PAK auf der Spur

Die Belastung durch Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) in Betrieben der Orthopädie-Schuhtechnik ist nicht so stark, dass eine Gesundheitsgefährdung für die Beschäftigten besteht. Das geht aus einer aktuellen Untersuchung hervor, die im Rahmen einer Ausbildung zur Aufsichtsperson entstanden ist. Dafür hat BG ETEM Schleifstaubproben auf PAK untersuchen lassen. Das Ergebnis: Die Grenzwerte für die Gefahrstoffe wurden unterschritten. Für die Dosisberechnung der durch PAK verursachten Berufskrankheiten sind die Konzentrationen nicht relevant. Weitere Arbeitsschutzmaßnahmen sind daher nicht erforderlich.

Was sind PAK und welche Wirkung haben sie auf den Menschen?

Bei den PAK handelt es sich um eine Stoffgruppe aus organischen (Kohlenstoff basierten) Verbindungen, welche aus mindestens zwei oder mehreren miteinander verbundenen (anellierten) Benzolringen bestehen. Ein Benzolring ist ein Ring aus sechs Kohlenstoffatomen mit jeweils einem Wasserstoffatom.

Einige PAK gelten beim Menschen als krebserregend und können z. B. Lungen-, Kehlkopf-, Haut-, Magen- und Darmkrebs sowie Blasenkrebs auslösen. Außerdem können PAK die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen und fruchtschädigend sein.

Einer der bekanntesten und am besten untersuchten PAK ist Benzo(a)pyren, welcher aus fünf miteinander anellierten Benzolringen besteht.

Aufgrund seiner relativ starken karzinogenen (krebserregenden) Wirkung wird er häufig als Leitkomponente für die Bewertung von PAK-Belastungen herangezogen – auch bei Berufskrankheitsermittlungen. Generell spricht man bei PAK mit drei bis mehr als sechs aromatischen Ringsystemen von einer potenziell krebserregenden Wirkung u. a. im Bereich der Atemwege.

Wie entstehen PAK und wo kommen sie vor?

PAK entstehen bei der unvollständigen Verbrennung organischer Materialien (wie Holz, Kohle oder Öl). Sie gelangen z. B. durch Naturprozesse wie Waldbrände oder Vulkanausbrüche, aber auch durch den Menschen verursachte Prozesse wie industrielle Verbrennungsprozesse, Kleinfeuerungsanlagen, Feuerstellen oder Tabakrauch in die Atmosphäre.

PAK sind außerdem natürlicher Bestandteil fossiler Rohstoffe wie Kohle und Erdöl. Durch Veredlungsverfahren, wie der Verkokung von Kohle oder der Raffination von Erdöl, entstehen Produkte wie Koks, Teer, Benzine, Wachse oder Öle. Die dabei entstehenden Schlacken werden verbrannt oder als Baustoff verwendet. Werden PAK nicht aus dem Schlackenabfall oder den Kokerei- und Raffinerieprodukten entfernt, gelangen sie aufgrund ihrer Langlebigkeit auf diesem Weg in die Umwelt und auch in Verbraucherprodukte.

Teeröle und bestimmte Öle aus der Erdölverarbeitung können beispielsweise zum Weichmachen von Gummi und Kunststoffen beigemischt werden. Daher sind PAK als Verunreinigungen insbesondere von Weichmacherölen und Industrieruß in den Kunststoff- und Gummiteilen einer breiten Palette von Erzeugnissen für Verbraucher zu finden. Zu diesen Erzeugnissen zählen unter anderem Schuhe. Seit Jahren ist im Gespräch, dass PAK auch in Schuhmaterialien, insbesondere im Sohlenbereich, vorkommen können.

Wo besteht in der Orthopädie-Schuhtechnik Kontakt zu potenziell PAK-haltigen Materialien?

In der Orthopädie-Schuhtechnik wird hauptsächlich im Rahmen von individuellen Änderungen an Konfektionsschuhen und/oder Schuheinlagen, aber auch bei der Anfertigung von orthopädischen Maßschuhen oder komplexen Orthesen täglich mit kunststoff- und gummihaltigen Schuhmaterialien gearbeitet.

Die Beschäftigten der Orthopädie-Schuhtechnik sind diesen Materialien bei der Arbeit durch ständigen Hautkontakt – hauptsächlich an den Händen – ausgesetzt. Zu dieser dermalen Exposition kommt aber auch eine inhalative – durch den bei immer wiederkehrenden Schleifarbeiten entstehenden Schleifstaub (siehe Abbildung 2).

Aufgrund der potenziell krebserregenden Wirkung einiger PAK kann es beim Menschen bei ausreichender beruflicher Dosiseinwirkung zu entsprechenden Berufskrankheiten kommen.

Welche durch PAK verursachte Berufskrankheiten gibt es?

Am 30.12.2009 wurden vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) bereits zwei Berufskrankheiten bezüglich PAK in die Anlage 1 der Berufskrankheiten-Verordnung (BKV) aufgenommen.

• BK 4113: „Lungenkrebs durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis von 100 Benzo[a]pyren-Jahren [(μg/m³) x Jahre]“
• BK 4114: „Lungenkrebs durch das Zusammenwirken von Asbestfaserstaub und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis, die einer Verursachungswahrscheinlichkeit von mindestens 50 Prozent nach der Anlage 2 entspricht“

Am 1. August 2017 wurden mit Inkrafttreten der Vierten Verordnung zur Änderung der Berufskrankheiten-Verordnung zwei weitere Berufskrankheiten bezüglich PAK in die Anlage 1 der BKV aufgenommen.

• BK 1321: „Schleimhautveränderungen, Krebs oder andere Neubildungen der Harnwege durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis von mindestens 80 Benzo(a)pyren-Jahren [(μg/m³) x Jahre]“
• Erweiterung der BK 4113: „Kehlkopfkrebs durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis von mindestens 100 Benzo(a)pyren-Jahren [(μg/m³) x Jahre]“

Mit den beiden „neuen“ Berufskrankheiten steigt das Interesse an Datenmaterial zum PAK-Gehalt in Schuhmaterial in den entsprechenden Branchen. Da es bisher keine Messungen oder Daten zum PAK-Gehalt in Schuhmaterialien gab und auch Schleifstäube der Orthopädie-Schuhtechnik bislang nicht auf PAK untersucht wurden, sind belastbare Daten über den PAK-Gehalt der Materialien bzw. die PAK-Konzentration in der Atemluft erforderlich. Nur so sind entsprechende Dosisabschätzungen im Rahmen von Berufskrankheitsermittlungen möglich.

Wie wurden PAK in der Orthopädie-Schuhtechnik gemessen?

Viele PAK treten immer als variable Gemische auf. Deshalb werden bei der chemischen Analyse häufig „Stellvertreter“ der Stoffgruppe bestimmt. Im Jahr 1977 nahm die US Umweltbehörde (US Environmental Protection Agency – EPA) 16 PAK in die Liste der sogenannten Priority Pollutants („prioritäre Schadstoffe“) des US-Clean Water Acts auf. Diese 16 PAK wurden ausgewählt, da sie giftig und leicht chemisch nachzuweisen sind, ein breites Spektrum der möglichen Strukturen umfassen und häufig in Gewässern gefunden wurden.

Die BG ETEM hat Schleifstaubproben in Betrieben der Orthopädie-Schuhtechnik genommen (siehe Abbildungen 3 und 4) und vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) untersuchen lassen.

Der Gehalt für die 16 PAK und Benzo(a)pyren der Proben wurde mittels Hochleistungsflüssigkeits-Chromatographen (HPLC) bestimmt. Mit diesen Daten hat die BG ETEM dann in Korrelation mit bereits vorhandenen Staubmesswerten die PAK-Konzentrationen in der Atemluft (Arbeitsplatzkonzentrationen) ermittelt. Mit den Arbeitsplatzkonzentrationen wurde dann abschließend eine Dosisabschätzung für die Orthopädie-Schuhtechnik in Hinblick auf die beschriebenen Berufskrankheiten vorgenommen.

Die ermittelten PAK-Konzentrationswerte wurden zudem mit vorhandenen Grenzwerten und Risikogrenzen verglichen, um so eine Gefährdungsabschätzung bezüglich einer PAK-Exposition für die Orthopädie-Schuhtechnik-Branche im Sinne der Prävention vorzunehmen.

Durch eine mögliche PAK-Belastung von Schuhmaterialien sind neben den Orthopädie-Schuhtechnik-Betrieben auch die Betriebe der Schuhreparatur betroffen. Aus diesem Grund wurden zusätzlich zwei Schleifstaubproben aus Betrieben der Schuhreparatur genommen.

Zu welchen Ergebnissen kam es?

Für Benzo(a)pyren wurde eine Arbeitsplatzkonzentration von 0,0071 ng/m³ ermittelt. Die Konzentration von Naphthalin lag bei 0,0817 ng/m³ (= 0,00000008 mg/m³).

Welche Rolle spielen PAK bei Berufskrankheitsermittlungen in der Orthopädie-Schuhtechnik?

Die Ergebnisse der PAK-Analyse zeigen, dass die Schleifstäube der Orthopädie-Schuhtechnik eine extrem geringe PAK-Belastung aufweisen. Es ergeben sich daraus Arbeitsplatzkonzentrationen unterhalb der allgemeinen Umweltbelastung (siehe Anhang 2 des BK-Reports „BaP-Jahre“ der DGUV). Aufgrund ihrer geringen Werte sind die Konzentrationen für die Dosisberechnung der durch PAK verursachten Berufskrankheiten nicht relevant.

Wurden Grenzwerte bzw. stoffspezifische Akzeptanzkonzentrationen überschritten?

Die in der Technischen Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 910 für Benzo(a)pyren festgelegte Akzeptanzkonzentration von 70 ng/m³ (bzw. ab 2018 geplant: 7 ng/m³) wurde deutlich unterschritten. Der in der TRGS 900 für Naphthalin festgelegte Arbeitsplatzgrenzwert von 0,5 mg/m³ ebenfalls. In den Betrieben der Orthopädie-Schuhtechnik sind bezüglich der PAK-Exposition daher keine weiteren Arbeitsschutzmaßnahmen erforderlich.

Aufgrund der niedrigen PAK-Belastung in den Betrieben sind weiterführende Messungen zur PAK-Konzentration in der Atemluft nicht notwendig. Die ermittelten Daten wurden in die Expositionsdatenbank „MEGA“ des Institutes für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) eingepflegt. Auf diese Weise stehen sie der BG ETEM und anderen Unfallversicherungsträgern für ggf. weitere Präventionsarbeit zur Verfügung.

Wo lagen die Werte bei Schuhreparatur-Betrieben?

Zwei Stichproben aus Betrieben der Schuhreparatur wiesen in etwa die gleiche niedrige PAK-Belastung auf, wie die Proben aus der Orthopädie-Schuhtechnik. Um sicherzustellen, dass in der Schuhreparatur-Branche eine ähnlich niedrige PAK-Belastung vorliegt, wie in der Orthopädie-Schuhtechnik-Branche, werden weitere Schleifstaubproben in Betrieben der Schuhreparatur analysiert.

Jan Lehwald