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Substi­tu­tion von Gefahr­stof­fen: Die effek­tivste Schutz­maß­nahme

Sicherer im Betrieb - Teil 1
Substi­tu­tion von Gefahr­stof­fen: Die effek­tivste Schutz­maß­nahme

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Substi­tu­tion, also der Ersatz oder Austausch von gefähr­li­chen Stof­fen, betrifft uns alle. Denken Sie allein an Kunst­stoff­weich­ma­cher in Kinder­spiel­zeug oder an Queck­sil­ber im Amal­gam von Zahn­fül­lun­gen. In den Betrie­ben, in denen mit Gefahr­stof­fen umge­gan­gen wird, wird das Thema Substi­tu­tion oft nicht umge­setzt. Gründe dafür sind, dass oft nicht bekannt ist, wie eine Substi­tu­tion durch­zu­füh­ren ist oder eine Substi­tu­tion angeb­lich nicht möglich ist oder viel zu lange dauert. In vielen Fällen wird auch argu­men­tiert, dass man Chemi­ker sein muss um eine Substi­tu­tion von Gefahr­stof­fen erfolg­reich durch­füh­ren zu können oder dass nur die Produk­tion für eine Substi­tu­tion zustän­dig ist, nicht aber das Labor. Des Weite­ren kommt das Thema Substi­tu­ti­ons­pflicht in regel­mä­ßi­gen Abstän­den zur Spra­che, z.B. dann, wenn ein Stoff als krebs­ver­däch­tig einge­stuft wurde. Substi­tu­tion ist aber immer noch die effek­tivste Schutz­maß­nahme von allen Schutz­maß­nah­men inner­halb der STOP-Rangfolge (Substi­tu­tion, Tech­ni­sche, Orga­ni­sa­to­ri­sche und Persön­li­che Schutz­maß­nah­men). Denn: Ein Stoff, der substi­tu­iert, also elimi­niert oder zumin­dest redu­ziert wurde, verrin­gert auf jeden Fall das Risiko einer Gesund­heits­schä­di­gung.

Dr. Birgit Stöff­ler

Grund­la­gen der Substi­tu­tion

Defi­ni­tion Substi­tu­tion
Der Rechts­be­griff „Substi­tu­tion“ ist in der Gefahr­stoff­ver­ord­nung wie folgt defi­niert:
GefStoffV: § 7 Grund­pflich­ten
(3) (Der Arbeit­ge­ber) hat Gefahr­stoffe oder Verfah­ren durch Stoffe, Zube­rei­tun­gen oder Erzeug­nisse oder Verfah­ren zu erset­zen, die unter den jewei­li­gen Verwen­dungs­be­din­gun­gen für die Gesund­heit und Sicher­heit der Beschäf­tig­ten nicht oder weni­ger gefähr­lich sind.
Auch im Begriffs­glos­sar zur Gefahr­stoff­ver­ord­nung findet sich eine Defi­ni­tion des Begriffs:
Substi­tu­tion bezeich­net den Ersatz eines Gefahr­stof­fes, eines biolo­gi­schen Arbeits­stof­fes oder eines Verfah­rens durch einen Arbeits­stoff oder ein Verfah­ren mit einer insge­samt gerin­ge­ren Gefähr­dung für den Beschäf­tig­ten.

Recht­li­che Grund­la­gen und allge­meine Infor­ma­tio­nen

Gefahr­stoff­ver­ord­nung
Die Substi­tu­tion wird in der Gefahr­stoff­ver­ord­nung an mehre­ren Stel­len genannt, z.B. im Rahmen der Gefähr­dungs­be­ur­tei­lung:
GefStoffV: § 6 Infor­ma­ti­ons­er­mitt­lung und Gefähr­dungs­be­ur­tei­lung
(1) Im Rahmen einer Gefähr­dungs­be­ur­tei­lung (…) hat der Arbeit­ge­ber fest­zu­stel­len, ob die Beschäf­tig­ten Tätig­kei­ten mit Gefahr­stof­fen ausüben oder ob bei Tätig­kei­ten Gefahr­stoffe entste­hen oder frei­ge­setzt werden können. Ist dies der Fall, so hat er alle hier­von ausge­hen­den Gefähr­dun­gen der Gesund­heit und Sicher­heit der Beschäf­tig­ten unter folgen­den Gesichts­punk­ten zu beur­tei­len: (…)
4. Möglich­kei­ten einer Substi­tu­tion,
Wich­tig an dieser Stelle ist, dass hier von einer „Beur­tei­lung“ der „Möglich­kei­ten einer Substi­tu­tion“ die Rede ist und nicht von einer „Substi­tu­ti­ons­pflicht“.
Laut Gefahr­stoff­ver­ord­nung zählt die Substi­tu­tion zu den Grund­pflich­ten im Arbeits­schutz. Sie steht in der STOP-Rangfolge der Schutz­maß­nah­men an erster Stelle. In der Gefahr­stoff­ver­ord­nung wird diese Stel­lung durch das Wort „vorran­gig“ verdeut­licht:
GefStoffV: § 7 Grund­pflich­ten
(3) Der Arbeit­ge­ber hat auf der Grund­lage des Ergeb­nis­ses der Substi­tu­ti­ons­prü­fung nach § 6 Absatz 1 Satz 2 Nummer 4 vorran­gig eine Substi­tu­tion durch­zu­füh­ren.

REACH-Verordnung

Auch die REACH-Verordnung sieht vor, mithilfe der soge­nann­ten „Zulas­sung“ beson­ders gefähr­li­che durch weni­ger gefähr­li­che Stoffe zu erset­zen. Inso­fern ist die Zulas­sung ein neues Element in der euro­päi­schen Chemi­ka­li­en­po­li­tik, weil sie letzt­lich auf die Substi­tu­tion beson­ders gefähr­li­cher Stoffe abzielt (Pürgy et al 2014).

TRGS 600 – Substi­tu­tion

Die TRGS 600 „Substi­tu­tion“ ist die soge­nannte Grundlagen-TRGS zum Thema Ersatz­stoffe und Ersatz­ver­fah­ren, die die Vorga­ben aus der Gefahr­stoff­ver­ord­nung konkre­ti­siert.
Die 100%ige Substi­tu­tion – also die Vermei­dung der Tätig­kei­ten mit Gefahr­stof­fen – wäre die beste Schutz­maß­nahme, ist aber leider in der betrieb­li­chen Praxis nur selten reali­sier­bar.
Substi­tu­tion bezieht sich nicht nur auf den Ersatz von Gefahr­stof­fen, sondern auch auf den Ersatz von Verfah­ren, wie in der TRGS 600 ausge­führt ist:
TRGS 600: 1 Anwen­dungs­be­reich
(…) Diese TRGS soll den Arbeit­ge­ber unter­stüt­zen Tätig­kei­ten mit Gefahr­stof­fen zu vermei­den,
Gefahr­stoffe durch Stoffe, Zube­rei­tun­gen oder Verfah­ren zu erset­zen, die unter den jewei­li­gen Verwen­dungs­be­din­gun­gen für die Gesund­heit nicht oder weni­ger gefähr­lich sind oder
gefähr­li­che Verfah­ren durch weni­ger gefähr­li­che Verfah­ren zu erset­zen.

Spal­ten­mo­dell der TRGS 600

Die TRGS 600 gibt konkrete Hilfen für die Substi­tu­ti­ons­prü­fung und ‑entschei­dung.
Eine davon ist das soge­nannte „Spal­ten­mo­dell“, mit dem das Gefähr­dungs­po­ten­zial verschie­de­ner Gefahr­stoffe mitein­an­der vergli­chen werden kann.
Dabei wird in den folgen­den fünf Gefah­ren­ar­ten, gelis­tet in Spal­ten, eine Bewer­tung des zu erset­zen­den Gefahr­stoffs im Vergleich mit einem mögli­chen Ersatz­stoff durch­ge­führt:
  • akute und chro­ni­sche Gesund­heits­ge­fah­ren,
  • Umwelt­ge­fah­ren,
  • Brand- und Explo­si­ons­ge­fah­ren,
  • Gefah­ren durch das Frei­set­zungs­ver­hal­ten und
  • Gefah­ren durch das Verfah­ren.
Das Spal­ten­mo­dell der TRGS 600 enthält bisher nur die R‑Sätze nach dem alten Einstufungs- und Kenn­zeich­nungs­sys­tem der Stoff­richt­li­nie für die Gesundheits‑, Umwelt- sowie Brand- und Explo­si­ons­ge­fah­ren. Eine Umstel­lung auf das Kenn­zeich­nungs­sys­tem der CLP-Verordnung ist noch nicht erfolgt.
Aus diesem Grund bietet das Insti­tut für Arbeits­schutz (IFA) der Deut­schen Gesetz­li­chen Unfall­ver­si­che­rung ein Spal­ten­mo­dell an, das die Kenn­zeich­nung mit den H‑Sätzen nach CLP-Verordnung abbil­det.
Die beiden Modelle arbei­ten mit unter­schied­li­chen Begriff­lich­kei­ten:
  • In der TRGS 600 wird im Spal­ten­mo­dell der Begriff „Gefähr­dung“ verwandt.
  • Im IFA-Spaltenmodell (IFA-GHS 2014) wird dage­gen von „Gefahr“ gespro­chen, die wie folgt defi­niert wird: Die den Gefahr­stof­fen inne­woh­nen­den Gefah­ren müssen erst wirk­sam werden (z.B. durch Expo­si­tion, Brand, Explo­sion), bevor sie rele­vante Gefähr­dun­gen (Risiko) sein können.
Bei der Substi­tu­ti­ons­prü­fung werden zuerst die Gefah­ren, die von den Gefahr­stof­fen ausge­hen, beur­teilt: Dann wird bewer­tet, ob aufgrund der Tätig­keit die Gefähr­dung durch den Ersatz­stoff redu­ziert werden kann.
  • Tabelle 1 und Tabelle 2 enthal­ten die Anga­ben aus dem IFA-Spaltenmodell – bezo­gen auf akute und chro­ni­sche Gesund­heits­ge­fah­ren.
  • Tabelle 3 enthält die Anga­ben aus dem IFA-Spaltenmodell – bezo­gen auf das Frei­set­zungs­ver­hal­ten.
  • Tabelle 4 beschreibt die Anga­ben aus dem IFA-Spaltenmodell – bezo­gen auf die Verar­bei­tung (offen – geschlos­sen) und den Verfah­rens­in­dex nach TRGS 500.
Bei der Anwen­dung des Spal­ten­mo­dells müssen ein paar Grund­sätze beach­tet werden, die in der TRGS 600 Anlage 2 ausge­führt sind:
TRGS 600: Anlage 2 Verglei­chende Bewer­tung der gesund­heit­li­chen und sicher­heits­tech­ni­schen Gefähr­dun­gen (Spalten- und Wirk­fak­to­ren­mo­dell)
1 Das Spal­ten­mo­dell
(2) Eine verglei­chende Bewer­tung eines Produk­tes und einer poten­zi­el­len Ersatz­lö­sung*) wird jeweils getrennt für beide Lösun­gen*) durch­ge­führt in den fünf Spal­ten:
akute und chro­ni­sche Gesund­heits­ge­fah­ren (die Spal­ten „akute Gesund­heits­ge­fah­ren“ und „chro­ni­sche Gesund­heits­ge­fah­ren“ als eine Spalte),
Umwelt­ge­fah­ren,
Brand- und Explo­si­ons­ge­fah­ren,
Gefah­ren durch das Frei­set­zungs­ver­hal­ten und
Gefah­ren durch das Verfah­ren.
(…)
Verglei­chende Bewer­tun­gen dürfen immer nur inner­halb einer Spalte und keines­falls inner­halb einer Zeile vorge­nom­men werden.
*) Mit „Ersatz­lö­sung“ bzw. „beide Lösun­gen“ sind hier keine Lösun­gen im chemi­schen Sinn gemeint, sondern der Ersatz­stoff mit even­tu­ell gerin­ge­rer Gefähr­dung bzw. der Gefahr­stoff und der Ersatz­stoff.
Zur Erklä­rung: Eine verglei­chende Bewer­tung
  • getrennt in den fünf Spal­ten“ bzw.
  • nur inner­halb einer Spalte und nicht inner­halb einer Zeile“
bedeu­tet folgen­des:
Erlaubt ist nur der Vergleich inner­halb einer Spalte: Es darf z.B. nur die Gesund­heits­ge­fahr eines Stof­fes mit der Gesund­heits­ge­fahr eines ande­ren Stof­fes vergli­chen werden. Man könnte auch sagen: Man darf nur „Äpfel mit Äpfeln“ verglei­chen
Nicht erlaubt ist der Vergleich inner­halb einer Zeile: Es darf z.B. nicht die Umwelt­ge­fahr eines Stof­fes mit dem Frei­set­zungs­ver­hal­ten eines ande­ren Stof­fes vergli­chen werden. Man könnte auch sagen: Man darf nicht „Äpfel mit Birnen“ verglei­chen.
Anhand des Vergleichs der Stoffe Benzol und Toluol in Tabelle 5 und Abbil­dung 1 soll diese Vorge­hens­weise noch­mals verdeut­licht werden.
In der TRGS 600 und im IFA-GHS-Spaltenmodell finden sich keine Aussa­gen darüber, wie vorzu­ge­hen ist, wenn inner­halb einer Spalte mehrere H‑Sätze vorlie­gen, die zu unter­schied­lich hohen Gefah­ren­stu­fen führen würden.
Hier hilft folgen­der Hinweis aus dem „EMKG – Einfa­ches Maßnah­men­kon­zept für Gefahr­stoffe“ weiter: Bei der „Zuord­nung der Stufe ist die höchste aus den R- (bzw. H-)Sätzen resul­tie­rende Stufe zu notie­ren (EMKG 2012).
Weitere Grund­sätze bei der Bewer­tung mit Hilfe des Spal­ten­mo­dells sind:
TRGS 600: Anlage 2 Verglei­chende Bewer­tung der gesund­heit­li­chen und sicher­heits­tech­ni­schen Gefähr­dun­gen (Spalten- und Wirk­fak­to­ren­mo­dell)
1 Das Spal­ten­mo­dell
(…)
Schnei­det die poten­zi­elle Ersatz­lö­sung in allen fünf Spal­ten besser ab als das verwen­dete Produkt oder Verfah­ren, ist die Höhe der Gefähr­dung eindeu­tig geklärt.
Ein Unter­schied von einer Gefähr­dungs­stufe kann mitun­ter beim Vorlie­gen entge­gen­ste­hen­der Gründe dazu führen, dass der Ersatz­stoff nicht einge­setzt wird.
Liegen Unter­schiede von zwei oder mehr Gefähr­dungs­stu­fen vor, müssen wich­tige Gründe vorlie­gen, den Ersatz­stoff nicht einzu­set­zen.
Der Regel­fall wird jedoch sein, dass das poten­zi­elle Ersatz­pro­dukt in eini­gen Spal­ten besser, aber auch in einer oder zwei Spal­ten schlech­ter abschnei­det. (…)
Die Entschei­dung für die Substi­tu­tion von Benzol durch Toluol ist in diesem Fall leicht zu tref­fen, da sich in keiner Spalte eine Erhö­hung der Gefahr ergibt.
Für die Fälle, in denen die Entschei­dung nicht so einfach zu tref­fen ist, findet sich in der TRGS 600 die folgende Rege­lung:
TRGS 600: Anlage 2 Verglei­chende Bewer­tung der gesund­heit­li­chen und sicher­heits­tech­ni­schen Gefähr­dun­gen (Spalten- und Wirk­fak­to­ren­mo­dell)
1 Das Spal­ten­mo­dell
Der Regel­fall wird jedoch sein, dass das poten­zi­elle Ersatz­pro­dukt in eini­gen Spal­ten besser, aber auch in einer oder zwei Spal­ten schlech­ter abschnei­det. Dann obliegt es dem Verwen­der zu beur­tei­len, welche Gefah­ren­ei­gen­schaf­ten, d.h. welche Spal­ten im konkre­ten Fall das größere Gewicht haben.
Lassen sich beispiels­weise bei der Produkt­ver­ar­bei­tung Zünd­quel­len nicht ausschlie­ßen, wird man verstärkt auf die Brand- und Explo­si­ons­ei­gen­schaf­ten sowie das Frei­set­zungs­ver­hal­ten der Produkte achten müssen.
Entste­hen bei der Verar­bei­tung größere Mengen Abfälle, haben die Umwelt­ge­fah­ren ein höhe­res Gewicht usw.
Wirk­fak­to­ren­mo­dell der TRGS 600
Neben dem Spal­ten­mo­dell gibt es das soge­nannte Wirkfaktoren-Modell. Dieses beschränkt sich auf die Betrach­tung bzw. den Vergleich der Gesund­heits­ge­fah­ren, die von einem Stoff und seinem mögli­chen Ersatz­stoff ausge­hen.
Der Wirk­fak­tor (W) für einen Stoff wird anhand der R‑Sätze aus der Stoff­richt­li­nie ermit­telt, die auf dem Etikett oder im Sicher­heits­da­ten­blatt zu finden sind.
Beim Wirkfaktoren-Modell wird jeder Gesund­heits­ge­fahr ein W‑Faktor (eine Zahl zwischen 0 und 50 000) zuge­ord­net.
Für das Wirkfaktoren-Modell liegt – im Gegen­satz zum Spal­ten­mo­dell – nur die Version der TRGS 600 mit Kenn­zeich­nung durch die R‑Sätze vor. Eine Version mit Kenn­zeich­nung durch die H‑Sätze aus der CLP-Verordnung, etwa vom IFA, gibt es leider noch nicht.
Tabelle 6 zeigt die R- bzw. H‑Sätze und die dazu­ge­hö­ri­gen Wirk­fak­to­ren. Um den Bezug zum Spal­ten­mo­dell zu verdeut­li­chen, wurden die H‑Sätze entspre­chend ihrer Gefah­ren­stufe aus dem Spal­ten­mo­dell farbig hinter­legt.
Die große Spann­breite der Wirk­fak­to­ren mit Werten von 0 bis 50 000 soll die großen Unter­schiede zwischen den Gesund­heits­ge­fah­ren verdeut­li­chen – z.B. krebs­er­zeu­gende Wirkung 50 000, reizende Wirkung nur 5.
Der sehr hohe Wirk­fak­tor von 50 000 stellt sicher, dass selbst bei sehr gerin­gen Mengen z.B. eines krebs­er­zeu­gen­den Stof­fes in einem Gemisch dieses immer noch einen hohen Wirk­fak­tor erhält.
Mit Abnahme der akuten Toxi­zi­tät von „lebens­ge­fähr­lich“ zu „giftig“ bis zu „gesund­heits­schäd­lich“ redu­ziert sich der Wirk­fak­tor jeweils um den Faktor 10:
Bei den ätzen­den Wirkun­gen
liegt der Wirk­fak­tor zwischen
100 bis max. 500.
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