Gase

Gefährdungen durch Gase bei Arbeiten in Kanalisationsanlagen - Theorie oder tödliche Realität?


In KA-Betriebs-Info 1/1997, S. 707, hat Helmut Hafer die Maßnahmen zur Unfallverhütung bei Arbeiten in Kanalisationen und Regenwasserbehandlungsanlagen dargestellt. Die Darstellung der Gasgefahr in Kanalisationsanlagen stellt darin einen Schwerpunkt dar.

In der Unfallverhütungsvorschrift „Abwassertechnische Anlagen“ GUV 7.4 und in den „Sicherheitsregeln für Arbeiten in umschlossenen Räumen von abwassertechnischen Anlagen“ - GUV 17.6 sind die sicherheitstechnischen Maßnahmen gegen die Einwirkung von gefährlichen Gasen ebenfalls ein zentraler Punkt. Unfälle durch Gase kommen in Kanalisationsanlagen glücklicherweise relativ selten vor. Wenn solche Unfälle jedoch eintreten, sind meistens mehrere Personen schwer, oft sogar tödlich verletzt. Bei den Unfalluntersuchungen wird jedesmal festgestellt, dass die erforderlichen sicherheitstechnischen Maßnahmen nicht durchgeführt worden sind.
Der folgende Beitrag soll die Verantwortlichen und Beschäftigten für die Einhaltung der Sicherheitsmaßnahmen bei Arbeiten in Kanalisationsanlagen durch die Darstellung schwerer Unfälle sensibilisieren. Die nachfolgend geschilderten Unfälle haben sich in den letzten Jahren in Baden-Württemberg ereignet. Sie hätten alle verhindert werden können, wenn das Regelwerk beachtet worden wäre.

Gasarten

Der biologische Abbau der organischen Wasserinhaltsstoffe durch Mikroorganismen beginnt nicht erst in der biologischen Reinigungsstufe der Kläranlage, sondern bereits im Kanalsystem. In Bereichen, in denen es zu Ablagerungen der Wasserinhaltsstoffe wegen zu geringer Schleppkraft des Wassers kommt bzw. wo diese, z.B. in Regenüberlaufbecken, gezielt abgesetzt werden, kommt es bei geringem Luftaustausch zu einem anaeroben Abbau der organischen Substanzen. Dabei bildet sich Faulgas, das aus Methan, Kohlendioxid, Ammoniak und Schwefelwasserstoff besteht.

Mit dem Auftreten von Faulgas ist in allen Kanalnetzen zu rechnen. Das Faulgas reduziert den in der Luft vorhandenen Sauerstoffgehalt von ca. 21 Vol.-%. Sauerstoffmangel in der Atemluft wird durch die Sinnesorgane nicht wahrgenommen. Bei Unterschreiten von 17 Vol.-% ist bereits mit einer Gefährdung zu rechnen. Akute Lebensgefahr liegt vor, wenn der Sauerstoffgehalt weniger als 14 Vol.-% beträgt.

Methanist ein ungiftiges, farbloses, geruchloses und energiereiches Gas. In Konzentrationen von 5 - 15 Vol.-% in Luft bildet es explosionsfähige Atmosphäre. Dies ist die hauptsächliche Gefährdung. Daneben hat es eine schwach narkotische Wirkung.

Kohlendioxid ist ein farbloses, schwach säuerlich schmeckendes und riechendes Gas. Es trägt ebenso wie Methan wesentlich zur Sauerstoffverdrängung bei. Bereits in geringen Konzentrationen wirkt es toxisch. In Kommunen, wo stark kohlensäurehaltiges Quellwasser (z.B. Mineralwasser) in das Abwassernetz eingeleitet wird, wurden schon Kohlendioxid-Konzentrationen von 15 Vol.-% gemessen.
Schwefelwasserstoffist ein hochgiftiges Gas. In geringen Konzentrationen riecht es nach faulen Eiern. In höheren Konzentrationen werden die Geruchsnerven gelähmt und die Gefahr wird nicht mehr erkannt (Tabelle 1). Die Einwirkung von Schwefelwasserstoff auf Beschäftigte ist die häufigste Ursache bei tödlichen Kanalunfällen.

Konzentration von H2S in der LuftSymptom / Wirkung
1 Vol.-%tödlich in wenigen Sekunden (Atemlähmung, schlagartig eintretende Bewusstlosigkeit)
0,1 Vol.-%Krämpfe, Bewusstlosigkeit, lebensgefährlich in wenigen Minuten, keine Geruchsempfindung mehr
100 ppmReizempfindung (Brennen) an den Schleimhäuten der Augen und der Atemwege, Speichelfluss, Hustenreiz
1-10 ppmunangenehme und lästige Geruchsempfindung. Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert)
0,1-1 ppmdeutliche Geruchswahrnehmung
ca. 0,1 ppmGeruchsschwelle
Tabelle 1: Wirkung von Schwefelwasserstoff bei unterschiedlichen Konzentrationen in der Atemluft auf den Menschen

Ammoniak ist ein farbloses, stechend riechendes, sehr leicht wasserlösliches, stark ätzendes, giftiges Gas. Mit oxidierenden Gasen bildet es explosionsfähige Gemische. Die Augen und oberen Atemwege können sehr stark gereizt werden. Unter Umständen kann es zu einem lebensbedrohlichen Erstickungszustand durch Kehlkopfschwellung und Lungenödem kommen. Diese lebensgefährlichen Beschwerden können oft erst viele Stunden nach dem Einatmen auftreten. Daneben kann es zu Brechreiz, Übelkeit, Kopfschmerzen und Reizhusten kommen. Große Mengen an Ammoniak können bei Störfällen in Kühlanlagen von Schlachthöfen und Eissporthallen in die Kanalisation gelangen.

Außer dem Auftreten von Faulgas ist in Kommunen, wo Gewerbe- und Industriebetriebe angesiedelt sind, mit der Einleitung von chemischen Stoffen zu rechnen, die selbst toxische Eigenschaften haben oder die durch chemische Reaktionen zur Bildung von gefährlicher Atmosphäre beitragen können. Hierzu gehören z.B. Lösemittel, Kraftstoff, Galvanikabwässer, Säuren und Laugen. Von zunehmender Bedeutung sind auch Unfälle mit Gefahrgut-Transportfahrzeugen. Die dabei freigesetzten Stoffe können in die Kanalnetze eindringen und dort die Beschäftigten gefährden. Aus dem immer dichter werdenden Erdgasversorgungsnetz kann bei Undichtigkeiten Gas austreten und in das Kanalnetz, teilweise weit entfernt, eindringen. Es wurde festgestellt, dass das dem Erdgas beigefügte Odorierungsmittel durch die Frostschutzschicht des Straßenunterbaus neutralisiert werden kann und somit eine geruchliche Wahrnehmung nicht mehr möglich ist. Auch die bei Kanalsanierungsarbeiten eingesetzten Baustoffe wie z.B. Epoxid- und Polyester-Harze und lösemittelhaltige Beschichtungsstoffe können gesundheitsschädliche bzw. gefährliche explosionsfähige Atmosphären bilden.

Unfälle
 
Faulgas bei Kanalumbauarbeiten

In einem großen städtischen Kanalsystem war vor einigen Jahren ein Regenüberlauf mit Überlaufleitung zum Fluss durch eine Abmauerung stillgelegt worden. Da der Regenüberlauf wieder in Betrieb genommen werden sollte, erhielt eine Baufirma den Auftrag, die Abmauerung zu entfernen. Die vier Beschäftigten begannen, die Ziegelsteine zu entfernen. Der Vorarbeiter überprüfte die Kanalatmosphäre mit einem Prüfröhrchen auf das Vorhandensein von Schwefelwasserstoff. Da das Prüfröhrchen keine Verfärbung zeigte, sahen die Beschäftigten keine Veranlassung zu besonderen Schutzmaßnahmen. Kurze Zeit später wurden die Arbeiten wegen der Vesperpause unterbrochen. Als die Arbeiter nach dieser Unterbrechung wieder den Kanal betraten, brachen drei nach wenigen Metern zusammen. Dem Vierten gelang es noch, dem Polier, der über Tage stand, etwas zuzurufen, bevor auch er zusammenbrach. Der Polier alarmierte die städtische Berufsfeuerwehr, als er die Sachlage überblickte. Der erste Feuerwehrmann stieg ohne Atemschutzgerät in den Schacht und brach ebenfalls zusammen. Erst die nächsten einsteigenden Feuerwehrleute waren mit Pressluftatemschutzgeräten ausgestattet. Diese bargen die vier Bauarbeiter und den Feuerwehrkollegen. Drei Bauarbeiten waren bereits tot. Der Vierte starb einen Tag später. Der Feuerwehrmann konnte gerettet werden.

Die Unfalluntersuchung brachte folgende Erkenntnisse: Der stillgelegte Kanalabschnitt wurde bei Hochwasser vom Fluss her eingestaut. Die organischen Stoffe, die im Flusswasser enthalten waren, lagerten sich insbesondere vor der Abmauerung ab. Beim anschließenden Abbau der organischen Stoffe bildete sich extrem viel Schwefelwasserstoff. Der von der Staatsanwaltschaft eingeschaltete Sachverständige ermittelte für den Unfallzeitpunkt eine Schwefelwasserstoffkonzentration von ca. 20 000 ppm (2 Vol.-%). Eine solch hohe Schwefelwasserstoffkonzentration war bis zu diesem Unfall noch nie in Kanalisationsanlagen festgestellt worden. Zu Beginn der Arbeiten wurde die Atmosphäre zwar mit einer Einmalmessung überprüft. Dieser Unfall zeigt jedoch, dass sich die Betriebsverhältnisse schnell verändern können. Als Konsequenz aus diesem Unfall resultiert die Forderung in den „Sicherheitsregeln für Arbeiten in umschlossenen Räumen von abwassertechnischen Anlagen“ - GUV 17.6 nach kontinuierlicher Messung der Atmosphäre auf die Faulgaskomponente Schwefelwasserstoff, neben den schon zuvor geforderten Komponenten Sauerstoff und Methan.

Verpuffung bei Bauabnahmebesichtigung

Ein fertiggestellter Regenauslasskanal wurde von zwei Mitarbeitern des städtischen Tiefbauamtes und zwei Mitarbeitern der ausführenden Baufirma einer Abnahmebesichtigung unterzogen. Dabei musste auch in ein Dükerschachtbauwerk eingestiegen werden. Nach dem Öffnen des Schachtdeckels stiegen die vier Personen ein. Nach kurzem Aufenthalt in dem Schacht gab es eine Verpuffung. Zwei Personen verließen fluchtartig den Schacht, zwei tauchten in das eingestaute Wasser. Durch die Verpuffung erlitten alle vier Personen schwere Brandverletzungen. Ein 62jähriger Mitarbeiter des Tiefbauamtes, der regelmäßig solche Abnahmebesichtungen durchführt, starb drei Wochen nach dem Unfall an Lungenversagen, das durch toxische Stoffwechselprodukte herbeigeführt worden war. Der zweite Tiefbauamtmitarbeiter, dessen Haut zu 60 % verbrannt war, schwebte tagelang zwischen Leben und Tod und hat noch nach Jahren Narben im Gesicht. Der Bauleiter der ausführenden Firma musste wie die übrigen Verletzten in Spezialkliniken wochenlang behandelt werden und trägt seitdem Spezialmanschetten an den Händen.

Wie konnte es zu diesem Unfall kommen? Bei der Unfalluntersuchung wurden erhebliche Mängel festgestellt. Hierzu gehörten insbesondere folgende Punkte: Das Schachtbauwerk, das sich in einer sandgefüllten Kugelstoß-Anlage befand, war mit einem gasdichten Schachtdeckel verschlossen. Kurz nach dem Öffnen des Schachtes erfolgte der Einstieg. Ein Gaswarngerät wurde auf dem Bauhof des Tiefbauamtes bereitgestellt, jedoch nicht abgeholt und zur Überprüfung der Atmosphäre eingesetzt. Der fertiggestellte Kanal wurde acht Wochen vor dem Unfall in Betrieb genommen. In dieser Zeit gab es ein starkes Regenereignis, bei dem erhebliche Mengen an Staub und Schmutz aus den Straßenrinnen in die Kanalisation gespült wurden. Am Tiefpunkt des Dükers gab es erhebliche Schlammablagerungen, aus denen sich erhebliche Mengen an Faulgas gebildet hatten. Da das zu besichtigende Schachtbauwerk vom Fluss her eingestaut und gasdicht abgedeckt war, sammelte sich das Faulgas oberhalb des Wasserspiegels in hoher Konzentration. Die explosionsfähige Atmosphäre wurde von der brennenden Zigarette des Bauleiters der ausführenden Firma gezündet. Weitere potenzielle Zündquellen waren die mitgeführte nicht expolsionsgeschützte Lampe und ein Fotoapparat mit eingebautem Blitzlicht.

Benzin in der Kanalisation nach Eisenbahnunfall

Auf dem Gelände eines Rangierbahnhofes prallten um 9.30 Uhr sieben Kesselwagen auf zwei stehende Kesselwagen. Dabei gab es bei einem Wagen ein Leck, aus dem ca. 25 000 Liter Benzin ausflossen und im umgebenden Erdreich versickerten. Das versickerte Benzin erreichte ziemlich rasch einen ca. 80 m entfernten Abwasserkanal und floss von hier in das städtische Kanalnetz. In einer Entfernung von ca. einem Kilometer wurden Kanalisationsarbeiten von einer Tiefbaufirma ausgeführt. Als die Mitarbeiter um 9.40 Uhr die Arbeit nach der Versperpause wieder aufnahmen, wurde das Benzin-Luft-Gemisch, das inzwischen auch den Baustellenbereich erreicht hatte, durch die brennende Zigarette eines Beschäftigten, der gerade in einen Schacht einsteigen wollte, gezündet und es gab eine gewaltige Explosion. Dabei wurde ein Bauarbeiter getötet und zwei weitere Personen schwer verletzt. Bei einer Straße wurde die Straßendecke auf eine Länge von 400 Metern über zwei Meter hoch angehoben. Weiter gab es 85 schwere Gebäudeschäden und elf Meldungen über die Beschädigung privater Kanäle. Die Meldung über den Unfall im Bereich des Rangierbahnhofes erreichte das städtische Tiefbauamt in dem Augenblick, als die Explosion erfolgte. Eine Warnung des Baustellenpersonals war nicht mehr möglich.

Massenunfall bei Kanalreinigungsarbeiten

Eine Kanalreinigungsfirma hatte von einem Abwasserzweckverband den Auftrag erhalten, eine Verstopfung an einem Regenüberlaufbauwerk zu beseitigen. Das Regenüberlaufbauwerk besteht aus einem Regenüberlaufbecken, einer Drosselstrecke und einem Drosselschacht. Die beiden Kanalreiniger wurden mit ihrem Saug-Spül-Wagen vom Betriebsleiter losgeschickt und an der Arbeitsstelle vom Leiter des Abwasserzweckverbandes veranlasst, zuerst die Drosselstrecke zu spülen. Anschließend wollte man den Reinigungserfolg durch Öffnen des Schachtdeckels am Regenüberlaufbecken überprüfen. Da der Schachtdeckel zu schwer zum Anheben war, wurde noch ein weiterer Kanalreiniger mit seinem Fahrzeug angefordert. Der Leiter des Abwasserzweckverbandes veranlasste die beiden Kanalreiniger, bis zum Eintreffen des dritten Kollegen zunächst den Drosselschacht und anschließend das Regenüberlaufbecken zu spülen. Der Leiter des Abwasserzweckverbandes entfernte sich danach. Als er einige Zeit später zurückkam, lagen zwei Kanalreiniger im Schlamm des Drosselschachtes und der dritte auf dem Schwimmer der Drosselklappe. Bei der Bergung durch die Feuerwehr wurde der Tod aller drei Kanalreiniger festgestellt. Die Obduktion ergab die Einwirkung von Schwefelwasserstoff als Todesursache. Bei der Unfalluntersuchung wurde rekonstruiert, dass ein Mitarbeiter, der als einziger Gummistiefel trug, in den Schacht eingestiegen ist. Offenbar wollten ihn die beiden Kollegen retten, als er durch die Gaseinwirkung umgefallen ist. An der Arbeitsstelle gab es keine der vorgeschriebenen Rettungseinrichtungen wie z.B. Gaswarngerät, Sicherheitsgeschirr, Atemschutzgerät. Der Einstieg in die Kanalisationsanlage war nicht vorgesehen. Weshalb dennoch eingestiegen wurde, konnte nicht geklärt werden.

Lösemitteldämpfe bei Beschichtungsarbeiten in einem Regenüberlaufbecken

Bei der Erschließung eines Neubaugebietes wurde auch ein Regenüberlaufbecken mit Decke erstellt. Die Tiefbaufirma sollte die Innenseite des Beckens mit einer Betonversiegelung beschichten. Die Betonversiegelung wurde vom städtischen Tiefbauamt gestellt. Dem Schachtmeister, der keine Gefahrstoffkenntnisse besaß, wurde die Unbedenklichkeit des zu verarbeitenden Materials mehrfach vom städtischen Bauleiter versichert. Zwei Mitarbeiter, mit Schutzhandschuhen und Schutzbrillen ausgestattet, beschichteten daraufhin mit Bürsten die Innenwände. Die beiden Einstiegöffnungen in der Decke waren geöffnet. Eine zusätzliche Belüftung oder Absaugung und eine messtechnische Überwachung gab es nicht. Der Schachtmeister sah immer wieder nach den beiden Mitarbeitern und überzeugte sich von deren Wohlbefinden. Bei einer erneuten Kontrolle stellte er fest, dass ein Kollege am Boden kauerte und sich erbrach. Der andere Kollege arbeitete zwar noch langsam weiter, machte jedoch den Eindruck geistiger Abwesenheit. Der Schachtmeister barg zusammen mit drei weiteren Mitarbeitern die Beiden aus dem Regenüberlaufbecken. Anschließend mussten alle fünf Beschäftigten wegen rauschähnlicher Symptome im Krankenhaus behandelt werden.

Bei der Unfalluntersuchung wurde festgestellt, dass die Betonversiegelung einen erheblichen Anteil an Xylol hatte. Da Xylol gesundheitsschädliche und explosionsfähige Atmosphäre bilden kann, hätte das Material nur bei guter Belüftung und mit messtechnischer Überwachung verarbeitet werden dürfen.
Sauerstoffmangel in Sickerwasserschacht

In einer Fachhochschule wurde der Hausmeister schon längere Zeit vermisst. Nach längerem Suchen wurde ein geöffneter Schacht entdeckt. Auf der Schachtsohle lag der Hausmeister in leblosem Zustand. Die herbeigerufene Feuerwehr konnte den Hausmeister nur noch tot bergen. Bei der Unfalluntersuchung wurde festgestellt, dass zwischen ankommender und abgehender Leitung ein Höhenunterschied von etwa zwei Metern vorhanden war. Durch den Schacht floss reines, klares Sickerwasser aus einem naheliegenden Waldgebiet. Allerdings wurde durch den großen Wasserabsturz die im Schacht vorhandene Luft in das Wasser eingetragen und gelöst. Dies führte zu einem erheblichen Sauerstoffschwund. Mit einem Gaswarngerät wurde festgestellt, dass die Sauerstoffkonzentration im Schacht nur noch 12 Vol.-% betrug.
Autor: Dipl.-Ing. Volkmar Wilhelm / Tiefbau-BG, Vollmoellerstraße 11, D-70563 Stuttgart





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Stand: 18. März 2001