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  • Gefährliche Stoffe aus Kopierern und Laserdruckern?

    Zusammenfassung

    Kopiergerät

    Seit Jahren wird auf diesem Gebiet geforscht und vielfältig publiziert. Eine endgültige, von allen Beteiligten akzeptierte Meinung zu den - allerdings verglichen mit anderen Risiken wohl eher geringen - Gefährdungen hat sich jedoch noch nicht herausgebildet. Minimalen Verunreinigungen von Tonern mit Schwermetallen wie Nickel, Cobalt und Zinn wurde ein Gefahrenpotenzial unterstellt und Ergebnisse von Untersuchungen, die eher auf geringe Gesundheitsgefahren hinweisen, in Frage gestellt. Dass beim Drucken und Kopieren eine Vielzahl leicht-, mittel- und schwerflüchtiger Verbindungen sowie Staubpartikel emittiert werden, ist nachgewiesen. Um mögliche Gefährdungen abzuklären, hat das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) 2005 eine Pilotstudie (Mersch-Sundermann und Herr, 2008) in Auftrag gegeben und Ende 2007 abgeschlossen. In die Bewertung sind neben den Studienergebnissen auch die Ergebnisse weiterer aktueller, zum Teil noch unveröffentlichter Studien eingeflossen. Sie basiert damit auf dem derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand. In seiner Bewertung kommt das Institut zu dem Ergebnis, dass gesundheitliche Beeinträchtigungen durch die Exposition gegenüber Emissionen aus Büromaschinen nicht ausgeschlossen werden können. Die Prävalenz für das Auftreten gesundheitlicher Beeinträchtigungen schätzt das BfR als gering ein.

    In einer aktuellen Studie (2014) der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Bundesanstalt für Materialforschung wurden keine signifikanten akuten Krankheitseffekte durch Laserdrucker gefunden. An der Studie nahmen 23 gesunde Kontrollpersonen, 14 Probanden mit leichtem Asthma und 15 Personen teil, die über Beschwerden beim Umgang mit Laserdruckern berichtet hatten. Die Probanden wurden unter standardisierten Bedingungen über jeweils 75 Minuten sowohl sehr hohen als auch sehr niedrigen Konzentrationen von ultrafeinen Partikeln ausgesetzt mit einer Nachbeobachtungsdauer von etwa zwei Stunden. Nach Auffassung der Autoren sprechen die Ergebnisse nicht dafür, dass hohe Laserdruckeremissionen einen Krankheitsprozess auslösen, der dem Spektrum der berichteten, auf Laserdrucker zurückgeführten Erkrankungen entspricht.

    Aufgrund der vorliegenden Daten sind schwerwiegende Gesundheitsschäden von Ärzten nicht beobachtet worden.

    Mögliche Emissionen beim Druckvorgang

    Verschiedene Vorgänge beim Druck kommen für die Entstehung von Emissionen in Frage.

    Die Bild- oder Fotoleitertrommel, eine im Betrieb rotierende Walze, ist mit einer Beschichtung versehen, welche zu Beginn des Druckprozesses elektrostatisch aufgeladen wird. Bei diesem Prozess kann Ozon entstehen. Unter der Einwirkung von Laserlicht beim „Kopieren“ der Schriftvorlage verringert sich die elektrische Ladung der Trommel, und ein Abbild der Druckseite entsteht. An den weniger geladenen Stellen wird das elektrisch geladene Tonerpulver angezogen, das elektrostatisch aufgeladene Papier wird an der Trommel vorbeigeführt und zieht den auf der Trommel haftenden Toner an. Dann wird das Papier durch eine Fixierwalze gezogen und der Toner auf dem Papier durch Druck und Temperatur (200 °C) fixiert. Harzpartikel, die im Toner enthalten sind, werden dabei geschmolzen (Hohensee et al., 2000). Durch die Hitze können hierbei organische Verbindungen wie z. B. Benzol, Styrol, Toluol, Formaldehyd usw. flüchtig werden.

    Toner

    Tonerpulver ist ein feinkörniges Gemisch verschiedener Komponenten: Harzpartikel, um den Toner auf das Papier fixieren (aufschmelzen) zu können, Farbpigmente (z. B. Carbon Black bzw. farbige Pigmente) und magnetisierbare Metalloxide, die für die elektrostatischen Ladevorgänge notwendig sind (Hohensee et al., 2000), sowie Trennmittel, z. B. sehr feine Stäube aus amorphem Siliciumdioxid, (Barthel et al, 1998 zitiert in: Nies et al., 2000).

    Inzwischen wird den in manchen Tonern in geringer Menge enthaltenen oder beim Druckprozess entstehenden, leicht flüchtigen und zum Teil Krebs erzeugenden Stoffen wie Benzol und Styrol mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Diese Stoffe werden mit der Kühlluft ausgetragen, auch wenn der Tonerstaub selbst im Gerät verbleibt. Eine Publikation der Landesgewerbeanstalt Bayern (LGA) zeigt, dass zwar die meisten Toner keine oder extrem geringe Mengen dieser Stoffe enthalten, bei einigen können sich aber in den Arbeitsräumen Benzolkonzentrationen wie an stark befahrenen Straßenkreuzungen einstellen (Jungnickel et al., 2003).

    Um das Gefährdungspotenzial von Tonerstäuben abzuschätzen, wurde der entzündliche Effekt von Schwarztonerstaub nach Einbringung in den Schlund von Ratten getestet, ein so genannter in-vivo-Test (Möller et al., 2004; Mohr et al., 2006). Bei den Versuchstieren zeigten sich Entzündungsreaktionen. Andere Arbeiten zur Exposition von Ratten mit verschiedenen Staubarten (auch Tonerstaub) belegten die Entstehung von Tumoren unter speziellen Studienbedingungen.

    Eine humantoxikologische Risikobewertung dieser Studien bereitet jedoch Schwierigkeiten, da die Ergebnisse aufgrund der Untersuchungsmethodik (Instillation in Schlund oder Bauchhöhle, sehr hohe Dosen, Zusammensetzung der Toner nicht bekannt) nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragbar sind.

    Forschungsberichte zeigen, dass Tonerstaub beim Druckvorgang nur in verschwindend geringer Menge in den Raum austritt (Aus der Arbeit des BIA, 2003). Dagegen kann etwa bei der Reparatur eines Kopierers in viel größerem Umfang Staub aufgewirbelt werden, der sich auf Grund elektrostatischer Effekte im Laufe der Zeit im Innern des Geräts abgelagert hat.

    Druckpapier

    Auch das zum Druck verwendete Papier kann eine Quelle von Partikelemissionen sein (Wilke et al., 2007); siehe auch im nächsten Absatz zu Drucken leerer Seiten..

    Staub

    Untersuchungen zur Freisetzung feiner und ultrafeiner Partikel bei Betrieb von Laserdruckern wurden von Bake und Moriske, Umweltbundesamt (2006) durchgeführt.

    Die Untersuchungen fanden in einer Prüfkammer und in einem Büroraum statt.

    Es wurden stichprobenartig 7 Laserdrucker und 1 Tintenstrahldrucker getestet, für den Druck leerer Seiten sowie für bedruckte Seiten. Alleine durch das elektrische Anstellen der Geräte erhöhten sich die Emissionen von Feinstaub; eine weitere Erhöhung erfolgte durch das Durchziehen leerer Seiten durch den Drucker („Drucken leerer Seiten“); in einigen Druckern erhöhte sich die Emission von Feinstaub durch das Drucken bedruckter Seiten („volle Seiten“). Der relative Anstieg der Partikelemissionen bei Drucken bedruckter Seiten lag im Vergleich zum Drucken leerer Seiten geringfügig höher, jedoch ergaben sich keine signifikanten Unterschiede.

    Im ultrafeinen Bereich wurde bei einigen der Drucker bereits bei Inbetriebnahme eine so hohe Emission hervorgerufen, dass die nachfolgenden Messungen keine zusätzliche Erhöhung erkennen ließen. Bei anderen Druckern erhöhte sich die Partikelzahl durch den Druckvorgang. Bei Partikelanzahlen zwischen 109 und 1011 lag in einem Fall das Maximum der Partikelgrößen bei 65 nm (schwarz-weiß Druck) bzw. 130 nm (Farbseiten). Die Autoren vermuten, dass der thermische Prozess ultrafeine Partikel generieren kann.

    Benzol und Styrol

    Bei wissenschaftlichen Untersuchungen wurden flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in Kammerversuchen wie auch in Büroräumen nachgewiesen. Neben der Erfassung der Gesamtgehalte an flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC) erfolgten auch Messungen von Einzelsubstanzen wie Benzol, Styrol, Toluol, Xylol oder Formaldehyd (Übersicht bei Gminski und Mersch-Sundermann, 2006 und Wilke et al., 2007). Aus gesundheitlicher Sicht sind die hohen Emissionen von Benzol bemerkenswert, die insbesondere in den Arbeiten von Jann und Wilke (2006) sowie Wilke et al. (2007) beschrieben wurden und bis zu 100-fach über den RAL-Gütekriterien für Benzol lagen und als gesundheitlich bedenklich anzusehen sind. VOCs ließen sich auch in Druckbereitschaft nachweisen mit der Folgerung, dass neben Papier und Tonermaterial auch Emissionen aus Gerätebauteilen eine Rolle spielen.

    Im Gegensatz zu diesen Ergebnissen läßt sich in der Studie von Mersch-Sundermann (2008) zwar ein Anstieg der Benzol- und Styrolkonzentrationen während der Druckphase in Büroräumen vereinzelt nachweisen, die gemessenen Werte erreichen aber niemals bedenkliche Höhen.

    Ozon

    Moderne Geräte verfügen über eine neue Drucktechnologie, die auf den so genannten Corona-Sprühdraht verzichtet. Die Aufladung der Trommel erfolgt bei diesen Geräten über Bürsten oder Rollen, so dass sich konstruktionsbedingt kein Ozon mehr bildet.

    Etwas ältere Geräte besitzen ein Ozonfilter, meist Aktivkohle, welche das Ozon weitgehend adsorbiert. Dabei zerfällt das Ozon an der Oberfläche wieder in das Ausgangsprodukt Sauerstoff. Das Filter wird dabei im Laufe der Zeit weniger wirksam und muss in regelmäßigen Zeitabständen ausgetauscht werden. Nur bei sehr alten Geräten ist kein Ozonfilter vorhanden. Selbst bei solchen Geräten wurde im Atembereich der Beschäftigten nur selten eine im Bereich des Luftgrenzwerts von 0,2 mg/m³ (MAK-Wert) liegende Konzentration erreicht. Diese Gefahr besteht dann, wenn solche alten Geräte in einem kleinen Raum aufgestellt sind und der Kühlluftstrom aus dem Gerät direkt in den Aufenthaltsbereich der Beschäftigten bläst.

    Solche ungünstigen Verhältnisse gilt es auch dann zu vermeiden, wenn modernere Geräte eingesetzt werden, schon wegen der möglicherweise unangenehmen Zugluft und dem hier erhöhten Geräuschpegel.

    In der Untersuchung von verschiedenen Autoren spielt die Messung von Ozon, das wie oben beschrieben, bei der elektrostatischen Aufladung zu Beginn des Druckprozesses entstehen kann, wegen der gesundheitlichen Bedeutung eine Rolle. Aktuelle Messungen von Jann und Wilke (2006) zeigen auf, dass bei 11 der untersuchten 27 Standgeräte erhebliche Emissionen oberhalb der durch RAL (Gütekriterien) vorgegebenen Emissionsraten zu finden waren. Wegen dem raschen Zerfall von Ozon und der Neigung, Verbindungen mit der Umgebungsluft einzugehen, insbesondere mit Stickstoff, ist eine Exposition aber eher unwahrscheinlich.

    Gesundheitliche Beeinträchtigungen

    Aufgrund der vorliegenden Befunde zur gesundheitlichen Beeinträchtigung von Exponierten kann nicht ausgeschlossen werden, dass es durch die Exposition gegenüber Emissionen aus Büromaschinen zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen kommen kann. Einen klaren Zusammenhang herzustellen ist aber nicht möglich, da die Datenlage hierfür nicht ausreicht. Schwerwiegende gesundheitliche Beeinträchtigungen bestehen in den dokumentierten Fällen nicht. Aus den Verkaufszahlen von Druckern und Multifunktionsgeräten in Deutschland wurde errechnet, dass mindestens 16 Millionen Menschen Emissionen aus diesen Geräten ausgesetzt sind. Nach der Statistik der Interessengemeinschaft Tonergeschädigter (ITG e.V., Internetabfrage: www.krank-durch-toner.de/ vom 25.03.2008) stehen dieser Zahl 1800 Fälle mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen gegenüber. Daraus resultiert eine Prävalenz von 1,1 Verdachtsfällen auf 10.000 Exponierte. Bei Annahme einer Prävalenz von 1% unspezifischer Beschwerden in der Allgemeinbevölkerung und der durch die Veröffentlichung von Stelting (2006) gestützten Annahme, dass alle beim ITG e.V. vorliegenden Fälle ebenfalls sick-building-syndrom-Beschwerden aufweisen, bestünde in der Gruppe der Exponierten eine im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung um 1,1 Fälle auf 10.000 Exponierte höhere Prävalenz. Bei den 1800 Fällen handelt es sich um gemeldete Verdachtsfälle durch Betroffene, die ihre Beschwerden auf Toner zurückführen.

    Der Nachweis einer unspezifischen bronchialen Hyperreaktivität bei einigen Probanden der Studienpopulation von Mersch-Sundermann (2008) erlaubt keine Rückschlüsse auf den Auslöser. Darüber hinaus fällt der hohe Anteil von Rauchern (ehemalige oder aktuelle: 5 von 7) unter denen mit bronchialer Hyperreaktivität in der untersuchten Gruppe der Studienpopulation von Mersch-Sundermann (2008) auf und weist auf ein mögliches verursachendes Agens hin, das als Auslöser interpretiert werden kann.

    Im Hinblick auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Feinstaub und Herz-Kreislauferkrankungen sind bisher ausschließlich Studien mit Messungen der Feinstaubbelastung in der Außenluft veröffentlicht worden. Da der Aufenthalt in Büroräumen lediglich einen Teil des Tages ausmacht und die Luft in Innenräumen bei üblicher Lüftung auch durch die Außenluft bestimmt wird, ist eine Identifizierung des Krankheitsauslösers erschwert.

    Umweltzeichen "Blauer Engel"

    Um mögliche Gefährdungen so gering wie möglich zu halten, wurde als Qualitätsmerkmal für Geräte mit Druck-/Kopierfunktionen seit 1996 ein Umweltkriterienzeichen eingeführt. Die neuesten Vergabekriterien für den sog. „Blauen Engel“ durch den RAL (Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V.) sehen eine definierte Begrenzung der zulässigen Emissionsraten, insbesondere für Benzol, Ozon oder Staub vor (RAL-UZ 122, Ausgabe Juni 2006). Nur solche Geräte erhalten das Umweltzeichen, die im Einsatz nachweislich die zulässigen Prüfwerte einhalten oder unterschreiten.

    Zertifikat "LGA-schadstoffgeprüft"

    Das Zertifikat "LGA-schadstoffgeprüft" wird vom Landesgewerbeamt Bayern vergeben, wenn ein Toner alle vom Amt vorgegebenen Richtwerte einhält und ein Überwachungsvertrag abgeschlossen wurde. Dabei ist das Zertifikat für verschiedene Modelle einer Druckerfamilie gültig. Entscheidungskriterium ist die Druckleistung, d.h. das Tonerzertifikat gilt für alle Modelle mit gleicher oder geringerer Druckleistung als das zum Test verwendete Modell.

    Empfehlungen (BAuA, 2006 und BfR)

    • Kopierer und Drucker neuerer Bauart verwenden - nach Möglichkeit mit dem Umweltzeichen "Blauer Engel".
    • Regelmäßige Wartung (Reinigung, Filteraustausch) und Reparaturen nur von geschultem Personal durchführen lassen.
    • Staubarmes Papier verwenden (z.B. nach DIN EN 12281).
    • Auch bei gelegentlichem Betrieb auf ausreichende Lüftung achten.
    • Abluftöffnungen nicht auf Arbeitsplätze richten.
    • Stark beanspruchte Geräte, besonders aber Modelle älterer Bauart, in einem separaten, gut durchlüfteten Raum aufstellen.
    • Nur mit geschlossener Abdeckung kopieren.

    Literatur

    • Aus der Arbeit des BIA - Nr.: 0190 Emissionen von Schwarz-Weiß-Laserdruckern. Ausgabe 0190, 11/2003
    • Bake D, Moriske HJ (2006): Untersuchungen zur Freisetzung feiner und ultrafeiner Partikel beim Betrieb von Laserdruck-Geräten. Umweltmed Forsch Prax 11, 301-30
    • BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (2003): Test method for the determination of emissions from hardcopy devices with respect to awarding the environmental label for office devices. RAL-UZ62, RAL-UZ85 and RAL-UZ114, Appendix to RAL-UZ62, 85, 11
    • BAuA, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (2006): Sicherer Umgang mit Tonerstäuben. Kopiergeräte und Drucker im Büro. www.baua.de/nn_27840/de/Publikationen/Faltblaetter/F43,xv=vt.pdf
    • Blauer Engel (2006) Basic Criteria for the Award of the environmental label for Copiers RAL-UZ 62, Printers RAL-UZ85 and Multifunctional Devices RAL-UZ 114, www.blauer-engel.de/englisch/vergabe/dowload_uz_e/e-UZ-62.zip,/e-UZ-85.zip,e-UZ-114.zip
    • Gminski R, Mersch-Sundermann V (2006): Gesundheitliche Bewertung der Exposition gegenüber Tonerstäuben und gegenüber Emissionen aus Laserdruckern und Kopiergeräten – aktueller Erkenntnisstand. Umweltmed Forsch Prax 11, 269-300
    • Heinrich J, Richter K, Freye C et al. (2002): European Community Respiratory Health Survey in Adults (ECRHS), Pneumologie 56, 297-303
    • Hohensee H, Flowerday U, Oberdick J (2000): Zum Emissionsverhalten von Farbfotokopiegeräten und Farblaserdruckern. Die BG 11, 1-4
    • Jann O, Wilke O (2006): Emissionen aus Laserdruckern und –kopierern. Umweltmed Forsch Prax 11(4), 309-317
    • Jungnickel F, Kubina A, Fischer H: Benzolemissionen aus Laserdruckern und Kopierern. Gefahrstoffe/Reinhaltung der Luft, Heft 5/2003, S. 193 -196
    • Mersch-Sundermann V H (2008) Pilotstudie: Evaluierung möglicher Beziehungen zwischen Emissionen aus Büromaschinen, insbesondere aus Fotokopierern und Laserdruckern, und Gesundheitsbeeinträchtigungen bzw. Gesundheitsschäden bei exponierten Büroangestellten. Bericht an das Bundesinstitut für Risikobewertung.
    • Möller A, Muhle H, Creutzenberg O, Bruch J, Rehn B, Blome H: Biologische Verfahren zur Abschätzung des Gefährdungspotenzials von Tonerstäuben. Gefahrstoffe/Reinhaltung der Luft, Heft 1/2 2004, S. 13 – 20
    • Mohr U, Ernst H, Roller M, Pott F (2006): Pulmonary tumor types in wistar rats of the so-called 19-dust study. Exp Toxicol Pathol 58, 13-20
    • Nies E, Blome H, Brüggemann-Prieshoff H (2000): Charakterisierung von Farbtonern und Emissionen aus Farbkopierern/Farblaserdruckern. Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft 60 (11/12), 435-441
    • Stelting HJ (2006): Krank durch Toner- Erfahrungen mit einer Nanopathologie. Umweltmed Forsch Prax 11 (4), 329-337
    • Wilke O, Jann O, Brödner D et al. (2007): Prüfung von Emissionen aus Bürogeräten während der Druckphase zur Weiterentwicklung des Umweltzeichens Blauer Engel für Laserdrucker und Multifunktionsgeräte unter besonderer Berücksichtigung der Sicherung guter Innenraumluftqualität. Bundesanstalt für Materialprüfung, unveröffentlichter Bericht, UFOPLAN 2049537

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