10   Toxikologie

10.1   Einleitung

Bei der Verarbeitung der sehr feinen Pulvern aus Hartstoffen, Kobalt und Hartmetall ist nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen zwecks Vermeidung von Verstaubungsverlusten, sondern auch aufgrund der gesundheitsschädigenden Wirkung dieser feinen Staube auf entsprechende Absaugvorrichtungen, sowie auch auf die Verwendung von Schutzmasken und Staubfiltern zu achten. Die Art der gesundheitsschädigenden Wirkung von Stäuben aus Hartmetall ist Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen.

Die Toxizität der Stäube aus Hartmetall beruht in erster Linie auf dem Gehalt an Bindemetall, insbesondere Kobalt, während die Karbide zwar Ablagerungen in der Lunge bilden können, die aufgrund ihrer chemischen Resistenz vom Körper nicht abgebaut, aber auch nicht weitertransportiert werden können. Bei einer Erkrankung kann Kobalt im Blut und in anderen Organen nachgewiesen werden, im wesentlichen handelt es sich jedoch um eine Erkrankung der tiefen Lungenwege, um eine so genannte Lungenfibrose, die zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Lungenfunktion führt.

Auffallend ist die nun schon über viele Jahrzehnte beobachtete Tatsache, dass immer nur ein sehr kleiner Prozentsatz der dem Hartmetall-Staub ausgesetzten Leute Krankheitssymptome zeigt, so dass man das Vorhandensein einer gewissen Disposition in der Art einer allergischen Empfindlichkeit bei einem kleinen Prozentsatz der in Betracht kommenden Personen annimmt. Es wird daher vielfach die Beteiligung einer Immunreaktion diskutiert. Die Beendigung der Hartmetall-Staubexposition durch Arbeitsplatzwechsel bewirkt häufig, vor allem im Frühstadium der Erkrankung, einen baldigen Rückgang der Krankheitssymptome.

Die Gesundheitsbehörden in den einzelnen Ländern haben sich schon seit längerer Zeit dieses Problems angenommen und Grenzwerte (sog. MAK-Werte, MAK steht für „maximale Arbeitsplatzkonzentration") für den Staubgehalt auf Hartmetall-Arbeitsplätzen festgelegt. Außerdem sind regelmäßige, meist jährliche Untersuchungen der mit Hartmetall-Staub in Kontakt kommenden Beschäftigten vorgeschrieben. Die Untersuchungen beschränken sich zur Zeit hauptsächlich auf Thorax-Röntgen, sollen aber in Zukunft auch auf Harn- und Blutuntersuchungen ausgedehnt werden.

Als sehr wichtig werden auch Einstellungsuntersuchungen angesehen, um besonders empfindliche und zu Asthma neigende Personen auf derartigen Hartmetall-Arbeitsplätzen von vornherein auszuschließen. Man hat übrigens erkannt, dass die gefährdeten Arbeitsplätze nicht nur in der Hartmetall-Fertigung, sondern auch in der Weiterverarbeitung von Hartmetall, d. h. auch bei Hartmetall-Verbrauchern zu finden sind. Beim Schleifen von Hartmetall treten auch beim vorwiegend angewandten Nassschleifen unter Umständen gefährliche Konzentrationen von Bestandteilen von Hartmetall im Kühlmittel in Form von Aerosolen auf. Ein allfälliges Auftreten von Erkrankungen muss grundsätzlich den zuständigen Behörden gemeldet werden.

Die Messung des Staubgehaltes der Luft am Arbeitsplatz erfolgt durch Ansaugen von gemessenen Luftmengen über entsprechende Filterscheiben, wobei die Probenahme zur Ermittlung der durchschnittlichen Belastung genügend lange und mehrmals durchgeführt werden muss. Die Analyse der Filterrückstände wird meist mittels Atomabsorptions-Spektrometer vorgenommen.

10.2   Begriffe und Gefährdungen

Die Bezeichnung „Hartmetall" führt den Außenstehenden auf Glatteis. Es handelt sich um eine gesinterte Mischung einer „Hartphase", dem Schneidstoff, und einem Bindemittel, in der Regel Kobalt. Die Zusammensetzung kann stark variieren. Die diskutierte Gefährdung durch Einatmen der E-Staub-Fraktion tritt während der gesamten Bearbeitungskette von Hartmetall auf, ist aber sehr stark vom jeweiligen Zustand und dem Verfahren abhängig. Am Anfang stehen die Herstellung und Mischung des Hartmetall-Pulvers, dann folgen das Sintern des Hartmetall-Grünlings und die endgültige Formgebung durch Schleifen, beim Anwender die Verwendung als Werkzeug und ggf. das Nachschleifen. Die Maschinen und Anlagen zur Bearbeitung des Hartmetalls sind dabei sehr unterschiedlich beschaffen, daraus folgend ergeben sich sehr unterschiedliche Expositionen.

10.3   Notwendige Aktivitäten

Das Arbeitsschutzgesetz und die Gefahrstoffverordnung fordern, eine Gefährdungsbeurteilung zu erstellen und erforderliche Schutzmaßnahmen umzusetzen. Für die Herstellung und Verwendung von Hartmetall-Werkzeugen sollen deshalb aktuelle Erkenntnisse über den Stand der Technik definiert werden. Eine Bewertung als Krebs erzeugend Kategorie 1 oder 2 hätte prinzipiell zur Folge, dass geprüft werden muss, inwieweit Tätigkeiten und Verfahren in geschlossenen Systemen durchgeführt werden können. Ist dies technisch nicht möglich, müssen andere technische Schutzmaßnahmen angewandt werden.

10.4   Epidemiologischer Erkenntnisstand

Die bisherigen Diskussionen berücksichtigten vor allem die epidemiologischen Studien aus der französischen Hartmetall-Produktion. Auch aus Schweden liegt eine epidemiologische Studie zu Hartmetall vor. Zusammenfassend zeigt sich in den Studienergebnissen kein einheitliches Bild bei Überhäufungen von Erkrankungen und unter Berücksichtigung der weiteren Expositionen. Weiterhin gibt es in diesen Studien kaum qualitative Expositionsermittlungen.

Bei allen Studien lagen neben den üblicherweise auftretenden Expositionen gegen Wolframcarbid und Kobalt weitere für Hartmetall-Arbeitsplätze typische Expositionen vor, d. h. die Kohorten wurden über den Arbeitsplatz oder die Tätigkeit definiert. Unklar bleibt, welche zusätzlichen Expositionen bestanden. Eine Übersichtsauswertung der Datenbank zeigt, dass folgende weitere Expositionen an Hartmetall-Arbeitsplätzen auftreten können: Nickel, Eisen, Chrom, Tantal, Niob, Titan, Molybdän, Vanadium, Kühlschmierstoffe and Lösungsmittel, überwiegend also Metalle. Der aus der Epidemiologie abzuleitende gesicherte Wissensstand lässt sich aktuell vie folgt zusammenfassen:

Bei Beschäftigten an Hartmetallarbeitsplätzen können Überhäufungen von Erkrankungen auftreten.
An Hartmetallarbeitsplätzen bestehen Expositionen gegen Wolframcarbid und Kobalt.
An Hartmetallarbeitsplätzen bestehen Expositionen gegen weitere Gefahrstoffe.

Unklar ist allerdings, ob die teilweise beobachteten Überhäufungen von Erkrankungen bei Beschäftigten an Hartmetall-Arbeitsplätzen durch die Wolframcarbid- and Kobalt-Expositionen verursacht werden, oder ob mögliche auftretende gesundheitliche Auswirkungen auf andere, ebenfalls an Hartmetall-Arbeitsplätzen auftretende Expositionen zurückzuführen sind.

Um Fragen zur Einstufung und Grenzwertsetzung weiter beantworten zu können, ist es notwendig, sowohl die Wirkungsweise der Metalle allgemein zu kennen als auch zur Bewertung der epidemiologischen Erkenntnisse die weiteren an Hartmetall-Arbeitsplätzen auftretenden Expositionen.

Um mögliche Expositionen zu ermitteln, wird im Messsystem der UV-Träger zur Gefährdungsermittlung - BGMG seit Anfang des Jahres 2007 das Messprogramm „Expositionen an Hartmetall-Arbeitsplätzen" durchgeführt.

10.5   Analytische Bestimmung von Hartmetall-Stäuben (Wolframcarbid und Kobalt)

Auswirkungen auf die Gesundheit können alle an Hartmetall-Arbeitsplätzen auftretenden Expositionen haben, nicht nur die gegenüber Wolframcarbid und Kobalt. Nach heutigem Wissensstand können aus der Epidemiologie somit nur Aussagen zu Hartmetall-Arbeitsplätzen gemacht werden.

Folgende Analysenverfahren werden als geeignet für die Bestimmung luftgetragener Stäube erachtet:

ICP-OES
ICP-MS
TXRF (totalrefektierenden Röntgenfuoreszenz

10.6   Perspektiven

Der heutige Stand der Technik bei der Hartmetall-Herstellung ist mit dem vor 15 Jahren nicht vergleichbar. Der Einsatz moderner geschlossener Anlagen und Maschinen hat dazu geführt, dass die Expositionen der Mitarbeiter heute deutlich niedriger sind. Für die Zukunft ist zu erwarten, dass sich der Trend zu geschlossenen, weiter automatisierten Anlagen fortsetzt, was zu einer weiter reduzierten Exposition von Mitarbeitern führen wird. Es gibt aber auch immer noch Bearbeitung an offenen Maschinen, an denen trotz effizienter Absaugtechniken sicherlich eine weitere Expositionsminderung möglich ist. Allerdings ist nicht mit Sicherheit festzulegen, ob für solche Falle als Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung eine technische Nachrüstung notwendig ist oder ob nachrangige Schutzmaßnahmen vollkommen ausreichend sind: Im Sinne der Gefahrstoffverordnung muss die Gefährdung minimiert werden, nicht die Exposition.