publiziert bei: AWMF-Register Nr. 002/005 Klasse: t f ü p S1 r e b ü Arbeit unter Einwirkung von Schwefelkohlenstoff t i e Z r u z ird w L L , n e f u a l e g b ti a e k tl ig ü G Arbeitsmedizinische Leitlinie Vorbemerkung: Die in dieser Leitlinie vorgeschlagenen diagnostischen, therapeutischen und präventiven Maßnahmen sind medizinisch notwendig und entsprechen dem allgemein anerkannten Stand der Wissenschaft. Diese Leitlinie wird zur Anwendung empfohlen, wenn ärztliches Handeln im Zusammenhang mit dem Umgang erforderlich ist. Beachten Sie bitte auch die für das arbeitsmedizinische Leitlinienprinzip geltenden Besonderheiten sowie die sonstigen fachgebietsrelevanten Handlungsempfehlungen. 1. Charakteristik der von der Leitlinie erfassten Einwirkung 1.1 Chemisch-physikalische Einwirkung Schwefelkohlenstoff (Kohlendisulfid, CS2) ist eine farblose, leicht bewegliche im reinen Zustand angenehm aromatisch, aber wegen beigemengter Verunreinigungen faulig riechende Substanz. Bei offenem Umgang ist CS2 infolge des niedrigen Siedepunktes (46,3°C), des niedrigen Flammpunktes (< -20°C) und der niedrigen Zündtemperatur (95°C) extrem feuergefährlich. Liegt Schwefelkohlenstoff in der Dampfphase vor, wird er sowohl über die Atemwege als auch in geringem Umfang über die Haut aufgenommen. Im flüssigen Zustand wird es über die Haut und den Gastrointestinaltrakt resorbiert. 1.2 Vorkommen und Gefahrenquellen Schwefelkohlenstoff wird großtechnisch hergestellt. Dabei stagniert die weltweite Jahresproduktion in den letzten Jahrzehnten auf hohem Niveau (1984: 1 Million Tonnen, 1990: 0,9 Million Tonnen) (WHO 2002). Hautabnehmer der Produktion ist die Industrie zur Herstellung von Viskosefasern (ca. 65 %) und Cellophanfilm (10-15 %), wo Schwefelkohlenstoff als temporärer Seite 1 Reaktionspartner verwendet wird (WHO 2002). Im Folgenden sind die heutigen Hauptverbraucher (Produktionszweigen, technologischen Verfahren) aufgelistet: Kunstseide- und Zellstoffindustrie (Viskosefasern, Cellophanfilm), Gummiindustrie (Vulkanisieren und Herstellung von Vulkanisationsbeschleunigern), als Extraktionsmittel für Fette, Öle und Harze usw., Weinbau zur Bekämpfung der Reblaus (in beschränktem Umfang), Laboratorien (Verwendung sehr geringer, arbeitsmedizinisch in der Regel nicht relevanter Mengen). Häufige expositions- oder wirkungsrelevante Begleitumstände r e b ü t i e In der Viskoseindustrie existiert eine gleichzeitige Belastung der Arbeitsplatzluft mit Schwefelwasserstoff (H2S). Bei Arbeiten am Spinnbad kann Hautkontakt zur schwefelsaurem Spinnbadlösung bestehen, wodurch eine Irritation bzw. Schädigung der Haut eintreten kann. Damit verbunden besteht eine erhöhte Gefährdung der Beschäftigten, weil Schwefelkohlenstoff die gereizte bzw. geschädigte Haut leichter penetriert (Drexler et al. 1995). 1.3 Überwachung der Einwirkung / Exposition L L w ird Z r zu Luftanalytik: Für die Untersuchung der CS2-Belastung in der Luft werden in der Regel Verfahren unter Einsatz von Adsorptionsprobenehmern eingesetzt, bei denen die Desorption und Analyse des Schwefelkohlenstoffes im Labor erfolgt. Die Probenahme erfolgt entweder aktiv (mit Pumpe) oder passiv (Diffusion oder Permeation), die Anreicherung des CS2 aus der Luft in der Regel auf Aktivkohle, die Desorption durch Lösemittel (in der Regel Toluol) und anschließend eine gaschromatographische Trennung und eine Detektion im Elektroneneinfang-Detektor oder Massenspektrometer. Bei der Adaption der Messverfahren aus der Literatur ist eine hinreichende Validierung des Verfahrens durchzuführen. Insbesondere die Desorptionsausbeuten können je nach verwendeter Adsorptionsphase und Desorptionsprozess erheblich von den Kenndaten der Literatur abweichen (siehe dazu: Göen et al. 2002). Bei der Luftanalytik ist streng nach den Messstrategien der stationären Probenahme (ortsgebunden) und Personen-gebundenen Probenahme zu unterscheiden, da oftmals große Diskrepanzen zwischen den ortsgebundenen und den Personengebundenen Messwerten bestehen (Drexler et al. 1994). , n ü G tl ig a l e g b ta e f u t f ü p i e k Biologisches Belastungsmonitoring (TTCA im Harn): Für das Biologische Monitoring von Schwefelkohlenstoff ist die Bestimmung seines Metaboliten 2-Thio-1,3-thiazolidin-4-carboxylsäure (TTCA) im Urin etabliert. Als Probenmatrix wird der Spontanurin am Schichtende bzw. am Expositionsende verwendet. Bei dem von der DFG-Senatskommission geprüften und publizierten Verfahren wird die TTCA mittels Flüssig-flüssig-Extraktion aus der Probenmatrix isoliert und nach hochdruckflüsssigkeitschromatographischer Trennung mittels UVAbsorption detektiert (Eben und Freudlsperger 1994). Seite 2 Toxikologisch-begründete Grenzwerte Für die Luftanalytik: Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für Kohlendisulfid: 10 ml/m³ (30 mg/m³) (TRGS 900); Maximale Arbeitsplatz-Konzentration (MAK) für Kohlendisulfid: 5 ml/m³ (16 mg/m3), Spitzenbegrenzung II-1 (bis zu viermal pro Arbeitsschicht zweifacher MAK-Wert über < 30 Minuten) (DFG 1997) Für das Biomonitoring: Biologischer Grenzwert (BGW) für TTCA im Urin: 8 mg/L (Probenahmezeitpunkt: am Schichtende bzw. Expositionsende) (TRGS 903); Biologischer Arbeitsstoff-Toleranzwert (BAT) für TTCA im Urin: 2 mg/g Kreatinin (Probenahmezeitpunkt: am Schichtende bzw. Expositionsende) (DFG 2009) Einstufungen/Kennzeichnungen Kennzeichnung "H" für hautresorptiv Schwangerschaftsgruppe B (DFG) 2. Wirkung am Menschen 2.1 Pathomechanismen L L w ird r e b ü t i e Z r zu Die enzymatische Aktivierung des Schwefelkohlenstoffes erfolgt durch CytochromP450-Enzyme zu Carbonylsulfid und atomaren Schwefel. Der dabei gebildete reaktive Schwefel kann dann an Sulfhydrilgruppen von Proteinen binden und so zu Störungen der Enzymfunktionen führen. Daneben tritt eine direkte Reaktion von CS2 mit Amino-Sulfhydril- und Hydroxylgruppen von Aminosäuren ein, wodurch Dithiocarbaminsäuren, Trithiokohlensäuren und Xantogensäuren als Reaktionsprodukte entstehen. Für die neurotoxische Wirkung des CS2 werden seine Interaktionen mit essentiellen Metallen in Enzymen (Kupfer, Zink) und die direkten Reaktionen mit Proteinen (kovalente Bindungen zwischen niedermolekularen Bestandteilen der Neurofilamente) verantwortlich gemacht. , n a l e g b ta e f u Aufgrund von experimentell-toxikologischen Untersuchungen am Menschen ist bekannt, dass Schwefelkohlenstoff sowohl inhalativ als auch dermal und gastrointestinal aufgenommen wird. Nach der Inkorporation wird CS2 aufgrund der amphiphilen Eigenschaften in alle Organsysteme verteilt. Die metabolische Aktivierung erfolgt vornehmlich in der Leber. Die Elimination erfolgt als unveränderter Stoff vorwiegend per Exhalation und zum geringen Teil sowohl unverändert als auch in Form seiner Metabolite im Urin (ca. 2 bis 5 % der Gesamtaufnahme als TTCA). ü G tl ig t f ü p i e k 2.2 Krankheitsbild(er) und Diagnose(n) Für Schwefelkohlenstoff werden zahlreiche gesundheitsschädliche Effekte beschrieben, die sowohl kardiovaskuläre, ophthalmologische, psychophysiologische, elektrophysiologische und neurologische Veränderungen sowie Fertilitätsstörungen beinhalten. Mit Blick auf die Sensitivität stellen dabei neurotoxische Wirkungen und Wirkungen auf das Herz-Kreislauf-System die kritische Toxizität dar. Seite 3 Akute Intoxikation: Akute Intoxikationen können zur Narkose bis hin zu Koma und Atemstillstand bei sehr hohen Konzentrationen (> 2000 ppm (6.000 mg/m3)) führen. t f ü p Subakute Intoxikation: Subakute Intoxikationen können zu Kopfschmerzen, Erregungszuständen, Schlaflosigkeit, Störungen von Libido und Potenz, chronischer Neuropathie führen. r e b ü t i e Chronische Toxizität: Chronische Belastungen können in der Regel gleichzeitig zu Schädigungen des peripheren, des autonomen und des zentralen Nervensystems führen. ü G Z r Peripheres Nervensystem: CS2-Polyneuropathie mit Bevorzugung der unteren Extremität, strumpf- und handschuhförmige Verteilung mit Beeinträchtigung zunächst sensibler Nerven. Abschwächung der Muskeleigenreflexe, Abnahme der oberflächlichen Schmerz und Temperatursensibilität, elektrophysiologisch nachweisbare Verzögerung der motorischen sensiblen Nervenleitgeschwindigkeit. Zentrales Nervensystem: Zunächst organisches Psychosyndrom mit Libido- und Potenzverlust, emotionaler Labilität mit leichter Erregbarkeit, Angstzuständen und depressiver Stimmungslage im fortgeschrittenen Stadium, retrobulbäre Optikusneurititis bis hin zur Erblindung, Parkinsonismus. Gelegentlich Beteiligung des Nervus statoacusticus. Krankheitsbild kann überlagert sein von einer ebenfalls durch Schwefelkohlenstoff induzierten oder beschleunigten zerebrovaskulären Insuffizienz (Enzephalovasculopathia sulfocarbonica). Wirkungen auf das Herz-Kreislauf-System: Vermehrtes Auftreten von tödlichen Herzinfarkten bei CS2-Exponierten in mehreren Studien unabhängig voneinander dokumentiert bei bislang nicht definitiv aufgeklärter Pathogenese. Hinweise auf rückbildungsfähigem Pathomechanismus (Rückgang der erhöhten Mortalitätsrate nach Beendigung der Exposition). Für die arteriosklerotischen Effekte diskutierte und teilweise tierexperimentell oder epidemiologisch nachgewiesene Faktoren: Störungen des Lipidstoffwechsels, Störungen des Glukosestoffwechsels, Beeinflussung des autonomen Nervensystems, Induktion einer arteriellen Hypertonie, Störung der Blutgerinnung. Weitere CS2-induzierte adverse Effekte: Gastrointestinalbeschwerden mit Erbrechen und Appetitverlust, Alkoholintoleranz, hormonelle Störungen, Leberzellschädigung, Nephrosklerose mit Ausscheidungsstörungen sowie Microaneurysmabildung am Augenfundus (Retinopathia sulfocarbonica). Auch ototoxische Effekte bei gleichzeitiger Lärmeinwirkung des Schwefelkohlenstoffes werden beschrieben. , n tl ig a l e g b ta e f u L L w ird zu i e k Die Schäden am zentralen und peripheren Nervensystem entwickeln sich bei suszeptiblen Personen bereits bei relativ geringer Exposition nach jahrzehntelanger Einwirkung. Nach Expositionsende Besserung der Symptomatik, in seltenen Fällen unverändertes Krankheitsbild. Ein Fortschreiten der Erkrankung nach Expositionsende spricht gegen eine CS2-bedingte Neuropathie. Seite 4 Interaktionen: Wechselwirkung mit Alkohol und dadurch beschleunigter Entwicklung einer Neuropathie. Überadditive Effekte bei gleichzeitiger Einwirkung anderer neurotoxischer Substanzen. Personen mit koronarer Herzkrankheit, arterieller Hypertonie, Diabetes mellitus und vorbestehender Lebererkrankung sind vermehrt gefährdet. r e b ü t i e 3. Diagnostik / Differentialdiagnostik Erfassung der individuellen Exposition mittels Biomonitoring. Bei der Interpretation der Befunde ist das ab 2007 eingeführte Mittelwertkonzept der DFG zu berücksichtigen (Drexler et al. 2007). Der BAT Wert ist eingehalten, wenn bei mehreren Messungen einer Person die mittlere Konzentration von TTCA unter 2 mg/g Kreatinin im Urin liegt. Bei Werten ab 7 mg/g Kreatinin ist mit einer akut toxischen (zentralnervösen) Wirkung zu rechnen, die eine sofortige Beendigung der Exposition und eine umgehende Wiederholung der Gefährdungsanalyse erfordert. Ergometrie zur Früherkennung koronarer Herzerkrankheiten und einer labilen arteriellen Hypertonie [zur Durchführung der Ergometrie siehe Leitlinie der DGAUM] Prüfung des Vibrationsempfindens mittels graduierter 128-Hertz-Stimmgabel zur Früherkennung sensibler Neuropathien. Durchführung einer neurologischen Untersuchung Augenhintergrundspiegelung zur Früherkennung einer Retinopathia sulfocarbonica (Mikroaneurysmabildung). Bei anamnestischen Hinweisen weitere Labordiagnostik: Transaminasen und g-GT, Cholesterin und Triglyceride. 4. Therapie a l e g b ta e f u , n L L w ird Z r zu bei unfallartiger akuter Belastung: schnellstmögliche Beendigung der Exposition unter Beachtung von Sicherheitsmaßnahmen für Retter; symptomatische Therapie. bei chronischer Erkrankung: Beendigung der Exposition; Meiden neurotoxischer Stoffe (Alkohol, u.a.). i e k 5. Versicherungsrechtliche Aspekte ül G tig t f ü p Berufskrankheiten-Verordnung (BKV). Das Merkblatt zur Berufskrankheiten Nr. 1305 Erkrankungen durch Schwefelkohlenstoff stammt aus dem Jahr 1964 (Aufnahme in die Liste 1929). Begründeter Verdacht bei beruflich bedingter Exposition in relevanter Höhe (Verarbeitung von größeren Mengen Schwefelkohlenstoff in der Industrie, nicht jedoch bei gelegentlicher Anwendung kleinster Mengen in Laboratorien). Relevante Krankheitsbilder: Erkrankungen des peripheren, autonomen oder zentralen Nervensystems oder ungewöhnlich ausgeprägte, sehr frühzeitig auftretender Arteriosklerose, isoliert oder in Kombination mit anderen beschriebenen adversen Effekten. Seite 5 6. Prinzipien der primären Prävention Ersatz von CS2 durch weniger toxische Lösemittel Ersatz von Verfahren, die auf die Verwendung von CS2 ausgerichtet sind, durch Verfahren ohne Schwefelkohlenstoff. Expositionsminderungsmaßnahmen (Kapselung, Absaugung) Identifikation von hochbelasteten Arbeitsplätzen. Durch arbeitsorganisatorische Maßnahmen reduzierte Einsatzzeiten in hochbelasteten Arbeitsbereichen. Einhaltung arbeitsmedizinisch-toxikologisch begründeter Grenzwerte (AGW, MAK, BGW, BAT) Staatliche und berufsgenossenschaftliche Bestimmungen: Gefahrstoffverordnung, Technische Regeln für Gefahrstoffe 7. Prinzipien der arbeitsmedizinischen Prävention 7.1 Gesundheitsüberwachung ü G r e b ü t i e Z r zu Grundlage: Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge und Berufsgenossenschaftliche Grundsatzuntersuchung G 6. Erstuntersuchung: Anamneseerhebung, Urinstatus, Ergometrie, Prüfung des Vibrationsempfindens. Nachuntersuchung: Ergometrie, Prüfung des Vibrationsempfindens, Augenhintergrundspiegelung, Biomonitoring, Zwischenanamnese, Urinstatus, orientierende neurologische Untersuchung. Erwünschte Untersuchungen: Bestimmung des Cholesterins und der Triglyceride sowie der Transaminasen und der g -GT. Untersuchungsintervall in der Regel einjährig. Dauernde gesundheitliche Bedenken bei Personen mit - Erkrankungen des Nervensystems - Ausgeprägter vegetativer Labilität - Organischen Herzleidens - Nachweisbarer Arteriosklerose - Arterielle Hypertonie - Anämie - Magen-Darm-Ulzera - Nierenleiden - Starker Schädigung des Leberparenchyms - Alkohol- oder Rauschmittelabängigkeit bzw. begründetem Verdacht darauf Wegen der potentiellen Schädigung der Leibesfrucht (Kategorie B der MAKWerte-Liste) ist eine Exposition in relevanter Höhe für Frauen in gebärfähigem Alter zu vermeiden , n tl ig a l e g b ta e f u L L w ird i e k 8. Aspekte der Qualitätssicherung t f ü p Bestimmung der Zuverlässigkeitskriterien für die Verfahren zur Expositionsüberwachung (Luftanalytik; Biomonitoring) Externe Qualitätssicherung für die Bestimmung von TTCA im Urin (Bestandteil des G-EQUAS-Ringversuchsprogrammes (G-EQUAS)) Anwendung des Berufsgenossenschaftlichen Grundsatzes G 6 (DGUV 2007) Spezifische Qualifizierungen / Ermächtigungen zur Durchführung des BG G6 Anwendung der DGAUM-Leitlinie zur Durchführung der Ergometrie Seite 6 9. Literaturhinweise ü G Beratergremium für umweltrelevante Altstoffe (BUA): Schwefelkohlenstoff. BUA-Stoffbericht 83, V.C.H. Weinheim 1991. DGUV: G6 – Kohlendisulfid (Schwefelkohlenstoff). In: Arbeitsmedizinische Vorsorge – Berufsgenossenschaftliche Grundsätze für arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen. Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, GentnerVerlag, Stuttgart (2007) Drexler H., Th. Göen, J. Angerer, S. Abou-el-ela, G. Lehnert: Carbon disulphide. I. External and internal exposure to carbon disulphide of workers in the viscose industry. Int. Arch. Occup. Environ. Health 65 (1994), 359-365 Drexler H., Th. Göen, J. Angerer: Carbon disulphide. II. Investigations on the uptake of CS2 and the excretion of ist metabolite 2-thiothiazolidine-4carboxylic acid after occupational exposure. Int. Arch. Occup. Environ. Health 65 (1995), 359-365 Drexler, H.: Schwefelkohlenstoff. In: G. Triebig und G. Lehnert (Herausgeber), Neurotoxikologie in der Arbeits- und Umweltmedizin, Gentner Verlag Stuttgart 1998. Drexler H., F. Freudlsperger, F. Reinhardt: Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung unter Beachtung des berufsgenossenschaftlichen Grundsatzes G 6 "Kohlendisulfid", Arbeitsmedizin Sozialmedizin Umweltmedizin 33 (1998), 499-501. Drexler H.: Kohlendisulfid: In: Biologische Arbeitsstoff-Toleranz-Werte (BATWerte) und Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA) – Arbeitsmedizinisch-toxikologische Begründungen, 9. Lieferung, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Wiley-VCH, Weinheim 1998. Drexler H., Th. Göen, K.-H. Schaller: Biologscher Arbeitsstoff-Toleranzwert (BAT-Wert). Ein Paradigmenwechsel von der Einzelwertbetrachtung zum Mittelwertkonzept. Arbeitsmedizin Sozialmedizin Umweltmedizin 42 (2007), 514-516 Eben A. und F.P. Freudlsperger: 2-Thiooxothiazolidin-4-carbonsäure (TTCA) – Bestimmung in Harn. In: Analytische Methoden zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe. Band 2. Analysen in biologischem Material, 11. Lieferung, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Wiley-VCH, Weinheim 1994. Gelbke H.-P., Th. Göen, M. Mäurer, S.I. Sulsky: A review of health effects of carbon disulfide in viscose industry and a proposal for an occupational exposure limit. Critical Reviews in Toxicology 39 S2 (2009), 1-128 German External Quality Assessment Scheme (G-EQUAS), http://www.gequas.de Göen Th., J. Müller, J. Angerer, H. Drexler: Determination of carbon disulfide at the workplace by sampling on charcoal tubes – Problems and solutions. American Industrial Hygiene Association Journal 63 (2002), 659-663 Göen Th. und H. Drexler H: Addendum zu Schwefelkohlenstoff (Kohlendisulfid). In: Biologische Arbeitsstoff-Toleranz-Werte (BAT-Werte), Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA), Biologische Leitwerte (BLW) und Biologische Arbeitsstoff-Referenzwerte (BAR) – Arbeitsmedizinisch-toxikologische Begründungen, 16. Lieferung, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Wiley-VCH, Weinheim 2009. Greim H. (Hrsg.): Toxikologisch-arbeitsmedizinische Begründungen von MAKWerten (Maximale Arbeitsplatz-Konzentrationen), Schwefelkohlenstoff tl ig , n a l e g b ta e f u L L w ird r e b ü t i e Z r zu t f ü p i e k Seite 7 (Kohlendisulfid), 25. Lieferung. Deutsche Forschungsgemeinschaft, WileyVCH. Weinheim 1997. Greim H. (Hrsg.): Toxikologisch-arbeitsmedizinische Begründungen von MAKWerten (Maximale Arbeitsplatz-Konzentrationen), Schwefelkohlenstoff Nachtrag 2003 (Kohlendisulfid), 36. Lieferung. Deutsche Forschungsgemeinschaft, Wiley-VCH. Weinheim 2003. WHO: Concise International Chemical Assessment Document 46: Carbon disulfide. World Health Organisation, Geneva 2002. S. dazu auch Merkblatt zu BK 1305 r e b ü t i e Z r © Copyright und alle Vertriebsrechte: Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e. V.(DGAUM) Erstmalig erarbeitet von: H. Drexler, Aachen (1998); diskutiert in der Arbeitsgemeinschaft der Leiterinnen und Leiter arbeitsmedizinischer Hochschulinstitute ird zu Letztmalig aktualisiert von: H. Drexler und Th. Göen, Erlangen (Juni 2010), diskutiert und beschlossen in der Arbeitsgruppe Gefahrstoffe der DGAUM am 16.06.2010, verabschiedet vom Vorstand der DGAUM: Juli 2010 , n Gültig bis max.: Juli 2015 e f u L L w Hinweise senden Sie bitte an: Geschäftsstelle der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin Institut für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin Universitätsklinikum Aachen Pauwelsstraße 30; D-52074 Aachen a l e g b ta Die "Leitlinien" der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften sind systematisch entwickelte Hilfen für Ärzte zur Entscheidungsfindung in spezifischen Situationen. Sie beruhen auf aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen und in der Praxis bewährten Verfahren und sorgen für mehr Sicherheit in der Medizin, sollen aber auch ökonomische Aspekte berücksichtigen. Die "Leitlinien" sind für Ärzte rechtlich nicht bindend und haben daher weder haftungsbegründende noch haftungsbefreiende Wirkung. ü G tl ig t f ü p i e k Die AWMF erfasst und publiziert die Leitlinien der Fachgesellschaften mit größtmöglicher Sorgfalt - dennoch kann die AWMF für die Richtigkeit des Inhalts keine Verantwortung übernehmen. Insbesondere für Dosierungsangaben sind stets die Angaben der Hersteller zu beachten! Seite 8
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