Eine Produktionshalle kann sauber aussehen und trotzdem kann ihre Luft mit feinen Partikeln belastet sein. Genau das macht Feinstaub in der Produktionshalle zu einer besonderen Herausforderung: Sichtbare Staubablagerungen lassen sich erkennen und entfernen. Sehr kleine Partikel können dagegen längere Zeit in der Luft schweben, sich über Luftströmungen verteilen oder sich an Maschinen, Leitungen und schwer zugänglichen Stellen ablagern.
Für Unternehmen ist Feinstaub deshalb nicht ausschließlich eine Frage der Sauberkeit. Je nach Material und Exposition kann er ein Arbeitsschutzthema, ein Produktionsproblem und bei bestimmten Stäuben auch eine Brand- oder Explosionsgefahr darstellen. Doch wo entsteht Feinstaub in der Produktion? Warum ist unsichtbarer Staub problematisch? Welche gesetzlichen Anforderungen gelten? Und wie lässt sich die Feinstaubbelastung am Arbeitsplatz reduzieren?
Was ist Feinstaub in der Produktion?
Feinstaub ist kein einzelner Stoff. Der Begriff beschreibt vielmehr sehr kleine feste Partikel, die in der Luft vorhanden sein können.
In der industriellen Produktion entstehen solche Partikel beispielsweise beim:
- Schleifen und Trennen
- Bohren und Fräsen
- Zerkleinern und Mahlen
- Mischen und Dosieren
- Umfüllen und Abfüllen von Pulvern
- Kunststoffbearbeiten
- Schweißen und bei thermischen Prozessen
- Verarbeiten von Metallpulvern
- Additive Manufacturing bzw. 3D-Druck
Die Gefahrstoffverordnung definiert Stäube als disperse Verteilungen fester Stoffe in der Luft. Sie unterscheidet unter anderem zwischen einatembaren und alveolengängigen Stäuben. Alveolengängige Partikel können bis in die tieferen Bereiche der Lunge gelangen. Entscheidend ist deshalb nicht nur, wie viel Staub sichtbar ist, sondern welcher Stoff in welcher Partikelgröße und Konzentration in der Atemluft vorhanden ist.
Unsichtbar bedeutet nicht automatisch ungefährlich.
Genauso wenig bedeutet sichtbar jedoch automatisch gefährlich. Die konkrete Gefährdung muss anhand des Materials und der tatsächlichen Exposition beurteilt werden.
Warum ist Feinstaub in Produktionshallen problematisch?
1. Feine Partikel können die Atemluft belasten
Wenn Staub während eines Produktionsprozesses freigesetzt wird, können Beschäftigte diesen einatmen. Wie relevant diese Belastung ist, hängt unter anderem vom Stoff, der Partikelgröße, der Konzentration und der Dauer der Exposition ab. Bei Gefahrstoffen ist deshalb eine entsprechende Gefährdungsbeurteilung erforderlich.
Die TRGS 402 beschreibt das Vorgehen zur Ermittlung und Beurteilung der inhalativen Exposition bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen. Dabei werden unter anderem Freisetzungsverhalten, Stoffmengen und gefährliche Eigenschaften berücksichtigt.
Für Stoffe mit festgelegten Arbeitsplatzgrenzwerten ist außerdem die TRGS 900 „Arbeitsplatzgrenzwerte“ relevant. Sie enthält die geltenden Arbeitsplatzgrenzwerte für zahlreiche Stoffe und Stoffgruppen. Dabei gilt: Es gibt nicht den einen Arbeitsplatzgrenzwert für „Feinstaub“. Je nach Stoff können unterschiedliche Grenz- oder Beurteilungsmaßstäbe gelten.
2. Unsichtbarer Staub kann sich in der Produktionsumgebung verteilen
Staub bleibt nicht zwangsläufig dort, wo er entsteht. Feine Partikel können durch Luftströmungen oder Bewegungen in andere Bereiche gelangen. Dadurch kann aus einer lokalen Emission eine Belastung mehrerer Arbeitsbereiche werden. Besonders relevant ist das bei Produktionsprozessen, bei denen regelmäßig feine Pulver oder Stäube freigesetzt werden. Eine wirksame Strategie setzt deshalb möglichst früh an: Staub erfassen, bevor er sich in der Produktionshalle verteilt.
3. Staub kann auch die Produktion beeinflussen
Feinstaub ist nicht ausschließlich ein Arbeitsschutzthema. Je nach Produktionsumgebung können Partikel beispielsweise:
- Maschinen und Komponenten verschmutzen,
- sich auf Oberflächen ablagern,
- Sensoren oder empfindliche Bauteile beeinträchtigen,
- Reinigungsintervalle erhöhen,
- Produkte oder Produktionsbereiche verunreinigen,
- zusätzlichen Wartungsaufwand verursachen.
Besonders in Branchen mit hohen Anforderungen an Sauberkeit und Prozesskontrolle kann die Beherrschung von Partikeln deshalb ein wichtiger Bestandteil der Produktionsqualität sein.
Wo entsteht Feinstaub in der Produktion?
Die Quellen für Feinstaub in der Industrie sind vielfältig. Feine Partikel können bei der mechanischen Bearbeitung von Materialien, bei der Verarbeitung von Pulvern oder durch thermische Prozesse entstehen. Besonders relevant sind Produktionsschritte, bei denen Materialien zerkleinert, abgetragen, umgefüllt oder erhitzt werden. Je nach Material und Prozess können dabei unterschiedliche Anforderungen an Absaugung, Filtration, Arbeitsschutz sowie Brand- und Explosionsschutz entstehen.
Beim Schleifen, Trennen, Fräsen oder Bohren von Metallen können feine Metallpartikel und Stäube freigesetzt werden. Wie stark und welche Partikel entstehen, hängt unter anderem vom Werkstoff, der Bearbeitungsmethode und den Prozessparametern ab. Besonders feine Metallstäube können sich in der Produktionsumgebung verteilen und auf Maschinen, Arbeitsflächen oder anderen Komponenten ablagern. Bei bestimmten brennbaren Metallstäuben, beispielsweise aus Aluminium oder Titan, müssen zusätzlich mögliche Brand- und Explosionsgefahren berücksichtigt und geeignete Absaug- und Sicherheitssysteme eingesetzt werden.
Beim Dosieren, Mischen, Abfüllen oder Umfüllen von Pulvern können feine Partikel in die Umgebungsluft gelangen. Das betrifft unter anderem die Lebensmittel-, Pharma-, Chemie- und Kunststoffindustrie, aber auch zahlreiche weitere Produktionsbereiche, in denen pulverförmige Rohstoffe verarbeitet werden. Besonders an Übergabestellen, beim Öffnen von Gebinden oder beim manuellen Nachfüllen können Staubemissionen entstehen. Eine möglichst direkte Erfassung an diesen Stellen kann dazu beitragen, dass sich die Partikel nicht zunächst in der Produktionshalle verteilen.
In der additiven Fertigung und beim industriellen 3D-Druck werden teilweise sehr feine Metall- oder Kunststoffpulver verarbeitet. Feinstaub kann dabei nicht nur während des eigentlichen Druckprozesses, sondern beispielsweise auch beim Befüllen, Entleeren, Sieben, Pulverwechsel oder bei der Reinigung von Anlagen entstehen. Gerade bei Metallpulvern ist eine kontrollierte Pulverführung wichtig, da bestimmte Materialien brennbare oder explosionsfähige Staub-Luft-Gemische bilden können. Absaug- und Reinigungslösungen müssen deshalb auf das jeweilige Pulver, den Prozess und gegebenenfalls die Anforderungen an den Explosionsschutz abgestimmt werden.
Schleif-, Polier- und Oberflächenbearbeitungsprozesse gehören zu den typischen Quellen für feine Partikel in Produktionsumgebungen. Durch den Materialabtrag entstehen Partikel, deren Größe und Zusammensetzung unter anderem vom bearbeiteten Werkstoff und vom verwendeten Verfahren abhängen. Werden die Partikel nicht möglichst nah an der Entstehungsstelle erfasst, können sie sich mit der Raumluft in weitere Bereiche der Produktionshalle verteilen. Eine direkt am Bearbeitungsprozess angesetzte Absaugung kann deshalb helfen, die Freisetzung und Verteilung von Staub in der Arbeitsumgebung zu reduzieren.
Auch bei thermischen Produktionsprozessen können Rauch, Aerosole und sehr feine Partikel entstehen. Dazu zählen beispielsweise bestimmte Schweiß-, Schneid-, Löt- oder thermische Bearbeitungsverfahren, bei denen Material erhitzt oder aufgeschmolzen wird. Die entstehenden Emissionen können sich je nach Prozess schnell mit der Umgebungsluft vermischen und sind teilweise mit bloßem Auge nur schwer zu erkennen. Deshalb ist insbesondere bei solchen Anwendungen eine geeignete Erfassung möglichst nah an der Emissionsquelle und eine darauf abgestimmte Filtertechnik relevant.
Was sagt die Gesetzgebung zu Feinstaub am Arbeitsplatz?
Für Unternehmen sind insbesondere die Vorgaben der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) relevant. Die GefStoffV enthält in Anhang I, Nummer 2, konkrete Anforderungen für Tätigkeiten mit Exposition gegenüber einatembaren und alveolengängigen Stäuben. Dazu gehört unter anderem, Maschinen und Geräte so auszuwählen und zu betreiben, dass möglichst wenig Staub freigesetzt wird. Staub emittierende Anlagen, Maschinen und Geräte müssen – soweit technisch möglich – mit einer wirksamen Absaugung versehen werden.
Besonders relevant für die industrielle Praxis ist außerdem die Forderung, Stäube möglichst vollständig an ihrer Austritts- oder Entstehungsstelle zu erfassen.
Die abgesaugte Luft muss so geführt werden, dass möglichst wenig Staub in die Atemluft der Beschäftigten gelangt. Eine Rückführung in den Arbeitsbereich ist nur zulässig, wenn die Luft ausreichend gereinigt wurde. Damit ist die Gesetzgebung eindeutig auf einen Grundsatz ausgerichtet: Staub möglichst dort erfassen, wo er entsteht, nicht erst dann, wenn er sich bereits in der gesamten Produktionshalle verteilt hat.
Wie lässt sich Feinstaub in der Produktionshalle reduzieren?
Eine einzelne Maßnahme reicht häufig nicht aus. Entscheidend ist das Zusammenspiel mehrerer Schritte.
1
Entstehungsquellen identifizieren
Zunächst muss bekannt sein: Wo entsteht der Staub und unter welchen Bedingungen wird er freigesetzt? Dabei sollten nicht nur Produktionsmaschinen betrachtet werden. Auch Umfüllstellen, Materialübergaben, Reinigungsarbeiten oder offene Prozesse können relevante Quellen darstellen.
2
Staub direkt an der Quelle erfassen
Eine Quellenabsaugung kann verhindern, dass sich Partikel zunächst in der Raumluft verteilen. Industrielle Entstauber können beispielsweise direkt an Maschinen oder Prozessen eingesetzt werden, um staubbelastete Luft zu erfassen und die enthaltenen Partikel abzuscheiden.
3
Passende Filtertechnik einsetzen
Nicht jeder Filter ist für jeden Staub geeignet. Welche Filtertechnik erforderlich ist, hängt unter anderem von Partikelgröße, Staubmenge, Material, Luftmenge und Anwendung ab. Bei anspruchsvollen Anwendungen können hocheffiziente Filterstufen erforderlich sein.
4
Staubablagerungen kontrolliert entfernen
Auch bei einer gut ausgelegten Absaugung können sich Ablagerungen bilden. Geeignete Industriesauger und Entstauber ermöglichen eine kontrollierte Aufnahme von Staub, Produktionsrückständen und anderen Materialien, ohne die Partikel durch Kehren oder Druckluft erneut in die Umgebungsluft einzutragen.
5
Absauganlage regelmäßig prüfen und warten
Die GefStoffV verlangt für Einrichtungen zum Abscheiden, Erfassen und Niederschlagen von Stäuben eine regelmäßige Überprüfung. Nach der ersten Inbetriebnahme ist die ausreichende Wirksamkeit zu überprüfen; anschließend müssen die Einrichtungen mindestens jährlich auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft, gewartet und gegebenenfalls instand gesetzt werden.
Feinstaub reduzieren heißt: nicht nur sauber machen, sondern richtig erfassen
Eine saubere Produktionshalle ist nicht automatisch eine staubfreie Produktionsumgebung. Gerade bei Feinstaub kann eine nachträgliche Reinigung allein zu kurz greifen. Effektiver ist es, bereits an der Entstehungsquelle anzusetzen. Das entspricht auch dem technischen Ansatz der Gefahrstoffverordnung: Staub soll möglichst vollständig an der Austritts- oder Entstehungsstelle erfasst werden. Delfin Deutschland bietet dafür unterschiedliche Lösungen, von mobilen Industriesaugern über Entstauber bis hin zu stationären und zentralen Absaugsystemen. Welche Lösung geeignet ist, hängt immer von der konkreten Anwendung ab.
Häufige Fragen zu Feinstaub in Produktionshallen
Feine Partikel können die Atemluft belasten, sich in der Produktionsumgebung verteilen und sich auf Maschinen und Oberflächen ablagern. Die konkrete gesundheitliche Gefährdung hängt vom jeweiligen Stoff, der Partikelgröße und der Exposition ab.
Die Sichtbarkeit eines Staubs sagt wenig über seine Gefährlichkeit aus. Besonders kleine, alveolengängige Partikel können tief in die Atemwege gelangen. Deshalb muss die tatsächliche Exposition im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung betrachtet werden.
Feinstaub kann unter anderem beim Schleifen, Trennen, Bohren, Fräsen, Mahlen, Mischen, Dosieren, Abfüllen, bei der Pulververarbeitung, im 3D-Druck und bei thermischen Prozessen entstehen.
Für Tätigkeiten mit einatembaren und alveolengängigen Stäuben gelten unter anderem die Anforderungen der Gefahrstoffverordnung. Ergänzend sind die Technischen Regeln für Gefahrstoffe relevant, insbesondere TRGS 402 zur inhalativen Exposition und TRGS 900 zu Arbeitsplatzgrenzwerten.