So schützen Sie sich in der Kanalisation vor Schwefelwasserstoff

Am Morgen des 16. Januar 2017 rückten vier Kanalarbeiter eines privaten Bauunternehmers aus, um einen Rückstau in der Kanalisation in Key Largo, im US-Bundesstaat Florida zu beheben. Einer der Mitarbeiter entfernte einen Kanaldeckel und stieg den 4,5 m tiefen Einstiegsschacht hinunter. Der Sprechkontakt brach ab. Ein zweiter Arbeiter stieg in die Kanalisation ein. Als auch er nicht mehr antwortete, folgte ein dritter Arbeiter.

Es wurde Hilfe herbeigeholt. Leonardo Moreno, ein Mitarbeiter der Freiwilligen Feuerwehr von Key Largo, wollte den Arbeitern zu Hilfe eilen, passte aber mit seinem Atemschutzgerät nicht durch den Einstiegsschacht. In seiner Verzweiflung legte er das Gerät ab und stieg ohne Sauerstoffversorgung in die Kanalisation hinunter und wurde innerhalb von Sekunden bewusstlos. Einem weiteren Feuerwehrmann gelang es, mit dem Sauerstoffgerät in den Schacht einzusteigen und Moreno ins Freie zu ziehen, der in kritischem Zustand ins Krankenhaus eingeliefert wurde. Für Elway Gray, Louis O’Keefe und Robert Wilson jedoch kam jede Hilfe zu spät. Alle drei Arbeiter starben an einer Schwefelwasserstoffvergiftung.

Dieser Vorfall ist jedoch kein Einzelfall.

Was ist Schwefelwasserstoff?

Schwefelwasserstoff ist ein farbloses, giftiges Gas, das beim Zerfall organischer Substanzen wie verrottende Vegetation oder Abwasser entsteht, das in der Kanalisation transportiert wird. H2S hat die gleiche Toxizität wie Zyanid und ist nach Kohlenmonoxid die zweit häufigste Ursache für tödliche Exposition durch Einatmen am Arbeitsplatz. In den USA ist H2S für 7,7 Prozent dieser Fälle verantwortlich.

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Warum bildet sich H2S in der Kanalisation?

H2S wird durch anaerobe Prozesse in der dünnen Schleimschicht gebildet, die sich an den Kanalwänden bildet, wenn sich organisches Material im Abwasser zersetzt. Die Bildung von H2S in Abwasser hängt vor allem von folgenden Faktoren ab:

  • Durchsatz (Fließgeschwindigkeit) des Abwassers in den Rohren
  • Gefälle des Rohrs
  • Verhältnis von benetztem Umfang der Rohrwand zur Oberflächenbreite des Abwasserstroms
  • Temperatur des Abwassers
  • Biochemischer Sauerstoffbedarf (BOD)
  • Vorhandensein von Sulfaten
  • pH-Wert
  • Verfügbarer Sauerstoff
  • Rückhaltezeit im System

Warum ist H2S so gefährlich?

H2S ist abgesehen von seiner allgemeinen Toxizität aufgrund bestimmter Eigenschaften besonders gefährlich:

Steile Dosis-Wirkungs-Kurve. Die Dosis-Wirkungs-Kurve, die die Zeit bis zum Eintritt des Todes als Funktion der Konzentration angibt, ist extrem steil. Bei 50 ppm kommt es zu nicht tödlicher Übelkeit, bei 300 ppm tritt der Tod nach einigen Stunden ein, bei 1 000 ppm bereits nach weniger als 10 Sekunden.

Sofortiger Verlust des Bewusstseins. H2S ist dafür bekannt, dass es bereits bei relativ geringer Konzentration zu sofortiger Bewusstlosigkeit führt: laut Schätzung bereits bei 250 ppm. Bewusstlos hat der Betroffene keine Möglichkeit zu fliehen. Wird das bewusstlose Opfer gerettet und an die frische Luft gebracht, stehen die Chancen gut, dass die Auswirkungen behandelt werden können. Wenn das Opfer jedoch allein arbeitet, oder seine Arbeitskollegen versuchen, es zu retten und selber bewusstlos werden, wird dadurch die Dauer der Exposition gegenüber H2S verlängert und es kann selbst bei H2S-Konzentrationen, die normalerweise nicht als tödlich gelten, zu einem tödlichen Ausgang kommen.

Geschlossene Räume. H2S ist etwas schwerer als Luft. Aus diesem Grund sammelt es sich in unterirdischen Räumen. In der Abwasserindustrie gibt es unzählige davon – in Form von Kanalisationsgräben, Ventilkammern, Hebeanlagen und Kanalrohren.

Getränkedosen-Effekt. Wenn eine ungeöffnete Getränkedose, die mit einem kohlensäurehaltigen Getränk gefüllt ist, geschüttelt und dann geöffnet wird, geht das im Wasser gelöste Kohlendioxid explosionsartig in seinen gasförmigen Zustand über – und zwar so kraftvoll, dass die Person, die die Dose öffnet, nicht selten deren Inhalt abbekommt. H2S ist 10-mal wasserlöslicher als Kohlendioxid. Ein Kanalrohr kann enorme Mengen an nicht entdecktem, im Abwasser gelöstem H2S enthalten. Als Folge des „Getränkedosen-Effekts“ können sich gasförmige, giftige Wolken bilden, wenn das Wasser gestört wird, z. B. durch das Aktivieren von Pumpen.

Kein warnender Geruch. H2S hat einen unverkennbaren Geruch, der an faule Eier erinnert, und den Menschen bereits bei sehr geringen Konzentrationen riechen und erkennen können. Bei 100 bis 150 ppm setzt jedoch ein neurotoxischer Effekt in Form einer Vertaubung der Geruchsrezeptoren ein; d. h., genau dann, wenn die Konzentrationen gefährlich werden, versagt unser wichtigstes Warnsignal.

Schutz gegen H2S

Da es durch die Verrottung von organischen Stoffen entsteht, ist Schwefelwasserstoff ein zentrales Element in unserem Industriesegment. Es gibt Wege, die Arbeiter zu schützen, der wichtigste ist hierbei ein umfassendes System zur Begehung geschlossener Räume in Kombination mit Schulungen für die Mitarbeiter.

Die Planung vor dem Betreten geschlossener Räume ist hierbei entscheidend. Zur Vorplanung gehören:

  • Die Beurteilung des Arbeitsplatzes im Hinblick auf geschlossene Räume durch eine hierfür kompetente Person. Hierbei ist zu beachten, dass sich die Bezeichnung „kompetente Person“ nicht auf eine Charaktereigenschaft bezieht; in vielen Rechtsordnungen ist der Begriff einer kompetenten Person genau definiert. Die kompetente Person verfügt über die erforderlichen Kenntnisse und die entsprechende Schulung, um Gefahrensituationen einschätzen zu können und hat die Befugnis, falls erforderlich, die Arbeiten einzustellen, damit technische Modifikationen (Sperren von Zuläufen, Installieren von Zwangslüftung etc.) ausgeführt werden können. Wenn der geschlossene Raum für die Personen, die ihn betreten, Gefahren birgt, wird er von der kompetenten Person normalerweise als ein Bereich klassifiziert, der nur mit Genehmigung betreten werden darf.
  • Identifizieren von potentiellen Gefahren im geschlossenen Raum.
  • Einsetzen von technischen Modifikationen wie Quellenisolierung oder geeigneten Belüftungsmethoden um, falls möglich, potentielle Gefahren in dem Raum zu beseitigen oder zu kontrollieren.
  • Atmosphärisches Testen vor Eintritt auf Sauerstoffgehalt, zündfähige und giftige Substanzen sowie auf volatile Atmosphären. Wenn die Luft in dem Raum für die Arbeiter nicht sicher ist, muss ermittelt werden, ob sie durch Ventilation oder andere technische Steuerungsmöglichkeiten verbessert werden kann, damit die Mitarbeiter gefahrlos in dem geschlossenen Raum arbeiten können. Außerdem muss untersucht werden, ob das Betreten des Raums von Personen mit Atemschutzausrüstung möglich ist.
  • Ein- und Ausstiegsmöglichkeiten identifizieren.
  • Sicherstellen, dass die erforderliche persönliche Schutzausrüstung vorhanden ist.
  • Rettungsabläufe und die erforderliche Ausrüstung festlegen.
  • Sicherstellen, dass ein Rettungsplan vorliegt, dass jeder mit dem Rettungsplan vertraut ist und dass Rettungsausrüstung vor Ort vorhanden ist.

Während sich Personen in dem geschlossenen Raum aufhalten:

  • Kontinuierliche Überwachung des Bereichs im Hinblick auf Gefahren, vor allem auf atmosphärische Gefahren.
  • Kommunikation ist zu jeder Zeit wichtig: zwischen den Arbeitern im geschlossenen Raum sowie mit Personen, die sich außerhalb befinden, aber auch, da Mitarbeiter unterschiedlicher Unternehmen vor Ort arbeiten können, jeder mit seiner eigenen Gruppe.
  • Externe Teilnehmer, die die geschlossenen Räume überwachen, müssen sicherstellen, dass diese nicht von Unbefugten betreten werden.

Ausrüstung: Die erforderliche, persönliche Schutzausrüstung wird durch die Art des geschlossenen Raums und dessen Gefahrenpotential bestimmt. Entscheidend sind eine gründliche Schulung und die entsprechende Wartung der persönlichen Schutzausrüstung. Hierbei muss vor allem auf die gesetzlichen Anforderungen geachtet werden, wenn Atemschutzausrüstung oder unabhängige Beatmungsgeräte erforderlich sind, da Atemschutzausrüstung zusätzliche Schulungen oder Genehmigungen erforderlich machen kann.

Zusätzlich zur persönlichen Schutzausrüstung kann für Arbeiten in geschlossenen Räumen folgende Ausrüstung erforderlich sein:

  • Test- und Überwachungsausrüstung
  • Kommunikationsausrüstung
  • Beleuchtungsausrüstung
  • Ventilationsausrüstung
  • Leitern
  • Bergungsgeräte
  • Barrieren

Weitere Informationen entnehmen Sie dem Datenblatt der Occupational Safety and Health Administration “Confined Spaces in Construction: Sewer Systems”, das einen guten, ersten Einblick bietet.

Text: Amy Forsgren, Markus Holmberg und Dr. Per Hedmark, Xylem Inc.

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Dieser Artikel erschien erstmals in der September 2017 Ausgabe von Municipal Sewer & Water magazine, Herausgeber COLE Publishing Inc. Nachdruck gestattet

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