Fachbeitrag  Gefahrstoffe  

Abgase von Dieselmotoren

Dieselbetriebene Maschinen oder Fahrzeuge werden an vielen Arbeitsplätzen eingesetzt. Doch die Abgase sind schädlich für die Gesundheit. Die Emmission sollte weitestgehend reduziert werden.


An zahlreichen Arbeitsplätzen werden Dieselaggregate eingesetzt. Man findet Dieselmotoren überall in LKWs, Radladern und Flurförderzeugen und in vielen Arbeitsbereichen in Hallen. Die unbestrittenen Vorteile des Dieselmotors sind seine zuverlässige Technik, seine Robustheit, die Durchzugskraft im unteren Drehzahlbereich und der relativ geringe Kraftstoffverbrauch.

In den 80er Jahren wiesen Wissenschaftler in Tierversuchen nach, dass insbesondere Dieselmotoremissionen (DME, also die Partikelfraktion im Abgas) Krebs erzeugen können. Das führte zur Aufnahme von DME in den Abschnitt III der TRGS 900 »MAK-Werte-Liste« (»im Tierversuch eindeutig krebserzeugend unter Bedingungen, die der Exponierung des Menschen am Arbeitsplatz vergleichbar sind«).

Heute gelten gemäß TRGS 906 Tätigkeiten oder Verfahren, bei denen Beschäftigte in Bereichen mit Freisetzung von DME arbeiten, als krebserzeugend Kategorie K2 (»als krebserzeugend für den Menschen anzusehen, es bestehen hinreichende Anhaltspunkte zur Annahme, dass Expositionen gegenüber DME Krebs erzeugen kann«).

TRGS 906 »Verzeichnis krebserzeugender Tätigkeiten oder Verfahren nach § 3 Abs. 2 Nr. 3 der Gefahrstoffverordnung«

u.a. ...
... Tätigkeiten oder Verfahren, bei denen Beschäftigte in Bereichen arbeiten, in denen Dieselmotoremissionen freigesetzt werden ...
s. auch TRGS 554
Das Technische Regelwerk zum Arbeitsschutz bei Dieselmotorabgasen

Zum 01.01.2005 wurde die Gefahrstoffverordnung neu gefasst und alle Technischen Richtkonzentrationen (TRK) und technisch basierte Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK) aus der TRGS 900 »Arbeitsplatzgrenzwerte« eliminiert. Für alle Gefahrstoffe ohne Arbeitsplatzgrenzwert (AGW), also auch für DME in den Abgasen der Dieselmotoren, gilt, dass die Belastungen am Arbeitsplatz soweit wie irgend möglich zu minimieren sind (»Minimierungsgebot«), wobei die überall anzutreffenden Hintergrundbelastungen und der jeweilige Stand der Technik zu berücksichtigen sind.

Die Technische Regel 554 »Abgase von Dieselmotoren« (Ausgabe Oktober 2008) beschreibt nun den Stand der Technik für Schutzmaßnahmen gegenüber Abgaskomponenten von Dieselmotoren einschließlich der krebserzeugenden Partikelfraktion (Dieselmotoremissionen, DME) in allen relevanten Arbeitsbereichen. Ein zentraler Punkt ist die Gefährdungsbeurteilung und die daraus abzuleitenden Maßnahmen einschließlich Atemschutz vor dem Hintergrund, dass es derzeit keinen arbeitsmedizinisch toxikologisch begründeten publizierten Grenzwert für krebserzeugende DME im Abgas gibt. Des Weiteren werden die Auswirkungen neuer technischer Entwicklungen der Abgasnachbehandlung und der Einsatz von biogenen alternativen Kraftstoffen für den Arbeitsschutz behandelt. In den umfangreichen Anlagen zur TRGS 554 findet der Anwender praktische Verfahrensweisen zur Minimierung der Gefährdung durch Abgase von Dieselmotoren wie Wartungskonzepte, Berechnungsverfahren für Partikel-Konzentrationen in der Luft und der Ausgestaltung von Arbeitsbereichen. Für ausgewählte Arbeitsbereiche werden für die Zeit von 1994-2000 und von 2001-2007 repräsentative Messergebnisse zum Vergleich angegeben.

Motortechnik und Euronormen

Turbolader, Intercooler, Common Rail, Direkteinspritzung charakterisieren als Schlagworte rasante Entwicklung bei den Dieselmotoren in den letzten Jahren. Die neuen Motoren sind leistungsfähiger, drehfreudiger und vor allem: Die Abgase sind enthalten erheblich weniger Rußpartikel! Die neue Motortechnik führt zu einer besseren Verbrennung des Kraftstoffes, was eine Verringerung der Schadstoffe im Abgas bewirkt. Parallel dazu entwickeln sich auch die Abgasnachbehandlungssysteme: Dieselpartikelfilter, Oxi-Katalysatoren, elektronische Steuerung, automatische Filterreinigung verbessern ebenfalls die Abgaswerte seit 1990 drastisch. Sie stehen inzwischen für die meisten Motorgrößen und Einsatzfälle zur Verfügung. Der Erfolg: Unter dem Druck der Abgasnormen für Dieselfahrzeuge hat sich der Anteil krebserzeugender Partikel im Abgas seit 1990 erheblich verringert. Parallel dazu ist jedoch ein - wenn auch geringer - relativer Anstieg anderer Abgaskomponenten wie Stickoxide zu bemerken. Viele alte Fahrzeuge sind allerdings wegen ihrer Langlebigkeit auch heute noch im Einsatz. Hier ist es daher besonders wichtig, die Schutzmaßnahmen am Arbeitsplatz effizient zu gestalten, denn wie gesagt: Die Partikelfraktion von Dieselmotoremissionen ist als krebserzeugend beim Menschen eingestuft.

Info: Abgas-Normen

Die zulässigen Abgas-Emissionen von Lkw sind in der EU-Richtlinie 1999/96/EG festgelegt. Die Grenzwerte sind in der Einheit "g/kWh" (Gramm Emission je Kilowattstunde Motorarbeit) festgelegt und werden durch spezielle Messverfahren ermittelt. Die einzuhaltenden Abgas-Werte werden allgemein als "Euro-Norm" bezeichnet, wobei inzwischen Stufen von 0 bis VI (sechs) definiert sind. Einer der größten Sprünge fand beim Wechsel von Euro III nach Euro IV (Fahrzeugzulassungen ab 2006) statt, als die zulässige Partikelmasse von 0,10 auf 0,02 g/kWh gesenkt wurde. Für diesen Messwert ist die nächste Senkung 2014 mit der Stufe Euro VI auf 0,01 g/kWh vorgesehen.

























Quelle: Richtlinie 1999/96/EG; UBA

Die TRGS 554 heißt »Abgase von Dieselmotoren« Grund dafür ist, dass die Situation am Arbeitsplatz durch die hohe Variationsbreite der emittierten Abgas-Bestandteile in Abhängigkeit vom eingesetzten Motortyp, vom Kraftstoff und insbesondere von der Betriebsweise (Lastzustand, Wartungszustand, Fahrverhalten u. a.) bestimmt wird. Dementsprechend müssen alle dadurch entstehenden Gesundheitsgefahren bei der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden. Für die kanzerogene Wirkung der Abgase von Dieselmotoren ist der Partikelanteil entscheidend. Wesentliche gasförmige Bestandteile sind z. B. Stickoxide und Kohlenstoffoxide.

Als Dieselmotoremissionen (DME) im Sinne der TRGS gilt aber nach wie vor der elementare Kohlenstoff aus dem Partikelanteil des gesamten Abgasgemisches eines Dieselmotors.

Bei Gefährdungsbeurteilung und Schutzmaßnahmen ist aber das Augenmerk immer auf die Reduzierung aller Abgas-Bestandteile in Arbeitsbereichen zu richten Diesem Umstand trägt die neue Version der TRGS Rechnung.

Mit dem Stand der Technik korrespondieren die aktuellen Messwerte von DME (Tabelle gemäß Anlage 5 zur TRGS 554). Die Werte können für die Beurteilung der eigenen Arbeitsbereiche im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung zum Vergleich herangezogen werden, solange kein Grenzwert veröffentlicht ist.

Der Aufbau der TRGS 554

Die Regel ist modular aufgebaut. So besteht der Hauptteil aus vier Abschnitten mit wichtigen allgemeingültigen Regelungen und Schutzmaßnahmen. Alle speziellen Dinge sind in den branchen- und tätigkeitsspezifischen Anlagen 1-7 zu finden.

Hauptteil der TRGS 554

Der Anwendungsbereich (Abschnitt 1 der TRGS 554) ist umfassend definiert.

Die TRGS gilt für alle Tätigkeiten in Arbeitsbereichen, in denen Abgase von Dieselmotoren auftreten können. Sie gilt auch, wenn alternative Kraftstoffe wie z.B. Biodiesel zum Einsatz kommen.

Im Abschnitt 2 »Begriffsbestimmungen und Erläuterungen« werden insbesondere die Begriffe »Abgase«, »Arbeitsbereich«, »Dieselpartikelfilter« und »Abgasnachbehandlungssystem« definiert und erläutert. Wesentlich ist, dass Abgasnachbehandlungssysteme nach dem Stand der Technik aus der Hauptkomponente »Dieselpartikelfilter« und weiteren Komponenten zur Gewährleistung einer optimalen Abgasreinigung bestehen.

Ein Novum ist der Abschnitt 3 »Informationsgewinnung und Gefährdungsbeurteilung«. Neben Hinweisen zur Vorbereitung und Durchführung der Gefährdungsbeurteilung sind Ausführungen zu

  • Einstufung und Kennzeichnung,
  • Gefahrstoffverzeichnis,
  • Messen und Berechnen von DME-Konzentrationen,
  • Expositionssituation in Arbeitsbereichen und
  • Hintergrundbelastung in urbanen Bereichen

enthalten.

Im Abschnitt 4 »Schutzmaßnahmen« werden allgemeine Schutzmaßnahmen wie z.B. Einsatzbeschränkungen für Dieselmotoren oder Minderung von DME in Arbeitsbereichen genannt; hinsichtlich Abgrenzung und Kennzeichnung von Gefahrenbereichen (DME sind nach wie vor ein krebserzeugender Gefahrstoff!) wird die Möglichkeit eingeräumt, eine entsprechende Bezeichnung auch in der Betriebsanweisung vorzunehmen. Des Weiteren sind technische Schutzmaßnahmen (untergliedert nach Dieselmotoren, Abgasnachbehandlung, Kraftstoff, Wartungskonzept und Abgasabsaugungen/raumlufttechnische Anlagen) und organisatorische Schutzmaßnahmen (untergliedert nach Betriebsanweisung und Unterweisung, Betrieb von Dieselmotoren, Maßnahmen in Arbeitsbereichen) beschrieben.

Anlagen der TRGS 554

Zusätzlich zum bewusst allgemein gehaltenen Hauptteil der TRGS 554 kommen die detaillierten Anlagen 1-5. Dabei ist die Anlage 4 »Spezielle Arbeitsbereiche und Tätigkeiten« wiederum in sieben Unterabschnitte aufgeteilt. Diese bilden mit ihren zahlreichen Hinweisen den eigentlichen Kern für den Praktiker im Arbeitsschutz.

Gefährdungsbeurteilung beim Einsatz von Dieselmotoren

Ziel der Gefährdungsbeurteilung ist es, tätigkeitsbedingte Gesundheitsgefahren für die Mitarbeiter weitestgehend zu minimieren. Der Weg dorthin führt über die tätigkeitsbezogene Ermittlung aller Gefährdungen zu Maßnahmen, deren Einhaltung dann regelmäßig überwacht wird. Natürlich muss auch geprüft werden, ob dieselbetriebene Maschinen z.B. durch geeignete Elektrogeräte ersetzt werden können.

Der Abschnitt 3 der TRGS gibt Hinweise, wie die Gefährdungen durch Abgase von Dieselmotoren zu ermitteln sind und welche Schutzmaßnahmen man in Betracht ziehen muss.

So wird zur Erfassung der betrieblichen Arbeitsbereiche mit DME das oben bereits erwähnte Formblatt zur Verfügung gestellt und es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass neben dem wichtigsten Gefährdungsparameter DME auch Abgaskomponenten wie z.B. NOx, CO2 und CO, aber auch Kohlenwasserstoffe oder Stoffe, die durch Abgasnachbehandlung entstehen können (z.B. Ammoniak, Lachgas) zu berücksichtigen sind.

Wenn im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung DME-Konzentrationen in Arbeitsbereichen ermittelt werden müssen, ist ein bestimmtes in der TRGS genanntes Messverfahren anzuwenden. Alternativ wird für Arbeitsbereiche mit definierten Randbedingungen (z.B. Hallen mit Einsatz von Dieselstaplern, Bergbau unter Tage) auf Berechnungsverfahren hingewiesen, die dann in Anlage 4 der TRGS 554 ausführlich dargestellt sind.

Allgemeine Maßnahmen zur Minimierung von Abgasen von Dieselmotoren

Ziel der in der TRGS 554 beschriebenen Maßnahmen ist, die Konzentrationen von DME und der übrigen Abgaskomponenten insbesondere in geschlossenen Arbeitsbereichen nach dem Stand der Technik so gering wie möglich zu halten und somit das Erkrankungsrisiko für die Mitarbeiter durch die Einwirkung dieser Komponenten zu minimieren.

Belohnt wird der Einsatz von EURO-5-Motoren. So kann beim Einsatz von Fahrzeugen zur Personen- oder Güterbeförderung mit einer zulässigen Gesamtmasse bis zu 3,5 Tonnen in Arbeitsbereichen auf zusätzliche Maßnahmen zur Abgasnachbehandlung verzichtet werden.

Auch bei Arbeitsbereichen im Freien sind Maßnahmen erforderlich, falls die normalerweise sehr gut funktionierende natürliche Lüftung behindert ist (z.B. Inversionswetterlage, ungünstig umbauter Bereich, Tätigkeit direkt im Bereich der Abgasfahne).

Technische Maßnahmen

Technische Maßnahmen zielen vorwiegend auf die Dieselfahrzeuge, die in geschlossenen Arbeitsbereichen eingesetzt werden.

Die TRGS 554 beschreibt, wie durch geeignete Maßnahmen dem Minimierungsgebot der krebserzeugenden Dieselmotoremissionen nachzukommen ist. So können DME-Konzentrationen z.B. mit dem Einsatz von aufsteckbaren Dieselpartikelfiltern weiter reduziert werden. Daneben ist die Liste der möglichen Maßnahmen vielfältig:

  • Ersatzbeschaffung, d.h. verschlissene Altfahrzeuge müssen wenn möglich durch neue Fahrzeuge ganz ohne Dieselmotor (z.B. Elektrostapler) oder mit modernem Dieselmotor und Abgasnachbehandlungssystem ersetzt werden
  • Nachrüstung von Altfahrzeugen mit Dieselpartikelfilter
  • Motoren nur mit Abgasnachbehandlung verwenden (Abgasnachbehandlung geht über das bloße Filtrieren von Partikeln hinaus)
  • Einsatz von Aufsteck-Partikelfiltern (diese werden inzwischen praktisch für alle Fahrzeugarten und Auspuff-Formen angeboten)
  • Regelmäßige und fachgerechte Wartung der Motoren und Abgasnachbehandlungsanlagen

Organisatorische Maßnahmen

Organisatorische Maßnahmen haben - messtechnisch nachgewiesen - einen deutlichen Effekt, wenn es um die Verringerung der Abgase von Dieselmotoren in Arbeitsbereichen geht. Sie sind in der Regel kurzfristig und meist ohne großen finanziellen Aufwand realisierbar. Allerdings bedürfen organisatorische Maßnahmen eines hohen Aufwandes an Disziplin und Betriebsorganisation um einen andauernden Effekt zu erzielen.

  • Betriebliche Festlegungen zu einer gemäßigten Fahrweise ohne unnötige Rangierfahrten
  • Verbote, z.B. des unnötigen Laufenlassens und des Warmlaufens von Motoren oder des Aufpumpens von Druckluftbehältern in Hallen
  • Entladung von LKW ohne Einfahrt in Hallen
  • Einsatz von Dieselfahrzeugen nur im unbedingt notwendigen Umfang
  • Optimale Lüftung durch Offenhalten von Toren, Ladeöffnungen, Dachfenstern
  • Räumliche Trennung von benachbarten Arbeitsbereichen
  • Unterweisung der Beschäftigten anhand einer Betriebsanweisung über entsprechende Verhaltensweisen

Der Einsatz von Lüftungstechnik ist immer dann angezeigt, wenn es durch technische und organisatorische und Maßnahmen nicht gelingt, die DME-Konzentrationen hinreichend zu minimieren. Die Absaugung der Abgase unmittelbar am Auspuff ist optimal, lässt sich aber häufig nicht realisieren. Eine wirksame Raumlüftung bedarf in der Regel eines hohen technischen und energetischen Aufwandes. Lüftungsanlagen müssen nach Vorgaben des Herstellers regelmäßig geprüft und gewartet werden.

Persönliche Schutzausrüstung/Atemschutz und Arbeitsmedizinische Vorsorge

Grundvorgabe auch für die Regelungen zur persönlichen Schutzausrüstung ist bei der TRGS 554 einerseits, dass das Schutzniveau der alten Version für die Beschäftigten nicht unterschritten werden darf, auch wenn bisher noch kein arbeitsmedizinisch-toxikologisch begründeter Grenzwert (Arbeitsplatzgrenzwert AGW) wie früher die ehemalige Technische Richtkonzentration von 0,1 mg/m³ elementarer Rußkohlenstoff vorliegt.

Andererseits benötigt man bis zur Festlegung eines AGW auch ein Abschneidekriterium nach unten, also eine Konzentration, unter der man in der Regel keinen Atemschutz benötigt. Diese muss sich dann z.B. an der ubiquitären, im Freien mehr oder weniger überall anzutreffenden Belastung orientieren.

Das führte zur jetzigen Festlegung (bis zur Aufstellung eines AGW), dass bei DME-Konzentrationen am Arbeitsplatz (Partikel) > 0,1 mg/m³ entsprechend der tätigkeitsbezogenen Gefährdungsbeurteilung Atemschutz getragen werden soll. Darüber hinaus soll bei Konzentrationen > 0,02 mg/m³ (entspricht darunter in etwa normaler Stadtluft) den Beschäftigten auf Wunsch Atemschutz zur Verfügung gestellt werden. Darunter braucht nichts zu passieren.

Das Tragen von Atemschutz zum Schutz vor DME und anderen Abgasen aus Dieselmotoren darf grundsätzlich keine ständige Maßnahme sein.Darüber hinaus ist klare Absicht sowohl der Gefahrstoffverordnung als auch der TRGS 554, dass Beschäftigte arbeitsmedizinisch-toxikologisch zu beraten sind, falls die Tätigkeit mit Gesundheitsrisiken verbunden ist.

Das gilt auch für Mitarbeiter, die Abgasen von Dieselmotoren ausgesetzt sind, und ist dementsprechend im Abschnitt 4.3.1 (2) der TRGS 554 verankert. Außerdem muss diesen Mitarbeiter arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen nach der ArbMedVV angeboten werden.

Das eigentliche Werkzeug für den Praktiker: Die Anlagen 1- 5 der TRGS 554

Die Anlagen der neuen TRGS 554 bilden das Kernstück für den praktischen Anwender. Zahlreiche Arbeitsbereiche und Tätigkeiten sind beispielhaft aufgeführt. Daneben werden Mess- und Berechnungsverfahren für DME am Arbeitsplatz erläutert, die die Grundlage einer adäquaten Gefährdungsbeurteilung bilden: Viele neue und einige bewährte Inhalte der bisherigen TRGS 554 wurden unter Berücksichtigung des aktuellen Standes der Technik integriert.

Anlage 1Verzeichnis betrieblicher Arbeitsbereiche mit Abgasen von
Dieselmotoren
Anlage 2Betriebsanweisung
Anlage 3Wartungskonzept, Abgasmessung
Anlage 4Spezielle Arbeitsbereiche und Tätigkeiten
  1. Betrieb von Flurförderzeugen Betrieb von Flurförderzeugen
  2. Untertägige Arbeitsbereiche Untertägige Arbeitsbereiche
  3. Ladehallen, Laderampen, Ladestellen, Abkippstellen
  4. Werkstätten (Instandsetzungsbereiche, Wartungsbereiche, Prüfbereiche)
    Prüfstellen von Überwachungsorganisationen
  5. Abstellbereiche
  6. Fahrerkabinen mit Frischluftversorgung
  7. Abgasuntersuchungen
Anlage 5DME-Konzentrationen - Messergebnisse für Arbeitsbereiche

Quelle/Text: Dr. Christian Felten
Foto: © industrieblick - Fotolia.com

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