Technische Gase: Gefährdungsbeurteilung & Schutzmaßnahmen

Die Arbeit mit Gasen und Gasgemischen gehört heutzutage zum betrieblichen Alltag. Darüber hinaus können Gase und Gemische ungewollt durch industrielle oder biologische Prozesse entstehen. Im Rahmen des Arbeitsschutzes müssen Arbeitgeber ihrer Fürsorgepflicht gegenüber den Mitarbeitern nachkommen und sie vor Gas-Risiko durch auftretende Gase und Gasgemische schützen. Zudem müssen sie technische Gase als Gefahrstoffe kennzeichnen, da sie im Rahmen des Arbeitsschutzes dazu verpflichtet sind.

Was ist Gas?

Gas ist eine Materie, deren Moleküle vollständig voneinander gelöst sind und sich gleichmäßig im Raum bewegen. Neben fest und flüssig ist gasförmig der dritte Aggregatzustand. Druck und Temperatur sorgen für den gasförmigen Zustand.

Werden Gase gekühlt, verflüssigen sie sich oder werden unter bestimmten Bedingungen zum Feststoff und erreichen somit einen anderen Aggregatzustand. Trockeneis ist ein Beispiel dafür. Hierbei handelt es sich um gefrorenes Kohlendioxyd. Sobald die Temperatur steigt, wird die jeweilige Substanz wieder gasförmig. Manche Gase sind farbig und man kann sie riechen. In den meisten Fällen sind sie allerdings weder riechbar noch kann man sie schmecken. I

Der Unterschied zwischen reinen und unreinen Gasen

In Zusammenhang mit Gasen steht der Begriff “rein”. In der Physik sowie in der Chemie beschreibt der Begriff den Anteil an einer Stoffmenge an einem Stoffgemisch.

Unerwünschte Stoffe des Gemischs werden als „unrein“ bezeichnet. Bei Industrie- oder technischen Gasen gibt es eine Punkt-Notation, die den Mindestgehalt an reinem Gas beschreiben. Dies verdeutlicht die folgende Tabelle:

Definition: Was sind technische Gase?

Alle Gase und Gasgemische, die industriell für die unterschiedlichsten Anwendungen in Industrie, Technik und Forschung hergestellt und vertrieben werden, bezeichnet man als technische Gase. Zu diesen gehören auch die Industriegase. Technische Gase umfassen darüber hinaus Sondergase und Spezialgase, da sie für spezielle Anwendungen hergestellt werden.

Beispiele für technische Gase

• Propan-Butan-Gemische als Flüssiggas in Druckgasflaschen zur Erzeugung von Wärme. Die Gemische werden beispielsweise für Heizstrahler, Katalytöfen sowie in der Gastronomie fürs Braten oder Backen verwendet. Darüber hinaus werden die Propan-Butan-Gemische zum Beheizen von Containern verwendet.
• Chlorgas in Stahlgasflaschen oder Chlorfässern zur Desinfektion. Chlorgas wird in vielen Fällen in Schwimmbädern verwendet.
• Acetylen als Brenngas für das Schneiden und Schweißen von Stahl
• Sauerstoff für den medizinischen Gebrauch oder für Taucharbeiten
• Stickstoff als Flüssigstickstoff für kältetechnische Anwendungen, beispielsweise zur industriellen Prozesskühlung sowie zur Einlagerung von biologischen und medizinischen Proben

Weitere Beispiele für technische Gase und ihre Eigenschaften:

Gefährdungsbeurteilung: Umgang mit Gasen und Gasgemischen

Die Verwendung von Gasen und Gemischen unterliegt strengen Auflagen. Um die Mitarbeiter bestmöglich vor auftretenden Gefährdungen vor den Gefahrstoffen zu schützen, müssen Arbeitgeber in regelmäßigen Abständen eine Gefährdungsbeurteilung der Arbeitsplätze durchführen, an denen mit Gasen gearbeitet wird. Sie muss auch dann vorgenommen werden, wenn Gase und Gemische im Verlauf des betrieblichen Prozesses entstehen.

Gefährdungsbeurteilung – die rechtlichen Grundlagen

Abschnitt 3.2.1 der TRGS 407 (Technische Regeln für Gefahrstoffe) schreibt fest, dass Arbeitgeber die Gefahren für Beschäftigte ermitteln müssen, die sich durch Tätigkeiten mit Gasen ergeben. Rechtliche Grundlagen sind § 5 ArbSchG (Arbeitsschutzgesetz) sowie § 6 GefStoffV (Gefahrstoffverordnung) und § 3 BetrSichV (Betriebssicherheitsverordnung). Anhand der Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung müssen sie entsprechende Schutzmaßnahmen ergreifen.

Was bei der Gefährdungsbeurteilung von Gasen zu beachten ist

Zur Durchführung der Gefährdungsbeurteilung sollten Unternehmen vor allem die TRGS (Technische Regeln für Gefahrstoffe) sowie die TRBS (Technische Regel für Betriebssicherheit) zur Hilfe heranziehen. Die TRGS geben den Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen, einschließlich deren Einstufung und Kennzeichnung, wieder.

Für die Gefährdungsbeurteilung sollten Arbeitgeber den Fokus auf die TRGS 400 (Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen) sowie die TRGS 407 (Gefährdungsbeurteilung für die Tätigkeiten mit Gasen) legen.

Unter anderem listet die Berufsgenossenschaft Holz und Metall die einzelnen Technischen Regeln auf ihrer Webseite detailliert auf.

Wie erfolgt die Einstufung und Kennzeichnung von Gasen?

Werden gefährliche Gase im Betrieb verwendet, müssen deren Eigenschaften gefahrstoffrechtlich eingestuft werden. Darüber hinaus stehen Arbeitgeber in der Pflicht, die Gase und Gasgemische entsprechend zu kennzeichnen. Die Einstufung und Kennzeichnung gasförmiger Gefahrstoffe bilden zudem die Grundlage für die Gefährdungsbeurteilung bei Tätigkeiten mit Gasen.

Gemäß der CLP-Verordnung erfolgt die Einstufung und Kennzeichnung von Gasen und Gemischen entsprechend ihrer entzündbaren und oxidierenden Eigenschaften sowie der von ihnen ausgehenden Gesundheits- und Umweltgefahren.

Beispiele für solche Gase sind:

• verdichtete Gase ab einem Überdruck von 200 kPa (2 bar)
• verflüssigte Gase
• tiefgekühlt verflüssiget Gase
• gelöste Gase

Die Einstufung und Kennzeichnung bei innerbetrieblichen Tätigkeiten erfolgt nach TRGS 201 “Einstufung und Kennzeichnung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen”. Ortsbewegliche Gasflaschen – auch Druckgasflaschen – werden in der Regel farblich gekennzeichnet, welche die Identifizierung auch aus der Entfernung erlaubt.

Die TRGS 407 nennt die wichtigsten Gase und deren Eigenschaften. Mit diesem Wissen können Arbeitgeber entsprechende Maßnahmen zum Schutz der Mitarbeiter ergreifen.

Die wichtigsten Gase im Überblick

Nachfolgend werden die Gase und deren Eigenschaften aus der TRGS 407 zitiert:

• Entzündbare Gase: können unter gegebenen Umständen pyrophor – also selbstentzündlich – sein. Sie können sich an der Luft selbst entzünden und dadurch eine besondere Brand- und Explosionsgefahr hervorrufen.
• Chemisch instabile Gase: reagieren ohne die Anwesenheit von Luft und Sauerstoff explosionsartig. Chemisch instabile Gase zerfallen. Zu den Gasen gehören unter anderem Acetylen, Ethylenoxid sowie Propadien.
• In Verbindung mit Wasser oder Feuchtigkeit können Gase korrosiv wirken und dadurch Behälter- und Konstruktionswerkstoffe angreifen.
• Bei erhöhter Temperatur oder bei erhöhtem Druck weitet sich der Explosionsbereich unter Umständen auf. Die untere Explosionsgrenze (UEG) verschiebt sich zu niedrigen, die obere Explosionsgrenze (OEG) zu höheren Werten. Ein Gas, das unter atmosphärischen Bedingungen keinen Explosionsbereich hat und nicht als entzündbares Gas eingestuft ist, kann bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck einen Explosionsbereich haben.
• Gasgemische mit Gasen, die leichter als Luft sind, können durch andere Bestandteile im Gemisch eine höhere Dichte als Luft haben. Aus diesem Grund können sie sich in Bodennähe ansammeln. Unter Einwirkung der Schwerkraft entmischen sich diese Gemische nicht.

Die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) stellt die TRGS 407 kostenfrei zum Download bereit.

Wie erfolgt die Einstufung und Kennzeichnung von entzündbaren Gasen?

In TRGS 407 heißt es weiter: “Gemäß der CLP-Verordnung können entzündbare Gase in die Gefahrenklasse ‚entzündbare Gase‘ eingestuft werden. Diese Gefahrenklasse unterteilt sich nochmals in entzündbare Gase, selbstentzündliche (pyrophore) Gase sowie in chemisch instabile Gase der Kategorie A und B.”

Entzündbare Gase haben unter Normalbedingungen, wie beispielsweise anteigende Temperatur oder steigender Druck, einen Explosionsbereich. Dagegen gibt es selbstentzündliche (pyrophore) Gase, die sich in der Luft bei 54 Grad Celsius oder darunter spontan entzünden können. Chemisch instabile Gase sind entzündbare Gase, die auch in Abwesenheit von Luft oder Sauerstoff explosionsartig reagieren können. 

Bei einem Gefahrguttransport werden entzündbare Gase im Vorfeld des Transports nochmals in Kategorien unterteilt. Gase der Kategorie 1A werden mit dem Gefahrenpiktogramm “Flamme “ (GHS02) sowie mit dem Signalwort “Gefahr” gekennzeichnet. Zusätzlich zur Kennzeichnung erfolgt der sogenannte H-Satz H220. Allerdings kommt es darauf an, welches Gas vorliegt. Die entzündbaren Gase können auch mit H230, H231 oder H232 gekennzeichnet werden.

In der Kategorie 1B werden entzündbare Gase mit dem Gefahrenpiktogramm “Flamme” (GHS02), dem Signalwort “Gefahr” und dem H-Satz H221 gekennzeichnet. Entzündbare Gase der Kategorie 2 werden dagegen mit dem Signalwort ‚Achtung‘ und dem H-Satz H221 gekennzeichnet. Allerdings fällt hier das Gefahrenpiktogramm weg.

Wie funktioniert die Durchführung der Gefährdungsbeurteilung für technische Gase?

Wenn Unternehmen die Gefährdungsbeurteilung für technische Gase vornehmen, liefert ihnen die TRGS 407 konkrete Hinweise zur Durchführung.

Dort steht geschrieben:

• Alle Gefährdungen, in Bezug auf die Verwendung von Gasen und Gemischen, müssen berücksichtigt werden. Gefährdungen können sich unter anderem durch den Druck von Gasen in Druckgasbehältern oder Druckanlagen.
• Die betriebsbedingte Freisetzung von Gasen muss in der Gefährdungsbeurteilung Eingang finden.
• Die Freisetzung von Gasen durch das unbeabsichtigte Öffnen von unter Druck stehenden Anlagenteilen muss in der Beurteilung berücksichtigt werden.
• Abweichungen vom bestimmungsgemäßen Betrieb (Abweichungen von den zulässigen Betriebsparametern sowie Undichtigkeiten) sowie die störungsbedingte Freisetzung von Gasen führen zu Gefährdungen der Mitarbeiter.
• Die Gefährdungsbeurteilung sollte Einwirkungen auf den Druckbehälter oder die Druckanlage von außerhalb berücksichtigen.
• Arbeitgeber sollten auch Gefährdungen berücksichtigen, die sich durch das Mischen von Gasen ergeben. Zudem entstehen Gesundheitsgefahren für die Belegschaft, wenn der Luftsauerstoff verdrängt wird. Die erstickende Wirkung muss ebenfalls Eingang in die Gefährdungsbeurteilung finden.
• Gefährdungen für Mitarbeiter ergeben sich bei Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten. Auch hier kann es zum Austritt von Gasen und Gasgemischen kommen, die Gefährdungen für Mitarbeiter bergen.

Wird die Gefährdungsbeurteilung durchgeführt, sollten Erkenntnisse über Schadensursachen aus eigener Betriebserfahrung zu Hilfe gezogen werden. Darüber hinaus können Arbeitgeber Fachkenntnisse aus anderen Quellen nutzen. Dies gilt auch für die Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen. Gefährdungen können verschiedene Ursachen haben.

Wenn beispielsweise ein Anschluss undicht oder eine Dichtung beschädigt ist, können gesundheits- und umweltschädliche Gase austreten. Das Gleiche gilt für die Korrosion eines Druckgasbehälters oder bei Materialermüdung von Arbeitsmitteln.

Bei Tätigkeiten mit entzündbaren oder chemisch instabilen Gasen muss die Gefährdungsbeurteilung auch die Bildung von explosionsfähigen Gemischen sowie die Möglichkeit explosionsartiger Reaktionen ermitteln und aufnehmen. Werden im Betrieb Tätigkeiten mit verschiedenen Gasen durchgeführt, sollten Arbeitgeber den Gefahrenbereich sowie den Sicherheitsabstand zu Schutzobjekten ermitteln. Zu den Schutzobjekten gehören zum Beispiel Büros oder Pausenräume der Mitarbeiter.

Welche Schutzmaßnahmen helfen gegen Gas-Risiken?

Die Schutzmaßnahmen vor gefährlichen Gasen und Gasgemischen ergeben sich aus dem Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung. Neben der Umsetzung von allgemeinen Schutzmaßnahmen müssen die Hinweise auf den Sicherheitsdatenblätter von technischen Gasen beachtet werden.

Folgende Schutzmaßnahmen sollten Betriebe zu jeder Zeit umsetzen, wenn innerbetrieblich mit Industriegasen gearbeitet wird:

Bereitstellung von Persönlicher Schutzausrüstung (PSA)

Dazu zählen neben der Kleidung, die leicht anliegen und Arme und Beine vollständig bedecken soll, Schutzhandschuhe, spezielle Schuhe (Sicherheitsschuhe) sowie ein Gesichtsschutz. Brillen bieten nur einen unvollständigen Schutz.

Lüftung muss vorhanden sein

Lüftungen müssen vorhanden sein. Diese sind besonders dann notwendig, wenn mit tiefkalt verflüssigten Gasen in offenen Gefäßen umgegangen wird. Die Lüftung muss die entstehende Gasmenge sicher abführen.

Atemschutzgeräte für die Beschäftigten bereitstellen

Die Geräte können dann erforderlich sein, wenn durch verdampfte, tiefkalte Gase der Sauerstoff aus der Luft verdrängt wird.

Ladungssicherung und Belüftung bei Gefahrguttransport

Vorsichtsmaßnahmen müssen bei Gefahrguttransporten getroffen werden. Sollte zum Beispiel ein mit flüssigem Stickstoff beladener Transportbehälter in einem nicht belüfteten Fahrzeug umkippt, werden große Mengen an gasförmigen Stickstoff frei.

Diese können den Luftsauerstoff im Fahrzeug verdrängen. Darüber hinaus kann es aufgrund von außenkondensierender Luftfeuchtigkeit zu Sichtbehinderungen für den Fahrer kommen. Die Ladungssicherung und die Belüftung des Transporters sind daher elementar beim Gefahrguttransport.

Allgemeine Schutzmaßnahmen finden sich außerdem in den verschiedenen TRGS:

• TRGS 500 “Schutzmaßnahmen”
• TRGS 800 “Brandschutzmaßnahmen”
• TRGS 526 “Laboratorien”
• TRBS 2141, alle Teile (Gefährdungen durch Dampf und Druck)