Startseite » Fachbeiträge » Archiv SI »

Wie hoch ist die Gefahr von Trockeneis?

Risiken bei der Beförderung zu Kühlzwecken in PKW
Wie hoch ist die Gefahr von Trockeneis?

Anzeige
Die Beförderung von Trock­eneis, z. B. zu Küh­lzweck­en, kann durch das entste­hende Kohlen­diox­id zur Erstick­ungs­ge­fahr führen. Unter welchen Bedin­gun­gen es zu ein­er Gefährdung kom­men kann und welche Men­gen Kohlen­diox­id pro Zeit entste­hen, wurde seit­ens der BG RCI ermit­telt. Was bei der Beförderung von Trock­eneis im Pkw zu beacht­en ist und was in Unter­weisun­gen the­ma­tisiert wer­den sollte, wird im Fol­gen­den beschrieben.
Trock­eneis ist ein bewährtes Kühlmit­tel, das beispiel­sweise zur Küh­lung von Ver­sand­stück­en während der Beförderung einge­set­zt wird. Da während der Küh­lung große Men­gen Kohlen­diox­id entste­hen, ist die Bil­dung ein­er erstick­enden Kohlen­diox­i­dat­mo­sphäre möglich.

Tragisches Beispiel: Tod durch Ersticken

Im Juli 2013 ereignete sich in Wies­baden ein Unfall, bei dem ein bekan­nter Gas­tronom bei der Beförderung von Trock­eneis durch Erstick­en ums Leben kam. Der 58-Jährige hat in seinem pri­vat­en Pkw sechs Behäl­ter Trock­eneis befördert. Die Fen­ster des Pkw waren ver­schlossen, die Kli­maan­lage war angeschal­tet. Die Staat­san­waltschaft geht von einem tragis­chen Unglücks­fall durch unsachgemäßen Umgang mit Trock­eneis aus. [1]
Entsprechend der Durch­führungsrichtlin­ien-Gefahrgut (RSEB) ist davon auszuge­hen, dass von Ver­sand­stück­en, die Trock­eneis als Kühlmit­tel enthal­ten, kein Risiko hin­sichtlich der Erstick­ungs­ge­fahr aus­ge­ht. Dies wider­spricht jedoch dem ein­gangs erwäh­n­ten Unfall. Es ist unzure­ichend bekan­nt, wie die Gefahr, die von Trock­eneis bei der Beförderung aus­ge­ht, einzuschätzen ist. Weit­er­hin ist unklar, was unter ein­er „aus­re­ichen­den“ Belüf­tung zu ver­ste­hen ist.
Die BG RCI hat ermit­telt, unter welchen Bedin­gun­gen eine Erstick­ungs­ge­fahr bei der Beförderung von Ver­sand­stück­en mit Trock­eneis entste­hen kann. Im Fokus ste­ht die Beförderung von Ver­sand­stück­en mit Trock­eneis im geschlosse­nen Pkw unab­hängig davon, ob das Trock­eneis als Kühlmit­tel einge­set­zt wird.

Was ist Trockeneis? Welche Gefahren bestehen?

Trock­eneis ist festes Kohlen­diox­id und wird als Kühlmit­tel beispiel­sweise in der Gas­tronomie und in der chemis­chen Indus­trie einge­set­zt. Es sub­lim­iert bei Atmo­sphären­druck bei –78,48 °C ohne zu schmelzen, das heißt, es tritt nicht im flüs­si­gen Aggre­gatzu­s­tand auf. Die Sub­li­ma­tion erfol­gt rück­stands­frei, sodass während der Küh­lung große Men­gen Kohlen­diox­id entste­hen, das auf­grund sein­er Eigen­schaften nicht wahrgenom­men (schmeck­en, riechen) wird. Kohlen­diox­id (CO2) ist ein farb- und geruch­slos­es, nicht brennbares Gas. Es hat im Ver­gle­ich zur Luft eine größere Dichte, d. h. es ist schw­er­er als Luft und sam­melt sich bevorzugt am Boden an.
Beim Sub­lim­ieren von einem Kilo­gramm Trock­eneis entste­hen ca. 541 Liter gas­för­miges Kohlen­diox­id. Beim Über­gang vom fes­ten (Trock­eneis) in den gas­för­mi­gen Zus­tand erfol­gt eine Vol­u­menän­derung um den Fak­tor 845.
Der Arbeit­splatz­gren­zw­ert (AGW) für Kohlen­diox­id (8‑S­tun­den-Mit­tel­w­ert) entspricht ein­er Konzen­tra­tion von 0,5 Vol-%. [2] Die Auswirkun­gen ver­schieden­er Kohlen­diox­id­konzen­tra­tio­nen (CO2-Konzen­tra­tio­nen) in der Atem­luft sind in Tabelle 1 aufge­führt. [3]
Kohlen­diox­id kann den Sauer­stoff der Luft ver­drän­gen, sodass es the­o­retisch auf­grund des Sauer­stoff­man­gels zu ein­er Gefährdung kom­men kann. Exper­i­mentell wird fest­gestellt, dass die bei der Küh­lung mit Trock­eneis entste­hen­den Men­gen Kohlen­diox­id zu höheren Auswirkun­gen im Ver­gle­ich zu den Auswirkun­gen durch Sauer­stoff­man­gel führen.

Wie wird Trockeneis verpackt?

Trock­eneis wird üblicher­weise in isolierten Ver­pack­un­gen (Kühlbox­en) befördert. Diese dür­fen nicht her­metisch ver­schlossen sein, sodass das entste­hende Kohlen­diox­id entwe­ichen kann. Die Ver­wen­dung von her­metisch ver­schlosse­nen Ver­pack­un­gen kann zum Druck­auf­bau und fol­glich zum Bersten der Ver­pack­ung führen.

Unterliegt Trockeneis den Gefahrgutvorschriften?

Trock­eneis (UN 1845) unter­liegt nicht den Gefahrgutvorschriften für den Straßen­verkehr – sofern es nicht als Kühlmit­tel ver­wen­det wird. Wenn Pro­duk­te während der Beförderung mit Trock­eneis gekühlt wer­den, ist die neue Son­der­vorschrift 5.5.3 ADR anzuwen­den. Diese stellt Anforderun­gen an
  • die Unter­weisung der Mitarbeiter
  • an Ver­sand­stücke (Ver­pack­ung und Kennzeichnung)
  • an die Doku­men­ta­tion sowie an die Fahrzeugkennzeichnung.
Die RSEB stellen klar, dass die Son­der­vorschrift 5.5.3 ADR nur angewen­det wer­den soll, wenn eine tat­säch­liche Erstick­ungs­ge­fahr beste­ht. Diese muss durch eine Gefährdungs­beurteilung ermit­telt werden.

Wie Gefährdungen vermeiden?

Die Besei­t­i­gung der Gefahren­quelle, das heißt Trock­eneis durch andere Kühlmit­tel zu erset­zen, ist wün­schenswert, jedoch in vie­len Fällen nicht möglich. Die Ver­wen­dung von Fahrzeu­gen, deren Lade­fläche oder Lader­aum vom Führerhaus getren­nt ist, ist sehr zu empfehlen.

Wie hoch ist die Erstickungsgefahr im Pkw („Worst-Case-Prinzip“)?

Zur Abschätzung des Gefährdungs­fak­tors Kohlen­diox­id bei der Beförderung von Trock­eneis wur­den ver­schiedene Ver­suche durchgeführt.
In einem geschlosse­nen Pkw mit einem Vol­u­men von ca. 5 m³ wurde Trock­eneis im Kof­fer­raum (offen zum Fahrgas­traum) verteilt (siehe Abb. 1). Über einen län­geren Zeitraum wur­den die Kohlen­diox­id­konzen­tra­tio­nen im Pkw unter ver­schiede­nen Lüf­tungszustän­den (ohne Lüf­tung, mit Umluft und mit Außen­luftzu­fuhr) ermit­telt. Das Trock­eneis wurde unver­packt ver­wen­det um den schlimm­st­möglichen Fall zu simulieren.
Die Mess­geräte wur­den im Fußraum des Fahrersitzes, auf dem Fahrersitz sowie an der Kopf­stütze posi­tion­iert (siehe Abbil­dun­gen 2 und 3).
Im Pkw bildete sich ohne Belüf­tung inner­halb weniger Minuten eine lebens­ge­fährliche, erstick­ende Kohlen­diox­i­dat­mo­sphäre. Bei Umluft-Lüf­tung ohne Außen­luftzu­fuhr (Stufe 3 von 7, Rich­tung Fußraum, Kopf und Scheibe) wur­den sofort erstick­ende Kohlen­diox­id­konzen­tra­tio­nen erreicht.
Die Messergeb­nisse des Ver­suchs mit Außen­luftzu­fuhr-Lüf­tung (Stufe 3 von 7, Rich­tung Fußraum, Kopf und Scheibe) zeigt Abbil­dung 4. Die Kohlen­diox­id­konzen­tra­tion ist gegen die Zeit aufge­tra­gen. Die Kohlen­diox­id­konzen­tra­tion sank zunächst an allen Mess­po­si­tio­nen ab, da die ein­strö­mende Frischluft das Kohlen­diox­id ver­drängte. Die Werte an der Kopf­stütze lagen bere­its zu Beginn unter­halb des Arbeit­splatz­gren­zw­erts (AGW) und sind fol­glich unbe­den­klich. Ab Minute 75 stiegen die Kohlen­diox­id­konzen­tra­tio­nen an allen Mess­po­si­tio­nen stark an und über­schre­it­en inner­halb weniger Minuten den AGW. Der Hin­ter­grund für dieses abrupte Steigen der Kohlen­diox­id­konzen­tra­tion ist der Aus­fall der Außen­luftzu­fuhr-Lüf­tung durch die unbe­ab­sichtigt voll­ständig ent­ladene Auto­bat­terie. An diesem nicht beab­sichtigten Lüf­tungsaus­fall wird deut­lich, dass ohne Frischluftzu­fuhr inner­halb weniger Minuten die Bil­dung ein­er lebens­ge­fährlichen, erstick­enden Kohlen­diox­i­dat­mo­sphäre im Pkw erfolgt.
Abb. 4: Messergeb­nisse des Ver­suchs mit Außen­luftzu­fuhr-Lüf­tung (Stufe 3 von 7, Rich­tung Fußraum, Kopf und Scheibe)
Während der Ver­suche herrscht­en som­mer­lichen Tem­per­a­turen. Aus diesem Grund und da Trock­eneis üblicher­weise nicht unver­packt befördert wird, sind dies Betra­ch­tun­gen des schlimm­st­möglichen Falls.
Nun stellt sich die Frage, wie viel Kohlen­diox­id aus einem kor­rekt ver­pack­ten, isolierten Ver­sand­stück entwe­icht. Hierzu wurde ein weit­er­er Ver­such durchgeführt.

Wie viel Kohlendioxid entsteht pro Zeit?

Die Menge an Kohlen­diox­id, die pro Zeit aus einem isolierten Ver­sand­stück entwe­icht, wurde durch den Ver­lust der Masse des Trock­eneis­es ermit­telt. In eine Ver­pack­ung mit 6,9 L Innen­vol­u­men und ein­er ca. 4,8 cm starken Sty­ro­porisolierung wurde 4,35 kg Trock­eneis (Block­ware) einge­füllt. Die Masse der ver­schlosse­nen Ver­pack­ung wurde in größeren Zeitab­stän­den gemessen. In Abbil­dung 5 ist die Net­tomasse gegen die Zeit aufgetragen.
Die gute Isolier­wirkung der Ver­pack­ung wurde bestätigt, da Tem­per­atur-Schwankun­gen im Wech­sel Tag-Nacht nicht zu einem unregelmäßi­gen Sub­lim­ieren des Kohlen­diox­ids führten.
Pro Stunde sub­lim­ierten durch­schnit­tlich 60 g Trock­eneis aus der Ver­pack­ung. Dabei wur­den ca. 32,4 Liter gas­för­miges Kohlen­diox­id aus der Ver­pack­ung freige­set­zt. Diese Menge entspricht etwa dem Anteil an Kohlen­diox­id der natür­lichen men­schlichen Atem­luft, der in ein­er Stunde aus­geat­met wird.
Befind­et sich ein solch­es Ver­sand­stück für die Dauer ein­er Stunde in einem Pkw (ca. 5 m³ Innen­vol­u­men) ohne Belüf­tung, ist die Entwick­lung ein­er Kohlen­diox­id­konzen­tra­tion von 0,65 Vol-% möglich. Bei kleineren Pkw kann die Konzen­tra­tion nach ein­er Stunde sog­ar höher liegen. Diese Konzen­tra­tion über­schre­it­et bere­its den Arbeit­splatz­gren­zw­ert von 0,5 Vol-%.
Generell soll­ten Ver­sand­stücke mit Trock­eneis erst kurz vor Fahrtantritt in den Pkw ver­laden wer­den, um eine Anre­icherung von Kohlen­diox­id zu verhindern.
Die beispiel­hafte Ver­pack­ung ist ver­gle­ich­sweise klein. In der Prax­is wer­den häu­fig größere oder mehrere kleine Ver­sand­stücke befördert. Es muss berück­sichtigt wer­den, dass bei der Beförderung von größeren Men­gen Trock­eneis fol­glich mehr Kohlen­diox­id freige­set­zt wird. Weit­er­hin muss berück­sichtigt wer­den, dass mehrere oder größere Ver­sand­stücke einen großen Teil des Innen­vol­u­mens des Pkw ver­drän­gen. Fol­glich führt mehr entste­hen­des Kohlen­diox­id auf­grund des gerin­geren Innen­vol­u­mens schneller zu höheren Kohlendioxidkonzentrationen.
Eine Ver­pack­ung von guter Qual­ität und Isolier­wirkung ist für die Beförderung von Trock­eneis erforder­lich, da bei ein­er guten Isolierung weniger Trock­eneis mit der Zeit sub­lim­iert als bei unver­pack­tem Trockeneis.

Schlussfolgerung

Bei unver­pack­tem Trock­eneis im Pkw ohne Frischluftzu­fuhr ist inner­halb weniger Minuten die Entwick­lung ein­er lebens­ge­fährlichen, erstick­enden Kohlen­diox­i­dat­mo­sphäre zu erwarten. Ein Aufen­thalt im Pkw mit unver­pack­tem Trock­eneis ohne Außen­luftzu­fuhr ist zu ver­hin­dern. Wenn die Lüf­tung im Pkw funk­tions­fähig und auf Außen­luftzu­fuhr (mit­tlere Stufe) eingestellt ist, wird selb­st bei der Beförderung von unver­pack­tem Trock­eneis der Arbeit­splatz­gren­zw­ert von Kohlen­diox­id unter­schrit­ten. Die Beförderungs­dauer ist in diesem Fall nicht rel­e­vant. Bei ein­er Beförderung von ord­nungs­gemäß ver­pack­ten Ver­sand­stück­en mit guter Isolier­wirkung wer­den erhe­blich kleinere Kohlen­diox­id­konzen­tra­tio­nen erre­icht, sodass der AGW nicht erre­icht wird. Fol­glich liegt eine „gute“ oder „aus­re­ichende“ Belüf­tung vor, wenn die Lüf­tung funk­tions­fähig und auf Außen­luftzu­fuhr, mit­tlere Stufe, eingestellt ist.
Während der Beförderung kön­nen zeitweilige Aufen­thalte erfol­gen, z. B. auf­grund eines Verkehrsstaus. Wenn die Zün­dung – und damit ein­herge­hend auch die Lüf­tung – aus­geschal­tet wird, ist die Bil­dung ein­er erstick­enden Kohlen­diox­i­dat­mo­sphäre möglich. Dies kann durch das Zuführen von Frischluft, beispiel­sweise durch das frühzeit­ige Öff­nen der Fen­ster, ver­hin­dert werden.
Wer­den Ver­sand­stücke in einen Pkw geladen und die Fahrt nicht sofort ange­treten, muss der Pkw vor Fahrtantritt z. B. durch das Öff­nen mehrerer Türen für einige Zeit gut belüftet werden.
Einige mod­erne Pkw ver­fü­gen über eine Kli­maau­tomatik, die automa­tisch unter bes­timmten Bedin­gun­gen von Außen­luftzu­fuhr auf Umluft-Lüf­tung schal­tet, z. B. bei erhöhter Schad­stof­fkonzen­tra­tion, beim Ein­le­gen des Rück­wärts­gangs und/oder bei Aktivierung der Scheiben­reini­gung. In diesem Fall muss die Kli­maau­tomatik vor Antritt der Fahrt deak­tiviert werden.
Hin­sichtlich ein­er möglichen Erstick­ungs­ge­fahr durch Trock­eneis müssen regelmäßige Unter­weisun­gen erfol­gen, um das Gefahren­be­wusst­sein der Beschäftigten zu schulen und ein sicher­heits­gerecht­es Ver­hal­ten zu fördern.
Wird die Beförderung von Ver­sand­stück­en mit Trock­eneis zur Rou­tine, kann das Ver­ant­wor­tungs­be­wusst­sein schwinden, da die Gefahr nicht wahrnehm­bar ist. Auch Zeit­druck durch eine hohe Arbeits­be­las­tung und Stress kön­nen sich neg­a­tiv auf das Gefahren­be­wusst­sein auswirken. Um dem vorzubeu­gen, sind regelmäßige Unter­weisun­gen durchzuführen, die das Sicher­heits- und Ver­ant­wor­tungs­be­wusst­sein der Beschäftigten fördern.

Checkliste für Unterweisungen

  • Wird erst kurz vor Fahrtantritt beladen?
  • Ist die Ladung aus­re­ichend gesichert?
  • Ist die Lüf­tung auf Außen­luftzu­fuhr und min­destens auf mit­tlere Stufe gestellt?
  • Ver­fügt der Pkw über eine Kli­maau­tomatik, die automa­tisch auf Umluft-Lüf­tung schal­tet? Wenn ja, Kli­maau­tomatik deaktivieren!
  • Wer­den nach Fahrt­pausen, in denen der Pkw ver­lassen wird, vor der Weit­er­fahrt die Türen geöffnet und einige Zeit abgewartet?
  • Läuft bei län­gerem Halt, z. B. im Verkehrsstau, die Lüf­tung mit Außen­luftzu­fuhr weit­er, oder wer­den alter­na­tiv die Fen­ster geöffnet um eine gute Belüf­tung sicherzustellen?
  • Wird nach Erre­ichen des Zielortes unverzüglich entladen?
Lit­er­atur
Autorin
Dipl.-Chem. Mir­ja Tel­gmann Beruf­sgenossen­schaft Rohstoffe und chemis­che Industrie
Fach­bere­ich Tech­nis­che Ausschüsse
Hei­del­berg
Anzeige
Newsletter

Jet­zt unseren Newslet­ter abonnieren

Meistgelesen

Jobs
Sicherheitsbeauftragter
Titelbild Sicherheitsbeauftragter 12
Ausgabe
12.2020
ABO
Sicherheitsingenieur
Titelbild Sicherheitsingenieur 11
Ausgabe
11.2020
ABO
Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de