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BGI/GUV-I 762 / DGUV Information 209-051 - Keimbelastung wassergemischter Kühlschmierstoffe
Berufsgenossenschaftliche Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BGI)
(bisher ZH 1/247)
(Ausgabe 08/2001; 11/2006; 08/2011aufgehoben)
Archiv: 11/2006
Diese Information wurde vom Fachausschuss "Maschinenbau, Fertigungssysteme, Stahlbau" der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) erarbeitet.
Gegenüber der vorhergehenden Ausgabe vom September 2006 wurde diese Information vollständig überarbeitet und an den derzeitigen Stand der Arbeits- und Gesundheitsschutzvorschriften angepasst.
Vorbemerkung
Wassergemischte Kühlschmierstoffe unterliegen auf Grund ihres hohen Wasseranteils in der Anwendung zwangsläufig einer Besiedlung mit Mikroorganismen (umgangssprachlich als Verkeimung bezeichnet). Es handelt sich dabei um eine Mischflora aus verschiedenen Bakterienarten und/oder Schimmelpilzen, die auch als so genannte Biofilme auf und an Oberflächen wachsen können. Hieraus können sich nicht nur technische Probleme bei Fertigungsverfahren der trennenden und umformenden Be- und Verarbeitung ergeben, sondern auch mögliche gesundheitliche Beeinträchtigungen.
Wassermischbare Kühlschmierstoffe (Konzentrate) unterliegen auf Grund ihrer hohen Chemikalienkonzentration in der Regel keiner mikrobiellen Besiedlung. Bei älteren, angebrochenen Behältern ist eine Verkeimung möglich, da sich Inhaltsstoffe (z.B. Biozide) mit der Zeit abbauen können. Des Weiteren kann durch Verunreinigungen (z.B. Eindringen von Wasser über Mischgeräte oder Kondenswasser) eine Verkeimung erfolgen. Solche Konzentrate können dann auch den eingesetzten Kühlschmierstoff kontaminieren. In der Regel sind KSS-Konzentrate 6 bis 12 Monate haltbar (beim Hersteller nachfragen).
Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe unterliegen in der Regel keiner mikrobiellen Besiedlung, da die lebenswichtige Komponente "Wasser" fehlt. In Grenzbereichen der Öloberfläche kann sich aber durch ungewollten Wassereintrag (z.B. Kondenswasserbildung) auch ein Bewuchs mit Mikroorganismen bilden. Hierdurch entstehen erfahrungsgemäß keine gesundheitlichen Probleme.
(Begriffsdefinition Kühlschmierstoffe gemäß DIN 51385)
1 Anwendungsbereich
Diese Information findet Anwendung auf Tätigkeiten mit wassergemischten Kühlschmierstoffen, insbesondere hinsichtlich ihrer Keimbelastung.
Nach § 8 der Biostoffverordnung obliegen die Erstellung der Gefährdungsbeurteilung und die Festlegung der Schutzmaßnahmen dem Arbeitgeber (Unternehmer) oder einer von ihm beauftragten fachkundigen Person (siehe auch Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Abschnitt 5.2.1); diese Information bietet hierbei Unterstützung. Darüber hinaus werden Erläuterungen zum Vorkommen von Mikroorganismen in wassergemischten Kühlschmierstoffen gegeben, zu möglichen Gefährdungen und zu Maßnahmen, die geeignet sind, eine mikrobielle Besiedlung zu kontrollieren.
2 Begriffsbestimmungen
Offizielle Begriffsdefinitionen nach BioStoffV oder anderen staatlichen Regelwerken der Unfallversicherungsträger werden in Normalschrift wiedergegeben. Erläuterungen und Ergänzungen dazu, die für den Anwenderkreis dieser Informationsschrift zu einem besseren Verständnis dienen, erfolgen in Kursivschrift; ebenso Definitionen für die keine offiziellen Begriffsbestimmungen vorliegen.
Im Sinne dieser Information werden folgende Begriffe bestimmt:
Siehe auch Nummern 2 "Allergie" und 14 "Sensibilisierung".
Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Mikroorganismen, wie Bakterien, Schimmelpilze, Hefen, Einzeller, Viren.
| Risikogruppe | Krankheit | Gefahr für Beschäftigte | Verbreitung in der Bevölkerung | Vorbeugung/ Behandlung möglich |
| 1 | unwahrscheinlich | gering | nein | nicht erforderlich |
| 2 | möglich | möglich | unwahrscheinlich | ja |
| 3 | möglich, schwer | ernsthaft | möglich | ja |
| 4 | ja, schwer | ernsthaft | u.U. groß | nein |
( Tabelle 1 aus: BG-Information "Tätigkeiten mit biologischen Arbeitsstoffen in der Metallindustrie" [BGI 805])
Im Sinne dieser Information werden Umweltkeime vor allem als nicht pathogene (pathogen = krankmachend) oder gering pathogene Mikroorganismen verstanden.
3 Informationen für die Gefährdungsbeurteilung
3.1 Infektionsgefährdung
Die Fähigkeit eine Infektion zu verursachen ( Virulenz oder Infektionspotential) ist bei Mikroorganismen sehr unterschiedlich ausgeprägt. Auf dieser Tatsache beruht die Einteilung der Mikroorganismen in die vier Risikogruppen nach der Biostoffverordnung. Mikroorganismen mit Infektionspotential bezeichnet man auch als Infektions-, Krankheitserreger oder pathogene Mikroorganismen.
Über die Umwelt findet tagtäglich ein Kontakt zu einer Vielzahl von Mikroorganismen - so genannten Umweltkeimen - mit unterschiedlichem Infektionspotential statt. Darüber hinaus besitzt auch der gesunde Mensch eine natürliche und überlebensnotwendige Besiedlung der Haut und Schleimhäute mit Mikroorganismen (Mikroflora), unter denen sich ebenso mögliche Infektionserreger befinden.
Das bloße Vorhandensein von Mikroorganismen am Arbeitsplatz, auch wenn es sich um potentielle Infektionserreger handelt, führt jedoch nicht zwangsläufig zu einer Erkrankung. Zu den Voraussetzungen, unter denen Infektionserreger eine Erkrankung verursachen können, gehören neben
Erst wenn alle Faktoren entsprechend in Art und Ausmaß vorliegen, kann eine Infektionskrankheit entstehen.
Eine genaue Infektionsdosis ist nur für wenige Mikroorganismen bekannt, für typische Umweltkeime ist dies in aller Regel nicht der Fall.
Eine Aufnahme der Mikroorganismen in den Körper kann über
erfolgen.
Dem Aufnahmepfad über die Atemwege kommt dabei in der Arbeitswelt eine besondere Bedeutung zu, da hier die körpereigenen Abwehrmechanismen oftmals durch Umwelt- und Genussgifte, z.B. Rauchen, stark eingeschränkt sind.
Infektionserkrankungen werden überwiegend durch Bakterien verursacht, seltener, insbesondere bei geschwächter körperlicher Abwehrlage, auch durch Schimmelpilze und Hefen.
Beruflich verursachte Infektionserkrankungen (hierzu zählen auch Nagel- und Hautpilzerkrankungen) auf Grund von Tätigkeiten mit mikrobiell besiedelten Kühlschmierstoffen wurden bislang in der metallverarbeitenden Branche nicht beschrieben.
3.2 Sensibilisierende Eigenschaften
Mikroorganismen können nicht nur Infektionskrankheiten verursachen, sondern spielen auch bei der Entstehung und Auslösung von Allergien eine Rolle. Verantwortlich hierfür sind vor allem Sporen von Schimmelpilzen und bestimmten schimmelpilzartig wachsenden Bakterien (Aktinomyzeten). Ansonsten sind Bakterien als Auslöser von Allergien bisher kaum bekannt. Damit eine Allergie entstehen kann, muss zuvor eine Sensibilisierung gegenüber dem Allergen (z.B. Schimmelpilzsporen) erfolgt sein, die hohe Konzentrationen des Allergens und längere Expositionszeiten erfordert. Liegt eine Sensibilisierung vor, können geringe Mengen des Allergens, kurzfristig eine allergische Reaktion auslösen.
Das Sensibilisierungspotential von Schimmelpilzen ist genauso wie das Infektionspotential bei Bakterien sehr unterschiedlich. Insgesamt liegt es jedoch deutlich unter dem von Pflanzenpollen (Auslöser von Heuschnupfen) und Hausstaubmilben. Die Einstufung in Risikogruppen nach der Biostoffverordnung berücksichtigt nur das Infektionspotential, aber nicht die sensibilisierenden Eigenschaften von Mikroorganismen.
Am häufigsten betroffen von allergischen Erkrankungen durch Schimmelpilzsporen sind die Atemwege, z.B. bei allergischem Asthma bronchiale oder der exogen allergischen Alveolitis (EAA, eine allergische Entzündung der Lungenbläschen).
3.3 Weitere potentielle Gefährdungen
3.3.1 Endotoxine
Unter Endotoxin versteht man kein "Gift" im umgangssprachlichen Sinn, sondern es handelt sich um Bruchstücke (Lipopolysaccharide) aus der Zellwand bestimmter Bakterien, die hauptsächlich beim Absterben der Zellen entstehen. Endotoxinkonzentrationen werden in Einheiten (EU = Endotoxin-Units) angegeben; 10 EU entsprechen ca. 1 Nanogramm (1/1.000.000 Milligramm) eines standardisierten Endotoxins.
Endotoxine können zu entzündlichen Atemwegsreizungen und Fieber führen. Die grippeähnlichen Symptome treten fünf bis sechs Stunden nach Belastung auf und klingen in der Regel nach 24 Stunden wieder ab. Durch regelmäßig sich wiederholende Belastungen kann es zu einer Anpassung kommen. Bei andauernder Belastung über Jahre mit hohen Konzentrationen kann sich jedoch auch eine chronische Atemwegsentzündung (chronische Bronchitis) entwickeln.
Wissenschaftlich begründete Grenz- oder Orientierungswerte für Endotoxine am Arbeitsplatz können zurzeit nicht abgeleitet werden. Dies hängt zum einen damit zusammen, dass die biologische Aktivität von Endotoxinen je nach Bakterienart völlig unterschiedlich ist und zum anderen damit, dass Endotoxine nie allein, sondern immer in einem "biologischen Gemisch" auftreten und ein direkter Zusammenhang mit arbeitsbedingten Erkrankungen nicht ableitbar ist.
Siehe auch Bericht des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) " Irritativ-toxische Wirkungen von luftgetragenen biologischen Arbeitsstoffen am Beispiel der Endotoxine".
Beruflich bedingte Erkrankungen durch Endotoxine sind bei Tätigkeiten mit mikrobiell besiedelten Kühlschmierstoffen bislang nicht bekannt.
3.3.2 Mykotoxine
Hierbei handelt es sich um Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen, die in aller Regel über kontaminierte Nahrung aufgenommen werden und den Menschen schädigen können, z.B. Aflatoxine auf Erdnüssen.
Über die Wirkungsweise von inhalativ aufgenommenen Mykotoxinen oder bei Hautkontakt liegen bislang nur wenige Erkenntnisse vor. Es ist jedoch davon auszugehen, dass im Bereich der Kühlschmierstoffverwendung auf Grund des insgesamt geringen Vorkommens von Schimmelpilzen in der Luft am Arbeitsbereich auch keine gesundheitsgefährdenden Mengen an Mykotoxinen vorhanden sind.
4 Gefährdungsbeurteilung
4.1 Allgemeine Informationen für die Zuordnung zu einer Schutzstufe
Bei Tätigkeiten mit mikrobiell besiedelten wassergemischten Kühlschmierstoffen (KSS) handelt es sich um eine nicht gezielte Tätigkeit mit biologischen Arbeitsstoffen, da die in der Biostoffverordnung genannten notwendigen Bedingungen für gezielte Tätigkeiten nicht erfüllt sind. Insbesondere
Das Mikroorganismenspektrum (Arten und Häufigkeiten der Mikroorganismen) einer Kühlschmierstoff-Betriebsprobe ist abhängig vom eingesetzten Kühlschmierstoff, dem Werkstoff, dem Bearbeitungsverfahren, den Wartungs- und Pflegemaßnahmen und der Standzeit. Typische "Leitkeime" können daher in der Regel nicht benannt werden, allenfalls Bakteriengattungen (verwandte Bakterienarten), die auf Grund ihrer Nahrungsansprüche häufiger vorkommen. Bevorzugt siedeln sich Bakterien aus der Familie der Pseudomonaden an; hierbei handelt es sich um weit verbreitete Bakterien, die in fast allen wässrigen Systemen (auch im Trinkwasser) zu finden sind.
Die in wassergemischten Kühlschmierstoffen nachgewiesenen Bakterien und Schimmelpilze/Hefen gehören zwei großen Gruppen an:
Die Informationsbeschaffung erfordert in der Regel keine Messungen biologischer Arbeitsstoffe am Arbeitsplatz (siehe Nummer 4.2 der "Handlungsanleitung zur Gefährdungsbeurteilung und für die Unterrichtung der Beschäftigten bei Tätigkeiten mit biologischen Arbeitsstoffen" [TRBa 400]). Eine Auflistung von Mikroorganismen, die in Kühlschmierstoff- Betriebsproben gefunden wurden, findet sich in Anhang 1 dieser Information.
Der Kontakt zu einem Gemisch von Mikroorganismen (Mischexposition) der Risikogruppen 1 und 2 - der auch im außerberuflichen Bereich des täglichen Lebens stattfindet - bedeutet nicht zwangsläufig eine gesundheitliche Schädigung; bei reduzierter Immunabwehr oder bei Exposition gegenüber hohen Konzentrationen kann aber eine Infektion oder Allergie die Folge sein. Die Entscheidung, ob eine Tätigkeit, bei der es zu einer Mischexposition gegenüber biologischen Arbeitsstoffen der Risikogruppen 1 und 2 kommt, der Schutzstufe 1 oder der Schutzstufe 2 zuzuordnen ist, muss für jeden Einzelfall nach Abschätzung des Infektionsrisikos getroffen werden.
Bei der Zuordnung zu einer Schutzstufe dürfen bereits getroffene Schutzmaßnahmen keine Berücksichtigung finden; beurteilt wird das potentielle Infektionsrisiko, also die Wahrscheinlichkeit, ob es bei Tätigkeiten mit mikrobiell besiedelten Kühlschmierstoffen zu einer Infektion kommen kann.
Ein Grenz- oder Richtwert zur Beurteilung der mikrobiellen Besiedlung wassergemischter Kühlschmierstoffe existiert nicht.
4.2 Kriterien für eine Zuordnung zur Schutzstufe 2
Viele nicht gezielte Tätigkeiten sind der Schutzstufe 2 zugeordnet, die somit oft den Status einer "Standardschutzstufe" hat.
Das Schutzstufenkonzept der Biostoffverordnung hat nicht zum Ziel, unter allen Umständen immer die niedrigste Schutzstufe zu erreichen, sondern die Tätigkeit im Hinblick auf eine mögliche Infektionsgefährdung korrekt zu beurteilen und die geeigneten Maßnahmen anhand der zugeordneten Schutzstufe auszuwählen.
Sehr viele dieser Maßnahmen sind gleichlautend zu den Forderungen anderer Regeln: Betrachtet man die Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), so entsprechen die meisten Forderungen dieser Regel gleichfalls den Maßnahmen der Schutzstufe 2 der Biostoffverordnung (siehe auch Anhang 2).
Bei Tätigkeiten mit keimbelasteten wassergemischten Kühlschmierstoffen sprechen
für eine denkbare Infektionsmöglichkeit und damit für eine Zuordnung der Tätigkeit zur Schutzstufe 2.
Vor allem bei Reinigungsarbeiten an Maschinenteilen und Anlagen können große Mengen an Bioaerosolen in die Atemluft gelangen. Daher sind Reinigungsarbeiten, insbesondere mit Hochdruckreinigern, grundsätzlich der Schutzstufe 2 zuzuordnen.
Siehe auch Abschnitt 5.3.
4.3 Kriterien für eine Zuordnung zur Schutzstufe 1
Liegen im Einzelfall die in Abschnitt 4.2 genannten Risikofaktoren nicht vor, so dass eine Infektionsgefährdung nicht anzunehmen ist, können Tätigkeiten mit wassergemischten Kühlschmierstoffen der Schutzstufe 1 zugeordnet werden. Dies ist der Fall wenn
Siehe Abschnitte 5.2.1 und 5.2.2.
4.4 Beurteilung weiterer Gefährdungen
In die Zuordnung zu einer Schutzstufe nach der Biostoffverordnung geht maßgeblich die Infektionsgefährdung ein. Zusätzlich müssen aber auch bei der Gefährdungsbeurteilung und Festlegung der Schutzmaßnahmen sensibilisierende und toxische Wirkungen der Mikroorganismen berücksichtigt werden.
Siehe § 7 Abs. 2 der Biostoffverordnung.
Sensibilisierungen oder toxische Wirkungen durch Mikroorganismen bzw. Bestandteile von Mikroorganismen sind über die Atemluft bei den üblichen Bearbeitungstätigkeiten mit wassergemischten Kühlschmierstoffen nach bisherigen Untersuchungen unwahrscheinlich, da im Vergleich zur Außenluft keine erhöhte Belastung der Luft im Arbeitsbereich nachgewiesen werden konnte (siehe auch Abschnitt 5.2.2).
Tätigkeiten, wie das Abblasen von Kühlschmierstoffen, können jedoch kurzzeitig zu hohen mikrobiellen Belastungen führen und damit das Risiko von Atemwegserkrankungen erhöhen. Aus Arbeitsschutzgründen sollten diese Tätigkeiten nur mit den entsprechenden technischen Schutzmaßnahmen ausgeführt werden (siehe auch Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Abschnitt 6.3.2.4).
Sensibilisierende Eigenschaften besitzen vor allem Schimmelpilze bzw. Schimmelpilzsporen. Schimmelpilze können beim Einsatz von wassergemischten Kühlschmierstoffen als Bestandteile so genannter Biofilme im Bereich der Bearbeitungsmaschinen vorkommen. Wie bereits erwähnt, werden vor allem bei Reinigungsarbeiten große Mengen an Biomasse freigesetzt. Vor allem beim Entfernen von Biofilmen mit Hochdruckreinigern kann es neben dem Kontakt zu Infektionserregern auch zu möglichen allergischen Reaktionen durch das Einatmen von Schimmelpilzen bzw. Schimmelpilzsporen kommen.
Toxische Wirkungen können durch Endotoxine und ähnlich wirkende Substanzen hervorgerufen werden. Dies geschieht in erhöhtem Maße beim Absterben von Mikroorganismen z.B. bei der Nachkonservierung durch Zugabe von Bioziden.
Die Endotoxinkonzentrationen der "unbelasteten" Außenluft liegen im Mittel zwischen 2 und 17 EU/m3 ; Maximalwerte bis zu 310 EU/m3 (Kolk et al. (2009),siehe Anhang 4.4, Weitere Schriften).
Die an Kühlschmierstoff-Arbeitsplätzen mittels LAL-Test 1) (Limulus-Amöbocyten-Lysat-Test) ermittelten Endotoxinwerte in der Luft lagen durchschnittlich zwischen 20 und 30 EU/m3 . Vereinzelt wurden auch höhere Werte bis zu 300 EU/m 3 Luft gemessen, die jedoch lediglich als Spitzenbelastung auftraten. Insgesamt ist somit die Endotoxinbelastung, im Vergleich zu anderen Branchen mit mehreren tausend EU/m3 Luft an einzelnen Arbeitsplätzen, als gering einzustufen.
In einer Untersuchungsreihe konnte gezeigt werden, dass bei Arbeitsverfahren mit starker Aerosolbildung, z.B. Schleifen, und fehlender Maschinenabsaugung die höchsten Endotoxinwerte feststellbar waren.
Die Untersuchungsergebnisse machen insgesamt deutlich, dass an Arbeitsplätzen in der Metallverarbeitung durch geeignete Maßnahmen, z.B. Maschinenabsaugung, die Exposition gegenüber Endotoxinen in Konzentrationsbereichen gehalten werden kann, die unterhalb den in der Literatur beschriebenen Wirkungsschwellen für Endotoxin verursachte Atemwegserkrankungen liegen. Direkte Korrelationen zwischen der Endotoxinbelastung der Luft am Arbeitsplatz und der Gesamtkoloniezahl im Kühlschmierstoff ließen sich nicht feststellen (Zucker et al. (2006),siehe Anhang 4.4, Weitere Schriften).
Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass Endotoxine in Kühlschmierstoff-Betriebsproben keinen schädigenden Einfluss sowohl auf gesunde als auch auf vorgeschädigte Haut haben (Becker (2004),siehe Anhang 4.4, Weitere Schriften).
4.5 Dokumentation
Die Gefährdungsbeurteilung bei Tätigkeiten mit biologischen Arbeitsstoffen muss nach § 8 der Biostoffverordnung dokumentiert werden (auch in Betrieben mit 10 oder weniger Beschäftigten).
Die Angaben für das nach § 8 der Biostoffverordnung notwendige Verzeichnis der biologischen Arbeitsstoffe können Anhang 1 dieser Information entnommen werden. Die Angabe von Mikroorganismengruppen ist dabei ausreichend.
Siehe auch Nummer 4.2 der "Handlungsanleitung zur Gefährdungsbeurteilung und für die Unterrichtung der Beschäftigten bei Tätigkeiten mit biologische Arbeitsstoffen" (TRBa 400).
5 Schutzmaßnahmen
5.1 Festlegung von Schutzmaßnahmen - Grundforderungen
Arbeitsmittel sind so bereitzustellen und zu benutzen, dass Gefährdungen für Beschäftigte durch physikalische, chemische und biologische Einwirkungen vermieden werden. Dabei hat der Arbeitgeber insbesondere die Gefährdungen zu berücksichtigen, die mit der Benutzung des Arbeitsmittels selbst verbunden sind und die am Arbeitsplatz durch Wechselwirkung der Arbeitsmittel untereinander oder mit Arbeitsstoffen oder der Arbeitsumgebung hervorgerufen werden. Unter biologischen Einwirkungen sind im Sinne dieser Information Tätigkeiten mit keimbelasteten wassergemischten Kühlschmierstoffen zu verstehen.
Siehe § 3 und Abschnitt 2.2 des Anhangs 2 der Betriebssicherheitsverordnung.
In jedem Fall sind die allgemeinen Hygienemaßnahmen der Technischen Regeln für Biologische Arbeitsstoffe "Grundlegende Maßnahmen bei Tätigkeiten mit biologischen Arbeitsstoffen" (TRBa 500) einzuhalten; diese Maßnahmen entsprechen gleichzeitig der Schutzstufe 1 der Biostoffverordnung.
Die allgemeinen Hygienemaßnahmen sind entsprechend der jeweiligen betrieblichen Situation auszuwählen und, falls erforderlich, stoff- und arbeitsplatzbezogen anzupassen.
Für die Anwendung der Schutzmaßnahmen ab Schutzstufe 2 gilt grundsätzlich nach der Biostoffverordnung eine klare Rangfolge:
Die Substitution betrifft vor allem gezielte Tätigkeiten und ist bei Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen nicht anwendbar.
Auch der Einsatz geschlossener Systeme betrifft überwiegend gezielte Tätigkeiten in industriellen Verfahren und ist bei Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen nur unter dem Vorbehalt des Standes der Technik umsetzbar.
In der Regel wird eine Verminderung der Gefährdung durch biologische Arbeitsstoffe auch durch Maßnahmen zum Schutz vor Gefahrstoffen erreicht. Die nach der Gefahrstoffverordnung und den Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS 611 "Verwendungsbeschränkungen für wassermischbare bzw. wassergemischte Kühlschmierstoffe, bei deren Einsatz N-Nitrosamine auftreten können" sowie der Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143) bereits getroffenen Maßnahmen können daher grundsätzlich auch als Schutzmaßnahmen im Sinne der Biostoffverordnung angesehen werden. Eine vergleichende Übersicht über die erforderlichen Maßnahmen nach der Biostoffverordnung und nach anderen staatlichen Regeln oder Regeln der Unfallversicherungsträger gibt die Tabelle in Anhang 2.Darüber hinaus gehende Empfehlungen zur Reduzierung des mikrobiellen Befalls werden in den folgenden Abschnitten dieser Information genannt. Die Gesamtheit der Schutzmaßnahmen nach den genannten Regelwerken kann daher im Sinne der Schutzstufe 2 der Biostoffverordnung interpretiert werden.
Anhang 3 dieser Information beinhaltet eine Zusammenfassung der anwendbaren Maßnahmen zum Schutz vor einer Belastung durch biologische Arbeitsstoffe in Form einer Checkliste für Tätigkeiten mit wassergemischten Kühlschmierstoffen.
5.2 Technische und organisatorische Maßnahmen zur Reduzierung eines mikrobiellen Befalls
Die in wassergemischten Kühlschmierstoffen gefundenen Mikroorganismen entstammen überwiegend der nächsten Umgebung des Arbeitsbereiches. Sie gelangen auf unterschiedlichste Weise in den Kühlschmierstoff:
5.2.1 Anmischwasser
Das Anmischwasser sollte Trinkwasserqualität haben (maximale Koloniezahl nach der Trinkwasserverordnung: 100 KBE/ml, Krankheitserreger dürfen nicht vorhanden sein). Die Einhaltung der Grenzwerte aus der Trinkwasserverordnung ( TrinkwV) wird bis zur Übergabestelle an den Verbraucher von den zuständigen Wasserwerken gewährleistet. Wasserleitungssysteme auf firmeneigenem Gelände unterliegen nicht mehr deren Zuständigkeitsbereich.
Mikrobiologische Untersuchungen von Wasserproben verschiedenster Herkunft zum Anmischen der Kühlschmierstoffkonzentrate zeigen, dass viele Bakterienarten bereits über das Anmischwasser in den Kühlschmierstoff gelangen und sich dort, in Abhängigkeit von den vorliegenden Wachstumsbedingungen, vermehren (siehe auch Tabelle 2).
Bei Verwendung von Wasser aus privaten Brunnen oder sonstigen nicht an das öffentliche Trinkwassernetz angeschlossenen Wasserversorgungsanlagen kommt es häufig zu höheren und auch kritischen Keimbelastungen, die daher regelmäßig überprüft werden sollten.
Ebenso unterliegt aufbereitetes Wasser wie z.B. vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) und/oder enthärtetes Wasser aus Ionenaustauschern, Osmose-Umkehranlagen in der Regel einer höheren Keimbelastung als Trinkwasser. Nachfolgend führt insbesondere die Aufbewahrung des aufbereiteten Wassers in Sammelbehältern oder Vorratstanks zu einer Vermehrung der vorhandenen Mikroorganismen.
Wird Trinkwasser zum Anmischen oder Nachdosieren über Rohr- oder Schlauchleitungen zugeführt, so muss auch hier innerhalb der Leitungs- und Sammelsysteme mit der Bildung von Biofilmen gerechnet werden, die zu einer mikrobiellen Verunreingung des Kühlschmierstoffs führen können.
Die Keimbelastung des Wassers kann z.B. mittels Dip-Slides oder über ein Labor überprüft werden (siehe auch Abschnitt 6.3).
Zur Vermeidung und Reduktion der mikrobiellen Verunreinigung ist eine regelmäßige Anlagehygiene (z.B. Reinigung, Austauscher-Regeneration, Desinfektion, Austausch von Schlauchleitungen und Wassersammelsystemen) zu organisieren.
5.2.2 Umgebungsluft/Luft im Arbeitsbereich
Die Umgebungsluft ist nicht keimfrei. Abhängig von der Jahreszeit und der Umgebung können Bakterien und Schimmelpilze in einer Größenordnung von einigen Hundert bis zu mehreren Tausend KBE/m3 Luft vorkommen (siehe auch Abschnitt 9). Auf Grund ihres häufigen Vorkommens werden aus der Umgebungsluft hauptsächlich Schimmelpilzsporen eingetragen. Bei günstigen Wachstumsbedingungen, z.B. hohe Luftfeuchtigkeit, Feuchtbereiche, keimen die Sporen aus und bilden so genannte Pilzgeflechte (= Myzelien). Dies kann sowohl innerhalb einer Bearbeitungsmaschine als auch im Produktionsbereich erfolgen. Der gesamte Arbeitsbereich ist daher möglichst trocken zu halten. Zusätzlich können Aerosole auch als "Transportvehikel" dienen und so zusätzlich zur Weiterverbreitung von Mikroorganismen ("Bioaerosole") im Betrieb beitragen.
Daher sind bei Arbeitsprozessen mit starker Aerosolbildung die entsprechenden Maßnahmen der Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), nach Abschnitt 6.1 zu ergreifen, um zu vermeiden, dass die eventuell in Tröpfchen befindlichen Mikroorganismen bzw. Bruchstücke von Mikroorganismen eingeatmet werden.
Anhand der bislang durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass bei Einsatz geeigneter und wirksamer lufttechnischer Einrichtungen (siehe BIA-Report 4/2004) sowohl die Kühlschmierstoff-Konzentration von 10 mg/m3 in der Luft im Arbeitsbereich nach der Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143) mehrheitlich eingehalten ist, als auch eine Verringerung der mikrobiellen Belastung der Luft im Arbeitsbereich erfolgt. Dies ließ sich auch beobachten, wenn der Kühlschmierstoff hohe Konzentrationen von Bakterien aufwies (siehe Tabelle 2).
Tabelle 2: Ergebnisse mikrobiologischer Untersuchungen an Kühlschmierstoff-Arbeitsplätzen (Gesamtkoloniezahlen 1998 - 2010)
Die Auswertung der Daten erfolgte aus der IFA-Expositionsdatenbank "Messdaten zur Exposition gegenüber Gefahrstoffen am Arbeitsplatz" - MEGA.
| BAKTERIEN (Gesamtkoloniezahl) * | ||||||||||
| KSS-Proben (KBE/ml) n = 236 |
Ansetzwasser (KBE/ml) n = 42 |
Luft im Arbeitsbereich (KBE/m3) n = 383 |
Außenluft (KBE/m3) n = 88 |
|||||||
| Mittelwert | > 31.100.000 *** | 7.280 | > 940 *** | 153 | ||||||
| 95-Perzentil ** | 164.000.000 | 34.400 | 3.646 | 952 | ||||||
| SCHIMMELPILZE (Gesamtkoloniezahl) * | ||||||||||
| KSS-Proben (KBE/ml) n = 221 |
Ansetzwasser (KBE/ml) n = 41 |
Luft im Arbeitsbereich (KBE/m3) n = 255 |
Außenluft (KBE/m3) n = 32 |
|||||||
| Mittelwert | > 7.980 *** | 8 | > 298 *** | 2.580 | ||||||
| 95-Perzentil ** | 3.570 | 30 | 799 | 29.500 | ||||||
|
||||||||||
Werden Absauganlagen mit Luftrückführung oder sonstigen Umluftanlagen betrieben, ist auf eine sachgerechte Wartung, insbesondere auf regelmäßigen Filterwechsel zu achten.
Siehe auch Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Abschnitt 7.2.
5.2.3 Biofilme
Bei Biofilmen handelt es sich um eine Vergesellschaftung von Bakterien, Schimmelpilzen und anderen Mikroorganismen, die zusammen mit Metallabrieb filmartige Strukturen auf Oberflächen innerhalb von Rohrleitungssystemen und in Maschinenteilen bilden. Die Ausmaße reichen von schmierfilmartigen kaum sichtbaren Belägen im Anfangsstadium bis zu mehreren Zentimetern dicken Biofilmmatten. Haben sich Biofilme in einem System erst einmal festgesetzt, führt dies zwangsläufig zu einem ständigen Austausch von Inhaltsstoffen, mikrobiellen Stoffwechselprodukten und von Mikroorganismen selbst zwischen Biofilm und Kühlschmierstoff.
Werden Biofilme in Maschinen und Anlagen nicht entfernt, führt dies bei einem Kühlschmierstoff-Neuansatz zwangsläufig zu einer "Neuverkeimung". Es gibt Hinweise darauf, dass die überwiegende Anzahl der Mikroorganismen in Kühlschmierstoffen aus solchen Biofilmen stammt. Abhilfe kann hier nur eine gründliche mechanische Reinigung und Desinfektion der Kühlschmierstoff-Kreisläufe schaffen (siehe Abschnitt 6.4).
Eine Reinigung durch bloße Zugabe von Systemreinigern und Bioziden ist nicht ausreichend zur Entfernung von ausgeprägten Biofilmen.
5.2.4 Arbeitshygiene
Kontinuierliche technische und organisatorische Maßnahmen müssen sicherstellen, dass keine Verunreinigungen, z.B. durch verschmutzte Bearbeitungsstücke, Schmutzaufwirbelungen durch Reinigungsarbeiten am Arbeitsplatz, organische Abfälle, wie Lebensmittelreste, Zigarettenkippen, menschliche Ausscheidungsprodukte, in den wassergemischten Kühlschmierstoff gelangen, da hierüber sowohl Mikroorganismen eingeschleppt als auch den vorhandenen Mikroorganismen weitere Nährstoffe zum Wachstum zur Verfügung gestellt werden. Die Beschäftigten sind dementsprechend in der erforderlichen Arbeitshygiene zu unterweisen.
Das Rauchverbot am Arbeitsplatz ist nicht nur dem Gesundheitsschutz, sondern auch dem Produktschutz dienlich. Zum einen wird vermieden, dass es durch mit keimbelasteten Kühlschmierstoffen verunreinigte Hände zu Schmierinfektionen kommt, zum anderen auch, dass durch den Eintrag von Zigarettenkippen und Asche eine fortschreitende Verunreinigung des Kühlschmierstoffs bewirkt wird.
Hygienemaßnahmen tragen entscheidend zur Begrenzung eines übermäßigen Keimwachstums und damit zur Stabilität und langen Standzeit des Kühlschmierstoffs bei!.
5.2.5 Anlagen- und Maschinenbeschaffenheit
Bei der Beschaffung von Maschinen sollte darauf geachtet werden, dass durch die Konstruktion ein mikrobieller Bewuchs auf Grund von Toträumen, verwinkelten Umlaufsystemen nicht gefördert wird.
Siehe VDI 3035 "Anforderungen an Werkzeugmaschinen, Fertigungsanlagen und periphere Einrichtungen beim Einsatz von Kühlschmierstoffen".
Es ist weiterhin darauf zu achten, dass Laufroste nicht über offene Becken und Rinnen des Kühlschmierstoffsystems führen.
Leicht zu reinigende Umlaufsysteme und eingebaute oder mobile Pflegesysteme (im Voll- oder Nebenstrom) beugen einer vorzeitigen Verkeimung nach dem Neuansatz vor.
5.2.6 Fertigungsabläufe
Sauerstoffarme (anaerobe) Verhältnisse sollten in Anlagen mit wassergemischten Kühlschmierstoffen vermieden werden. Dies dient nicht nur dem Erhalt der technischen Qualität des Kühlschmierstoffs, sondern verhindert auch die Bildung von Faulgasen (so genannter Montagmorgengeruch). Eine gute Durchlüftung und Umwälzung des Kühlschmierstoffs in der Anlage - vor allem auch in betriebsfreien Zeiten - ist daher sehr zu empfehlen.
Das Fehlen von Sauerstoff, verbunden mit dem Auftreten von anaerob wachsenden Bakterien, ist einer der Hauptgründe für das "Umkippen" von wassergemischten Kühlschmierstoffen.
Von Spänen, aus Auffangwannen und von Luftabscheidern zurück gewonnener Kühlschmierstoff, darf nur in gebrauchsfähigem Zustand in den Kreislauf zurückgegeben werden (siehe auch Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Abschnitt 6.3.3.5).
5.3 Persönliche Schutzmaßnahmen
Die allgemeinen Hygienemaßnamen der TRBa 500 und die Forderungen der Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Abschnitt 6.5 "Persönliche Schutzausrüstungen", sind immer einzuhalten. Besondere Desinfektionsmaßnahmen sind darüber hinaus nicht erforderlich.
Insbesondere wird auf die Forderung nach BGR/GUV-R 143, Abschnitt 6.5.3.1, hingewiesen, nach der beim Reinigen von mikrobiell besiedelten Kühlschmierstoff-Kreisläufen Schutzhandschuhe, Fußschutz, Augenschutz, sowie gegebenenfalls eine Schürze und bei der Hochdruckreinigung Atemschutz (partikelfiltrierende Halbmasken FFP2 oder Halbmasken mit Partikelfilter P2) zu tragen sind.
6 Pflege und Wartung
6.1 Gebrauchskonzentration
Die empfohlene Mindest-Gebrauchskonzentration des Herstellers muss eingehalten werden; dies trägt zur Stabilität des Kühlschmierstoffs gegenüber einem mikrobiellen Befall bei.
6.2 Konservierende Maßnahmen (Biozidzugabe)
Bakterien und Pilze sind verschiedene Organismen mit unterschiedlichem Zellaufbau und Stoffwechsel. Dies muss beim Einsatz von Bioziden berücksichtigt werden.
Siehe Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Anhang 6 und 6a. Weitere Informationen zur Anwendung von Bioziden finden sich in der VKIS - VSI - IGM-Stoffliste.
Die überwiegende Anzahl der heute eingesetzten wassermischbaren Kühlschmierstoff-Konzentrate ist vorkonserviert ("topfkonservierung").
Die Vermeidung hoher Keimzahlen - und damit einhergehend eine Verlängerung der Standzeit - kann durch kontinuierliche Nachkonservierung während der Anwendung ("Präventivkonservierung") gemäß den Dosierungsangaben des Kühlschmierstoff- bzw. Biozidherstellers erfolgen.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass bei großen Zentralanlagen mit entsprechender Steuerung die mikrobielle Besiedlung durch Präventivkonservierung und kontinuierliche Wartungs- und Pflegemaßnahmen langfristig (über Jahre) unter 1000 KBE/ml gehalten werden kann.
Bei bereits vorliegenden hohen Keimzahlen kann zur Aufrechterhaltung der technischen Eigenschaften des Kühlschmierstoffs eine stärkere Konservierung im Sinne einer "Stoßkonservierung" erforderlich werden; auch hierbei sollten die Dosierungsvorschriften unbedingt eingehalten werden. Weiterhin muss beachtet werden, dass bei der "Stoßkonservierung" abrupt sehr viel Biomasse (abgetötete Mikroorganismen) freigesetzt wird, was zu anwendungstechnischen Problemen, z.B. Verstopfen von Filtern und Rohrleitungssystemen, führen kann.
Werden Formaldehyd-Depots zur "Stoßkonservierung" eingesetzt, kann es bei starkem Befall mit Mikroorganismen und damit häufig einhergehenden erniedrigtem pH-Wert kurzzeitig zu erhöhten Formaldehydkonzentrationen im Kühlschmierstoff und in der Luft kommen; daher sind entsprechende Schutzmaßnahmen vorzusehen. Der pH-Wert muss in diesem Fall zuerst durch Zugabe einer entsprechenden Alkalireserve auf den Sollwert gebracht werden, bevor die Zugabe des Formaldehyd-Depots erfolgt. Die Zudosierung muss in jedem Fall streng nach Herstellerangaben erfolgen.Bei Schimmelpilzbefall des Kühlschmierstoffs haben sich die in der Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Anhang 6a, Tabelle "Biozide Wirkstoffe", genannten Verbindungen bewährt. Beim Einsatz von Jodcarbamatverbindungen muss beachtet werden, dass diese Verbindungen von Bakterien abgebaut werden können. Daher muss bei gleichzeitig starkem bakteriellem Befall zuerst ein Bakterizid eingesetzt werden bzw. eine Kombination aus Bakterizid und Jodcarbamat verwendet werden.
Lässt sich ein mikrobieller Befall trotz aller Reinigungs- und Pflegemaßnahmen nicht in den Griff bekommen, kann beispielsweise ein Gemisch aus Chlormethyl-Isothiazolinon/Methylisothiazolinon (CMI / MI), unter Berücksichtigung der gebotenen Sicherheitsmaßnahmen zur Desinfektion, eingesetzt werden.
Grundsätzlich darf der Einsatz von Desinfektionsmitteln nur nach Rücksprache mit fachkundigen Personen, z.B. Kühlschmierstoff-Fachkundigen, erfolgen. In jedem Fall sind die Herstellerangaben zu beachten.
Aus allgemeinen hygienischen und technischen Gründen sollte die Gesamtkoloniezahl in wassergemischten Kühlschmierstoffen von Beginn an (Neuansatz) so niedrig wie möglich gehalten werden. Bei wiederkehrenden Problemen im Zusammenhang mit hohen Gesamtkeimzahlen empfiehlt es sich, den Kühlschmierstoff vollständig auszutauschen und die Anlage einer gründlichen mechanischen und chemischen Systemreinigung zu unterziehen.
Starke Anpassungen der Mikroorganismen an den Kühlschmierstoff und ausgeprägte Resistenzen (Unempfindlichkeiten) gegen das eingesetzte Biozid erfordern gegebenenfalls den Wechsel auf ein neues Produkt mit anderer Zusammensetzung, insbesondere mit einem anderen Biozid.
Bei einzelbefüllten Maschinen mit geringem Umlaufvolumen kann bei Zugabe von Bioziden eine erhöhte Hautgefährdung durch Überdosierung entstehen; die Vorgaben der Biozidhersteller sind unbedingt zu beachten.
Bei selten benutzten Maschinen ohne kontinuierliche Umwälzung oder Belüftung ist - anstelle der wiederholten Standzeitverlängerung durch Zugabe von Bioziden - ein vollständiger Austausch des Kühlschmierstoffs zu empfehlen.
Ein mit Mikroorganismen belasteter Kühlschmierstoff wird durch Zugabe von Bioziden nicht wieder in seinen Ausgangszustand zurückversetzt, er wird also nicht in seinen Eigenschaften verbessert. Weder der bereits erfolgte Abbau von Kühlschmierstoff-Bestandteilen noch das Vorhandensein von mikrobiellen Stoffwechselprodukten und abgetöteter Biomasse ist wieder rückgängig zu machen.
6.3 Keimzahlüberprüfung
Die Festlegung eines Grenz- bzw. Richtwertes für die Belastung wassergemischter Kühlschmierstoffe durch Mikroorganismen ist nachseitigem Kenntnisstand weder aus Sicht des Arbeits- und Gesundheitsschutzes noch als technisch orientierter Wert möglich.
Informationen für die Gefährdungsbeurteilung über Mikroorganismen, die häufiger in wassergemischten Kühlschmierstoffen nachgewiesen werden konnten, sind in Anhang 1 aufgelistet.
Eine Zustandsbeschreibung des wassergemischten Kühlschmierstoffs bezüglich des mikrobiellen Befalls orientiert sich zurzeit nur an den bekannten Parametern:
Siehe Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Anhang 3.
Zusätzlich zur Überprüfung des chemisch-technischen Zustands des Kühlschmierstoffs kann eine freiwillige Koloniezahlbestimmung erfolgen.
Einmal-Eintauchnährböden ("Dip-Slides") können ergänzend zur technischen Kontrolle als Hilfsmittel für die Verlaufskontrolle eines mikrobiellen Wachstums in wassergemischten Kühlschmierstoffen eingesetzt werden. Dazu sollte jedoch eine eigene betriebsinterne Vorgehensweise, z.B. im Rahmen des Prüfplans, festgelegt werden.
Falls Dip-Slides zum Einsatz kommen, sollten sie kontinuierlich eingesetzt und die Schätzwerte im Prüfplan (siehe Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR/GUV-R 143), Anhang 4) dokumentiert werden. Nur im Zusammenhang mit den anderen Kontrollparametern können festgestellte mikrobiologische Veränderungen mittels Dip-Slide-Bestimmung beurteilt werden.
Zur Beurteilung einer gesundheitlichen Gefährdung ist der Einsatz von Dip-Slides nicht geeignet. Zum einen existiert weder ein Grenz-/Orientierungswert zur Keimbelastung von wassergemischten Kühlschmierstoffen, zum anderen handelt es sich bei den "Messergebnissen" lediglich um Schätzwerte mit teilweise erheblichen Schwankungsbreiten.
Bei Anwendung der Dip-Slides ist auf eine korrekte Handhabung durch fachlich geeignetes Personal zu achten, z.B. Kühlschmierstoff-Fachkundigen. Eine Koloniezahlbestimmung im Rahmen einer Verlaufskontrolle der mikrobiellen Besiedlung von wassergemischten Kühlschmierstoffen ist nach dem Infektionsschutzgesetz nicht erlaubnispflichtig.Für die Untersuchungen im Betrieb dürfen ausschließlich Keimindikatoren mit nicht-selektiven Nährmedien zur Gesamtkoloniezahlbestimmung verwendet werden. Die bebrüteten Nährböden müssen nach der Auswertung sachgerecht entsorgt werden. Desinfektionsmethoden, wie das Einlegen in Desinfektionslösungen, entsprechen nicht dem Stand der Technik und sollen nicht eingesetzt werden.
Hinweise zum richtigen Umgang mit Dip-Slides liefert das Fachausschuss-Informationsblatt Nr. 056 "Richtiger Umgang mit Dip-Slides".
Schimmelpilze stellen bei der mikrobiellen Besiedlung von wassergemischten Kühlschmierstoffen eine besondere Problematik dar. Auf Grund ihres an Oberflächen gebundenen Wachstums sind sie nicht zwangsläufig im Kühlschmierstoff nachweisbar, sondern nur zu bestimmten Phasen ihrer Entwicklung (bei Sporenbildung) oder durch Auffangen kleiner Pilzfragmente über einen Nährboden. Die Anzahl der nachgewiesenen Schimmelpilzkolonien lässt insofern keine Rückschlüsse auf den wirklichen Grad des Pilzbefalls zu; z.B. können Leitungen im Kühlschmierstoff-System völlig zugewachsen sein, obwohl eine Keimzahlbestimmung keinen Befall anzeigt.
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(Stand: 23.07.2018)
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