Validierung und Weiterentwicklung eines Modells zur Abschätzung von Schweißrauchexpositionen

Projekt-Nr. IFA 3126

Status:

abgeschlossen 01/2013

Zielsetzung:

Schweißrauchkonzentrationen in der Luft an Arbeitsplätzen - und damit Rauchbelastungen von Schweißern - werden üblicherweise durch Messung bestimmt. Das Institut für Prävention und Arbeitsmedizin (IPA) hat ein Modell zur rechnerischen Abschätzung von Schweißrauchexpositionen entwickelt, das auf Ergebnissen der WELDOX-Studie (Projekt IPA-50 "Metallbelastungen bei Schweißverfahren und deren gesundheitliche Auswirkungen - ein interdisziplinärer Beitrag zur Aufstellung gesundheitsbasierter Grenzwerte für krebserzeugende Metalle WELDOX") basiert. Im Rahmen dieser Studie waren Schweißrauchmessungen an Arbeitsplätzen im Schiff-, Maschinen-, Anlagen- und Werkzeugbau durchgeführt worden. Anhand der Messdaten wurde deutlich, dass die Exposition von Schweißern im Wesentlichen durch die Emissionsrate des Verfahrens, die Inhaltsstoffe im Rauch, die Art der Schweißelektrode (Massivdraht/Fülldraht), den räumliche Bedingungen am Arbeitsplatz sowie der Effektivität lüftungstechnischer Maßnahmen (Schweißrauchabsaugeinrichtungen) bestimmt wird. Für diese Parameter konnten mit Methoden der Statistik mathematische Größen (Intercept und Exp(ß)-Werte) abgeleitet werden, die den Einfluss der Parameter auf die Exposition wiedergeben. Durch Verknüpfen dieser Größen erfolgte die Modellierung. Das Modell gilt somit für die in der Studie betrachteten Schweißverfahren und Arbeitsbedingungen. Schweißen findet jedoch auch in vielen anderen industriellen Branchen sowie im Handwerk Anwendung. Damit ergeben sich folgende Fragen: Ist das Modell auch auf andere Branchen anwendbar? Sind Korrekturen an dem Modell notwendig, damit dies erreicht wird? Müssen weitere Einflussgrößen berücksichtigt werden, um die Genauigkeit des Modells zu steigern? Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Klärung der zuvor genannten Fragen, und damit die Validierung und Weiterentwicklung des Expositionsmodells.

Aktivitäten/Methoden:

Zur Klärung der oben genannten Fragen wurde ein Arbeitskreis unter Federführung des Instituts für Arbeitsschutz (IFA) eingerichtet, in dem Vertreter des Instituts für Prävention und Arbeitsmedizin (IPA), der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM), der Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM) und des IFA mitwirkten. Vereinbart wurde die Validierung des Expositionsmodells durch eine erneute statistische Auswertung von Schweißrauch-Daten, wobei als Datenbasis die in der IFA-Expositionsdatenbank MEGA für den Zeitraum 2000 – 2011 vorliegenden Expositionsdaten gewählt wurden. Diese Daten wurden von den Unfallversicherungsträgern an Schweißerarbeitsplätzen in diversen Branchen ermittelt und spiegeln unterschiedlichste Arbeitsbedingungen wider. Für diese Datenbasis wurden die Intercept- und Exp(ß)-Werte bestimmt. Zur Validierung des Modells wurden die Intercept- und Exp(ß)-Werte der WELDOX-Studie und denen aus MEGA miteinander verglichen. Darüber hinaus wurden im AK Praxiserprobungen sowie eine Weiterentwicklung des Modells vereinbart.

Ergebnisse:

Die Validierung des Modells hat gezeigt, dass das Expositionsmodell für rechnerische Abschätzungen von Schweißrauch-Expositionen grundsätzlich geeignet ist. Zu beachten ist, dass in der WEDOX-Studie vorwiegend Arbeitsbedingungen im Schiff-, Maschinen-, Anlagen- und Werkzeugbau betrachtet wurden. Die in diesen Bereichen vorherrschenden Arbeitsbedingungen sind nicht oder nur teilweise auf andere Branchen übertragbar. Für Expositionsabschätzungen außerhalb dieser Bereiche sollten daher insbesondere die Einflüsse des Fülldrahtschweißens und das Schweißen in engen Räumen nicht mit den Exp(ß)-Werten der WELDOX-Studie berechnet werden. Die aus den MEGA-Daten abgeleiteten Exp(ß)-Werte dürften in vielen Fällen die "reale" Schweißrauchbelastung am Arbeitsplatz mit höherer Genauigkeit wiedergeben. Dieser Sachverhalt macht deutlich, dass der "Brancheneinfluss" stärker in dem Expositionsmodell Berücksichtigung finden sollte. Das Expositionsmodell differenziert nach Verfahren wie LBH-, MAG-, MIG- und WIG-Schweißen. Die Emissionen der Verfahren sind aber nicht nur verfahrensspezifisch, sondern auch von der Prozessenergie abhängig. Ein Schweißprozess mit hohem Einergieeintrag (erforderlich für das Schweißen von Werkstücken mit großen Materialstärken) verursacht erfahrungsgemäß um den Faktor 2 bis 5 höhere Schweißrauch-Emissionen als das Schweißen von dünnwandigen Bauteilen (gleiches Verfahren). Im Sinne einer möglichst universellen Nutzung sind somit Korrekturen am Expositionsmodell und die Berücksichtigung weiterer Einflussgrößen erforderlich. Diese Aspekte sollen z. B. in Anschlussprojekten weiter verfolgt werden.

Stand:

02.05.2016

Projekt

Gefördert durch:
  • Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V. (DGUV)
Projektdurchführung:
  • Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA)
  • Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung - Institut der Ruhr-Universität Bochum (IPA)
Branche(n):

Metallbearbeitung

Gefährdungsart(en):

Arbeitsbedingte Gesundheitsgefahren

Schlagworte:

Exposition

Weitere Schlagworte zum Projekt:

Exposition, Schweißrauch, Modell, Expositionsermittlung, Schweißen, WELDOX-Studie

Kontakt

Weitere Informationen

Projektinformationen

IPA Journal 2/2011 (PDF, 446 kB): WELDOX – Metallbelastungen beim Schweißen und deren gesundheitliche Auswirkungen