Welche Gefahren birgt Sandstrahlen?

Für die Vorbereitung und Reinigung unterschiedlicher Oberflächen stehen zahlreiche Verfahren zur Verfügung. Von all diesen Verfahren war das Sandstrahlen traditionell eine der bekanntesten und am weitesten verbreiteten Methoden der Oberflächenvorbereitung. Beim Sandstrahlen wird ein Gemisch aus Sand und Druckluft mit hohem Druck auf die vorzubereitende oder zu reinigende Oberfläche geschleudert. Durch die Wucht, mit der der Sand auf die Oberfläche trifft, werden Walzhaut, Schmutz und Beschichtungen entfernt, und die Einschläge hinterlassen eine aufgeraute Struktur (Rauheitsprofil), die die Haftung einer neuen Beschichtung unterstützt. Trotz dieser Vorteile hat das Sandstrahlen gravierende Nachteile – vor allem für die Gesundheit der Menschen, die es ausführen. Dieser Artikel erklärt, warum Sandstrahlen gefährlich ist, welche Gesundheitsrisiken es birgt, wie die Exposition geregelt ist und welche Alternativen ganz ohne Strahlmittel auskommen.

Ist Sandstrahlen gefährlich?

Sandstrahlen ist ein Reinigungs- und Vorbereitungsverfahren, das seit weit über einem Jahrhundert angewendet wird. Anfangs wurde in großem Umfang natürlicher Quarzsand verwendet, daher stammt der Begriff „Sandstrahlen“. So wirksam Quarzsand beim Reinigen und Vorbereiten von Stahl und anderen Oberflächen auch ist – seine Nachteile wurden im Lauf der Jahre deutlich: Die Arbeit mit Quarzsand erwies sich als sehr gesundheitsschädlich.

Infolgedessen wurde die Verwendung von Quarzsand als Strahlmittel vielerorts eingeschränkt. Laut NIOSH hat Großbritannien die Verwendung von Quarzsand zum Strahlen 1949 eingeschränkt, und die Länder der damaligen Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft haben sie seit 1966 eingeschränkt. In den Vereinigten Staaten ist Quarzsand nicht vollständig verboten, doch die Exposition gegenüber alveolengängigem kristallinem Siliziumdioxid ist streng geregelt. Heute werden beim Strahlen mit Strahlmittel überwiegend quarzarme Strahlmittel wie mineralische Schlacken, Granat oder Stahlkies und -kugeln verwendet, während natürlicher Quarzsand größtenteils aus kristallinem Siliziumdioxid besteht.

Was macht Sandstrahlen gefährlich?

Um zu verstehen, was Sandstrahlen gefährlich macht, müssen wir die Zusammensetzung des Sandes betrachten. Natürlicher Sand, wie er in den Anfangszeiten des Sandstrahlens üblich war, enthält kristallines Siliziumdioxid (Quarz). Wenn der Sand beim Aufprall zerbricht, entsteht feiner Quarzstaub. Das Einatmen dieses Staubs kann unter anderem Silikose verursachen. Silikose ist eine der ältesten und bekanntesten Berufskrankheiten und wird historisch mit Bergbau und Steinbrüchen sowie mit dem Sandstrahlen in Verbindung gebracht.

Das Problem liegt in den winzigen Quarzpartikeln, die beim Strahlen freigesetzt werden. Einmal eingeatmet, gelangen diese alveolengängigen Partikel tief in die Lunge, wo sie Entzündungen und Vernarbungen (Fibrose) verursachen. Eine der großen Gefahren der Silikose ist, dass sie sich oft langsam entwickelt und jahrelang unbemerkt bleibt. Was mit leichten Lungenbeschwerden und hartnäckigem Husten beginnt, kann sich allmählich zu schwerer Atemnot entwickeln. Wenn Silikose diagnostiziert wird, ist der Schaden bereits entstanden: OSHA beschreibt Silikose als unheilbare Lungenkrankheit, die zu Erwerbsunfähigkeit und Tod führen kann. Vorbeugung ist der einzige wirksame Schutz.

Ein weiteres großes Problem von Quarzpartikeln ist, dass sie sehr klein und praktisch unsichtbar sind. Strahler tragen Strahlhelme und Schutzkleidung, doch der Staub bleibt für alle auf der Baustelle eine Gefahr. Aufgrund ihrer geringen Größe bleiben die Partikel lange in der Luft – auch nachdem das Strahlen beendet ist. Das bedeutet, dass nicht nur die strahlende Person gefährdet ist: Andere Personen in der Nähe können die Partikel unwissentlich und ohne jeden Schutz einatmen.

Welche weiteren Gesundheitsrisiken birgt das Sandstrahlen?

Silikose ist die bekannteste Folge der Arbeit mit Quarzsand, aber nicht das einzige Gesundheitsrisiko. OSHA nennt neben Silikose Lungenkrebs, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Nierenerkrankungen als Krankheiten, die mit alveolengängigem kristallinem Siliziumdioxid in Verbindung stehen. Und das Strahlmittel ist nicht die einzige Staubquelle: Beim Strahlen werden auch der zu entfernende Rost und die Beschichtungen pulverisiert. Enthalten Altbeschichtungen Blei oder sechswertiges Chrom, bringt dieser Staub eigene Gefahren mit sich. Zu den Gesundheitsrisiken des Sandstrahlens gehören:

• Reizung von Augen, Nase und Rachen
• Silikose – eine irreversible Vernarbung der Lunge
• Lungenkrebs – alveolengängiges kristallines Siliziumdioxid ist ein anerkanntes Karzinogen
• Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), einschließlich chronischer Bronchitis, mit Husten, Engegefühl in der Brust und Atemnot
• Nierenerkrankungen
• Auswirkungen auf Nervensystem und Gehirn beim Strahlen bleihaltiger Beschichtungen – OSHA bringt Bleiexposition mit neurologischen und kognitiven Beeinträchtigungen in Verbindung

Hinzu kommen beim Strahlen Hochdruckgeräte und hohe Lärmpegel, die eigene Schutzmaßnahmen erfordern.

Wie ist die Exposition gegenüber Quarzstaub geregelt?

Da die Risiken gut dokumentiert sind, ist die Exposition gegenüber alveolengängigem kristallinem Siliziumdioxid in den meisten Industrieländern geregelt:

• Vereinigte Staaten: Der OSHA-Standard für das Baugewerbe (29 CFR 1926.1153) legt einen zulässigen Expositionsgrenzwert von 50 µg/m³ als zeitgewichteten 8-Stunden-Mittelwert fest, mit einem Auslösewert von 25 µg/m³. Arbeitgeber müssen die Exposition beurteilen, technische Maßnahmen und Arbeitsverfahren einsetzen, bei Bedarf Atemschutz bereitstellen und exponierten Beschäftigten arbeitsmedizinische Vorsorge anbieten.
• Europäische Union: Die Richtlinie (EU) 2017/2398 stuft Tätigkeiten mit Exposition gegenüber alveolengängigem Quarzfeinstaub, der bei einem Arbeitsverfahren entsteht, als krebserzeugend ein und legt einen verbindlichen Arbeitsplatzgrenzwert von 0,1 mg/m³ fest.

Um diese Grenzwerte beim offenen Strahlen einzuhalten, sind in der Regel quarzarme Strahlmittel, Einhausung, Belüftung oder Staubabscheidung, fremdbelüftete Strahlhelme und Sperrzonen für andere Beschäftigte erforderlich. Zu Beschichtungen, die sechswertiges Chrom enthalten können, lesen Sie unsere Seite zum sicheren Entfernen von Chrom-6-Beschichtungen.

Die Alternative zum Sandstrahlen: Bristle Blaster® und MBX®

Aufgrund dieser Gesundheitsrisiken und der Einschränkungen für Quarzsand wurden verschiedene Alternativen zur Vorbereitung und Reinigung von Oberflächen entwickelt. Die handgeführten Maschinenwerkzeuge von MontiPower® verwenden statt eines losen Strahlmittels patentierte rotierende Bänder aus Drahtborsten und sind damit für viele Arbeiten eine praktikable Alternative zum Sandstrahlen:

• Der Bristle Blaster® ist für Stahl konzipiert. Er entfernt Rost, Beschichtungen und Walzhaut und erzeugt in einem einzigen Arbeitsgang ein Rauheitsprofil – in dokumentierten Tests eine Reinheit vergleichbar mit ISO 8501-1 Sa 2½ / SSPC-SP 10 bei einem Profil von 65–85 µm Rz auf Standardstahl. Die Ergebnisse variieren je nach Stahlsorte, Rostgrad, Band und Technik.
• Der MBX® ist für Fahrzeugkarosserien und Bleche konzipiert. Er entfernt Rost, Lack, Unterbodenschutz und Dichtmassen ohne Hitze oder Verzug; für das Profilieren von Baustahl ist er nicht vorgesehen.

Da kein Sand oder sonstiges Strahlmittel verwendet wird, gibt es keine quarzhaltige Strahlmittelwolke, kein verbrauchtes Strahlmittel, das gesammelt werden muss, und keine Strahleinhausung, die aufgebaut werden muss. Staubfrei ist die Arbeit dadurch nicht: Der von der Oberfläche entfernte Rost und die entfernte Beschichtung werden weiterhin zu Partikeln, daher bleiben Absaugung und ein anhand der Gefährdungsbeurteilung des Standorts gewählter Atemschutz notwendig. Unter Sicherheit bei der Oberflächenvorbereitung erfahren Sie, wie die strahlmittelfreie Vorbereitung mit Staub, Bedienerexposition und ATEX-Zonen umgeht. Auf großen, offenen Neubauflächen in einer Strahlhalle ist das Strahlen mit quarzarmem Strahlmittel und geeigneten Schutzmaßnahmen nach wie vor oft die produktivste Wahl; strahlmittelfreie Werkzeuge spielen ihre Stärken bei Punktreparaturen, Schweißnähten, Anlagen im laufenden Betrieb und Bereichen aus, in denen Strahlen unpraktikabel ist. Einen Vergleich der Begriffe und Methoden finden Sie unter Sandstrahlen vs. Strahlen mit Strahlmittel.

Häufig gestellte Fragen

Warum ist Sandstrahlen mit Quarzsand gefährlich?

Quarzsand zerbricht beim Aufprall zu feinem alveolengängigem kristallinem Quarzstaub. Eingeatmet vernarbt er die Lunge und verursacht Silikose, eine unheilbare Krankheit, die zu Erwerbsunfähigkeit und Tod führen kann. Die Exposition gegenüber Quarzstaub wird außerdem mit Lungenkrebs, COPD und Nierenerkrankungen in Verbindung gebracht. Die Partikel bleiben noch lange nach Ende des Strahlens in der Luft, sodass auch ungeschützte Personen in der Nähe exponiert sind.

Ist Sandstrahlen mit Quarzsand verboten?

Das hängt vom Land ab. Laut NIOSH hat Großbritannien Quarzsand als Strahlmittel 1949 eingeschränkt, und die Länder der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft haben ihn seit 1966 eingeschränkt. In den Vereinigten Staaten ist er nicht vollständig verboten, doch OSHA begrenzt alveolengängiges kristallines Siliziumdioxid auf 50 µg/m³ über einen 8-Stunden-Tag; der verbindliche EU-Grenzwert liegt bei 0,1 mg/m³.

Ist Bristle Blasting sicherer als Sandstrahlen?

Bristle Blasting beseitigt mehrere der größten Gefahren des Strahlens: kein loses Strahlmittel, keine quarzhaltige Strahlmittelwolke, kein unter Druck stehender Strahlmittelstrom und keine Einhausung, die aufgebaut werden muss. Staubfrei ist es nicht, da entfernter Rost und entfernte Beschichtung weiterhin zu Partikeln werden; Absaugung und Atemschutz gemäß Gefährdungsbeurteilung bleiben daher notwendig, insbesondere bei Beschichtungen mit Blei oder Chrom-6.

Kann man auch durch Strahlen mit anderen Strahlmitteln Silikose bekommen?

Das Risiko hängt vom Gehalt an kristallinem Siliziumdioxid im Strahlmittel und in der gestrahlten Oberfläche ab. Quarzarme Strahlmittel wie Stahlkies, Granat oder mineralische Schlacken verringern die Quarzexposition stark, doch beim Strahlen von Beton, Stein oder quarzhaltigen Beschichtungen kann dennoch Quarzstaub freigesetzt werden, und andere Schadstoffe in Altbeschichtungen können gefährlich sein. Die Exposition sollte für jeden Auftrag beurteilt werden.