Allgemeine Informationen: Gefahrstoffe

Brand

Bei einem Brand geschieht eine chemische Reaktion: Ein brennbarer Stoff reagiert mit dem Luftsauerstoff zu den stabilen chemischen Verbrennungsprodukten z. B. Wasserdampf und Kohlendioxid. Die Verbrennung läuft langsam ab, da immer wieder neuer brennbarer Stoff aus der Flüssigkeit verdampfen muss und sich mit dem Luftsauerstoff mischen muss. Benzin zum Beispiel brennt an der Oberfläche der Flüssigkeit erst, wenn es sich mit dem Luftsauerstoff vermischt hat.

Explosion

Ist eine sehr schnell ablaufende chemische Umsetzung des brennbaren Stoffes mit der Luft unter sehr schneller Freisetzung von Expansionsdruck und einer starken lokalen Wärmeentwicklung. Die Verbrennungsgeschwindigkeiten (Reaktionsgeschwindigkeit) betragen hierbei einige 100 m/s, die Explosionsdrücke einige Hektopascal. Bei einer Staubexplosion verbrennen brennbare Stäube explosionsartig im Gemisch mit der Luft. Sie ist z. B. möglich mit Getreidestaub, Mehlstaub, Kakaostaub, Papierstaub und durch Oberflächenkatalyse mit Metallstaub (z. B. möglich beim Schleifen von Metall).

Verpuffung

Eine Verpuffung ist eine schnell verlaufende Verbrennung, die noch nicht das Ausmaß und die Folgen einer Explosion hat. Die Reaktionsgeschwindigkeiten, der Druck wie auch die freigesetzte Wärme sind geringer als bei einer Explosion, da die Konzentration des brennbaren Dampfes, Gases oder Staubes in der Luft geringer ist.

Explosionsfähige Atmosphäre

Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, unter denen sich der Verbrennungsvorgang nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt. Als atmosphärische Bedingung gilt der normale Außendruck (0,8 hPa bis 1,1 hPa). Die Gemischtemperaturen werden in der Betriebssicherheitsverordnung als Temperaturen im Bereich zwischen -20 °C bis + 60 °C verstanden.

Explosionsgrenzen von brennbaren Flüssigkeiten

Eine Explosion ist nur innerhalb eines sehr engen Konzentrationsbereichs des Lösemitteldampf/Luft-Gemisches möglich. Der Anteil der Lösemitteldämpfe in der Luft muss eine ganz bestimmte Menge überschreiten (untere Explosionsgrenze, UEG) und darf eine bestimmte Menge nicht überschreiten (obere Explosionsgrenze, OEG). Die untere und obere Explosionsgrenze sind abhängig von den chemisch-physikalischen Eigenschaften eines jeden Lösemittels. Sie sind stoffspezifisch. Sie müssen im Sicherheitsdatenblatt unter den physikalisch-chemischen Eigenschaften aufgeführt sein. Die Explosionsgrenzen verschieben sich sowohl je nach Lösemittel oder Gas als auch Mischungsverhältnis der Dampf- oder Gas-Luft-Gemische.

Flammpunkt, Kennzahlen

Die Voraussetzung für eine Explosion oder Verpuffung ist, dass genügend brennbare Dämpfe, Gase oder Stäube in der Luft vorhanden sind, dass die Entzündung der Dämpfe, Gase oder des Staubes im Luftgemisch mittels Zündquelle erreicht sind. Bei brennbaren Lösemitteln ist das der Fall, wenn die Temperatur so groß ist, dass entsprechend viel Flüssigkeit verdampfen kann (Flammpunkt). Es ist auch möglich, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit so groß wird, dass Flüssigkeit in einzelne Tröpfchen verteilt ist: etwa auf einem Putzlappen, der mit Lösemittel benetzt ist, oder durch Versprühen mittels einer Düse (Aerosol).

Kennzahlen brennbarer Flüssigkeiten sind die physikalisch-chemischen Daten, die Auskunft über mögliche Explosionsgefahren geben können. Sie müssen in Sicherheitsdatenblättern aufgeführt sein, sofern sie bekannt sind (bei gängigen Lösemitteln sind diese Daten bekannt).

Beispiele für die Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre

Lösemitteldämpfe können zum Beispiel aus

• geöffneten Flaschen,
• geöffneten Lackdosen,
• offen stehenden oder unverschlossenen Entsorgungsbehältern,
• bei der Verarbeitung von Oberflächen (Werkstücken, Putzlappen) abdampfen,
• offenen Gläsern oder Behältern mit Verdünnern zum Reinigen der Pinsel und Geräte oder
• aus Leckagen in Anlagen oder Apparaturen verdampfen.

Vorsicht: Brennbare Lösemitteldämpfe sind schwerer als Luft und kriechen auch in Vertiefungen, Erdmulden, Kellerräume, tiefer liegende Räume und Schächte.

Eine explosionsfähige Atmosphäre kann durch Lösemitteldämpfe entstehen, die

• durch Umfüllen,
• durch Schütten,
• durch Fegen,
• durch Versprühen oder
• durch Verwirbeln entstehen, z. B. beim Aufwirbeln von Kompost oder Faulschlamm.

Dies gilt auch für Stäube (z. B. in Zoos bei den Futtersilos, in Küchen durch Umfüllen von großen Mengen Mehl und Puderzucker, in Gartenbetrieben durch Lagerung und Umfüllen von Phosphat-Dünger).

Gase können

• aus Ventilen von Druckgaspackungen,
• aus Ventilen von Druckgasflaschen,
• aus Anlagen bei Leckagen oder Undichtigkeiten an Flaschen oder Leitungen
• oder als Folge nach einer chemischen Reaktion im Labor oder im Abwasserbereich, auf der Kläranlage, bei der Kompostierung von Bioabfall entstehen.

Explosionsgefährdete Betriebsbereiche

Explosionsgefährdete Bereiche sind im öffentlichen Dienst zum Beispiel zu finden:

• Lagerstätten von Lösemitteln, Lösemittelabfällen,
• Altöllager, die benzinartige Stoffe enthalten,
• Biokomposthalle,
• Abwasserkanäle,
• auf der Kläranlage insbesondere in geschlossenen Anlagen wie Faultürme,
• Öffnen und Umbau von Deponien,
• in nicht abgesaugten oder nicht be- und entlüfteten Chemikalienlagern oder DIN-Sicherheitsschränken mit angebrochenen Gebinden (aktive Lagerung),
• beim Reinigen lösemittelhaltiger Apparaturen, Tanks oder Anlagen ohne Absaugung oder Ent- und Belüftung (z. B. Laborbereich, Metallwerkstätten, Lackierereien),
• beim Spritzlackieren in Bauhof-, Kunst-, Museums- und Theaterwerkstätten,
• in den naturwissenschaftlich-technischen Unterrichtsbereichen und Vorbereitungsräumen,
• in den Hausmeisterwerkstätten (z. B. durch Holz oder Metallstaub, Lackieren),
• in Küchen beim Umfüllen und Vergären,
• in Druckereien,
• in Zoos und Tierparks
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