Straßenbau Bitumen
Straßenbau Bitumen | Bildquelle: Mark Agnor - Shutterstock.com

Straßenbau

Neuer Arbeitsplatzgrenzwert bei der Heißverarbeitung für Bitumen festgelegt

In der Herbst-Sitzung 2019 hat der Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) einen Arbeitsplatzgrenzwert in Höhe von 1,5 mg/m³ für Dampf und Aerosol bei der Heißverarbeitung von Destillations- und Air-Rectified-Bitumen verabschiedet. Gleichzeitig wurden Dampf und Aerosol aus Oxidationsbitumen als krebserzeugend in die Kategorie 1B eingestuft. Für die Bereiche Walzasphalt, Gussasphalt und Bitumenbahnen gilt eine Übergangsregelung für fünf Jahre. In dieser Zeit muss die anspruchsvolle Aufgabe umgesetzt werden, die Expositionen auf den Baustellen auf ein Zehntel zu reduzieren. Dagegen scheint die Substitution von Oxidationsbitumen deutlich einfacher umzusetzen zu sein. 

Seit mehr als 20 Jahren haben alle Beteiligten aus der „Bitumen-Branche“ im Gesprächskreis Bitumen gemeinsam das Thema Arbeitsschutz bei Tätigkeiten mit Bitumen bearbeitet. Dieser Gesprächskreis wurde im Jahr 1997 auf Initiative des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) gegründet. Diverse Themen wurden vom Gesprächskreis seit dieser Zeit bearbeitet, Studien initiiert und Lösungen für den Arbeitsschutz entwickelt. Exemplarisch sei hier nur auf die Entwicklung von „Niedrigtemperatur-Asphalt“ verwiesen: Seit 2008 wird Gussasphalt nur noch bei maximal 230 °C verarbeitet, anstelle der vorher üblichen Temperaturen von 250 °C oder mehr. Auch wird Walzasphalt in Tunneln nur noch in temperaturreduzierter Weise eingebaut. Durch diese Temperaturreduzierung konnte die Exposition der Beschäftigten deutlich verringert werden.

Expositionen beim Einsatz von Bitumen

Bitumen ist ein bei der Aufarbeitung von Erdöl gewonnenes Gemisch verschiedener organischer Substanzen, vorwiegend hochmolekularer Kohlenwasserstoffe. Im Bereich der Bauwirtschaft findet Bitumen vor allem Anwendung als Bindemittel in Asphalt sowie in Bitumen-Dach- und Dichtungsbahnen. Auch für den Fugenverguss oder als Klebstoff/Beschichtung zu Abdichtungszwecken wird es eingesetzt.
Während bei der Kaltverarbeitung keine Emissionen aus Bitumen auftreten (lediglich gegenüber ggf. enthaltenen Lösemitteln in bitumenhaltigen Produkten), werden bei der Heißverarbeitung Dämpfe und Aerosole aus dem Bitumen freigesetzt, deren Zusammensetzung nicht mit der Zusammensetzung des Bitumens übereinstimmt. Deshalb spricht man auch nicht von „Bitumen-Dämpfen“, sondern korrekterweise von „Dampf und Aerosol aus Bitumen“.

Abb. 1 · Umrechnung der deutschen Messverfahren für Dampf und Aerosol aus Bitumen
Bildquelle: BG BAU

Messverfahren für Dampf und Aerosol aus Bitumen

Da es sich bei Dampf und Aerosol aus Bitumen um ein komplex zusammengesetztes Gemisch handelt, gibt es kein einheitliches Messverfahren, sondern in verschiedenen Ländern wie Deutschland, Frankreich oder den USA werden unterschiedliche Messverfahren genutzt, um die Belastung der Beschäftigten zu ermitteln. Allein in Deutschland gibt es zwei Messverfahren für Dampf und Aerosol aus Bitumen, die sich aber lediglich in der Kalibrierung unterscheiden und deren Ergebnisse ineinander umgerechnet werden können (Abb. 1). Der Gesprächskreis Bitumen hat sich stets an das ältere Verfahren, bei dem mit einem Mineralöl-Standard kalibriert wird, gehalten. Alle Publikationen aus dem Gesprächskreis beziehen sich hierauf. Bei dem zweiten Verfahren wird mit einem Bitumenkondensat-Standard kalibriert. Die so erhaltenen Messwerte sind um den Faktor 1,5 (genauer: 1,4689) höher als die nach dem ersten Verfahren erhaltenen Werte. Der im Jahr 2018 von der DFG aufgestellte MAK-Wert für Bitumen bezieht sich auf den Bitumenkondensat-Standard, wie auch der im November vom AGS verabschiedete Arbeitsplatzgrenzwert (AGW). Deshalb wird im Folgenden nur noch auf dieses Messverfahren Bezug genommen werden. Das bedeutet, dass alle – in der Regel tätigkeitsbezogenen – Expositionsangaben aus den vorliegenden Expositionsbeschreibungen des Gesprächskreises (Stand 2018; https://www.bgbau.de/themen/sicherheit-und-gesundheit/gefahrstoffe/gisbau/expositionsbeschreibungen/) mit 1,5 zu multiplizieren sind, um mit dem AGW bewertet werden zu können. In Abb. 2 ist das Ergebnis für den maschinellen Einbau von temperaturreduziertem Gussasphalt mit Einbautemperaturen von maximal 230 °C und Walzasphalt dargestellt.

Möglichkeiten der Expositionsminderung

Über viele Jahre waren die Verarbeiter von Gussasphalt die mit Abstand am höchsten Exponierten. Bei den bis 2008 damals üblichen Verarbeitungstemperaturen von 250 °C und darüber lag die Exposition als 95-Perzentil der Messwerteverteilung bei etwa 50 – 80 mg/m³ (Maximalwerte z. T. deutlich über 100 mg/m³). Durch den Einsatz viskositätsverändernder Zusätze konnte die Verarbeitungstemperatur auf maximal 230 °C verringert werden, wodurch eine Expositionsreduzierung auf etwa 18 mg/m³ erreicht werden konnte. In dieser Größenordnung liegt auch die Exposition für viele andere Arbeitsplätze auf Baustellen, z. B. beim Verarbeiten von Walzasphalt, beim Fugenverguss oder beim Gießverfahren für Heißbitumen. Deutlich niedriger ist im Bereich der Bauwirtschaft lediglich die Exposition beim Verschweißen von Bitumenbahnen mit 3 bis 4 mg/m³ (je nachdem, welche Zeiträume bei der Auswertung betrachtet werden). Abbildung 3 verdeutlicht die Expositionsminderung durch die temperaturreduzierte Bauweise für den maschinellen Gussasphalteinbau und den Walzasphalteinbau im Freien. Hier sind die Messwerte für alle Tätigkeiten in ein Kollektiv zusammengeführt. Es ist klar zu erkennen, dass für den maschinellen Gussasphalteinbau – auch nach dem heutigen Stand der Technik in temperaturreduzierter Weise bei maximal 230 °C – und für den herkömmlichen Walzasphalteinbau ca. drei Viertel der (tätigkeitsbezogenen) Messwerte über dem AGW liegen. Für den temperaturreduzierten Einbau von Walzasphalt liegt der Median genau in Höhe des AGW, d. h., in der Hälfte aller Fälle war der AGW eingehalten.

Die Erkenntnisse des INRS („Institut national de recherche et de sécurité“, in etwa vergleichbar mit dem Institut für Arbeitsschutz der DGUV „IFA“ in Deutschland) in Frankreich zeigen, dass durch eine wirksame Absaugung am Fertiger die Exposition etwa um 50 % reduziert werden kann. Somit kann abgeschätzt werden, dass durch die Kombination der Niedrigtemperaturbauweise1 mit den abgesaugten Fertigern etwa in 80 % der Fälle für Walzasphalt der AGW eingehalten wäre (das 80-Perzentil liegt genau bei 3 mg/m³). Verbunden mit der Hoffnung, dass sich der in anderen Bereichen gezeigte Trend zu niedrigeren Expositionen heutzutage im Vergleich zu vor 20 Jahren wiederfindet, mag eines Tages das Ziel erreicht werden, den AGW auch im Asphalteinbau einhalten zu können.

Grafik - Expositionshöhe nach Bitumenkondensat-Standard
Grafik - Expositionshöhe nach Bitumenkondensat-Standard
Bildquelle: BG BAU
Grafik - Herkömmlicher Asphalt vs. temperaturreduziert (Boxplots)
Grafik - Herkömmlicher Asphalt vs. temperaturreduziert (Boxplots)
Bildquelle: BG BAU

Bewertung der Exposition

Im Gesprächskreis Bitumen war es stets einhellige Meinung, dass eine Bewertung der Expositionen mit einem Grenzwert von 15 mg/m³ zu einem ausreichenden Schutz der Arbeitnehmer führt. Schließlich haben die Zahlen zu den Berufskrankheiten bei den Berufsgenossenschaften auch keinen Anlass zu einer schärferen Bewertung gegeben.

Um aus medizinischer Sicht hier Klarheit zu erhalten, wurde ein Untersuchungsprogramm für Asphaltarbeiter aufgestellt, bei dem durch engmaschige arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen insbesondere auch die Individualprophylaxe sichergestellt sein sollte. Diese Maßnahme sollte belegen, dass der durch die Bitumenhersteller im Rahmen von REACH (EU-Chemikalienverordnung) in Höhe von 2,9 mg/m³ festgelegte DNEL-Wert angemessen berücksichtigt wurde. Mit der Veröffentlichung des MAK-Werts war aber dann allen bewusst, dass der Bewertungsmaßstab zukünftig deutlich unter 15 mg/m³ liegen würde:

Bereits im Juli 2018 hatte die MAK-Kommission einen gesundheitsbasierten Grenzwert von 1,5 mg/m³ für Dampf und Aerosol bei der Heißverarbeitung von Bitumen veröffentlicht. Dieser Orientierungswert, der aber rechtlich zunächst nicht bindend für die Unternehmen gewesen war, wurde vom AGS beim Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) nun aufgegriffen und in einen verbindlichen Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) überführt. Am 19. November 2019 hat der AGS für Dampf und Aerosol aus Bitumen einen AGW von 1,5 mg/m³ verabschiedet. Der festgelegte Grenzwert ist wissenschaftlich begründet. Das BMAS beabsichtigt, den Grenzwert Anfang 2020 in der TRGS 900 im Gemeinsamen Ministerialblatt (GMBl) bekannt zu machen.

Da den Mitgliedern des AGS bei der Beratung bewusst war, dass derzeit der neue AGW für Bitumen in einigen Bereichen der Bauwirtschaft nicht eingehalten werden kann, wurde für die betroffenen Branchen eine Übergangsfrist von fünf Jahren beschlossen. Für Walz- und Gussasphalt und für den Bereich der Bitumen- und Polymerbitumenbahnen (z. B. im Dachdeckerhandwerk) gilt für den AGW eine Übergangsfrist bis zum 31. Dezember 2024. Die Übergangsfrist wird durch eine Bemerkung zum neuen Grenzwert in der TRGS 900 bekannt gemacht werden.

Maßnahmen zur Grenzwerterreichung

Die Übergangsfrist hat der AGS an bestimmte Rahmenbedingen geknüpft. So müssen die betroffenen Branchen „Walz- und Gussasphalt“ bereits im Mai 2020 einen Plan zur Konkretisierung flankierender Maßnahmen im AGS präsentieren. Zwei Jahre später, im Mai 2022, muss ein Zwischenbericht zum Sachstand, d. h. zur Wirksamkeit der eingeleiteten Maßnahmen erfolgen.

Das Ziel einer Grenzwerteinhaltung lässt sich nach heutigem Kenntnisstand im Bereich Walzasphalt nur durch eine Kombination zweier Maßnahmen – dem Einbau von temperaturabgesenktem Asphalt und dem gleichzeitigen Einsatz abgesaugter Straßenfertiger – erreichen. Das BMAS wird daher Gespräche mit dem Bundesministerium für Verkehr und Infrastruktur (BMVI) zum verstärkten Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt im Straßenbau führen. Die Niedrigtemperaturbauweise ist noch keine Regelbauweise und es werden immer wieder Bedenken hinsichtlich der Qualität der fertiggestellten Straßen geäußert. Dabei wird diese Bauweise in vielen anderen Staaten – offenbar ohne große Probleme – angewendet. Hier ist nun vor allem eine zeitnahe Anpassung des technischen Regelwerks zum Straßenbau gefragt.

Neben dem Einbau von temperaturabgesenktem Asphalt müssen die Straßenfertiger also zukünftig mit einer wirksamen Erfassung („Absaugung“) der Dämpfe und Aerosole ausgerüstet sein. Abgesaugte Straßenfertiger (s. Abb. 4) sind derzeit in Deutschland aber noch eine Seltenheit bei den rund 2.000 eingesetzten Maschinen. Allerdings gibt es z. B. in den USA aber auch in unmittelbarer Nähe, in Frankreich, gute Erfahrungen damit. In Frankreich werden inzwischen nach einer mehrjährigen Entwicklungsphase nur noch abgesaugte Asphaltstraßenfertiger eingesetzt. Die aktuelle Sachlage zwingt die Unternehmen der Bauwirtschaft in Deutschland nun zum Handeln und zur raschen Etablierung abgesaugter Fertiger. Dabei steht sowohl die Neuanschaffung als auch die Nachrüstung bereits eingesetzter Fertiger im Fokus.

Beispiel eines Asphaltfertigers mit Absaugung, Luftführung der Absaugung hervorgehoben.
Abb. 4 · Beispiel eines Asphaltfertigers mit Absaugung, Luftführung der Absaugung hervorgehoben
Bildquelle: BOMAG GmbH – FAYAT GROU

Anwendung des STOP-Prinzips

Nach dem in der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) verpflichtend verankerten STOP-Prinzip müssen die Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten in der Rangfolge Substitution (S = temperaturabgesenkter Asphalt) und technische Maßnahmen (T = abgesaugte Fertiger) vor dem Einsatz organisatorischer (O) oder persönlicher (P) Schutzmaßnahmen erfolgen. Selbst durch organisatorische Maßnahmen, wie Arbeitszeitlenkungen, ließe sich wegen der Regelungen zur Begrenzung der Expositionsspitzen keine Einhaltung des Grenzwerts erreichen: Eine Spitzenbegrenzungskategorie II für resorptiv wirksame Stoffe mit einem Überschreitungsfaktor 2 erlaubt maximal viermal pro Schicht für 15 Minuten eine erhöhte Exposition von höchsten 3 mg/m³.

Nur wenn nach Ausschöpfung aller Möglichkeiten der Substitution sowie technischer oder organisatorischer Maßnahmen der Grenzwert nicht unterschritten werden kann, darf Atemschutz zum Einsatz kommen. Das Tragen von Atemschutz ist hier allerdings aus verschiedenen Gründen (z. B. Arbeitsbedingungen, Einschränkung des Sichtfelds, Erhitzung der PSA durch Wärmestrahlung) keine Handlungsoption zum Schutz der Beschäftigten.

Alle vereinbarten Maßnahmen sollen in einer Branchenlösung unter Federführung der BG BAU erarbeitet und begleitet werden.

Durch Berichte in den Medien wurde das Thema Mitte November in den Fokus der Öffentlichkeit und der betroffenen Unternehmen gerückt. Die Verabschiedung eines gesundheitsbasierten Arbeitsplatzgrenzwerts ist ein Gewinn für die Prävention. Durch die Übergangsfrist von fünf Jahren wird keinesfalls der Straßenbau ab 2020 zum Erliegen kommen. Die Unternehmen müssen die eingeräumte Zeit nun konsequent nutzen, um überzeugend zu zeigen, dass sie an einer raschen Verbesserung der Situation arbeiten. Bereits zur AGS-Sitzung im Mai 2020 sind Baugewerbe und Bauindustrie aufgefordert, gemeinsam mit der BG BAU einen Plan zur Konkretisierung flankierender Maßnahmen vorzulegen. Nur dann, wenn im Rahmen der weiteren Berichterstattung im Mai 2022 Fortschritte bei der Wirksamkeit der eingeleiteten Maßnahmen erkennbar sind, werden auch zukünftig Ausnahmen und Übergangsfristen möglich sein.

Substitution von Oxidationsbitumen

Neben dem Grenzwert für Bitumen hat der AGS auch entschieden, Dampf und Aerosol bei der Heißverarbeitung von Oxidationsbitumen in der TRGS 905 als krebserzeugend Kategorie 1B und keimzellmutagen Kategorie 2 einzustufen. Damit sind für Tätigkeiten mit heißem Oxidationsbitumen zusätzlich zu den Grundpflichten und den allgemeinen und zusätzlichen Schutzmaßnahmen auch die ergänzenden Schutzmaßnahmen für krebserzeugende Stoffe nach § 10 der Gefahrstoffverordnung zu treffen. Zu diesen Tätigkeiten gehört beispielsweise das Verschweißen von Bitumenbahnen aus Oxidationsbitumen. Das sind typischerweise die billigeren Bitumenbahnen, denn die teureren Polymerbitumenbahnen enthalten in der Regel kein Oxidationsbitumen. Auch zum Heißvergießen von Bitumen zum Verkleben von Bitumenbahnen oder Dämmstoff-Elementen, z. B. aus Schaumglas, wird bislang zumeist Oxidationsbitumen verwendet.

Wenn oxidationsbitumenhaltige Produkte weiterhin so eingesetzt werden sollen, dann ist entsprechend der Gefahrstoffverordnung ein Maßnahmenkonzept zur Minimierung der Gefährdung anzuwenden. Es muss konkret beschreiben, wie und in welchen Zeiträumen eine Expositionsminderung erreicht werden soll. Dabei sind Technische Maßnahmen nach dem Stand der Technik verpflichtend zu ergreifen.
Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für Dampf und Aerosol aus Destillations- und Air-Rectified-Bitumen ist auf Oxidationsbitumen insofern nicht anwendbar, als für Letzteres nicht nur ein Schutz vor der irritativen Wirkung, sondern auch vor der Krebserzeugung sicherzustellen ist. Da die irritative Wirkung auch für Dampf und Aerosol aus Oxidationsbitumen zu unterstellen ist, ist eine Exposition in Höhe von 1,5 mg/m³ als Höchstwert für Dampf und Aerosol aus Oxidationsbitumen anzusehen, der – im Gegensatz zu einem AGW – aber möglichst weit zu unterschreiten ist (Minimierungsgebot). Aus der Expositionsbeschreibung für das Gießverfahren ist bekannt, dass die Exposition hier bei Oxidationsbitumen bei ca. 10 mg/m³ liegt. Also kann davon ausgegangen werden, dass eine „beträchtlich erhöhte Exposition“ nach § 10 Absatz (4) zu unterstellen ist. Damit muss bei diesen Tätigkeiten Atemschutz getragen werden.

Für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen der Kategorien 1A und 1B gibt es gesonderte Bestimmungen zur Information der Beschäftigten und zur Erfassung und Archivierung von Expositionsdaten (die u. a. auch hinsichtlich möglicher zukünftiger (Berufs-)Erkrankungen den Beschäftigten zu Verfügung zu stellen sind). Neben der Information und Unterrichtung der Beschäftigten ist ein Verzeichnis der Beschäftigten zu führen, in der Höhe und Dauer der Exposition anzugeben sind. Dieses Verzeichnis ist 40 Jahre aufzubewahren und die betreffenden Angaben sind den Beschäftigten bei Beschäftigungsende auszuhändigen. Hier ist eine Übertragung dieser Aufbewahrungs- und Aushändigungspflicht auf die ZED (Zentrale Expositionsdatenbank) der DGUV möglich.

Weitere Schutzmaßnahmen hinsichtlich Beschäftigungsbeschränkungen, arbeitsmedizinischer Vorsorge, Aufbewahrung und Reinigung von Arbeitskleidung, Abgrenzung des Arbeitsbereichs, Aufnahme ins Gefahrstoffverzeichnis usw. sind zu treffen. Schließlich ist in der Gefährdungsbeurteilung zu begründen, warum Oxidationsbitumen nicht durch einen weniger gefährlichen Stoff ersetzt werden kann. Da mit Polymerbitumenbahnen Ersatzstoffe existieren, sollte der Einsatz oxidationsbitumenhaltiger Bitumenbahnen obsolet werden. An möglichen Ersatzprodukten für den Einsatz im Gießverfahren wird aktuell bereits gearbeitet.

Flankierende Maßnahmen zur Ausnahmeregelung

  • Förderung emissionsarmer Einbaumethoden (Temperaturabsenkung)
  • Umsetzung im Regelwerk; Unterstützung durch BMAS (Ressortabstimmung mit BMVI)
  • Optimierung der Maschinentechnik am Fertiger (Erfassung der Dämpfe)
  • Dialog + Projekte mit Zulieferern zur Optimierung der Maschinentechnik
  • Kommunikationskonzept für die betroffenen Branchen
  • Arbeitsmedizinische Überwachung der Mitarbeiter
  • Überwachung der Exposition – Überwachungskonzept
  • Berichterstattung im AGS über den erzielten Fortschritt
  • Forderungen aus dem Ausschuss für Gefahrstoffe – November 2019
Fußnoten
1
Nach Angaben des INRS führte die Absenkung der Einbautemperaturen in Frankreich zu ca. 30 % Reduktion der Exposition. In Deutschland wurde diese Reduktion sogar noch größer beobachtet, sie liegt bei etwa 50 %, wie auch ein Blick auf die Median- und 75-Perzentilwerte der Boxplots in Abbildung 4 verdeutlicht.

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BauPortal 1|2020