Dipl.-Biol. Bettina Huck, Dipl.-Ing. Jürgen Knopp
Zusammenfassung
Sauerstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas, das in Wasser nur wenig löslich ist. Sauerstoff ist nicht brennbar, unterhält und fördert jedoch die Verbrennung. Der natürliche Sauerstoffgehalt beträgt ca. 21 %, durch eine geringe Anreicherung werden Verbrennungsgeschwindigkeit und -temperatur erhöht, Flammpunkt und Zündtemperatur hingegen verringern sich. Die erhöhte Verbrennungstemperatur ermöglicht Prozesse, wie Schmelzen und Schweißen von Metallen oder Schneiden von Beton. Sauerstoff wird von den meisten Lebewesen benötigt; er dient v. a. zur Energiegewinnung (Zellatmung). Pflanzen hingegen produzieren Sauerstoff als "Abfallprodukt".
Es gelten folgende Regelungen:
Für gasförmigen Sauerstoff in Druckbehältern gelten auch:
- TRBS 1112 Teil 1 "Explosionsgefährdungen bei und durch Instandhaltungsarbeiten – Beurteilung und Schutzmaßnahmen"
- TRBS 1201 Teile 1–4 "Prüfungen und Kontrollen von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftigen Anlagen"
- TRBS 2141 "Gefährdungen durch Dampf und Druck"
- TRGS 721 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Beurteilung der Explosionsgefährdung"
- TRGS 722 "Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Gemische"
- TRGS 723 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Gemische"
- TRGS 724 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken"
- TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen"
- TRBS 3145/TRGS 745 "Ortsbewegliche Druckgasbehälter – Füllen, Bereithalten, innerbetriebliche Beförderung, Entleeren"
- TRGS 510 "Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern"
1 Anwendungsgebiete
Sauerstoff findet v. a. Anwendung:
- als Oxidationsmittel,
- für die Erzeugung von Schwefel- und Salpetersäure, Ethylenoxid, Acetylen, Acetaldehyd, Essigsäure, Vinylacetat und Chlor,
- in der Metallurgie zur Herstellung von Roheisen und Stahl und bei der Kupfer-Raffination,
- beim Autogenschweißen, -schneiden und -flammstrahlen sowie beim thermischen Trennen,
- beim Schmelzen in der Glasindustrie,
- bei der Aufbereitung von Trink- und Abwasser,
- in der Lebensmittelindustrie,
- bei der Erzeugung von Ozon,
- als Atemgas in Medizin, Luft- und Raumfahrt.
Verwendungsverbote
Sauerstoff darf nicht verwendet werden:
- anstelle von Druckluft, z. B. beim Farbspritzen, zum Fortblasen von Spänen und Staub oder Abblasen der Kleidung;
- zum Spülen, zur Druckprüfung von Behältern und Leitungen oder als Gaspolster von Flüssigkeitsbehältern (Ausnahmen: Behälter und Leitungen, die für den Betrieb mit Sauerstoff bestimmt sind).
2 Gefahren
2.1 Gesundheitsgefahren
Das Einatmen von reinem Sauerstoff bei Drücken über 3 bar kann Gesundheitsschäden hervorrufen. Möglich sind Schwindel, Erbrechen, Krämpfe, Bewusstlosigkeit bis hin zum Tod; bei längerem Einatmen von reinem Sauerstoff unter Normaldruck sind u. a. Schädigungen der Lunge und des vegetativen Nervensystems möglich. Die Funktion endokriner Drüsen (z. B. Schilddrüse) kann gestört werden.
Bei reduziertem Sauerstoffgehalt treten folgende Gesundheitsschäden auf (vgl. Abb. 3 in Abschn. 3.2 DGUV-I 209-011):
- 16 %: Benommenheit und damit u. a. Verminderung der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit,
- 8 %: Bewusstlosigkeit,
- 3 %: schnelles Ersticken.
Bei Hautkontakt mit flüssigem Sauerstoff sind Erfrierungen möglich.
2.2 Brand- und Explosionsgefahren
Die Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre ist nur bei gleichzeitiger Anwesenheit von brennbaren Gasen, Flüssigkeiten oder Stäuben möglich. Brandgefahren entstehen, wenn Sauerstoff bei hohen Temperaturen mit brennbaren Stoffen reagiert.
Gefahren auch bei Verwendung von schwer entflammbarem Material
Auch schwer entflammbare Stoffe, wie Metalle, Öle, Fette sowie Arbeitskleidung aus schwer entflammbarem Material, können sich unter Einwirkung von Sauerstoff entzünden und unter Umständen Explosionen herbeiführen.
Nach CLP-Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 tragen Sauerstoffflaschen die Gefahrenpiktogramme GHS04 "Gasflasche" und GHS03 "Flamme über einem Kreis" für oxidierende Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe.
3 Maßnahmen
Die folgenden Maßnahmen beziehen sich auf den Umgang mit gasförmigem Sauerstoff in Druckbehältern.
3.1 Technische Maßnahmen
- Anlagen, einschließlich geeigneter Rohrleitungen, Schläuche und Gelenkrohre auf Dauer dicht halten und einer regelmäßigen Prüfung durch eine befähigte Person unterziehen.
- Geeignete Dichtwerkstoffe verwenden, auf Gleitmittel möglichst verzichten.
- Einer gefährlichen Sauerstoffanreicherung in geschlossenen Räumen durch eine angemessene Lüftung entgegenwirken, ggf. technische Lüftung und abgesaugte Luft nicht zurückführen.
- Die Gasentnahme muss durch einen Druckminderer erfolgen.
- Nur Druckminderer und Druckmessgeräte mit einer Aufschrift wie "Sauerstoff! Öl- und fettfrei" verwenden.
- Beim Zudrehen des Ven...