Die Wirkung von Schweißrauchen Neue Erkenntnisse Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Charakterisierung der biologischen Wirkung von ultrafeinen Partikel aus Schweißrauchen nach Exposition unter kontrollierten Bedingungen Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 2 Lungenerkrankungen durch Schweißen • Welche Schweißverfahren, welche Werkstoffe und Zusatzwerkstoffe sind problematisch? • Welche Prozesse führen zur Erkrankung • Sind die Grenzwerte adäquat? Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 3 Lungenerkrankungen durch Schweißen • Wie entsteht eine Lungenerkrankung durch Schadstoffe? • Entzündliche Reaktion in der Lunge • Häufige Exposition führt zu chronischer Entzündung • chronische Entzündungschädigt die Lunge und kann nach Jahrzehnten eine Lungenerkrankung hervorrufen Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 4 Lungenerkrankung durch Schweißen Beurteilung der Gefährdung Tiermodelle Untersuchungen an Arbeitern Arbeitsplatz Ist der Mensch wirklich eine große Ratte ? Dr. Wolfgang Marschner Labor Mischexpositionen, schwer zu erfassende Expositionsbedingungen 19.03.2015 Seite 5 Studiendesign 12 gesunde Probanden Kontrolle Verfahren 1 Verfahren 2 Exposition mit 2,5 mg/m³ für 6 Stunden Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 6 Studiendesign - Durchführung 4 Probanden 0 1 2 3 4 Exposition 5 6 7 8 9 Exposition Urin Atemkondensat IMS LuFu Anamnese Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 7 Verfahren • Lichtbogen-Handschweißen • Metall-Inertgasschweißen • MIG-Löten (verzinkte Bleche) • Widerstandspunktschweißen • LBH/MAG-Schweißen mit Langzeiteffekten Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 8 Ergebnisse - Untersuchungen • Äußere Exposition • Partikelmessung • Innere Exposition • Biomonitoring • Biologische Effekte • Effektmonitoring • Gesundheitliche Effekte • Lungenfunktion, EKG Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 9 Ergebnisse - Übersicht • MIG-Löten von verzinktem Blech führt zu asymptomatischen, systemischen Entzündungsreaktion nach 24 h. • Beim MAG-Schweißen wurden keine Akuteffekte beobachtet Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 10 Ergebnisse - Übersicht • Beim LBH-Schweißen wurde eine leichte Immunreaktion beobachtet. • Diese Reaktion unterscheidet sich von der Zink-Reaktion. • Offensichtlich ist diese Reaktion auf die Umhüllung zurückzuführen (ähnlicher Draht, identisches Grundmaterial) • Beim Widerstands-Punktschweißen konnte bei vergleichbarer Anzahlkonzentration keine systemische inflammatorische Reaktion nachgewiesen werden. Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 11 Zink • MAK-Wert: 0,1 mg/m³ • Beckett et al, 2005 konnten bei 2 h x 0.5 mg/m³ Zinkoxid keine respiratorischen, hämatologischen und kardiovaskulären Effekte nachweisen • Auf 8 h und Zink extrapoliert sollten 0.1 mg/m³ sicher sein. • möglicherweise ist auch ein höherer Grenzwert noch sicher Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 12 Zink Ermittlung des No-Observed-AdverseEffekt- Levels beim MIG-Löten von feuerverzinktem Blech Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 13 Studiendesign Exposition mit 1.4 mg/m3 Interims-Analyse Effekt Expo 0.7 mg/m3 kein Effekt Expo 2 mg/m3 Interims-Analyse Effekt 0.2 mg/m3 kein Effekt Ende Effekt Ende kein Effekt Ende copyright, IASA-RWTH-Aachen (Dr. P. Brand) Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 14 Ergebnis 12 p = 0.012 NOEL Änderung von CRP 10 8 6 4 p = 0.003 p = 0.86 2 0 Dr. Wolfgang Marschner 1.4 mg/m3 2.0 mg/m3 2.5 mg/m3 Zink: 0.9 mg/m3 1.2 mg/m3 1.5 mg/m3 copyright, IASA-RWTH-Aachen (Dr. P. Brand) 19.03.2015 Seite 15 Schweißrauch Zusammensetzung • 60 % Zink aus dem Blech • 17 % Kupfer aus dem Draht • Beide Metalle könnten für die Wirkung verantwortlich sein Weiterer Forschungsbedarf Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 16 Literatur • BRAND, P., BAUER, M., GUBE, M., LENZ, K., REISGEN, U., SPIEGEL-CIOBANU, V. E. & KRAUS, T. 2014. Relationship between welding fume concentration and systemic inflammation after controlled exposure of human subjects with welding fumes from metal inert gas brazing of zinc-coated materials. J Occup Environ Med, 56, 1-5. • HARTMANN, L., BAUER, M., BERTRAM, J., GUBE, M., LENZ, K., REISGEN, U., SCHETTGEN, T., KRAUS, T. & BRAND, P. 2014. Assessment of the biological effects of welding fumes emitted from metal inert gas welding processes of aluminium and zincplated materials in humans. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 217, 160-168. • SPIEGEL-CIOBANU, V. E., BRAND, P., GUBE, M., LENZ, K., REISGEN, U. & KRAUS, T. 2014. Charakterisierung der biologischen Wirkung ultrafeiner Partikel im Schweißrauch nach kontrollierter Exposition beim MIG-Schweißen von Aluminium, MIGLöten und Widerstandspunkt schweißen von zinkbeschichteten Werkstoffen. Schweißen und Schneiden, 66, 530-537. Dr. Wolfgang Marschner 19.03.2015 Seite 17
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