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15. TRK-Wert für Benzol

(BArbBl. 4/93 S. 67; 5/93 S. 68; 6/93 S. 64; 5/98 S. 64; 6/2003 S. 90)

3,25 mg/m³ (1 ml/m³)
Spitzenbegrenzung: Überschreitungsfaktor 4
Bemerkungen: H, TRK

Benzol ist im Verzeichnis der krebserzeugenden Gefahrstoffe bei Massengehalten > 1 % in Gruppe II (Stark gefährdend) eingeordnet.

Arbeitsmedizinische Erfahrungen

Benzol wird hauptsächlich inhalativ aufgenommen, davon werden ca. 50 % im Körper retiniert. Bei direktem Hautkontakt mit flüssigem Benzol bzw. benzolhaltigen Lösungsmitteln ist mit einer perkutanen Aufnahme zu rechnen. Wegen seiner lipophilen Eigenschaften verteilt sich Benzol im gesamten Organismus und reichert sich im Fett- und Nervengewebe an.

Bei einer entsprechend hohen Einwirkung kommt es zu einer unspezifischen pränarkotischen Sofortwirkung, die auch bis zur Narkose führen kann. Desweiteren können starke Reizerscheinungen der Haut und der Schleimhäute auftreten.

Hinsichtlich der Gefährdung durch Benzol stehen aber die Langzeitschäden des blutbildenden Systems im Vordergrund.

Bei chronischer Benzolexposition kann es nach genügend hohen Dosen zu einer Depression aller Knochenmarksfunktionen kommen. Noch nicht hinreichend geklärt ist, inwieweit die Schädigung der Knochenmarksfunktion Voraussetzung für die Entstehung einer Hämoblastose ist. Gesichert ist aber, daß die Einwirkung von Benzol insbesondere das Risiko erhöht, an einer myoloischen Leukämie zu erkranken. Nach heutigem Kenntnisstand kann Benzol jedoch auch zu allen lymphatischen Hämoblastose-Formen führen [1, 2, 3].

Für die toxische und krebserzeugende Wirkung des Benzol werden hochreaktive Stoffwechselprodukte (Chinon-, Semichinon-, Epoxid-, Radikalzwischenstufen, t,t-Mucondialdehyd) verantwortlich gemacht [4]. Ferner kann Benzolepoxid nichtenzymatisch mit Nukleinsäuren unter Bildung von N⁷-Phenylguanin reagieren. Der Hauptmetabolit des Benzol bei Mensch und Tier ist Phenol, welches überwiegend in konjugierter Form mit dem Harn ausgeschieden wird [5].

Ein Zusammenhang zwischen berufsbedingter Benzolexposition und dem Auftreten von Leukämien wurde bereits seit 1928 [6] anhand von Falldarstellungen vermutet. Durch zahlreiche, seit Mitte der 70er Jahre durchgeführte epidemiologische Untersuchungen [7 - 14 u. a.] ist diese Vermutung mehrfach qualitativ bestätigt worden. Von den wenigen, für eine quantitative Analyse der leukämogenen Wirkung des Benzols hinreichend geeigneten Studien kommt der retrospektiven Follow-up-Studie an Gummiarbeiten von INFANTE, RINSKY et al. eine besondere Bedeutung zu [9 - 11]. Schätzungen auf der Grundlage dieser Studien ergaben für die Expositionshöhe 1 ml/m³ ein noch signifikant erhöhtes berufliches Krebsrisiko. In diesen Untersuchungen ist man der Höhe der Expositionen gründlich nachgegangen, dennoch weisen die Informationen beträchtliche Lücken auf. So konnten Überschreitungen der festgesetzten 8-h-Mittelwerte nicht ausgeschlossen werden, und die Autoren räumen ein, daß Spitzen bis zu "several hundred ppm" möglich waren [9, 10, 15].

Toxikologische Erfahrungen

In bakteriellen Testsystemen ließ sich keine mutagene Wirkung von Benzol nachweisen. Auch an Säugetierzellen in vitro zeigte Benzol keine eindeutige mutagene Wirkung. An Ratte und Maus wurden dagegen in vivo schon nach einmaliger 6-stündiger Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen Chromosomenaberrationen gefunden (bei der Ratte ab 1 ml/m³).

Der Nachweis einer kanzerogenen Wirkung von Benzol im Tierversuch ließ sich über lange Zeit trotz zahlreicher Untersuchungen nicht führen. Diese früheren Versuche erlaubten wegen zu kurzer Versuchszeiten, zu kleiner Tierzahlen, fehlender Kontrollgruppen usw. keine sichere Aussage. Die Versuchsergebnisse schlossen jedoch eine schwach-kanzerogene Wirkung des Benzols nicht aus.

In neueren Untersuchungen konnte eine kanzerogene Wirkung von Benzol nach oraler Gabe (Schlundsonde) und auch nach Inhalation an Ratten und Mäusen nachgewiesen werden. Allerdings waren dazu hohe Dosen bzw. Konzentrationen erforderlich, z.B. bei Inhalation > 100 ml/m³. Neben Tumoren sehr verschiedener Lokalisationen traten auch Lymphome und Leukämien auf, insgesamt war aber die Wirkung nicht sehr stark ausgeprägt [5].

Analytik

Zur Messung von Benzol in der Luft in Arbeitsbereichen stehen anerkannte kontinuierliche und diskontinuierliche Analysenverfahren zur Verfügung. Für das kontinuierliche Verfahren (Prozeßchromatographie beträgt die Nachweisgrenze 0,1 ml/m³ (0,3 mg/ m³), für das diskontinuierliche (Adsorption an A-Kohle, Desorption und anschließende gaschromatographische Bestimmung) 0,05 ml/m³ (0,16 mg/m³) [16].

Herstellung und Verwendung

Die Jahresproduktion an Benzol in Deutschland betrug im Jahre 1975 ca. 1 Mio t, in den Jahren 1985 ca. 1,5 Mio t und 1989 ca. 1,6 Mio t. Verkauft wurden im Jahre 1989 1,9 Mio t Benzol. Der größte Teil (ca. 80 %) wird aus Pyrolysebenzin von Crackanlagen durch Extraktion gewonnen, ein kleinerer Teil (ca. 20 %) als Nebenprodukt bei der Verkokung von Steinkohle. Die wichtigsten Produkte, die aus Benzol als Ausgangssubstanz hergestellt werden, sind in der Reihenfolge abnehmender Einsatzmengen:

Ethylbenzol (wird zu Styrol verarbeitet), Cumol (wird zur Herstellung von Phenol verwendet). Nitrobenzole (Vorprodukt für Farbstoffe, Pharmazeutika, Pflanzenschutzmittel u.a.), Cyclohexan (dient zur Herstellung von Polyamidfasern), Chlorbenzole (dienen zur Herstellung von Pflanzenschutzmitteln und Farbstoffen), Alkylbenzole (die Verarbeitung erfolgt zu Waschrohstoffen), Maleinsäureanhydrid (findet u. a. Verwendung zur Herstellung ungesättigter Polyesterharze).

Bei der Verbrennung von organischen Verbindungen und Polymeren kann es zur unerwünschten Bildung von Benzol kommen, z.B. in Gießereien beim Abgießen von Formen (aus org. Bindemittel), in Motoren und Auspuffsystemen (aus Alkylbenzolen oder Acetylen), beim Laserschneiden von speziellen Kunststoffen.

Im Vergaserkraftstoff ist Benzol im allgemeinen zu 2 bis 5 % enthalten, in Ausnahmefällen sind höhere Gehalte bis zu 10 % festgestellt worden. Aus dem Vergaserkraftstoffverbrauch läßt sich der Anteil an Benzol abschätzen.

Ergebnisse der Arbeitsbereichsmessungen

Darstellung der Meßergebnisse und der zugehörigen Arbeitsbereiche

Herstellung und Bildung von Benzol

• Crack-Anlagen
  In Crack-Anlagen wird aus Naphtha durch Spaltung ein Spektrum verschiedener Kohlenwasserstoffe erhalten. Benzol befindet sich im Pyrolysebenzin. Es liegen 25 Schichtmittelwerte (personenbezogene Probenahme) aus Crack-Anlagen vor. 16 Werte sind kleiner als 0,1 ml/m³. Die restlichen Werte liegen bis 0,6 ml/m³, in einem Fall bei 2,6 ml/m³ (Jahre 1984 - 1990).
• Benzolextraktion
  Aus Pyrolysebenzin wird das Benzol in Extraktionsanlagen abgetrennt. Von 22 Schichtmittelwerten (personenbezogene Probenahme) aus diesem Bereich liegen 10 Werte unterhalb 0,25 ml/m³, 10 Werte unterhalb 1 ml/m³. 2 Werte liegen bis 1,7 ml/m³.
• Bildung von Benzol bei chemischen Prozessen
  Bei einer Reihe chemischer Prozesse entsteht Benzol als Nebenprodukt. 6 Schichtmittelwerte (personenbezogene Probenahme) liegen vor mit einem Wert unterhalb 0,25 ml/m³ und 4 Werten unterhalb 1 ml/m³. 1 Wert liegt bei 1,8 ml/m³.

• Einsatz als Ausgangsmaterial für chemische Synthesen
  Benzol dient als Ausgangsmaterial zur Synthese zahlreicher Verbindungen. Es liegen 196 Schichtmittelwerte (personenbezogene Probenahme) aus 14 Betrieben vor.
  Die Ergebnisse der Stichprobenmessungen in den alten Bundesländern deuten auf eine gerade noch erreichbare Einhaltung von 1 ml/m³ hin (Ausnahmen siehe unter 2.). 10 % der Schichtmittelwerte liegen zwischen 0,7 und 1 ml/m³, 16 % oberhalb 1 ml/m³.
• Umschlag von Benzol
  68 Schichtmittelwerte (personenbezogene Probenahme) liegen für Verladearbeiten in Bahn- und Straßentankfahrzeugen bzw. -containern sowie Tankschiffen vor. 1 ml/m³ wird in den alten Bundesländern in der Regel eingehalten (Maximalwert 1.4 ml/m³).
• Kfz-Industrie
  51 Schichtmittelwerte aus personenbezogenen Messungen bei Nachreparaturarbeiten liegen unterhalb 1 ml/m³. Kurzzeitmittelwerte: max. zwischen 1 und 2 ml/m³.
  13 Schichtmittelwerte unterhalb 1 ml/m³ wurden personenbezogen an Versuchsfahrern (bis zu achtmaliges Auftanken pro Schicht) gemessen. Kurzzeitmittelwerte: max. 1,8 ml/m³.
  33 Schichtmittelwerte bis max. 0,6 ml/m³ wurden beim Betanken von Neufahrzeugen ermittelt und 8 Schichtmittelwerte (2 Werte oberhalb 1 ml/m³ mit max. 1,8 ml/m³) bei der Laborprüfung von Kraftstoffen. Kurzzeitmittelwerte: max. 3.7 ml/m³.
• Gießereien
  Im Abgießbereich der Gießereien kann insbesondere beim Einzelguß und beim Abgießen von Großformen die Benzolkonzentration kurzzeitig höher als 1 ml/m³ sein. In der Vergangenheit wurden an Abgießstellen Benzolkonzentrationen zwischen 0.1 ml/m³ bis 1,8 ml/m³ gemessen. Durch technische und/oder organisatorische Maßnahmen ist aber der TRK-Wert als personenbezogener Schichtmittelwert einzuhalten.
• Kfz-Reparaturwerkstätten
  • Es liegen 23 personenbezogen Meßergebnisse bei Arbeiten ausschließlich an Ottokraftstoff führenden Teilen (z.B. Arbeiten am Tank, am Kraftstoffkreis, an der Einspritzanlage, am Vergaser) vor:
    

    Arithmetischer Mittelwert:	0,73 ml/m3 = 2,35 mg/m3
    Niedrigster Wert:	0,31 ml/m3 = 1 mg/m3
    Höchster Wert:	2,5 ml/m3 = 8 mg/m3

  • Für den Bereich allgemeine Wartungs- und Inspektionsarbeiten (z.B. sämtliche Motorarbeiten, Fahrgestellarbeiten, Bremseninstandhaltungsarbeiten, Kupplungsinstandhaltungsarbeiten, Karosseriearbeiten) wurden insgesamt 47 personenbezogene Meßergebnisse vorgelegt.
    

    Arithmetischer Mittelwert:	0,06 ml/m3 = 0,19 mg/m3
    Niedrigster Wert:	0,03 ml/m3 = 0,08 mg/m3
    Höchster Wert:	0,22 ml/m3 = 0,7 mg/m3

Wenn ein Ersatz von Benzol durch weniger gefährliche Stoffe nicht möglich ist, ist die Exposition - vorzugsweise durch technische Maßnahmen - soweit wie möglich herabzusetzen. Im folgenden sind Maßnahmen beispielhaft aufgezählt, die insbesondere in Bereichen, in denen der TRK-Wert von 1 ml/m³ nicht eingehalten werden kann, in Erwägung zu ziehen sind,

Emissionsminderung

• Minimierung der Zahl der Flanschen. Verwendung hochwertiger Flanschverbindungen bzw. flanschlose (geschweißte) Leitungen.
• Pumpen, bei denen durch konstruktive Maßnahmen Leckagen verhindert werden (z.B. Spaltrohrmotorpumpen).
• Probenahme in geschlossenen Systemen, hilfsweise mit lokaler Absaugung. Gegebenenfalls Verwendung festeingebauter Meßinstrumente anstelle von Probenahme.
• Minimierung des offenen Umgangs. Insbesondere Verwendung von Gaspendelung bei Befüll- und Entleerungsvorgängen und leckagefreien Trennkupplungen.

• Identifizierung der maßgeblichen Immissionsquellen und -vorgänge, z.B. durch den Einsatz mobiler direktanzeigender Meßgeräte.
• Minimierung von Expositionszeiten (Kontrollgänge u.ä.) in diesen Bereichen.
• Benutzen von Atemschutz bei kritischen Vorgängen (Tragezeitbegrenzungen gemäß BGR 190 beachten!)
• Verhinderung von Hautkontakt insbesondere durch Benutzen von Handschuhen aus z.B. Viton (Fluorkautschuk FPM) bzw. PVA/4 H.

• Biological Monitoring in Ergänzung zur Arbeitsbereichsüberwachung gemäß TRGS 402 (vgl. Abschnitt VIII der MAK-Werte-Liste).

• Erstellen eines Arbeitsplanes unter Berücksichtigung von Maßnahmen zur Expositionsminderung.
• Besondere Information der Mitarbeiter über die bei diesen Arbeiten auftretenden Risiken und die darauf resultierenden Sicherheitsmaßnahmen.
• Gewährleistung einer ausreichenden Aufsicht (ggf. Koordination gemäß UVV 1, § 6), insbesondere auch außerhalb der normalen Arbeitszeit.
• Überprüfung der Anlage daraufhin, ob durch technische Änderungen Entleer- und Spülvorgänge optimiert werden können.
• Analytische Überwachung der Entleer- und Spülvorgänge (Raumluft, Spülflüssigkeiten usw.) mit dem Ziel, Hauptemissionsquellen zu identifizieren und die entsprechenden Vorgänge zu optimieren.
• Maßnahmen zur Expositionsüberwachung, insbesondere Biological Monitoring (siehe Abschnitt Expositionsüberwachung) sowie der Einsatz direktanzeigender Meßgeräte.

Literatur:

[1] N. Young: Am. J, Ind. Med. 15 (1989), 495 - 498

[2] A. Manz, J. Berger, H. Waltsgott, N. Glaser: Arbeitsmedizinische Aspekte zur Epidemiologie von Haemoblastosen. Forschungsbericht Nr. 452. Hrsg.: Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Dortmund 1986.

[3] M. A. Mehlman: Am. J. Ind. Med. 20 (1991), 707 - 711

[4] A. Yardley-Jones, D. Anderson, D. V. Parke: Br. J. Ind. Med. 4S (1991), 437 - 444

[5] Arbeitsgruppe "Krebsrisiko durch Luftverunreinigungen" des Länderausschusses für Immissionsschutz: Abschlußbericht, 1992.

[6] P. Delore, C. Borgomano: J. Med. Lyon 9 (1928), 227 - 233

[7] M. G. Ott, J. C. Townsend, W. A. Fishbeck, R. A. Langner; Arch. Environ. Health 33 (1978), 3 - 10.

[8] M. Aksoy: New Istanbul Contrib. clin. Sci. 12 (1977), 3 - 14

[9] P. F. Infante, R. A. Rinsky, J. K. Wagoner, R. J. Young: Lancet, 2 (1977), 76 - 78.

[10] R. A. Rinsky, R. J. Young, A. B. Smith: Am. J. Ind. Med. 2 (1981), 217 - 245.

[11] R. A. Rinsky, A. B. Smith, R. Hornung, T. G. Filloon, R. J. Young, A. H. Okun, P. J. Landrigan; New Engl. J. Med. 316 (1987), 1044 - 1050

[12] O. Wong: Br. J. Ind. Med. 44 (1987), 365 - 381

[13] O. Wong: Br. J. Ind. Med. 44 (1987), 382 - 395

[14] S. N. Yin et al: Br. J. Ind. Med. 44 (1987), 123 - 128

[15] International Agency for Reseach on Cancer, IARC monographs Vol 29, S. 93 - 148, Lyon, 1982

[16] ZH 1/120.4 Von den Berufsgenossenschaften anerkannte Analysenverfahren zur Feststellung der Konzentration krebserzeugender Arbeitsstoffe in der Luft in Arbeitsbereichen, CarI Heymanns Verlag, Köln.