Isocyanate

Chris Keen, Health & Safety Laboratory, UK

Einführung

Isocyanate werden in einer breiten Palette von Industrieprodukten verwendet, darunter Farben, Klebstoffe und Harze. Sie wirken stark sensibilisierend auf die Atemwege und die Haut und sind eine häufige Ursache für Asthma und allergische Kontaktdermatitis (siehe Artikel Berufsallergene). Eine Reihe weiterer gesundheitsschädlicher Wirkungen werden mit der Isocyanat-Exposition in Verbindung gebracht, darunter auch Krebs. Werden Isocyanate verwendet oder entstehen sie unbeabsichtigt, z. B. beim Erhitzen von Polyurethanen, ist es wichtig, dass die Exposition der Arbeitnehmer angemessen kontrolliert wird. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu erreichen, und die Art und Weise, wie das Isocyanat verwendet oder erzeugt wird, bestimmt häufig, welche Kontrollstrategie erforderlich ist. Alle Expositionskontrollen müssen gewartet werden, wenn sie wirksam bleiben sollen, und der Artikel enthält Informationen darüber, wie dies bei Isocyanaten erreicht werden kann.

Hintergrund

Isocyanate sind eine Familie von organischen Chemikalien, die eine oder mehrere funktionelle N=C=O-Gruppen an das Molekül gebunden haben. Die in der Industrie am häufigsten anzutreffenden Isocyanate basieren auf Molekülen mit zwei derartigen funktionellen Gruppen und werden allgemein als Diisocyanate bezeichnet; dazu gehören:

Toluoldiisocyanat (TDI)

Methylenbis(phenylisocyanat) (MDI) oder Methylendiphenyl-Diisocyanat

Napthalindiisocyanat (NDI)

Hexamethylendiisocyanat (HDI)

Isophorondiisocyanat (IPDI)

TDI, MDI und IPDI liegen als Isomerengemisch vorIn ihrer einfachsten Form liegen diese Stoffe als Monomere vor. Viele industrielle Isocyanatzubereitungen haben jedoch Molekularstrukturen, die auf 2 oder mehr chemisch miteinander verbundenen Monomermolekülen basieren. Diese werden im Allgemeinen als Präpolymere oder Oligomere bezeichnet. Diese Stoffe enthalten immer noch die funktionelle N=C=O-Gruppe und bergen daher immer noch die mit Isocyanaten verbundenen Gesundheitsrisiken. Pre-Polymere sind weniger flüchtig als das zugehörige Monomer, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass sie als Dämpfe in die Luft gelangen, geringer ist. Beim Versprühen dieser Materialien kann es jedoch immer noch zu einer sehr hohen Inhalationsexposition kommen, und die mit der Exposition der Haut verbundenen Gesundheitsrisiken sind nach wie vor vorhanden.

Es werden auch komplexere Formen von Isocyanaten vermarktet, die andere funktionelle Gruppen enthalten, die das Isocyanat-Expositionspotenzial verringern können. Diese werden oft als blockierte oder eingebrannte Isocyanate bezeichnet. Damit die funktionelle N=C=O-Gruppe an der Polymerisationsreaktion teilnehmen und die Farbe, der Klebstoff usw. aushärten kann, muss das Isocyanat frei reagieren können, so dass an einem bestimmten Punkt des Prozesses immer noch ein Isocyanat-Expositionspotenzial mit diesen Materialien verbunden ist.

Handelsübliche Isocyanat-Zubereitungen sind entweder Feststoffe oder viskose Flüssigkeiten.

Gesundheitsgefahren

Eine Reihe schwerwiegender, gesundheitsschädlicher Wirkungen werden mit Isocyanat-Exposition in Verbindung gebracht. Dazu gehören Auswirkungen auf das Atmungssystem und die Haut

Die Gesundheitsgefahren von MDI und TDI sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Andere Isocyanate haben ähnliche gesundheitliche Auswirkungen. Diese Informationen finden Sie auf dem Sicherheitsdatenblatt, das der Chemikalie beiliegt.

Quelle

Expositionswege

Die Exposition gegenüber Isocyanaten erfolgt im Allgemeinen durch Inhalation und/oder über die Haut. Je nach Isocyanattyp und Anwendungsmethode kann ein erhebliches Expositionspotenzial über einen oder beide Wege bestehen, was im Risikomanagementkonzept berücksichtigt werden sollte.

Eine inhalative Exposition kann auftreten, wenn Isocyanate in der Luft am Arbeitsplatz vorhanden sind, entweder als Dampf oder als Aerosol. In einigen Fällen können Isocyanate in der Luft in beiden Formen gleichzeitig vorhanden sein.

Dämpfe können bei passiven Prozessen durch Verdampfung entstehen, und die Flüchtigkeit (auch bekannt als Dampfdruck) des Isocyanats beeinflusst das Ausmaß der von ihm erzeugten Dämpfe in der Luft. Die Verdampfung nimmt mit steigender Prozesstemperatur zu, so dass die Erhitzung von Isocyanaten zu einer Erhöhung der Dampfkonzentration in der Luft führt. Flüssige Isocyanate sind bei Umgebungstemperatur oft sehr zähflüssig und werden in der Regel erwärmt, damit sie besser fließen und somit leichter zu handhaben sind. Dabei ist zu bedenken, dass sich dadurch die Isocyanatdampfentwicklung erhöht. Es ist auch zu bedenken, dass die Isocyanat-Polyol-Reaktion, die zur Bildung eines Polyurethans stattfindet, sehr exotherm ist und viel Wärme erzeugt. Auch hierdurch wird die Dampferzeugung erhöht, selbst wenn dem Prozess keine externe Wärme zugeführt wird.

Aerosole können absichtlich erzeugt werden, z. B. durch Sprühen, oder unbeabsichtigt, wenn Isocyanate mechanisch aufgewirbelt oder stark gestört werden. Feine Aerosolpartikel entstehen zum Beispiel, wenn Flüssigkeiten mit einem Pinsel aufgetragen oder von einem Behälter in einen anderen gegossen werden. Die dabei entstehende Aerosolmenge ist jedoch in der Regel sehr viel geringer als bei Sprühverfahren. Beim Umgang mit festen Isocyanaten kann Staub in der Luft entstehen.

Eine dermale (Haut-)Exposition kann überall dort auftreten, wo die Haut der Arbeitnehmer mit Isocyanaten in Kontakt kommen kann. Die wichtigsten Mechanismen, durch die es zu einer dermalen Exposition gegenüber Isocyanaten kommt, sind:

• Direkter Kontakt mit der Haut der Arbeitnehmer
• Abscheidung von Aerosolen aus der Luft auf der Haut der Arbeitnehmer
• Spritzer, zum Beispiel bei Gieß- oder Mischtätigkeiten.
• Handhabung von kontaminierten Gegenständen wie Werkzeugen oder benutzter persönlicher Schutzausrüstung (PSA)
• Kontakt mit kontaminierten Oberflächen wie Schalttafeln oder Prozessanlagen, z. B. bei Wartungsarbeiten

Gebräuchliche Anwendungen

Im Folgenden sind einige gängige industrielle Verwendungen von Isocyanaten aufgeführt:

• Farbhärter. Viele Industrielacke verwenden Isocyanate als Härter. Dabei handelt es sich häufig um „2-Pack“-Produkte, bei denen 2 Komponenten unmittelbar vor der Verwendung zusammengemischt werden. In diesen Fällen ist das Isocyanat in der Härterkomponente der Farbe enthalten. Einige „1-Pack“-Farben enthalten Isocyanate, die nicht gemischt werden müssen, wodurch eine Aufgabe mit Expositionspotenzial entfällt. Das mit der Farbe gelieferte Sicherheitsdatenblatt gibt Aufschluss darüber, ob Isocyanate enthalten sind. Diese Farben werden häufig in der Kraftfahrzeugreparatur und bei der Lackierung von großen Nutzfahrzeugen und Stahlkonstruktionen verwendet. Sie können gespritzt, gestrichen oder gerollt werden. Das höchste Expositionspotenzial ist mit dem Sprühauftrag verbunden. Die Inhalationsexposition beim Auftragen mit dem Pinsel oder der Rolle ist wesentlich geringer, obwohl die Möglichkeit einer dermalen Exposition weiterhin besteht. Die Prävalenz von berufsbedingtem Asthma bei Arbeitnehmern im MVR-Sektor, die diese Farben verwenden, ist hoch. Die Farben basieren im Allgemeinen auf präpolymeren Formen von HDI, wobei das Isocyanat in der Härterkomponente der Mischung enthalten ist. Beim Schleifen und Polieren von vollständig ausgehärteten Farben auf Isocyanatbasis wird kein Isocyanat in der Luft freigesetzt. Wenn sie jedoch höheren Temperaturen ausgesetzt werden, z. B. durch Schleifen und Schweißen, wird aus ausgehärteten Farben nachweislich Isocyanat freigesetzt.

• Herstellung von Polyurethan-Kautschuken und thermoplastischen Elastomeren. Diese basieren im Allgemeinen auf einem aromatischen Isocyanat, meist MDI oder TDI, das mit einem polyfunktionellen Alkohol (Polyol) oder einem anderen organischen Material umgesetzt wird. Die Isocyanate werden häufig manuell gemischt und gegossen. In diesem Industriezweig gibt es im Allgemeinen keine Verfahren, bei denen Isocyanate versprüht werden. Die Bereitstellung von Expositionskontrollen ist in diesem Industriezweig unterschiedlich.

• Produktion von weichem Polyurethanschaum. Dieser wird aus TDI und einem Polyol hergestellt, wobei andere Zusatzstoffe verwendet werden, um die Eigenschaften des Endprodukts zu verändern. Die Isocyanate werden in der Regel mit einem automatisierten System gemischt, wobei die erste Aushärtung in einem abgeschlossenen Raum erfolgt. Die Isocyanatkonzentration in der Luft innerhalb der Einhausung kann hoch sein, und es muss eine Atemschutzausrüstung (RPE) getragen werden, wenn die Einhausung zu Wartungszwecken betreten werden muss. Ein weiteres Expositionspotenzial besteht, wenn der teilweise ausgehärtete Schaumstoff aus der Umhüllung entfernt und in kleinere Blöcke geschnitten wird, wobei das unausgehärtete Innere Isocyanat in die Luft abgeben kann.

• Wärmedämmung von Gebäuden, Haushaltsgeräten und Kühltransporten. Dabei wird ein Polyurethanschaum aufgesprüht, wobei die Isocyanatkomponente gewöhnlich auf MDI basiert. Diese Arbeit findet häufig vor Ort statt und kann in Umgebungen mit eingeschränkter Belüftung durchgeführt werden. Es besteht ein hohes Expositionspotenzial, und die Strategien zur Begrenzung der Exposition beruhen häufig fast ausschließlich auf PSA.

• Industrieböden. MDI ist ein Bestandteil bei der Herstellung von hochwertigen Industrieharzböden mit geringer Porosität. Dies wird häufig in Lebensmittelfabriken und anderen Umgebungen verwendet, in denen leicht zu reinigende, hygienische Bodenbeläge erforderlich sind. Das Harz wird in der Regel in einem offenen System gemischt und der Bodenbelag wird manuell mit Handwerkzeugen verlegt. Große Flächen, bis zu mehreren hundert Quadratmetern, können in einem einzigen Arbeitsgang verlegt werden. Es besteht keine Gefahr der Aerosolbildung, und der extrem niedrige Dampfdruck des präpolymeren MDI führt zu einer sehr geringen Isocyanatmenge in der Luft und damit zu einem geringen Risiko der Inhalationsexposition. Es besteht jedoch ein erhebliches Potenzial für eine Exposition der Haut.

• Gießereibindemittel. Urethanbindemittelsysteme, die MDI enthalten, werden in Gießereien häufig zur Herstellung von Formen und Kernen aus Sand verwendet. Es besteht die Möglichkeit einer Exposition bei der Herstellung der Formen und Kerne sowie gegenüber thermischen Abbauprodukten, wenn das heiße Metall in die Formen gegossen wird.

Diese Liste ist nicht erschöpfend, und es gibt weitere industrielle Anwendungen. Das Vorhandensein eines Isocyanats in einem Rohmaterial sollte auf dem Sicherheitsdatenblatt angegeben werden. Bei Prozessen, die das Erhitzen von Polyurethanen beinhalten, kann Isocyanat entstehen. Wie bei jedem industriellen Verfahren sollten vor Beginn der Arbeit mit gefährlichen Stoffen eine gründliche Risikobewertung und die Umsetzung einer geeigneten Expositionskontrollstrategie durchgeführt werden.

Risikomanagement

Aufgrund der Toxizität von Isocyanaten ist es wichtig, die Exposition der Arbeitnehmer gegenüber diesen Chemikalien zu kontrollieren, wo immer sie verwendet oder erzeugt werden. Eine gründliche Risikobewertung ist Teil des Prozesses, um eine angemessene Kontrolle zu erreichen. Auf diese Weise kann eine geeignete Strategie zur Begrenzung der Exposition festgelegt und umgesetzt werden. Die Risikobewertung für gefährliche Stoffe ist gesetzlich vorgeschrieben. Bei der Entwicklung von Expositionskontrollstrategien sollte die Hierarchie der Kontrolle beachtet werden, siehe auch den Artikel Substitution gefährlicher Chemikalien.

In verschiedenen EU-Mitgliedstaaten gibt es Grenzwerte für die Exposition am Arbeitsplatz (OEL) für Isocyanate, die jedoch nicht unbedingt sichere Expositionsniveaus darstellen. Im Falle von Isocyanaten sollte die Exposition so kontrolliert werden, dass sie auf ein Minimum reduziert wird. Einige Personen sind anfälliger für Sensibilisierungseffekte als andere, und selbst Expositionen, die deutlich unter den OELs liegen, können zu ernsthaften gesundheitlichen Auswirkungen führen.

Was die Auswirkungen auf die Atemwege anbelangt, so besteht das größte Risiko bei Verfahren, die hohe Isocyanatkonzentrationen in der Luft erzeugen, wie z. B. bei der Spritzverarbeitung. Es ist wichtig, daran zu denken, dass alle in der Luft befindlichen Isocyanate, ob monomer oder polymer, in der Aerosol- oder Dampfphase, schädlich sind. Selbst in Fällen, in denen die Konzentration in der Luft wahrscheinlich sehr gering ist, wie z. B. beim Auftragen von polymeren Isocyanaten mit geringer Flüchtigkeit mit dem Pinsel oder der Rolle, besteht immer noch die Möglichkeit von Auswirkungen auf die Haut, was bei der Entwicklung einer Expositionskontrollstrategie berücksichtigt werden muss.

Begrenzung der Exposition

Beseitigung/Substitution

Nach den Grundsätzen der guten Arbeitshygiene und der Hierarchie der Begrenzung ist die Beseitigung einer Gefahr oder die Substitution durch ein weniger gefährliches Material oder eine weniger gefährliche Anwendungstechnik eine vorzuziehende Begrenzungsmöglichkeit gegenüber Lösungen, die auf technischen Kontrollen und PSA beruhen. Zu den Kontrolllösungen, die auf Substitution beruhen, gehören:

• Der Ersatz von Farben auf Isocyanatbasis durch andere, weniger gefährliche Produkte, die immer noch eine akzeptable Qualität und Haltbarkeit der Oberfläche erreichen.

• Die Verwendung von vorpolymeren Isocyanaten anstelle von Monomeren. In diesem Fall ist das Isocyanat zwar immer noch vorhanden, aber in einer weniger flüchtigen Form, so dass das Potenzial der Dampferzeugung geringer ist.

• Die Anwendung verschiedener Auftragstechniken, die die Prozessemissionen verringern. Die Verwendung von Pinseln oder Rollen für Farben anstelle des Spritzens verringert das Potenzial für eine Inhalationsexposition erheblich.

Technische Kontrollen

Wenn eine Substitution nicht möglich ist, werden technische Kontrolllösungen, die auf der Trennung des Arbeiters von der Expositionsquelle beruhen, als nächstbeste Option angesehen. Technische Maßnahmen können verschiedene Formen annehmen, wobei die folgenden für die Kontrolle der Isocyanat-Exposition am wichtigsten sind:

• Einschluss. Dazu gehört die Verwendung abgedichteter Handhabungssysteme für den Transport von Schüttgut aus Lagertanks zur Verwendungsstelle oder die Verwendung von Deckeln auf Behältern, wenn diese nicht in Gebrauch sind, um Dampfemissionen in den Arbeitsraum zu verhindern.

• Verfahrensänderung. Für das Spritzen von Isocyanatfarben gibt es hochvolumige Niederdruck-Spritzpistolen (HVLP). Diese reduzieren die Menge der verwendeten Farbe und minimieren die Aerosolbildung.

• Lokale Abgasentlüftung (LEV). Dazu gehört die Verwendung von Abzügen und belüfteten Schränken für die Lagerung und Handhabung kleiner bis mittlerer Mengen von Isocyanaten und die Verwendung von belüfteten Spritzkabinen für die Anwendung von 2-Pack-Farben in MVR.

• Trennung. In manchen Situationen kann es nicht möglich sein, LEV wirksam anzuwenden, um die Exposition zu kontrollieren. In solchen Fällen kann die Trennung des Arbeitsplatzes, um das Isocyanat in ausgewiesenen, deutlich gekennzeichneten Bereichen einzuschließen, die Ausbreitung der Kontamination verringern und Arbeitnehmer schützen, die nicht direkt an dem Prozess beteiligt sind.

• Sicherer Arbeitsabstand. Die Verwendung von Werkzeugen zur Vergrößerung des Abstands zwischen dem Arbeitnehmer und der Expositionsquelle kann die dermale und inhalative Exposition erheblich verringern. Beispiele hierfür sind die Verwendung von Walzen mit langem Griff zum Glätten von Isocyanatböden und die Verwendung eines Spatels anstelle von Handschuhen zum Entfernen zähflüssiger Isocyanate aus Dosen.

Persönliche Schutzausrüstung

PPE wird im Allgemeinen als eine weniger zuverlässige Expositionskontrolle als die oben genannten angesehen und sollte nur als letztes Mittel eingesetzt werden. Dennoch spielt PSA immer noch eine Rolle, und es kann Prozesse mit einem hohen Expositionspotenzial geben, bei denen PSA das einzige Mittel ist, um eine angemessene Kontrolle zu erreichen, selbst wenn technische Kontrollen durchgeführt wurden. Die folgenden Punkte sind von besonderer Bedeutung für Isocyanate.

• Chemieschutzhandschuhe sollten nur als Spritzschutz verwendet werden; die Prozesse sollten nicht so gestaltet werden, dass Handschuhe als primäre Barriere gegen den direkten Kontakt mit Isocyanaten oder isocyanatkontaminierten Arbeitsmitteln eingesetzt werden. Es sollten Handschuhe ausgewählt werden, die ein angemessenes Maß an Chemikalienschutz bieten, wobei auch andere Faktoren wie der Bedarf an Wärmeschutz oder Fingerfertigkeit zu berücksichtigen sind.

• Arbeitsoveralls und -anzüge sollten den ganzen Körper bedecken und keine anfälligen Körperteile, wie z. B. die Unterarme, der Exposition aussetzen. Einweg-Overalls können eine bessere Lösung sein als wiederverwendbare Kleidungsstücke, die im Laufe der Zeit stark kontaminiert werden können und möglicherweise eine zusätzliche Expositionsquelle darstellen.

• Atemschutzgeräte (RPE) müssen unter Berücksichtigung der „Kontrollherausforderung“ (d. h. der Isocyanatkonzentration in der Luft außerhalb der RPE) und der Verwendungsfaktoren, wie z. B. der Dauer des Tragens und der Notwendigkeit anderer PSA, wie z. B. Augenschutz, ausgewählt werden. Luftgetragene Isocyanate können in der Atmosphäre in schädlichen Konzentrationen vorhanden sein, ohne dass sie geruchlich wahrnehmbar sind, so dass es für den Träger nicht sofort ersichtlich ist, wenn eine filtrierende Atemschutzmaske versagt. Aus diesem Grund ist die Verwendung einer luftversorgten Atemschutzmaske im Allgemeinen die bevorzugte Option für Verfahren mit hohem Potenzial für inhalative Exposition. Dies gilt für alle manuellen Spritzverfahren, wie z. B. das Spritzen von Farbe oder das Auftragen von Polyurethanschaumisolierung. Bei Prozessen mit geringeren Emissionen in die Luft können auch filternde Atemschutzmasken verwendet werden. Die Expositionsüberwachung kann bei der Auswahl von RPE eine wichtige Rolle spielen. Wenn eine PSA ausgewählt wird, die für einen wirksamen Betrieb eine gute Abdichtung zum Gesicht des Arbeiters erfordert, ist es wichtig, dass die PSA dem Arbeiter richtig passt. Um dies zu gewährleisten, ist eine Passformprüfung erforderlich.

In jedem Fall muss die PSA richtig ausgewählt, verwendet, gelagert und gewartet werden, um einen maximalen Schutz zu gewährleisten.

Die praktischen Aspekte einer angemessenen Begrenzung

Eine praktische, wirksame Strategie zur Begrenzung der Exposition besteht fast immer aus einer Kombination von Expositionsbegrenzungen. Bei der Entwicklung einer Bekämpfungsstrategie sollten alle Expositionswege berücksichtigt und die Hierarchie der Bekämpfungsmaßnahmen für jeden Expositionsweg angewendet werden. Die Verfahren sollten so gestaltet werden, dass die Möglichkeit, dass Arbeitnehmer mit Isocyanaten in Kontakt kommen, begrenzt wird. PSA zur Kontrolle der dermalen Exposition sollte als Spritzschutz und nicht als primäre Barriere gegen den direkten Kontakt mit Isocyanaten und stark kontaminierten Arbeitsmitteln bereitgestellt werden.

LEV wird oft ein notwendiger Teil der Kontrolle sein, um die Ausbreitung von Kontaminationen über die Luft in Bereiche zu verhindern, in denen sich andere Arbeitnehmer aufhalten, die nicht direkt mit dem Isocyanatprozess zu tun haben. Dieser Kontrollansatz kann jedoch aufgrund schlechter Konstruktion, falscher Anwendung oder unzureichender Wartung versagen. Die Planung und Umsetzung eines wirksamen LEV-Systems erfordert das Fachwissen von Lüftungsingenieuren und Arbeitshygienikern. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass das System bei seiner Inbetriebnahme eine angemessene Kontrolle bietet.

Bei einigen Verfahren, bei denen Isocyanate versprüht werden, können LEV-Systeme allein keine angemessene Kontrolle der Inhalationsexposition bieten, selbst wenn sie gut konzipiert sind und ordnungsgemäß verwendet werden. In diesen Fällen ist auch eine persönliche Schutzausrüstung erforderlich. Beim MVR besteht die Aufgabe der belüfteten Kabine darin, die Isocyanatkonzentration in der Luft während des Spritzens so weit wie möglich zu reduzieren, das Isocyanat nach dem Spritzen so schnell wie möglich aus dem Spritzraum zu entfernen und die Kontamination der Luft im Spritzraum einzudämmen, um eine Exposition anderer Arbeitnehmer zu verhindern. Es ist unbedingt zu beachten, dass alle Spritzkabinen Zeit benötigen, um die in der Luft befindlichen Isocyanate nach Abschluss der Spritzarbeiten zu entfernen. Selbst wenn der sichtbare Sprühnebel verschwunden ist, was in der Regel recht schnell geschieht, können mehrere Minuten lang gefährlich hohe Isoscyanatkonzentrationen in der Luft verbleiben. Bei Spritzlackierern ist es gängige Praxis, das Visier der Vollgesichtsmaske unmittelbar nach dem Spritzen anzuheben, um die Lackierung zu überprüfen. Dies führt zu Spitzenwerten der Inhalationsexposition und erhöht das Asthmarisiko erheblich. Die manuelle Reinigung von Spritzpistolen kann ebenfalls zu einer hohen Isocyanat-Exposition führen, zusätzlich zu den Reinigungslösungsmitteln. Spritzpistolen sollten nicht in der offenen Werkstatt oder im Farbmischraum gereinigt werden.

Wo immer möglich, sollten Expositionskontrollen geplant und in den Prozess integriert werden. Es ist immer schwieriger, eine angemessene Kontrolle zu erreichen, wenn Maßnahmen nachträglich in bestehende Anlagen und Maschinen eingebaut werden.

Alle Expositionsbegrenzungen müssen gewartet werden, wenn sie eine dauerhafte Expositionskontrolle bieten sollen. LEV-Systeme sollten häufig getestet und die Filter in den empfohlenen Abständen gewechselt werden. PSA erfordert eine angemessene Überprüfung und Wartung; bei Verwendung von luftgespeister PSA muss sichergestellt werden, dass die Atemluft sauber ist und mit einer angemessenen Durchflussmenge und einem angemessenen Druck zugeführt wird. Dies gilt auch für „Software“-Kontrollen, bei denen eine regelmäßige Auffrischungsschulung der Arbeitnehmer angebracht ist.

Expositionsüberwachung

Die Expositionsüberwachung kann eine Schlüsselrolle beim Risikomanagement im Umgang mit Isocyanaten spielen. Sie lässt sich grob in zwei Bereiche unterteilen: Luftprobenahme und biologische Überwachung.

Luftprobenahme

Aus Sicht der Arbeitshygiene ist die häufigste und nützlichste Form der Luftprobenahme die persönliche Überwachung. Sie ermöglicht die beste Abschätzung der Exposition des Arbeitnehmers und kann ein wesentliches Element sein, um die Angemessenheit der Kontrollmaßnahmen festzustellen und Informationen über die Auswahl der persönlichen Schutzausrüstung zu erhalten. Die Messung von Isocyanaten in der Luft ist komplex und erfordert spezielle Fachkenntnisse. Einige Messverfahren quantifizieren nur bestimmte Isocyanatarten, meist Monomere. Industrielle Isocyanatzubereitungen bestehen häufig aus einer Mischung von Vorpolymeren, die alle gesundheitsschädlich sind. Andere Verfahren sind nur für Isocyanat in der Dampf- oder Partikelphase anwendbar, das sich in der Luft befindet. Um für die Risikobewertung von Nutzen zu sein, muss die Messmethode alle Isocyanate in monomerer und polymerer Form identifizieren und quantifizieren, unabhängig davon, ob sie in der Dampfphase oder als Partikel in der Luft vorhanden sind. Insbesondere Methoden, die nur monomere Isocyanate quantifizieren, können die Exposition stark unterschätzen und den Eindruck erwecken, dass das Risiko gering ist, obwohl schädliche Mengen an Isocyanat in der Luft vorhanden sind. Wenn möglich, sollten Messverfahren verwendet werden, die von einer angesehenen Organisation akkreditiert sind. Eine Reihe von Isocyanat-Messmethoden sind ISO-akkreditiert.

Wenn große Mengen von Isocyanaten unter Containment gehandhabt werden, sind kontinuierliche Festpunkt-Gasmonitore und Alarme angebracht. Diese sind im Allgemeinen nur für monomeres Isocyanat in der Dampfphase anwendbar. Die Folgen eines großflächigen Austritts von Isocyanat in die Atmosphäre sind potenziell sehr ernst. Einer der katastrophalsten Industrieunfälle der Geschichte ereignete sich in Bhopal, Indien. Im Jahr 1984 führte der Verlust des Sicherheitsbehälters einer Anlage, die Methylisocyanat enthielt, zum Tod von mehreren tausend Menschen, die in der Umgebung lebten.

Biologische Überwachung

Die biologische Überwachung bietet einen nützlichen Ansatz für die Expositionsbewertung und kann einen zuverlässigen Hinweis auf die jüngste berufliche Exposition liefern. Die biologische Überwachung ist billiger und einfacher durchzuführen als Luftprobenahmen und kann Informationen über die Gesamtexposition auf allen Wegen sowie über die Wirksamkeit der PSA bei der Expositionskontrolle liefern. Bestimmte Amine, die zusammen mit Isocyanaten in einigen industriellen Prozessen verwendet werden, können die biologische Überwachungsmethode stören.

Gesundheitsüberwachung

Die Gesundheitsüberwachung spielt eine Schlüsselrolle im Risikomanagementkonzept für Isocyanate. Eine regelmäßige, gezielte Überwachung durch eine kompetente Person kann die frühen Stadien von Haut- und Atemwegserkrankungen erkennen und somit ein individuelles und unternehmensweites Eingreifen ermöglichen.

Zusammenfassung

Isocyanate sind wichtige und nützliche Industriechemikalien mit einem breiten Anwendungsspektrum. Sie können jedoch eine Reihe schwerwiegender gesundheitlicher Auswirkungen haben, und überall dort, wo Isocyanate verwendet werden, muss eine strenge und robuste Strategie zur Expositionskontrolle angewandt werden. Die Fachkenntnisse eines professionellen Arbeitshygienikers können erforderlich sein, um sicherzustellen, dass alle Risiken angemessen kontrolliert werden.

Links zur weiterführenden Literatur

• Allport DC, Gilbert DS, Outterside SM (Eds). MDI and TDI: Safety, Health and the Environment: A Source Book and Practical Guide, John Wiley and Sons, 2003.

• Gardner K and Harrington JM. Occupational Hygiene. Blackwell Publishing, 3. Auflage, 2005.

• Harrington JM, Gill FS, Aw TC and Gardiner K. Occupational Health. Blackwell Science, 4. Auflage, 1998.

• Ramachandran. G. Occupational Exposure Assessment for Air Contaminants. Taylor and Francis, 2005.

• Gannon PFG, Berg AS, Gayosso R, Henderson B und Sax SE. Prävention und Management von Asthma am Arbeitsplatz in der Industrie – ein Beispiel für ein globales Programm. Arbeitsmedizin 2005. Vol 55, No. 8 , pp. 600 – 605.