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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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