle Varianten der Chlorsubstituenten durch, stellt man fest, dass es außer dem gut untersuchten hochgiftigen 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo(p)dioxin (TCDD, “Seveso-Dioxin”) 74 andere chlorierte Dioxine gibt. Dazu kommen noch 135 verschiedene chlorierte Dibenzo-Furane, die sich von Dioxinen nur dadurch unterscheiden, dass im mittleren Ring ein Sauerstoffatom weniger vorhanden ist.

1.2 Gesundheitsgefahren

Dioxine (PCDD/PCDF) sind fettlösliche Verbindungen, die insbesondere im Fettgewebe gespeichert und angereichert werden. Nach der Akkumulation im Körperfett verläuft der Abbau sehr langsam. Die Halbwertzeiten sind u. a. abhängig vom Alter und der Masse an...