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Arbeitsmedizinische Untersuchungen zur Exposition von Schweißern gegenüber Thorium-Ersatzstoffen bei der Anwendung thoriumfreier WIG-Elektroden und zu deren gesundheitlicher Bedeutung

Projekt-Nr. VMBG 06#016

Status:

abgeschlossen 01/2004

Zielsetzung:

In Bereichen mit besonders hohen Qualitätsanforderungen wie z. B. im Chemieanlagenbau, im Druckbehälterbau und in der Kraftwerkstechik wird Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) unter Verwendung nicht abschmelzender Wolframelektroden eingesetzt. Grundsätzlich gilt dieses Verfahren als schadstoffarm, da aufgrund niedriger Strom- und Spannungswerte sowohl die Rauch- als auch die Ozonemission viel geringer als bei anderen schweißtechnischen Verfahren ist. Zu den Besonderheiten dieses Verfahrens - ähnlich wie beim Mikro-Plasmaschweißen - zählt der Umstand, dass die Elektrode, die zur Bildung des Lichtbogens führt, nicht abschmilzt (Schmelzpunkt des Wolframs 3410 Grad Celsius). Zur besseren Zündfähigkeit und Stabilisierung des Lichtbogens werden diese Wolframelektroden mit 1 bis 4 Prozent Thoriumdioxid dotiert. Untersuchungen haben gezeigt, dass beim WIG-Schweißen mit thoriumdioxidhalten Wolframelektroden, insbesondere beim Schweißen mit Wechselstrom, Rauche entstehen, die Thoriumdioxid enthalten. Durch die Inhalation dieser Rauche kann die Gefahr einer internen Strahlenexposition auftreten. Als primäre Schutzmaßnahme wird daher die Verwendung thoriumoxidfreier Wolframelektroden empfohlen. Thoriumdioxidfreie Wolframelektroden sind mit anderen Oxidzusätzen, z.B. cer- und lanthanhaltigen Elektroden verfügbar.

Bislang gab es keine Daten zur Exposition von Schweißern gegenüber Seltenen Erden (Cer, Lanthan, Zirkon, Yttrium). Somit war auch nicht bekannt, ob hieraus eine besondere gesundheitliche Gefährdung der Schweißer resultieren kann. Zielsetzung des Projektes war es daher, zu den gesundheitsspezifischen Fragestellungen eine Aussage zu erhalten.

Aktivitäten/Methoden:

Im Rahmen des Projektes erfolgten Voruntersuchungen sowie Felduntersuchungen. Die Voruntersuchungen dienten zur Feststellung der Eignung der analytischen Methodik, die zum Nachweis Seltener Erden in verschiedenen Filtertypen angewendet wurde. Zwei analytische Verfahren wurden eingesetzt: induktiv-gekoppelte Plasma-Spektrometrie (ICP) sowie die Neutronenaktivierungs-Analyse (NA). Die Felduntersuchungen erfolgten bei fünf WIG-Schweißern eines großen Unternehmens der Chemiebranche. Auf der Basis der dabei entstandenen Ergebnisse sowie der vorhandenen wissenschaftlichen Literatur zu den Seltenen Erden wurde eine arbeitsmedizinische Bewertung zur gesundheitlichen Bedeutung der Thorium-Ersatzstoffe vorgenommen.

Ergebnisse:

Der Ergebnisbericht zeigt auf, dass selbst unter Annahme der ungünstigsten Bedingungen (höchster Filtergehalt der Dotierungselemente, niedrigster Luftdurchsatz) eine Luftkonzentration im Atembereich der Schweißer für Cer von lediglich 146,4 ng/Kubikmeter und für Lanthan von 68 ng/Kubikmeter festgestellt werden konnte. Zirkon war nicht nachweisbar. Auch wenn insgesamt die arbeitsmedizinische Basis zur Beurteilung der Exposition von Schweißern gegenüber Seltenen Erden begrenzt ist, ist anhand der Ergebnisse dieser Studie und der daraus abgeleiteten medizinischen Beurteilung insgesamt nicht von einer Gesundheitsgefährdung der Schweißer durch Seltene Erden auszugehen. Somit ist die Anwendung der Seltenen Erden als Dotierungen für Wolframelektroden aus arbeitsmedizinischer Sicht als unbedenklich zu bezeichnen.

Stand:

01.12.2005

Projekt

Gefördert durch:
  • VMBG - Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften
  • Fachausschuss "Metall- und Oberflächenbehandlung" (FA MO)
Projektdurchführung:
  • Institut für Arbeitsmedizin
  • TÜV Bau - und Betriebstechnik, Nürnberg
Branche(n):

Metallbearbeitung

Gefährdungsart(en):

Arbeitsbedingte Erkrankungen, Gefahrstoffe

Schlagworte:

Arbeitsumwelt (Belastungen, Gefährdungen, Expositionen, Risiken), Gesundheitliche Beeinträchtigungen und Störungen

Weitere Schlagworte zum Projekt:

Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG), Strahlenexposition, Gesundheitsgefährdung, Thorium-Ersatzstoffe, Belastungen bei Schweißern im Atembereich, Felduntersuchungen bei Schweißern, Luftmessungen, arbeitsmedizinische Beurteilung