Belastung am Arbeitsplatz 01.10.2018, 00:00 Uhr

Quecksilberexposition bei der manuellen Flachbildschirmdemontage

Zusammenfassung Im vergangenen Jahrzehnt wurden in Deutschland pro Jahr durchschnittlich nahezu acht Millionen LCD-Fernsehbildschirme und etwa drei Millionen Computermonitore verkauft. Die älteren Geräte, meist LCD-Flachbildschirme mit quecksilberhaltigen Leuchtstoffröhrchen zur Hintergrundbeleuchtung, werden in steigender Zahl in Demontagebetrieben zerlegt. Die vorliegende Arbeit soll eine valide Einschätzung der Exposition der dort Beschäftigten und Informationen zu ausreichenden Schutzmaßnahmen liefern. Das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) und die Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege (BGW) ermittelten dazu in Laboruntersuchungen die Quecksilberemission beim Röhrchenbruch und die Quecksilberexposition der Beschäftigten mittels Arbeitsplatzmessungen. Quecksilberemissionen lagen in den Laboruntersuchungen bei maximal 24 µg/g Röhrchenmasse. Die Arbeitsplatzmessungen ergaben Quecksilberkonzentrationen, die selbst unter ungünstigen Bedingungen unter 3 µg/m3 und damit unter 15 % des Arbeitsplatzgrenzwerts von 20 µg/m3 lagen. Ein reduzierender Effekt durch spezielle Arbeitsplatzabsaugungen an Demontageplätzen konnte nicht festgestellt werden. Die Unterweisung der Beschäftigten erscheint hingegen als eine sinnvolle und wesentliche Schutzmaßnahme.

Bild 1. Entnahme von Leuchtstoffröhrchen aus einem TV-Gerät. Quelle: BGW

Bild 1. Entnahme von Leuchtstoffröhrchen aus einem TV-Gerät.

Foto: BGW

1 Einleitung

Im Rahmen des Gesamtprojekts „Quecksilberexpositionen durch Leuchtmittel und LCD-Geräte“ untersuchten mehrere Unfallversicherungsträger und staatliche Behörden die Quecksilberexposition über den gesamten Lebenszyklus quecksilberhaltiger Leuchtmittel, von der Herstellung, über die Sammlung bis zum Recycling. Im DGUV-Internetportal zu Quecksilber wird das Gesamtprojekt dargestellt1). Die vorliegende Arbeit beschreibt die Quecksilberproblematik beim Flachbildschirmrecycling.

Laboruntersuchungen sollten Anhaltspunkte für die Quecksilberemissionen aus quecksilberhaltigen CCFL-Röhrchen (CCFL: cold cathode fluorescent lamp, Kaltkathoden-Fluorenszenzlampe) bei verschiedenen Bruchszenarien geben. Arbeitsplatzmessungen sollten die Daten für die Quecksilberexpositionen bei der Demontage von Flachbildschirmen und somit für eine valide Einschätzung der Quecksilberbelastung der Beschäftigten liefern. Das Ziel der Arbeit war zudem, Informationen zu ausreichenden Schutzmaßnahmen zu erhalten. Demontagebetriebe sollen die Ergebnisse als Grundlage für die Gefährdungsbeurteilung verwenden können.

Die Marktentwicklung der vergangenen zehn Jahre zeigt, dass bei Bildschirmgeräten der Unterhaltungselektronik und Informationstechnologie eine vollständige Abkehr vom klassischen CRT-Röhrenbildschirmgerät mit Kathodenstrahlröhren (Cathode Ray Tube) zum LCD-Flachbildschirmgerät mit Flüssigkristallanzeige (Liquid Crystal Display) erfolgt ist. Die Statistiken zum Verkauf von Bildschirmgeräten weisen Röhrenbildschirmgeräte nur noch bis in das Jahr 2010 aus. Nach 2010 hatten diese Geräte im Massengeschäft keine Relevanz mehr. Die jährlichen Verkaufszahlen von LCD-Flachbildschirmgeräten lagen in den Jahren 2008 bis 2016 bei durchschnittlich ca. 7,5 Millionen TV-Bildschirmen und ca. 2,5 Millionen Computermonitoren [1]. Diese Entwicklung zeigt sich inzwischen auch beim Recycling dieser Geräte in den Demontagebetrieben: Die Anzahl der recycelten CRT-Geräte nimmt stark ab, die Anzahl der Flachbildschirme nimmt stark zu. Im Internetportal rehadat-wfbm.de sind ca. 90 Werkstätten für Menschen mit Behinderungen (WfbM) genannt, die Auftragsarbeiten zum Elektro- und Elektronikrecycling annehmen. Wie viele Betriebe Flachbildschirmdemontage durchführen oder planen, lässt sich daraus nicht ableiten.

Eine weit verbreitete Flachbildschirmtechnologie war über viele Jahre der LCD-Bildschirm mit quecksilberhaltiger Hintergrundbeleuchtung in Form von Kaltkathodenfluoreszenzlampen (CCFL-Röhrchen). In Computermonitoren befinden sich zwei bis sechs solcher Röhrchen, meist in einer Metallhalterung verbaut. In TV-Geräten können sich 30 Röhrchen oder mehr befinden, die in der Regel aufgrund der Bildschirmgröße länger als in Computermonitoren sind. Das im Betrieb durch den Strom ionisierte Quecksilber in den Röhrchen gibt ultraviolettes (UV) Licht ab, das durch die Leuchtschicht in sichtbares Licht umgewandelt wird. Das Quecksilber amalgamiert mit zunehmender Betriebszeit an der Innenseite der Röhrchen, was schließlich zu dessen Ausfall führt. Bei der Demontage der quecksilberhaltigen Geräte liegt der Fokus der gesetzlichen Regulierungen, insbesondere des § 20 des Elektro- und Elektronikgerätegesetzes (ElektroG) [2], auf der selektiven Behandlung von Wertstoffen und Bauteilen von Altgeräten. Weitere Hinweise zur Entsorgung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten gibt das Altgeräte-Merkblatt der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA-Mitteilung M31A) [3]. Eine in diesem Zusammenhang wesentliche Vorgabe ist die Entfernung quecksilberhaltiger Hintergrundbeleuchtung vor den weiteren Recyclingschritten. Verfahrenstechnisch gibt es die manuelle und die teilautomatische Demontage sowie die vollautomatische Behandlung in komplett geschlossenen Anlagen (Shredder-Verfahren). Letztere führt aber derzeit nicht zu sortenreiner Fraktionierung und ermöglicht keine selektive Behandlung.

Nach dem derzeitigen technischen Stand ist die manuelle Demontage der CCFL-Röhrchen zur sortenreinen Fraktionierung gut geeignet. Unter Verwendung von Handwerkzeugen werden die Geräte demontiert und die Bauteile in Wertstofffraktionen sortiert. Die Leuchtstoffröhrchen sind im Gehäuse an einer oder mehreren Stellen befestigt (Bild 1).

Bild 1. Entnahme von Leuchtstoffröhrchen aus einem TV-Gerät. Quelle: BGW

Bild 1. Entnahme von Leuchtstoffröhrchen aus einem TV-Gerät.

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Um Bruch zu vermeiden, müssen sie vorsichtig herausmontiert werden. Eine Unsicherheit in den Betrieben besteht in der Frage, wie hoch die Quecksilberbelastung der Beschäftigten durch die Demontagearbeiten ist. Wenn Röhrchen zerbrechen oder schon zerbrochene Röhrchen freigelegt oder gelagert werden, entstehen Quecksilberemissionen, die zu einer Quecksilberexposition führen können. Vereinzelte Publikationen weisen auf der Grundlage von Laboruntersuchungen und theoretischen Betrachtungen auf eine hohe Quecksilberbelastung bei der Demontage hin und fordern eine Absaugeinrichtung [4; 5]. Exemplarische Messungen bei der Lagerung und Zerlegung wurden an anderer Stelle beschrieben [6] und aus den Ergebnissen wurde die Notwendigkeit einer gesonderten Gefährdungsbeurteilung abgeleitet.

Quecksilber hat gefährliche arbeitsplatzrelevante Eigenschaften wie akute Toxizität, Reproduktionstoxizität 1B und spezifische Zielorgantoxizität bei wiederholter Exposition [7] (Tabelle 1).

Tabelle 1. Einstufung und Kennzeichnung von Quecksilber nach der CLP-Verordnung (EU) 1272/2008 [7]; EG-Nr. 231–106–7, CAS-Nr. 7439–97–6.

Tabelle 1. Einstufung und Kennzeichnung von Quecksilber nach der CLP-Verordnung (EU) 1272/2008 [7]; EG-Nr. 231–106–7, CAS-Nr. 7439–97–6.

Quecksilber kann zudem aufgrund seines Dampfdrucks für die inhalative Belastung relevante Konzentrationen in der Atemluft erzeugen. Die Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 900 „Arbeitsplatzgrenzwerte“ [8] nennt rechtsverbindliche Grenzwerte für Quecksilber und seine anorganischen Verbindungen in der Luft am Arbeitsplatz: Für eine achtstündige Arbeitsschicht gilt der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 20 µg/m3, für kurzzeitig erhöhte Expositionen gilt ein Kurzzeitwert (KZW) von 160 µg/m³ über 15 Minuten. Zusätzlich sind in den Bemerkungen der TRGS 900 die Eigenschaften hautresorptiv (H) und Sensibilisierung der Haut (Sh) aufgeführt. Die TRGS 903 „Biologische Grenzwerte (BGW)“ [9] listet für Quecksilber einen BGW von 25 µg/g Kreatinin im Urin. Das Mutterschutzgesetz [10] verbietet bei einem Stoff wie Quecksilber aufgrund der Reproduktionstoxizität 1B, dass schwangere Frauen Tätigkeiten ausüben oder Arbeitsbedingungen ausgesetzt werden, bei denen eine Quecksilberexposition zu erwarten ist. Auch wenn der Grenzwert eingehalten wird, dürfen Schwangere gegenüber Quecksilber nicht ausgesetzt sein.

2 Methoden

Die für WfbM zuständige gesetzliche Unfallversicherung, die Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege (BGW), veranlasste im Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) Laboruntersuchungen und führte Arbeitsplatzmessungen in WfbM durch.

In Laboruntersuchungen ermittelte das IFA die Quecksilberemissionen aus zerbrochenen Leuchtstoffröhrchen. Dazu wurden die intakten Röhrchen in einem geschlossenen 13-Liter-Behälter in zwei, vier und acht Teile sowie vollständig zerbrochen. Das frei werdende Quecksilber wurde mit einem direkt anzeigenden Quecksilberanalysator aus dem Behälter abgesaugt. Das Probenvolumen strömte im Kreislauf verlustfrei sowohl durch den Behälter mit den Bruchstücken des Röhrchens als auch durch die Messküvette im Messgerät. Durch diese Versuchsanordnung konnte der Quecksilber-Konzentrationsverlauf im Behälter über einen Zeitraum von bis zu 16 Stunden beobachtet werden.

Bei Arbeitsplatzmessungen nach TRGS 402 [11] wurden die Quecksilberexpositionen der Beschäftigten an Arbeitsplätzen in WfbM bei der Flachbildschirmdemontage bestimmt. Der Messtechnische Dienst der BGW führte die Messungen mit einem Standardmessverfahren [12] (Tabelle 2) und nach einer festgelegten Messstrategie [13] durch. Die Messungen erfolgten personengetragen und stationär im Atembereich der Beschäftigten am Demontageplatz (Nahbereich) und somit im direkten Umfeld der Quecksilberexposition (Bild 2).

Tabelle 2. MGU-Probenahmeverfahren für Quecksilber und seine anorganischen Verbindungen nach [12].

Tabelle 2. MGU-Probenahmeverfahren für Quecksilber und seine anorganischen Verbindungen nach [12].

 
Bild 2. Quecksilbermessung an der Person, Demontagearbeitsplatz (mit Absaugung). Quelle: BGW

Bild 2. Quecksilbermessung an der Person, Demontagearbeitsplatz (mit Absaugung).

Foto: BGW

Zur Ermittlung der Grundbelastung in der Werkhalle (Fernbereich) erfolgten weitere stationäre Messungen einige Meter vom Demontagearbeitsplatz entfernt. Im Lager wurde am Behälter gemessen, in dem die ausgebauten Röhrchen abgelegt und zwischengelagert wurden. Für kurzzeitige Expositionsereignisse (Exposi­tionsspitzen), zum Beispiel beim Öffnen eines Bruchbehälters, wurde in Einzelfällen ein direkt anzeigender Quecksilberanalysator, EPM, Modell 791.905 (UV-Lichtabsorption bei 254 nm, Messbereichsendwert: 1 000 µg/m3, Bestimmungsgrenze: 10 µg/m3) eingesetzt.

Die Demontagetätigkeiten wurden unter ungünstigen Rahmenbedingungen untersucht, die eine höhere Belastung erwarten ließen als üblich:

  • Ungefähr die Hälfte der Betriebe hatte auf Wunsch der BGW die Panels schon aus den Geräten ausgebaut. Dies entsprach nicht immer dem üblichen betrieblichen Ablauf und führte zu einem höheren Gerätedurchsatz mit der Konsequenz, dass mehr Röhrchen pro Zeiteinheit ausgebaut wurden.
  • Wenn bei der Demontage kein Röhrchen zerbrach, wurde der Bruch in zwei Teile bei mindestens einem Röhrchen pro Gerät provoziert.
  • Die untersuchten Arbeitsbereiche hatten keine technische Raumlüftung. Die natürliche Lüftung wurde als „Winterbedingung“ definiert, d. h. Fenster und Türen blieben unabhängig von der Jahreszeit weitgehend verschlossen.

3 Ergebnisse

Laborunteruntersuchungen im IFA ergaben Orientierungswerte für die freigesetzte Quecksilbermenge aus zerbrochenen Röhrchen (Tabelle 3).

Tabelle 3. Messergebnisse der Quecksilberfreisetzung beim Zerbrechen von quecksilberhaltigen CCFL-Leuchtstoffröhren; Hg: Quecksilber. Quelle: BGW

Tabelle 3. Messergebnisse der Quecksilberfreisetzung beim Zerbrechen von quecksilberhaltigen CCFL-Leuchtstoffröhren; Hg: Quecksilber.

Foto: BGW

Der geringste Wert wurde gemessen, wenn die Röhrchen an einem Ende oder mittig in zwei Stücke zerbrochen wurden. Die höchste Konzentration ergab sich bei zerstoßenen Röhrchen. Die Freisetzung lag zwischen 0,15 und 24 µg Quecksilber/g Röhrchenmasse.

Arbeitsplatzmessungen in neun WfbM erfassten übliche Tätigkeiten an betrieblichen Arbeitsplätzen, die überwiegend in großen Werkhallen von 2 000 bis 10 000 m3 Raumvolumen mit Grundflächen von ca. 400 bis 2 000 m2 lagen. Die Demontageplätze waren in der Regel räumlich nicht von den anderen Arbeitsbereichen in der Halle getrennt. Sie umfassten außer den Demontageplätzen auch Aufstellflächen der Gitterboxen für Geräte und die zerlegten Fraktionen (Bild 3).

Bild 3. Sammelbehälter für unbeschädigt ausgebaute Röhrchen. Quelle: BGW

Bild 3. Sammelbehälter für unbeschädigt ausgebaute Röhrchen.

Foto: BGW

Es gab zwei grundsätzlich unterschiedliche Ausstattungen der Arbeitsplätze:

  • offene Arbeitstische ohne Absaugung (Bild 4) mit natürlicher Lüftung über Fenster, Türen sowie Hallentore (sechs Betriebe).
Bild 4: Demontagearbeitsplatz (ohne Absaugung). Quelle: BGW

Bild 4: Demontagearbeitsplatz (ohne Absaugung).

Foto: BGW

 

  • Arbeitstische mit Absaugung bestehend aus Plexiglashaube oder Abzug, ähnlich einem Laborabzug, Absaugung mit nachgeschaltetem Aktivkohlefilter zur Abscheidung des dampfförmigen Quecksilbers und Luftrückführung in den Arbeitsbereich. Der Absaugvolumenstrom betrug ca. 100 bis 180 m3/h pro Arbeitsplatz, die Zuluft strömte aus dem Hallenbereich nach (drei Betriebe). In zwei Betrieben wurden an jeweils einem Arbeitsplatz mit Absaugung Bildschirme demontiert, in einem Betrieb wurde gleichzeitig an drei Arbeitsplätzen mit Absaugung gearbeitet.

Das zerlegte Material hatte die betriebsübliche Zusammensetzung und bestand aus einer Mischung aus Computermonitoren und LCD-Fernsehgeräten (Tabelle 4).

Tabelle 4. Messergebnisse für Quecksilber (Zeitraum von 2012 bis 2015). Quelle: BGW

Tabelle 4. Messergebnisse für Quecksilber (Zeitraum von 2012 bis 2015).

Foto: BGW

In den neun Betrieben wurden insgesamt 347 Flachbildschirme demontiert, davon 263 Computermonitore (PC) und 84 Fernsehgeräte (TV). Die mittlere Anzahl zerlegter Flachbildschirmpanel pro Arbeitsplatz lag bei 14 PCs und sechs TV-Geräten über eine mittlere Demontagedauer von 3,8 h. Die Demontagedauer für ein Komplettgerät lag zwischen 15 und 40 Minuten. Die Demontage dauerte pro Panel zwischen zehn und 28 Minuten. Ausgebaut wurden 2 329 Röhrchen, wovon 449 (19,2 %) zerbrachen oder auf Anweisung absichtlich zerbrochen wurden. Bei Anlieferung waren 199 Röhrchen defekt (8,5 %), bei der Demontage zerbrachen 66 Röhrchen (2,8 %) und 184 Röhrchen wurden absichtlich zerbrochen (7,9 %).

Die Messdauer für die Arbeitsplatzmessungen entsprach der üblichen Expositionsdauer der Beschäftigten und lag zwischen 2,75 und 4,75 h. Die überwiegende Zeit arbeiteten die Beschäftigten am Demontagearbeitsplatz.

An Behältern zur Zwischenlagerung der ausgebauten Röhrchen hielten sich die Beschäftigten im Mittel ca. 20-mal pro Schicht jeweils wenige Sekunden zum Einlegen der Röhrchen auf. An Bruchbehältern (häufig Spannringdeckelfässer) hielten sie sich weniger häufig auf, da nur bei Bruch zerbrochene Röhrchen eingelegt wurden. Die Bruchbehälter befanden sich überwiegend im Lager. In einem Betrieb befand sich der Bruchbehälter im Demontagebereich.

Die Expositionsmessungen wurden unter ungünstigen Rahmenbedingungen (hoher Durchsatz, hohe Bruchquote) durchgeführt (Tabelle 4).

Die höchste schichtbezogene Quecksilberkonzentration im Arbeitsbereich wurde an einem offenen Bruchfass in Atemhöhe gemessen und lag bei 3,0 µg/m3. Bei der Demontage belief sich der schichtbezogene Maximalwert auf 2,7 µg/m3, das 95. Perzentil auf 1,3 µg/m3. Alle Werte wurden in dem Betrieb ermittelt, in dem der offene Bruchbehälter neben dem Arbeitsplatz stand.

Informationen aus einer vorangegangenen Befragung hatten gezeigt, dass eingewiesene Beschäftigte weniger als 5 % Bruch erzeugen [14]. Röhrchen zerbrachen laut dieser Befragung überwiegend in zwei Teile. Dies wurde bei den Arbeitsplatzmessungen bestätigt.

3.1 Zusätzliche Emissionsquellen

3.1.1 Bruchfass

Beim Abnehmen des Deckels und Öffnen eines Bruchfasses wurden 80 cm über der Fassöffnung (Atembereich) Konzentrationsspitzen von über 800 µg/m3 festgestellt (Bild 5).

Bild 5. Öffnen eines Bruchbehälters mit quecksilberhaltigem Glasbruch; Quecksilberkonzentrationen beim Abheben des Spannringdeckels (ca. 80 cm über der Öffnung). Quelle: BGW

Bild 5. Öffnen eines Bruchbehälters mit quecksilberhaltigem Glasbruch; Quecksilberkonzentrationen beim Abheben des Spannringdeckels (ca. 80 cm über der Öffnung).

Foto: BGW

Eine modifizierte Version mit kleinerer Öffnung (Bild 6) ergab 30 cm über der Öffnung Quecksilberkonzentrationen von ca. 80 µg/m3, die damit trotz der Nähe zur Emissionsquelle lediglich bei einem Zehntel der ursprünglichen Konzentrationsspitzen lagen (Bild 7).

Bild 6. Sammelfass für Bruch mit modifiziertem Spannringdeckel (Einwurf­öffnung mit Verschlussstopfen verkleinert). Quelle: BGW

Bild 6. Sammelfass für Bruch mit modifiziertem Spannringdeckel (Einwurf­öffnung mit Verschlussstopfen verkleinert).

Foto: BGW

 

Bild 7. Öffnen eines Bruchbehälters mit quecksilberhaltigem Glasbruch; Quecksilberkonzentrationen beim Abheben von Gummistopfen im Spannringdeckel (Messung ca. 30 cm über der Öffnung). Quelle: BGWMessungen im Atembereich ergaben in diesem Fall kein auswertbares Mess­signal (< 10 µg/m3).

3.1.2 Sammelbehälter

Messungen an verschiedenen Stellen in einem offenen Sammelbehälter zur Zwischenlagerung intakter Leuchtmittel ergaben in 10 cm Tiefe im Material Quecksilberkonzentrationen zwischen ca. 10 und 100 µg/m3. Dies deutete darauf hin, dass Leuchtmittel nach dem Einlegen beschädigt wurden (Bild 8).

Bild 8. Quecksilberkonzentration in einer Gitterbox mit vermeintlich intakten Leuchtstoffröhrchen aus Flachbildschirmen. Die Messpunkte 1 bis 5 lagen nebeneinander in ca. 50 cm Abstand; die Messung erfolgte an jedem Messpunkt in ca. 10 cm Tiefe im Material. Quelle: BGW

Bild 8. Quecksilberkonzentration in einer Gitterbox mit vermeintlich intakten Leuchtstoffröhrchen aus Flachbildschirmen. Die Messpunkte 1 bis 5 lagen nebeneinander in ca. 50 cm Abstand; die Messung erfolgte an jedem Messpunkt in ca. 10 cm Tiefe im Material.

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Im Atembereich lagen die Quecksilberkonzentrationen am Sammelbehälter unter 2 µg/m3.

3.2 Zusatzinformationen

3.2.1 Nahbereich und Fernbereich

In fünf Betrieben wurden bei sieben Messungen der Nahbereich direkt am Demontageplatz und der Fernbereich ca. 3 m entfernt verglichen (Tabelle 5).

Tabelle 5. Konzentrationsvergleich Nahbereich und Fernbereich; Hg: Quecksilber.

Tabelle 5. Konzentrationsvergleich Nahbereich und Fernbereich; Hg: Quecksilber.

Das Verhältnis der Konzentrationen vom Nahbereich zum Fernbereich lag zwischen 1,1 und 3,6. Der Faktor 1 bedeutet, dass es keinen Unterschied zwischen dem Demontagearbeitsplatz und dem Fernbereich gibt. Der höchste Faktor lag bei 3,6 in Betrieb A. Bei dieser Messung befand sich im Nahbereich ein offener Sammelbehälter für defekte Röhrchen, der nicht entleert wurde. Dies könnte eine Erklärung für das erhöhte Konzentrationsverhältnis sein.

3.2.2 Lieferung beschädigter Geräte

Während der Untersuchungen wurden vereinzelt beschädigte Geräte angeliefert. Dies beruhte nach Ansicht der Demontagebetriebe auf einer mangelhaften Sammlung und ungünstigen Transportbedingungen der Geräte. Die beschädigten Geräte führten bei den Messungen nicht zu erkennbar erhöhten Quecksilberkonzentrationen, weil vermutlich das aus den zerbrochenen Röhrchen emittierte Quecksilber auf dem Transportweg – von der Sammlung über die Lagerung bis zum Demontagearbeitsplatz – bereits überwiegend an die Umwelt abgegeben worden war. Bei Einhaltung des ElektroG und unter Beachtung der Hinweise des LAGA-Merkblatts M31 dürften solche Mängel nur in Ausnahmefällen, zum Beispiel bei einem Unfallereignis, auftreten.

4 Bewertung

Die Bewertung der inhalativen Quecksilberexposition erfolgte nach TRGS 402. Alle ermittelten Messwerte wurden als repräsentative Messergebnisse für eine achtstündige Schicht betrachtet. Verkürzte Expositionen wurden nicht berücksichtigt, obwohl die übliche Demontagedauer in den beteiligten Betrieben zwischen vier und sechs Stunden betrug. Damit wurde die Exposition an den untersuchten Arbeitsplätzen in WfbM um ca. 30 bis 50 % überschätzt (worst case). Dies ermöglicht aber den Bezug zu Arbeitsplätzen, an denen über eine Dauer von acht Stunden unter vergleichbaren Belastungen gearbeitet wird. Eine weitere Worst-case-Betrachtung ergab sich durch die ungünstig gewählten Rahmenbedingungen (erhöhter Durchsatz, erhöhter Röhrchenbruch, Lüftung unter Winterbedingungen).

Bei allen Demontagetätigkeiten lag das 95. Perzentil der Quecksilberkonzentrationen, berechnet für eine achtstündige Schicht, bei ca. 7 % des zulässigen, schichtbezogenen AGW nach TRGS 900. Die Wirksamkeit der Absaugung konnte aufgrund der wenigen vorhandenen Daten nur eingeschränkt bewertet werden, da lediglich fünf Messungen mit Absaugung aus drei Betrieben vorlagen. Der Vergleich der Messdaten ließ keinen Unterschied der Exposition bei der Demontage mit oder ohne Absaugung erkennen. Die ohnehin sehr niedrigen Quecksilberkonzentrationen an allen Arbeitsplätzen lieferten keine Begründung für den Einsatz einer Absaugung.

Höhere Konzentrationen wurden mit einem direkt anzeigenden Messgerät an einem mit Glasbruch befüllten Spannringdeckelfass (Bruchfass) beim Öffnen des Deckels nachgewiesen. Für einige Sekunden lag die Quecksilberkonzentration bei mehreren Hundert µg/m3. Die zulässige Kurzzeitwerthöhe wurde dennoch aufgrund der kurzen Aufenthaltsdauer von wenigen Sekunden unterschritten. In Behältern für vermeintlich intakte Leuchtmittel konnte ebenfalls Quecksilber nachgewiesen werden. Die Konzentration im näheren Umfeld lag unter 10 % des AGW. Da die Behälter üblicherweise im Lagerbereich stehen und die Beschäftigten diesen Bereich nur selten betreten, hat dies nur eine untergeordnete Relevanz für die Gesamtexposition. Bruchfass und Sammelbehälter sind aber Emissionsquellen, welche die Grundbelastung im Arbeitsbereich erhöhen können.

5 Schutzmaßnahmen

Schutzmaßnahmen bei der Flachbildschirmdemontage sollen die Einhaltung des AGW, des Kurzzeitwerts sowie des biologischen Grenzwerts für Quecksilber gewährleisten und zusätzlich die Emission in den Arbeitsbereich auf ein Minimum reduzieren. Grundsätzlich ist als Reihenfolge der Schutzmaßnahmen S-T-O-P (Substitution, Technik, Organisation, Persönliche Schutzmaßnahmen) nach der Gefahrstoffverordnung [15] und TRGS 500 [16] zu beachten.

Danach sollen vorrangig Stoffe oder Verfahren durch solche ersetzt werden, die ein geringeres gesundheitliches Risiko aufweisen. Die Flachbildschirme können naturgemäß nicht ersetzt werden. Die Altgeräte sollen allerdings weitgehend unversehrt am Demontageplatz ankommen. Schonende Verfahren der Sammlung, des außerbetrieblichen Transports, der Entladung, der Lagerung und des innerbetrieblichen Transports können gewährleisten, dass Flachbildschirme nicht oder nur in geringem Umfang beschädigt werden.

Einfache technische Maßnahmen für Demontagebereiche zur Reduzierung möglicher Quecksilberbelastungen sind:

  • geschlossener Werkstattboden, um das Eindringen von quecksilberkontaminiertem Glas oder Staub z. B. in Ritzen zu verhindern,
  • Arbeitstische mit glatten Oberflächen und Aufkantung mit drei oder vier Kanten bzw. andere Vorrichtungen, um eine einfache Reinigung zu ermöglichen und das Herabfallen von Röhrchen zu verhindern.

Sammelbehälter für quecksilberhaltigen Glasbruch wurden als potenzielle Emissionsquellen ausgemacht. Lässt man die Behälter offen, entsteht eine permanente Emissionsquelle. Verschließt man sie zum Beispiel mit einem Deckel, entstehen beim Öffnen zur Beschickung durch eine Sogwirkung für Sekunden erhöhte Quecksilberkonzentrationen. Wesentlich geringere Emissionen entstehen, wenn die Einwurföffnung nur so groß ist wie unbedingt notwendig. Werden Deckel vorsichtig horizontal geöffnet, kann die Sogwirkung ebenfalls verringert werden. Grundsätzlich sollen Sammelbehälter für Bruch in einem gut belüfteten Bereich stehen, idealerweise im wärmegeschützten Außenbereich und ausreichend weit entfernt von permanenten Arbeitsplätzen.

Beschäftigte sollen anhand einer Betriebsanweisung zur zerstörungsarmen Demontage unterwiesen werden. Dies ist ein wesentlicher Aspekt zur Reduzierung der Bruchquote. In der Betriebsanweisung sind auch die Art und die Häufigkeit der staubarmen Reinigung des Arbeitsplatzes zu beschreiben. Bei Industriestaubsaugern zur Reinigung kann sich eventuell Quecksilber anreichern. Die Eignung eines Staubsaugers ist daher mit dem Hersteller abzustimmen.

Die Kontamination permanent besetzter Arbeitsbereiche kann durch einfache Maßnahmen vermieden oder minimiert werden, zum Beispiel indem zerbrochene Leuchtmittel gegen weiteren Bruch gesichert abgelegt und spätestens nach Abschluss der Demontage des betroffenen Geräts vom Demontagearbeitsplatz entfernt und in einen geeigneten Bereich (s. o.) gebracht werden.

Die dermale Exposition ist wegen der in TRGS 900 genannten hautresorptiven und hautsensibilisierenden Eigenschaften besonders zu berücksichtigen. Geeignete Handschuhe, zum Beispiel mechanisch stabile Handschuhe aus Nitril- oder Butylkautschuk, schützen vor dermaler Exposition. Bei der Auswahl sind die Feinfühligkeit beim Röhrchenausbau und weitere Gefährdungen zum Beispiel durch mechanische Einwirkungen (Glasbruch, scharfe Kanten etc.) zu berücksichtigen. Die übliche persönliche Hygiene am Arbeitsplatz (nicht essen und trinken) vermeidet, dass Quecksilber z. B. über den Hand- oder Mund-Kontakt aufgenommen wird.

Die genannten Schutzmaßnahmen sind inhaltsgleich in Empfehlungen Gefährdungsermittlung der Unfallversicherungsträger (EGU) [17] veröffentlicht. Der Arbeitgeber kann diese EGU für seine Gefährdungsbeurteilung nutzen, wenn er seine eigenen Arbeitsbedingungen mit denen der EGU vergleicht und eine ausreichende Übereinstimmung findet.

6 Ausblick

Im Laufe der nächsten Jahre werden mehrere Millionen Flachbildschirme mit quecksilberhaltiger Hintergrundbeleuchtung zum Recycling gelangen. Diese Geräte werden in den Demontagebetrieben noch viele Jahre eine dominierende Rolle spielen. Erst wenn die nächste Gerätegeneration mit LED- oder anderer quecksilberfreier Technik überwiegend recycelt wird, wird die Frage nach der Quecksilberexposition langsam verschwinden. Daher müssen Arbeitgeber, die ihre Beschäftigten Flachbildschirme demontieren lassen, die Quecksilberbelastung in ihrer Gefährdungsbeurteilung berücksichtigen. Die Demontage der Geräte und die Entfernung quecksilberhaltiger Leuchtstoffröhrchen erfolgen derzeit überwiegend manuell. Teilautomatisierte und vollautomatisierte Zerlegeverfahren befinden sich in der Erprobung.

Die Arbeitsplatzmessungen bei der manuellen Flachbildschirmdemontage zeigten, dass die inhalativen Quecksilberexpositionen, auch unter ungünstigen betrieblichen Rahmenbedingungen, bei nur wenigen Prozent des AGW liegen.

Die vorliegende Arbeit hat zudem gezeigt, dass die technischen Anforderungen an die Arbeitsplätze zur Reduzierung der Quecksilberexposition gering gehalten werden können. Vielmehr spielt geeignetes und unterwiesenes Personal eine Schlüsselrolle bei der Vermeidung von Emissionsquellen.

Im Rahmen des Gesamtprojekts „Quecksilberexpositionen durch Leuchtmittel und LCD-Geräte“ ermittelte die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) auf kommunalen Wertstoffhöfen bei der Sammlung von Leuchtmitteln die äußere Quecksilberbelastung in der Luft und die innere Quecksilberbelastung im Urin der Beschäftigten. Die Untersuchungen ergaben, dass bei den Tätigkeiten an Sammelstellen sowohl der AGW als auch der BGW unterschritten wurden [18]. Die Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege ermittelt in einem weiteren Projekt die Gesamtbelastung der Beschäftigten bei der Bildschirmdemontage in Kooperation mit der Forschungseinrichtung des Universitätsklinikums Hamburg Eppendorf (CVCare) mittels Biomonitoring und Luftuntersuchungen (Airmonitoring). Dabei werden neben Quecksilber auch weitere Metalle, zum Beispiel Arsen, Beryllium und Cadmium, berücksichtigt.

Literatur

  1. Marktzahlen & HEMIS. Datenmaterial für Medienvertreter. Hrsg.: Gesellschaft für Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik (gfu), Bundesverband Technik des Einzelhandels (BVT), GFK, Consumer Electronics Marktindex Deutschland (CEMIX). www.gfu.de/presseraum/marktzahlen-studien/ analysen-zahlen/
  2. Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten (Elektro- und Elektronikgerätegesetz – ElektroG) vom 20. Oktober 2015. BGBl. I (2015) Nr. 40, S. 1739-1768; zul. geänd. durch Artikel 3 der Verordnung vom 20. Oktober 2015. BGBl. I (2015) Nr. 40, S. 1769.
  3. Umsetzung des Elektro- und Elektronikgerätegesetzes – Anforderungen an die Entsorgung von Elektro- und Elektronikaltgeräten. LAGA Merkblatt M31. Hrsg.: Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA), 2017. www.laga-online.de/Publikationen-50-Mitteilungen.html
  4. Handlungsanleitung zur guten Arbeitspraxis: Elektroschrott­recycling – Tätigkeiten mit Gefahrstoffen bei der manuellen Zerlegung von Bildschirm- und anderen Elektronikgeräten. Hrsg.: Regierungspräsidium Kassel, 2011. https://www.rp-kassel.hessen.de
  5. Walter, E.: Entwicklung einer Demontagesicherheitswerkbank für die Sekundärrohstoffgewinnung. Abschlussbericht über das Forschungs- und Entwicklungsprojekt, gefördert unter dem Az: 27103 – 21/2 von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt Juni 2010. Hrsg.: UNTHA Recyclingtechnik, Karlstadt.
  6. Brüning, R.; Nellesen, L.; Wolf, J.: Anforderungen an die Behandlung spezifischer Elektroaltgeräte unter Ressourcen- und Schadstoffaspekten. Projektnummer 56146 UBA-FB 002547; Texte 70/2017. Hrsg.: Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau 2017.
  7. Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 2008 über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, zur Änderung und Aufhebung der Richtlinien 67/548/EWG und 1999/45/EG und zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006. ABl. EU (2008) Nr. L 353, S. 1-1355.
  8. Technische Regeln für Gefahrstoffe: Arbeitsplatzgrenzwerte (TRGS 900). Ausg. 1/2006. BArBl. (2006) Nr. 1, S. 41-55; zul. ber. GMBl. (2008) Nr. 1, S. 9.
  9. Technische Regeln für Gefahrstoffe: Biologische Grenzwerte (TRGS 903). Ausg. 2/2013. GMBl. (2013) Nr. 17, S. 364-372; zul. ber. GMBl. (2018) Nr. 1, S. 9.
  10. Gesetz zum Schutz von Müttern bei der Arbeit, in der Ausbildung und im Studium (Mutterschutzgesetz – MuSchG) vom 23. Mai 2017. BGBl. I (2017) Nr. 30, S. 1228-1244.
  11. Technische Regeln für Gefahrstoffe: Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhala­tive Exposition (TRGS 402). Ausg. 1/2010. GMBl. (2010) Nr. 12, S. 231-253; zul. geänd. GMBl. (2016) Nr. 43, S. 843-846.
  12. IFA-Arbeitsmappe Messung von Gefahrstoffen. Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV), Berlin. Berlin: Erich Schmidt 1989 – Losebl.-Ausg. www.ifa-arbeitsmappedigital.de
  13. Handlungsanleitung zum MGU-Messprogramm Nr. 9176 „Quecksilberexpositionen durch Leuchtmittel und LCD-­Geräte“ (unveröffentlicht).
  14. Thullner, I.; Buchwald, K.-E.; Wegscheider, W.; Hohenberger, L.: Quecksilberemissionen bei der Sammlung und Entsorgung von Leuchtmitteln. Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft 73 (2013) Nr. 1/2, S. 14-24.
  15. Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung – GefStoffV) vom 26. November 2010. BGBl. I (2010) Nr. 59, S. 1643, 1644; zul. geänd. durch Artikel 148 des Gesetzes vom 29. März 2017. BGBl. I (2017) S. 626.
  16. Technische Regeln für Gefahrstoffe: Schutzmaßnahmen (TRGS 500). Ausg. 1/2008 GMBl. (2008) Nr. 11/12, S. 224-258; zul. geänd. (2008) v. 13.03.2008, ergänzt Mai 2008.
  17. Quecksilberexpositionen bei der Demontage von Flachbildschirmen. Empfehlungen Gefährdungsermittlung der Unfallversicherungsträger (EGU) nach der Gefahrstoffverordnung. DGUV Information 213–733. Ausg. 9/2018. Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.V. (DGUV), Berlin 2018.
  18. Paul, R.; Hebisch, R.; Fröhlich, N.: Quecksilberbelastung durch ausgesonderte Energiesparlampen in kommunalen Sammelstellen. Zbl. Arbeitsmed. 66 (2016), S. 297-301.

1) www.dguv.de/ifa, Webcode d684064

Von W. Wegscheider, G. Naujoks, U. Eickmann

Dipl.-Ing. Wolfgang Wegscheider, Günter Naujoks, Prof. Dr.-Ing. Udo Eickmann, Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege (BGW), Köln.

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