Die Arbeit in großen Höhen löst eine Vielzahl biologischer Reaktionen aus, wie an anderer Stelle in diesem Kapitel beschrieben. Die hyperventilatorische Reaktion auf die Höhe sollte zu einer deutlichen Erhöhung der Gesamtdosis gefährlicher Substanzen führen, die von beruflich exponierten Personen im Vergleich zu Personen, die unter ähnlichen Bedingungen auf Meereshöhe arbeiten, eingeatmet werden kann. Dies impliziert, dass die 8-Stunden-Expositionsgrenzwerte, die als Grundlage für Expositionsstandards verwendet werden, reduziert werden sollten. In Chile führte beispielsweise die Beobachtung, dass die Silikose in Bergwerken in großen Höhen schneller fortschreitet, zu einer Reduzierung der zulässigen Expositionshöhe proportional zum barometrischen Druck am Arbeitsplatz, ausgedrückt in mg/m3. Während dies in mittleren Höhen zu einer Überkorrektur führen kann, wird der Fehler zugunsten des exponierten Arbeiters ausfallen. Die in Teilen pro Million (ppm) ausgedrückten Grenzwerte (TLVs) erfordern jedoch keine Anpassung, da sowohl der Anteil an Millimol Schadstoff pro Mol Sauerstoff in der Luft als auch die Anzahl der von einem Arbeitnehmer benötigten Sauerstoffmole gemessen werden bleiben in verschiedenen Höhen ungefähr konstant, obwohl das Luftvolumen, das ein Mol Sauerstoff enthält, variiert.
Um dies zu gewährleisten, muss die Messmethode zur Bestimmung der Konzentration in ppm jedoch wirklich volumetrisch sein, wie dies bei Orsats Apparat oder den Bacharach-Fyrite-Instrumenten der Fall ist. Kolorimetrische Röhrchen, die auf ppm kalibriert sind, sind keine echten volumetrischen Messungen, da die Markierungen auf dem Röhrchen tatsächlich durch eine chemische Reaktion zwischen der Luftverunreinigung und einem Reagenz verursacht werden. Bei allen chemischen Reaktionen verbinden sich Substanzen proportional zur Anzahl der vorhandenen Mole, nicht proportional zum Volumen. Die handbetriebene Luftpumpe saugt in jeder Höhe ein konstantes Luftvolumen durch den Schlauch. Dieses Volumen in größerer Höhe enthält eine geringere Schadstoffmasse, was zu einem niedrigeren Messwert als der tatsächlichen volumetrischen Konzentration in ppm führt (Leichnitz 1977). Die Messwerte sollten korrigiert werden, indem der Messwert mit dem barometrischen Druck auf Meereshöhe multipliziert und das Ergebnis durch den barometrischen Druck an der Probenahmestelle dividiert wird, wobei für beide Drücke dieselben Einheiten (z. B. Torr oder mbar) verwendet werden.
Diffusionssammler: Die Gesetze der Gasdiffusion zeigen, dass die Sammeleffizienz von Diffusionssammlern unabhängig von barometrischen Druckänderungen ist. Experimentelle Arbeiten von Lindenboom und Palmes (1983) zeigen, dass andere, noch nicht bestimmte Faktoren die NO-Sammlung beeinflussen2 bei reduziertem Druck. Der Fehler beträgt etwa 3.3 % bei 3,300 m und 8.5 % bei 5,400 m äquivalenter Höhe. Weitere Untersuchungen zu den Ursachen dieser Schwankungen und den Auswirkungen der Höhe auf andere Gase und Dämpfe sind erforderlich.
Es liegen keine Informationen über die Auswirkung der Höhe auf in ppm kalibrierte tragbare Gasdetektoren vor, die mit elektrochemischen Diffusionssensoren ausgestattet sind, aber es wäre vernünftigerweise zu erwarten, dass die gleiche Korrektur wie bei kolorimetrischen Röhren angewendet würde. Das beste Verfahren wäre natürlich, sie in der Höhe mit einem Testgas bekannter Konzentration zu kalibrieren.
Die Funktions- und Messprinzipien elektronischer Instrumente sollten sorgfältig geprüft werden, um festzustellen, ob sie beim Einsatz in großen Höhen neu kalibriert werden müssen.
Probenahmepumpen: Diese Pumpen sind normalerweise volumetrisch – d. h. sie fördern ein festes Volumen pro Umdrehung –, aber sie sind normalerweise die letzte Komponente des Probenahmezugs, und das tatsächlich angesaugte Luftvolumen wird durch den Strömungswiderstand beeinflusst, den Filter, Schlauch, Durchflussmesser und Blenden, die Teil des Probenahmezugs sind. Rotameter zeigen eine niedrigere Durchflussrate an als die, die tatsächlich durch den Probenahmezug fließt.
Die beste Lösung des Problems der Probenahme in großen Höhen besteht darin, das Probenahmesystem am Probenahmeort zu kalibrieren, wodurch das Problem der Korrekturen umgangen wird. Ein Luftpolsterfolien-Kalibrierlabor in Aktentaschengröße ist bei den Herstellern von Probenahmepumpen erhältlich. Dieses lässt sich leicht zum Einsatzort transportieren und ermöglicht eine schnelle Kalibrierung unter realen Arbeitsbedingungen. Es enthält sogar einen Drucker, der die durchgeführten Kalibrierungen dauerhaft protokolliert.
TLVs und Arbeitspläne
TLVs wurden für einen normalen 8-Stunden-Arbeitstag und eine 40-Stunden-Woche festgelegt. Die gegenwärtige Tendenz bei der Arbeit in großen Höhen geht dahin, mehrere Tage länger zu arbeiten und dann für eine längere Ruhezeit in die nächste Stadt zu pendeln, wobei die durchschnittliche Arbeitszeit innerhalb der gesetzlichen Grenze bleibt, die in Chile 48 Stunden pro Woche beträgt .
Abweichungen vom normalen 8-Stunden-Arbeitszeitplan machen es erforderlich, die mögliche Akkumulation von toxischen Stoffen im Körper durch die Erhöhung der Exposition und die Verkürzung der Entgiftungszeiten zu untersuchen.
Die chilenischen Arbeitsschutzvorschriften haben kürzlich das von Paustenbach (1985) beschriebene „Brief- und Scala-Modell“ zur Reduzierung von TLVs bei verlängerten Arbeitszeiten übernommen. In der Höhe sollte auch die Korrektur für den barometrischen Druck verwendet werden. Dies führt normalerweise zu sehr erheblichen Reduzierungen der zulässigen Expositionsgrenzwerte.
Bei kumulativen Gefahren, die keinen Entgiftungsmechanismen unterliegen, wie z. B. Kieselsäure, sollte die Korrektur für verlängerte Arbeitszeiten direkt proportional zu den tatsächlich geleisteten Arbeitsstunden sein, die über die üblichen 2,000 Stunden pro Jahr hinausgehen.
Physikalische Gefahren
Noise: Der von Geräuschen einer bestimmten Amplitude erzeugte Schalldruckpegel steht in direktem Zusammenhang mit der Luftdichte, ebenso wie die übertragene Energiemenge. Dies bedeutet, dass der Messwert eines Schallpegelmessers und die Wirkung auf das Innenohr in gleicher Weise reduziert werden, sodass keine Korrekturen erforderlich wären.
Unfälle: Hypoxie hat einen ausgeprägten Einfluss auf das zentrale Nervensystem, verkürzt die Reaktionszeit und stört das Sehvermögen. Es ist mit einer Zunahme der Unfallhäufigkeit zu rechnen. Oberhalb von 3,000 m wird die Leistung von Personen, die mit kritischen Aufgaben beschäftigt sind, von zusätzlichem Sauerstoff profitieren.
Sicherheitshinweis: Luftprobenahme
Kenneth I. Berger und William N. Rom
Die Überwachung und Aufrechterhaltung der Arbeitssicherheit von Arbeitern erfordert eine besondere Berücksichtigung für Umgebungen in großer Höhe. Es ist zu erwarten, dass Bedingungen in großer Höhe die Genauigkeit von Probenahme- und Messinstrumenten beeinflussen, die für die Verwendung auf Meereshöhe kalibriert wurden. Zum Beispiel verlassen sich aktive Probenahmegeräte auf Pumpen, um ein Luftvolumen auf ein Sammelmedium zu ziehen. Eine genaue Messung der Pumpendurchflussrate ist unerlässlich, um das exakte Luftvolumen zu bestimmen, das durch den Probenehmer gesaugt wird, und somit die Konzentration der Verunreinigung. Durchflusskalibrierungen werden oft auf Meereshöhe durchgeführt. Änderungen der Luftdichte mit zunehmender Höhe können jedoch die Kalibrierung verändern, wodurch nachfolgende Messungen in Umgebungen mit großer Höhe ungültig werden. Andere Faktoren, die die Genauigkeit von Probenahme- und Messinstrumenten in großer Höhe beeinflussen können, sind Änderungen der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit. Ein zusätzlicher Faktor, der bei der Bewertung der Exposition von Arbeitnehmern gegenüber eingeatmeten Stoffen berücksichtigt werden sollte, ist die erhöhte Atmungsventilation, die bei der Akklimatisierung auftritt. Da die Belüftung nach dem Aufstieg in große Höhen deutlich erhöht wird, können Arbeiter übermäßigen Gesamtdosen eingeatmeter berufsbedingter Schadstoffe ausgesetzt sein, selbst wenn die gemessenen Konzentrationen des Schadstoffs unter dem Grenzwert liegen.