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Art der Gefährdungen und deren Wirkungen

Gefährdungen durch Unterdruck

Gefährdungen treten insbesondere bei zu schnellem Aufstieg in größere Höhen beziehungsweise bei zu schneller Druckminderung auf.

Wirkungen auf den Menschen

Sehr schnelle Druckschwankungen (zum Beispiel in Aufzügen, Seilbahnen, bei Flugzeugstarts, plötzlichem Druckabfall in Kabinen oder Kammern) wirken sich zunächst vorwiegend auf das Mittelohr und die Nasennebenhöhlen (Druckgefühl) aus.

Hauptproblem bei Arbeiten in Unterdruck ist der mit dem Druck abnehmende Sauerstoffgehalt in der Atemluft: Die reduzierte Sauerstoffversorgung belastet den Kreislauf und mindert die geistige und körperliche Leistungsfähigkeit, gegebenenfalls verstärkt durch erhöhten Sauerstoffbedarf bei gleichzeitig körperlicher Anstrengung oder erhöhten Aufmerksamkeitsanforderungen.

Schon vier Stunden Schlaf im Flugzeug (bei 0,76 bar) führen zu signifikanter Reduzierung der Sauerstoffsättigung des Blutes, flacherem Schlaf und signifikanter Minderung der Leistungsfähigkeit in der folgenden Wachphase [5].

Höhenbeschwerden

Ab einer Druckabnahme von etwa 0,2 bar treten bei fast jedem Exponierten leichte Höhenbeschwerden wie leichte Kopfschmerzen, Schlaf- und Appetitstörungen sowie Dyspnoe (erschwerte Atmung) auf, die aber nach mehreren Tagen Höhenanpassung verschwinden.

Höhenkrankheit

Bei höherer Druckabnahme (zum Beispiel bei schnellem Aufstieg in Höhen über 3.000 m) zeigen sich innerhalb von 4 bis 24 Stunden Symptome der akuten Höhenkrankheit. Es können stärkere Kopfschmerzen, Herzrasen, Kurzatmigkeit, Appetit- und Schlaflosigkeit, Schwindel, Übelkeit, Kaltschweißigkeit, Erbrechen, Konzentrations- und Koordinationsstörungen, ungewohntem Leistungsverlust, Reizbarkeit, Apathie, Selbstüberschätzung und Fehleinschätzungen, verengtes Gesichtsfeld, Bewusstseinseintrübung (so genannten Höhenrausch) sowie Abfall der Lichtempfindlichkeit und Störungen der Nachtsehfähigkeit auftreten. Es schließen sich Störungen der Motorik und Koordination an bis hin zum denkbaren Hypoxiekollaps (Sauerstoffmangel im Gewebe). Ab 5000 m Höhe ist jeder Zweite betroffen. Bei empfindlichen Personen treten diese Erscheinungen auch schon in geringeren Höhen auf. Es bestehen Einschränkungen der Höhenverträglichkeit bei bestimmten Erkrankungen.

Ödeme

Oberhalb von 4000 Metern (entspricht Luftdruck unter 0,62 bar) können innerhalb von 24 Stunden in 1-3 % ein Höhenlungenödem beziehungsweise oberhalb von 5000 Metern seltener das Höhenhirnödem auftreten, die in 25 % beziehungsweise 40 % der Fälle tödlich verlaufen.

Wechselwirkungen

Wechselwirkungen bestehen zum Beispiel im Flugverkehr durch Nacht- und Schichtarbeit und wechselnde Tagesrhythmen (Jetlag).

Die oben beschriebenen Wahrnehmungseinschränkungen und Rauschzustände erhöhen das Unfallrisiko stark.

Die verminderte Durchblutung bei Unterdruck erhöht das Risiko von Erfrierungen insbesondere der Extremitäten.

Gefährdungen durch Überdruck

Gefährdungen beziehen sich insbesondere auf Phasen der Kompression beziehungsweise Dekompression, aber auch auf die Isopressionsphase.

Wirkungen auf den Menschen

Bei zunehmendem Druck werden die in der Atemluft enthaltenen Gase, insbesondere Stickstoff vermehrt aufgenommen. Die Sättigung hängt vom Arbeitsdruck beziehungsweise der Tauchtiefe und der Expositions- beziehungsweise Tauchzeit, aber auch von der Kreislaufaktivität (körperlich schwere Arbeiten) ab, wobei es anfangs zur Sättigung der Körperflüssigkeiten, dann von gut durchbluteten, später aller Gewebe kommt. Bei Dekompression (abfallender Druck) werden die eingelagerten Gase über das Kreislaufsystem und die Lunge wieder freigesetzt und ausgeschieden.

Gesundheitsprobleme können in der Regel ab einem Überdruck > 0,1 bar auftreten.

Atemgasintoxikation

Bei hohem konstantem Überdruck (Isopressionsphase) besteht die Gefahr von Atemgasintoxikation:

  • Ab einem Überdruck über 2,5 bar (entspricht circa 25 m Tauchtiefe) verursachen Stickstoff und auch Wasserstoff und Edelgase in der Atemluft durch ihre mit dem Druck zunehmende narkotische Wirkung den so genannten "Tiefenrausch". Er führt zu schweren Rauschzuständen bis hin zu Ohnmacht, schädigt aber den Körper nicht unmittelbar.
  • Bei zunehmendem Druck steigt auch die Sauerstoffmenge in der Atemluft. Ab einem Überdruck von 2 bar wirkt Sauerstoff toxisch.
  • Weiter können Sauerstoffmangel und CO2-Intoxikationen auftreten.

Probleme bei zu schnellen Druckschwankungen

  • Schäden in lufthaltigen Körperhöhlen

    In der Kompressionsphase kann es durch zu schnellen Druckanstieg beim Einschleusen infolge mangelnden Druckausgleichs zu mechanischen Schäden in lufthaltigen Körperhöhlen (zum Beispiel Ohrtuben, Nasenneben-, Stirn- und Kieferhöhlen) kommen. Bei Schleimhautschwellungen zum Beispiel durch Erkältung können bereits ab 0,1 bar Druckzunahme Beschwerden (Druckschmerzen, Schwindel, Tinnitus) und Schädigungen eintreten ("Barotraumen", Trommelfellperforation, atrophische Trommelfellnarben, chronischer Tubenverschluss, chronische Erkrankungen der Nasennebenhöhlen). Bei Schlägen auf das Ohr (z.B. Ohrfeige) kann das Trommelfell verletzt werden. In schweren Fällen kann es zu vorrübergehendem oder dauerhaftem Hörverlust kommen. Bei schadhaftem Gebiss treten auch Zahnschmerzen auf.

  • Caissonkrankheit

    Nach zu schneller Dekompression (Druckabnahme auf normalen Luftdruck; Tauchunfall mit zu schnellem Auftauchen) kann die sogenannte Caissonkrankheit (auch Dekompressionskrankheit oder Gasembolie genannt) auftreten. Dabei bildet insbesondere gelöster Stickstoff im Gewebe Bläschen (ähnlich wie beim Öffnen einer Sprudelflasche), die Körperfunktionen, zum Beispiel Blut- und Nervenbahnen blockieren können. Die Ausscheidung der Gase über das Kreislaufsystem und die Lunge gelingt je nach Gewebetyp unterschiedlich schnell.

  • Druckfallbeschwerden

    Innerhalb der ersten halben Stunde, häufig auch erst Stunden oder Tage nach der Ausschleusung können mehr oder weniger heftige Druckfallbeschwerden auftreten. Als Leitsymptome gelten Gelenk- und Muskelschmerzen und manchmal Hautmarmorierungen. Weitere Folgen können sein: Ohrensausen, Schwerhörigkeit, Gleichgewichtsstörungen, Tonusverlust der Muskulatur (Zusammensinken des Körpers), Sprachverlust/Sprachstörung, vorübergehende psychische Störungen, epileptiförmige Anfälle, Atemlähmung, (auch dauerhafte) Lähmungen besonders der unteren Gliedmaßen, Durchblutungs- und Kreislaufstörungen, Herzinfarkt bis hin zum Tod. Lebensbedrohliche Komplikationen kommen vor allem bei Beteiligung des Zentralnervensystems, des Kreislaufs und der Atemorgane vor.

  • Gelenkschäden

    Da insbesondere Knochen und Knorpel unter Druck sehr schnell mit Stickstoff aufsättigen, aber die Entsättigungshalbwertzeiten bei der Dekompression sehr lang sind, können als Spätfolgen auch Gelenkschäden mit deformierenden Arthrosen und Sequesterbildung unter anderem auftreten.

  • Fieber

    Erhöhte Körpertemperatur über mehrere Tage weist auf eine gestörte Wärmeregulation hin.

  • Handlungsfähigkeit

    • Eine Dekompressionserkrankung kann die Handlungsfähigkeit beeinträchtigen, zum Beispiel das Fahrvermögen einschränken.
    • Zu schnelle Dekompression oder der Notaufstieg bei Tauchern kann auch zu einer gefährlichen Überdehnung der Lunge führen.
  • Gesundheitliche Risiken für Taucher

    Unter bestimmten Bedingungen kann es bei Tauchern zu relativen Unterdrücken bestimmter Körperpartien, besonders der Lunge und des Kopfes, kommen, die Schwellungen, Ergussbildung, Gewebeeinriss oder Einblutungen verursachen können.

Erkrankung durch Arbeit in Druckluft ist in der Liste der Berufskrankheiten als BK 2201 enthalten. Auch Verunreinigungen der Atemluft mit Kohlenmonoxid, nitrosen Gasen und Kohlendioxid kommen vor und können zu Intoxikationserscheinungen führen.

Wechselwirkungen

Darüber hinaus bestehen in Überdruck über Wechselwirkungen mit anderen Gefährdungen erhöhte Risiken:

  • Dekompressionserscheinungen können verstärkt werden, wenn sich Exponierte innerhalb der folgenden Stunden in Unterdrucksituationen begeben, zum Beispiel einen Flug antreten oder in höhere Lagen fahren.
  • Da Druckluft mehr Sauerstoff enthält, erhöht sich die Brandgefahr. Die Zündtemperatur ist verringert und die Abbrandgeschwindigkeit nimmt zu.
  • Rauchgase, die beim Schweißen und Schneiden entstehen, wirken in Überdruck erheblich gesundheitsschädlicher. Die für Normaldruck ausgelegten Luftgrenzwerte sind nicht anwendbar.