Chrom (VI) in Heißbereichen von Motoren und Anlagen: Praxisfall, toxikologische Einordnung und sichere Wege aus dem Risiko

Fachbeitrag auf Basis eines Interviews mit Markus Sommer (Kavarmat – Cleansulation Technology) und Standardwerken der Toxikologie. Aussagen aus der Praxis kennzeichne ich als „Sommer“. Die toxikologische Einordnung und Mechanismen stammen aus der Fachliteratur (Quellen siehe Text).

Worum es geht – kurz und klar

In heißen Aggregaten (BHKW, Turbinen, Abgasstrecken, Motoren) können sich an Kontaktstellen zwischen chromhaltigen Metalloberflächen (z. B. Edelstahl) und calciumbasierten Isoliermaterialien gelbliche Ablagerungen bilden. Sommer berichtet, dass diese Ablagerungen in realen Anlagen mehrfach als Chrom(VI)-Chromate identifiziert wurden – in der Praxis insbesondere Calciumchromat. Chrom(VI)-Chromate sind wasserlösliche Hexavalent-Chrom-Verbindungen und gelten am Arbeitsplatz seit langem als krebserzeugend. Die kritischen Aufnahmepfade sind Einatmen und Hautkontakt. Das ist keine akademische Fußnote, sondern ein echter Arbeitsschutz- und Umweltschutzfall.

Was Markus Sommer beobachtet (Praxis)

  • Erstbefund (2019): Gelbliches Pulver zwischen Isolierung und heißen Edelstahlteilen; Labor identifizierte Chrom(VI). Sommer: „In der Industrie wird das gelbe Pulver oft verharmlost – es sei ’nur Schwefel‘ – tatsächlich steckt häufig ein Chromat dahinter.“
  • Mechanismus aus der Praxis: Bei hohen Temperaturen reagieren calciumhaltige Bestandteile aus Dämmstoffen/Bindern/Gläsern mit Chrom(III) aus der Edelstahlpassivschicht – Sommer: „…es entsteht Calciumchromat.“
  • Reaktionsbedingungen: Temperatur, Zeit am Hotspot, Ionenaustausch aus Glas/Bindern, Gasatmosphäre – Sommer verweist zudem auf technische Literatur und Patente aus dem Turbinenumfeld, die Chromatbildung an Heißteilen in Anwesenheit von Calcium/Natrium beschreiben.
  • Reichweite: Funde in Kraftwerken/BHKW; Konvektion verteilt Staubpartikel weit über die eigentliche Kontaktstelle hinaus (auch in Motorräumen von Fahrzeugen).
  • Überwachung: Sommer nutzt Chrom(VI)-Schnelltests als Vortest: hohe Falsch‑Negativ‑Quote, sehr geringe Falsch‑Positiv‑Quote – positives Ergebnis ⇒ Problem ist real; negatives Ergebnis ⇒ nicht „Entwarnung“, sondern Anlass für Bestätigungsanalytik.
  • Schutz: Bis zur Substitution Vollschutz (gasdichte Nähte, abgeklebt; dicht schließende Vollmaske mit geeignetem Filter; kontaminationsarme Demontage/Verpackung/Entsorgung). Ziel bleibt Substitution des Ursachenmaterials und Dekontamination.

Hinweis: Die Praxisbeobachtungen geben wieder, was Markus Sommer in Betrieben und bei Komponenten gesehen, gemessen oder veranlasst hat. Ich teile die toxikologische Bewertung unten und belege sie mit Standardquellen.

Was die Toxikologie dazu sagt

1) Warum gerade Chrom(VI)-Chromate so gefährlich sind

  • Kanzerogenität: Chrom(VI)-Verbindungen sind beim Menschen krebserzeugend; erhöhte Tumorraten v. a. im Bereich Lunge/Nasen­neben­höhlen unter arbeitsplatznahen Expositionen (Chromatherstellung, Chromat‑Pigmente, Galvanik). Chrom(III) dagegen wird kaum zellulär aufgenommen und gilt toxikologisch als deutlich weniger kritisch.
  • Bioverfügbarkeit / Aufnahmeweg: Wasserlösliche Chrom(VI)-Chromate werden über Anionentransporter (Phosphat‑„Mimikry“) in die Zelle aufgenommen; Cr(III) praktisch nicht.
  • Intrazelluläre „Giftung“: In der Zelle wird Cr(VI) stufenweise zu Cr(III) reduziert (u. a. durch Ascorbat/GSH). Dabei entstehen reaktive Zwischenstufen und es bilden sich DNA‑Addukte, oxidative Basenschäden, Strangbrüche und DNA‑Protein‑Crosslinks; beschrieben sind auch Aneuploidien. Diese Mechanismen erklären das hohe mutagene Potenzial von Cr(VI).
  • Dermale Relevanz / Sensibilisierung: Neben Inhalation ist Hautkontakt relevant – Chromate können Kontaktdermatitis auslösen (klassisch: Expositionen im Zementbereich).
  • Hauptpfade am Arbeitsplatz: Inhalation und Dermal sind in der Arbeitstoxikologie die dominierenden Pfade; oral spielt dort selten die Hauptrolle. Das deckt sich mit der praktischen Erfahrung bei Chromaten.

Konsequenz: Chrom(VI)-Chromate (z. B. Calciumchromat) verbinden hohe Bioverfügbarkeit (wasserlöslich) mit starkem genotoxischem Wirkprofil. Das ist die toxikologisch „ungünstigste“ Kombination.

2) „Chrom ist nicht gleich Chrom“ – die Rolle der Spezies

  • Die toxische Wirkung hängt entscheidend von Oxidationsstufe und Löslichkeit ab. Deshalb sind Chrom(VI)‑Chromate (löslich) problematisch, während Chrom(III) als Nahrungs‑Spurenelement nur gering aufgenommen wird und nicht das gleiche Krebsrisiko trägt.

Einordnung der Calciumchromat‑Funde

  • Chemische Plausibilität: Calciumchromat ist eine Chrom(VI)-Chromat‑Spezies. Sie gehört – wie andere wasserlösliche Chromate – in die toxikologisch kritische Kategorie, weil der Anionentransport die zelluläre Aufnahme erleichtert und der Cr(VI)→Cr(III)‑Reduktionsweg die DNA schädigt. Die Fachliteratur beschreibt genau diesen Mechanismus für wasserlösliche Cr(VI)‑Verbindungen; Calciumchromat reiht sich als spezifisches Chromat dort ein.
  • Gesundheitsrelevanz „oben“ und „unten“:Sommer weist zurecht auf zwei Fronten hin:
    1. Atemwege (feuchte Schleimhäute, broncho‑alveoläre Ablagerung) – inhalative Kanzerogenität von Cr(VI) ist belegt.
    2. Haut – wasserlösliche Chromate gelangen an/über die Haut und sind sensibilisierend.

Was Betreiber und Dienstleister jetzt praktisch tun sollten

Das Ziel ist immer: Quelle beseitigen, nicht nur Symptome kaschieren.

  1. Risikoscreening & Probenahme
    • Sichtkontrolle von Heißstellen/Isolationsstößen; gelbliche Pulver/Ablagerungen sind Verdachtsflächen.
    • Vortest erlaubt grobes Screening (Sommer: „positiv = Problem real; negativ ≠ Entwarnung“). Danach Bestätigungsanalytik im Labor (Cr(VI)/Cr-Gesamt). Vortests sind kein Ersatz für akkreditierte Analytik; sie helfen, schnell Prioritäten zu setzen.
  2. Arbeitsweise sofort anpassen
    • Bis zur Klärung Vollschutz (Sommer‑Praxis): flüssigkeitsdichte/abgeklebte Schutzkleidung, Handschuhe, Vollmaske mit geeignetem Gas-/Partikelfilter, staubarme Arbeitsweise, kontaminationsarme Verpackung/Entsorgung.
    • Begründung: Inhalation und Hautkontakt sind die relevanten Pfade am Arbeitsplatz.
  3. Ursache substituieren (Primat der Substitution)
    • Sommer berichtet gute Erfahrungen mit calcium‑/natriumfreien Isolationsmaterialien als technische Substitution, wenn dort die Chromatbildung ausbleibt.
    • Technisch-organisatorisch: Hotspots kapseln, Leckagen/Spalte an Isolierungen minimieren, Reinigung/Wechselintervalle festlegen.
  4. Dekontamination & Freigabe
    • Ablagerungen fachgerecht entfernen (nass/gebunden, nicht trocken pusten), Flächen nachreinigen, Cr(VI)‑Kontrolle im Anschluss (Freimessung).
    • Dokumentation: Befund, Maßnahmen, Analytik, Freigabe.
  5. Unterweisung & Organisation
    • Konkrete Betriebsanweisungen, PSA‑Tragezeiten, Abfallwege, Wäsche/Wechselstellen, Zutritts-/Zonenmanagement.
    • Für externe Dienstleister klare Freigabeprozesse und Nachweispflichten.
  6. Nachweis führen (Qualitätsmerkmal)
    • Sommer: Nach Substitution/Decon ein „Cr(VI)-frei“-Zertifikat am Ende – messbar, nachvollziehbar, auditierbar.

Warum das ernst ist – ohne Alarmismus

  • Mechanistisch klar: Wasserlösliche Cr(VI)‑Spezies dringen per Anionentransport in Zellen ein und schädigen DNA nach Reduktion zu Cr(III) (Addukte, Strangbrüche, Crosslinks, Aneuploidie). Das ist der Grund, warum Chrom(VI)-Chromate toxikologisch so scharf sind.
  • Epidemiologisch belegt: Erhöhte Tumorraten bei Cr(VI)-Exposition am Arbeitsplatz (Lunge/NNH). Das ist historisch und fachlich gut dokumentiert.
  • Spezies‑Unterschied zählt: Chrom ist nicht gleich Chrom. Cr(III) aus Lebensmitteln ist kaum zellgängig und toxikologisch eine andere Welt als Cr(VI)-Chromate. Wer das vermischt, verharmlost Risiken.

Quellen (Auswahl)

  • Hartwig A. in: Toxikologie Band 2 – Toxikologie der Stoffe (Vohr, Hrsg.): Kapitel „Metalle“, Abschnitte 1.1–1.2.6 (Chrom): Aufnahme über Anionentransporter, Reduktion zu Cr(III) mit DNA‑Addukten/Strangbrüchen, Aneuploidie, Kontaktdermatitis; epidemiologische Evidenz zu Lunge/NNH; Bioverfügbarkeit Cr(VI) vs. Cr(III).
  • Greim H. (1996) Toxikologie – Einführung für Naturwissenschaftler: Cr(VI) kanzerogen; Cr(III) passiert Zellmembranen kaum; Bedeutung der Löslichkeit für Bioverfügbarkeit.
  • Vohr H.-W. (Band 1 – Grundlagen): Arbeitstoxikologie/Expositionspfade – am Arbeitsplatz dominieren Inhalation und Dermal.

Mein Fazit (Donato Muro)

Chrom(VI)-Chromate wie Calciumchromat sind kein Nischenproblem. Mechanistisch ist die Gefährdung eindeutig belegt, die arbeitsmedizinische Relevanz historisch gut dokumentiert. Sobald reale Funde da sind, ist Substitution der Quelle die einzig nachhaltige Lösung; PSA ist nur Brücke. Alles andere kostet am Ende mehr – Gesundheit, Geld und Glaubwürdigkeit.

Weiterführende Praxisinfos und Kontakt (Sommer): chromatexperten.de.