Chlor Ratgeber
Chlor: das chemische Element im kompakten Überblick
Chlor ist ein gasförmiger Stoff, bei dem viele Menschen ganz gemischte Gefühle haben. Zum einen wirken die Nachrichten von Chlorgasunfällen abschreckend. Denn Chlor ist giftig. Zum anderen stürzen wir uns aber ohne Bedenken im Schwimmbad in das gechlorte Becken, um uns zu erfrischen. Was also macht Chlor nun aus? Welchen Nutzen hat das Chlor und welche Gefahren gibt es? Welche Anforderungen an die Sicherheit bringt der Umgang mit Chlor mit sich und welche Maßnahmen sind im Ernstfall – dem Chloraustritt – zu ergreifen? Dieser kompakte Überblick informiert über eines der bekanntesten chemischen Elemente beziehungsweise Gase.
- Die Nummer 17 unter der Lupe
- Aussehen und Geruch
- Die Reaktivität von Chlor
- Chlor – chemische und physikalische Eigenschaften
- Der Einsatz von Chlor
- Chlor und die Umwelt
- Die Gefahren von Chlor
- Die Toxikologie von Chlor
- Zugang über die Atemwege
- Akute und toxische Wirkungen durch das giftige Chlor
- Chronische Toxizität – die Folge von dauerhaftem Chloreinfluss
- Chlorvergiftung – das ist zu tun!
- Einwirkung von Chlor / Augen
- Einwirkung von Chlor / Haut
- Einwirkung von Chlor / Atmungsorgane
- Einwirkung von Chlor / Verdauungstrakt
- Der richtige Umgang mit Chlor
- Maßnahmen bei Austritt von Chlor
- Messungen und Kontrollen sind unverzichtbar
- Chlor messen – aber wie?
- Unterschiedliche Geräte vom Spezialisten Compur Monitors nutzen
Die Nummer 17 unter der Lupe
Chlor zählt zu den klassischen chemischen Elementen, die Schülerinnen und Schüler im Chemieunterricht anhand der Periodentafel kennenlernen. Das Symbol für Chlor ist das Kürzel „Cl“. Die Ordnungszahl des chemischen Elements ist die 17. Chlor ist ein Stoff, der als Element bei Normalbedingungen gasförmig vorkommt. Es wird zusammen mit Brom, Fluor, und Iod in die Gruppe der Halogene eingeordnet. Es ist ein anorganisches Gas. Allerdings kann Chlor durchaus den Aggregatszustand auch ändern: Durch Druck wird gasförmiges Chlor flüssig.
Chlor ist sehr reaktiv. In der Natur kommt es daher nur als Verbindung vor. In der Chemie ist aber das Element unverzichtbar. Dazu muss es unter Aufwand von viel Energie aus einer seiner Verbindungen gewonnen werden. In aller Regel aus Kochsalz oder Pottasche.
Aussehen und Geruch
Zur Charakterisierung eines chemischen Elements gehören auch Optik und Geruch. Beim Chlor sind diese besonders typisch ausgeprägt. Die Farbe des chemischen Stoffes ist ein giftiges – der Name ist Programm – Gelbgrün! Daher kommt im Übrigen auch der Name des Gases, denn das griechische Wort für „Hellgrün“ ist „chloros“. Der Geruch ist stechend. Man riecht deutlich, ob beispielsweise Wasser gechlort wurde – sei es im Pool oder das Leitungswasser, dass nach einer Verschmutzung (beispielsweise durch Keime) von den Kommunen meist eine Extraportion Chlor erhält.
Die Reaktivität von Chlor
Chlor zählt zu den reaktivsten Elementen überhaupt. Elenmentares Chlor ist ein aus zwei Atomen aufgebautes Molekül. Chlor geht mit fast allen Substanzen stabile Verbindungen ein. Dieses typische Verhalten von Chlor hat zwei Konsequenzen: Zum eines ist es der Grund dafür, dass Chlor besonders giftig ist. Zum anderen führt die Reaktionsfreudigkeit von Chlor auch dazu, dass das Element in der freien Natur ausschließlich gebunden und kaum elementar existiert. Seine Verbindungen haben die Endung -chlorid, – chlorit oder chlorig. Bestes Beispiel dafür ist Natriumchlorid – das klassische Kochsalz, das sowohl im Meer als auch in unserem Körper vorkommt. Das freie Element Chlor kommt in der Natur nicht vor.
Chlor – chemische und physikalische Eigenschaften
Chlor ist ein Gas, das nicht brennbar ist. Allerdings kann es Feuer durch chemische Reaktionen verstärken beziehungsweise dazu beitragen, dass Brände erst entfacht oder ein bereits ausgebrochenes Feuer noch verstärkt wird. Typisch für Chlor ist auch seine Eigenschaft, stark oxidierend zu sein. Dies ist bereits bei normalen Temperaturen der Fall. In der Hitze ist dies besonders ausgeprägt. Chlor reagiert mit fast allen chemischen Elementen und zahlreichen anorganischen und organischen Verbindungen. Die Wasserlöslichkeit von Chlor ist dagegen eher mäßig.
Physikalische Werte von Chlor sind der Schmelzpunkt von -100,98 °C und der Siedepunkt von -34,1 °C. Die kritische Temperatur liegt bei 144 °C. Die Gasdichte von Chlor beträgt 3,000 kg/m³ bei 15 Grad Celsius, der Dampfdruck 6,8 bar bei 20 Grad Celsius. Die Wasserlöslichkeit beträgt 14,6 g/l bei einer Temperatur von 0 Grad.
Der Einsatz von Chlor
Das Element Chlor wird für eine ganze Reihe von Einsatzfeldern benutzt. Etwa ein Drittel der Chlornutzung wird für das Herstellen von Vinyl verwendet. Auch bei der Produktion anderer Kunststoffe, von Pestiziden oder Medikamenten ist Chlor ein wichtiges Einsatzprodukt, zum Beispiel bei der Produktion von Titan. Weiterhin ist Chlor ein starkes Bleichmittel. Der Begriff der „Chlorbleiche“ ist bekannt. Die bleichende Wirkung von Chlor kommt dadurch zustande, dass durch das Einleiten von Chlor in Wasser unter anderem auch Salzsäure entsteht. Diese oxidiert und bleicht. Früher wurde Papier mit Chlor gebleicht, heute versucht man Chlor eher zu vermeiden.
Chlor wird natürlich auch wegen seiner desinfizierenden Wirkung geschätzt. Typisches Einsatzfeld ist die Wasseraufbereitung – sowohl von Trinkwasser als auch von Schwimmbadwasser. Durch das Chlor werden unerwünschte Keime abgetötet. Dabei wird darauf geachtet, dass das Chlor in solchen Konzentrationen eingesetzt wird, die keine gesundheitlichen Probleme verursachen. Allerdings sind Augenreizungen nach dem Bad im gechlorten Wasser keine Seltenheit. Deshalb werden für die Chlorung auch Alternativen benutzt, zum Bewispiel Ozon oder Chlordioxid. Allerdings sind diese noch toxischer als Chlor.
Chlor und die Umwelt
Die Giftigkeit von Chlor und mancher Chlorverbindungen führt dazu, dass natürlich auch über die Umweltverträglichkeit von Chlor diskutiert wird. Die Industrie ist bestrebt, Chlor durch Alternativen wo möglich zu ersetzen. Eine weitere Option ist es, Chlor nicht aus Rohstoffen zu gewinnen, sondern chlorhaltigen Abfall zu recyceln. Dieses Recycling hat gleich zwei Vorteile: Zum einen vermindert es den Bedarf an Chlor aus Rohstoffen zum anderen werden schädliche Emissionen durch die Verbrennung von Chlorverbindungen vermieden. Problematisch ist es allerdings nach wie vor, dass es in vielen Fällen keinen Ersatz für Chlor gibt. Meist ist Recycling – Chlor zu teuer und wird aus betriebswirtschaftlichen Gründen nicht eingesetzt.
Die Gefahren von Chlor
Aufgrund der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Chlor hat es eine Reihe von gefährdenden Eigenschaften – sowohl für die Umwelt als auch für die Gesundheit.
Ein Beispiel für das hohe Gefahrenpotenzial von Chlor ist die Explosionsgefahr des chemischen Elements. Besonders ausgeprägt ist diese bei Kontakt von Chlor katalytisch wirkenden Oberflächen. Diese Gefährlichkeit kann unter dem Einfluss von Hitze, Licht und UV-Strahlung noch zunehmen. Typische Stoffe mit denen Chlor auf gefährliche Art und Weise reagieren kann, sind neben vielen anderen Ammoniak und Sauerstoff, Acetylen und Benzin, Fette und Fluor, Glycerin und Gummi, Phosphor und Wasserstoff. Selbst durch den Kontakt mit vermeintlich harmlosen Stoffen wie Leinöl und Wachs können gefährliche Reaktionen durch Chlor entstehen.
Die Toxikologie von Chlor
Elementares Chlor hat vielfältige gesundheitsschädigende Wirkungen auf den Organismus. Studien zeigen, dass sich auch im Meerwasser vorkommende Spuren des Elements Chlor in den Organsystemen von Fischen und Krustentieren nachhaltig anreichern. Chlor verschafft sich auf unterschiedlichen Wegen Zugang in die Körper. Zugang über den Magen-/Darmtrakt und Zugang über die Haut haben allerdings etwas weniger Relevanz. Anders ist das beim Einatmen von Chlor:
Zugang über die Atemwege
Das Einatmen von Chlorgas in geringen Konzentrationen belastet meist noch nicht die Lunge. Weil Chlor eher wenig wasserlöslich ist, können die Schleimhäute von Rachen, Luftröhre und oberen Bronchien als natürliche Barriere gegen das Chlor fungieren. Wird allerdings viel Chlor eingeatmet, werden die feinen Bläschen des Atemsystems, die Alveolen in Mitleidenschaft gezogen.
Akute und toxische Wirkungen durch das giftige Chlor
Eine akute Chlorgasvergiftung schädigt die Gesundheit nachhaltig. Als typisches Reizgas löst es klassischerweise starke Gewebereizungen oder sogar Verätzungen aus. Besonders gefährlich ist der Kontakt mit Chlor von Augen und Atemwegen. Je nach eingeatmeter Menge des Chlorgases und eventuellen gesundheitlichen Vorbelastungen (eventuelle Allergien oder Asthma) besteht die Gefahr von schweren und mitunter nicht oder nicht vollständig reversiblen Schädigungen des Lungengewebes. Diese Schädigungen können bis zu Lungenödemen führen die tödlich enden.
Klassische Symptome von akuten Chlorvergiftungen sind:
- Reizung der Augen
- Reizung der Bronchien
- Atemnot und Zyanose
- Husten
- Kopfschmerzen
- Brustschmerzen
- Probleme des Magen-Darm-Trakts
- Fieber oder auch Untertemperatur
- Übelkeit und Erbrechen
- Krämpfe und Muskelschmerzen
Bei manchen Patientinnen und Patienten sind diese Symptome noch drei Wochen nach der Vergiftung mit Chlorgas nachweisbar. Es gibt aber auch Betroffene, die sich rasch und vollständig erholen. Allerdings kann auch ein dauerhaft hyperreagibles Bronchialsystem zurückbleiben.
Bei Hautkontakt löst flüssiges Chlor massive Verätzungen aus. Auch Erfrierungsschäden des Gewebes sind eine typische Folge.
Wenn Chlor in höheren Konzentrationen verschluckt werden sollte, sind ebenfalls Verätzungen die Wirkung. In der Regel betrifft dies den Magen und die Speiseröhre. Aber auch Störungen des Zentralnervensystems und des Herz-Kreislauf-Systems sind durch das Verschlucken von Chlor möglich.
Chronische Toxizität – die Folge von dauerhaftem Chloreinfluss
Die oben geschilderten Wirkungen betreffen vor allem die akute Vergiftung mit dem ätzenden Chlor – auch durch hohe Konzentration. Hohe Relevanz haben aber auch Effekte, die durch regelmäßigen Chlorkontakt in geringerer Konzentration – etwa bei bestimmten Berufen – entstehen können. Auch bei solchen Belastungen sind es Reizzustände der (meist oberen) Atemwege und Einschränkung der Lungenfunktion. Unter einer Konzentration von 0,5 ppm Chlor sind solche Probleme noch nicht nachgewiesen. Eine bereits erwähnte Langzeitkomplikation, das hyperreagible Bronchialsystem, entsteht aber nicht durch Dauerbelastung, sondern die akute Vergiftung. Die Komplikation scheint eher Personen zu betreffen, die eine bestimmte Anfälligkeit, etwa eine Vorerkrankung oder eine Allergie, haben.
Auch der Einfluss von Chlor auf Fortpflanzung, Genschäden und Krebs wurde untersucht. Das Ergebnis der Studien: Es konnten keine Zusammenhänge festgestellt werden, allerdings wird dringend empfohlen, bestehende Grenzwerte unbedingt einzuhalten.
Diese Werte sind:
- Arbeitsplatzgrenzwerte / AGW-Werte
- BGW Wert
- BAT-Wert
Um diese Werte effektiv einhalten zu können, sind selbstverständlich engmaschige Kontrollen durch moderne Messungen nötig.
Chlorvergiftung – das ist zu tun!
Um die Folgen einer Chlorgas-Vergiftung abzumildern oder zu vermeiden gibt es eine ganze Reihe von effektiven Maßnahmen. Wichtig ist, dass diese umgehend nach dem Kontakt mit dem Chlor angewandt werden.
Einwirkung von Chlor / Augen
Wenn die Augen durch Chlorgas oder eine wässrige Chlorlösung kontaminiert wurden, muss umgehend gehandelt werden um Langzeitschäden zu verhindern. Als Sofortmaßnahme ist das Auge mindestens für zehn Minuten zu spülen. dabei ist darauf zu achten, dass das andere Auge geschützt wird. Die Lider des betroffenen Auges sollen dabei weit gespreizt werden. Sollte das Auge dagegen durch unterkühltes oder verflüssigtes Chlorgas kontaminiert sein, wird kurz unter kaltem Wasser gespült, ohne das Lid zu spreizen. Kontaktlinsenträger sollen die Kontaktlinsen nicht herausnehmen. Grundsätzlich gilt: Nach dem Spülen sofort den Arzt aufsuchen!
Einwirkung von Chlor / Haut
Nach Einwirkung einer wässriger Chlorlösung muss eventuell kontaminierte Kleidung entfernt werden. Dabei ist das weitere Kontaminieren der Haut (sowohl der betroffenen Person als auch vom Ersthelfer) unbedingt zu vermeiden. Die durch das Chlor benetzte Haut soll mindestens zehn bis 20 Minuten unter fließendem Wasser gespült werden. Auch betroffene Haut muss durch den Arzt versorgt werden. Sollte die Haut durch verflüssigtes Chlor oder tiefkaltes Gas kontaminiert sein, muss der Betroffene zunächst aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich gebracht werden. Auch hier hat der Selbstschutz Priorität. Durch Spülen mit kaltem Wasser lassen sich angefrorene Kleidungsstücke auftauen und behutsam ablösen. Die Haut wird ebenfalls mit kaltem Wasser gespült. Trockene Wärme oder gar Reiben ist kontraproduktiv. Die betroffene Haut wird steril abgedeckt. Idealerweise wird bereits parallel zu all diesen Maßnahmen der Arzt gerufen.
Einwirkung von Chlor / Atmungsorgane
Auch beim Inhalieren von Chlor ist es die erste Maßnahme, den oder die Verletzten unter Selbstschutz an die frische Luft zu bringen. Körperliche Belastung des Betroffenen ist dabei zwingend zu vermeiden – auch dann, wenn der Betroffene Beschwerdefreiheit äußert. Die Person soll horizontal getragen oder gefahren werden, bei Atemnot wird die halbsitzende Position empfohlen. Wichtige Maßnahme ist das tiefe und mehrmalige Inhalieren eines Glucocorticoids, bei Atemnot von Sauerstoff. Bis zum Eintreffen des Notarztes ist die Person bei Bewusstlosigkeit in stabiler Seitenlage zu lagern, bei Atemstillstand aus Gründen des Selbstschutzes möglichst mit einer Atemhilfe zu beatmen. Bei Herzstillstand sind die klassischen Wiederbelebungsmaßnahmen – Herzmassage und Beatmung – durchzuführen. Idealerweise ist ein Defibrillator einzusetzen.
Einwirkung von Chlor / Verdauungstrakt
Nach dem Verschlucken sind Ausspucken und Spülen des Munds die ersten beiden Maßnahmen. Sollte der Betroffene wach sein, soll er etwa 200 ml Wasser trinken. Erbrechen sollte nicht erzwungen werden. Sollte die Person spontan erbrechen, sollte dies in Bauchlage und bei tiefem Kopf erfolgen, um das Einatmen von chlorhaltigem Erbrochenem zu vermeiden. Auch das Verschlucken von Chlor erfordert selbstverständlich den Arzt.
Der richtige Umgang mit Chlor
Chlorumgang sollte nach allen geltenden Bestimmungen erfolgen. Einige Beispiele: Arbeitsräume sind – besonders im Bodenbereich – gut zu belüften. Augenbrausen und Wasserschleier sind wichtig. Einschlägige Produktionsverfahren sind lückenlos zu kontrollieren. Gasanlagen müssen Sicherheitsventile aufweisen. Selbstverständlich ist die Einhaltung festgelegter Emissionsgrenzwerte das A und O. Chlorhaltige Areale sind genau zu kennzeichnen.
Gasflaschen sind professionell zu lagern, zu nutzen und auf Dichtigkeit zu prüfen. Chlor muss ohne Brandgefahr gelagert und auch vor Sonneneinstrahlung geschützt werden. Mitarbeiter brauchen entsprechende Schutzkleidung. Zur Ausrüstung zählen auch Sicherheitsschuhe, Atemschutz, Augenschutz und Handschutz. Entsorgung von kontaminierten Gegenständen oder Druckgasflaschen darf ausschließlich nach der Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) erfolgen.
Maßnahmen bei Austritt von Chlor
Folgende Maßnahmen sind sinnvoll:
- Lüften
- Zündquellen beseitigen.
- Räumung des Areals
- Warnen der Umgebung
- Betreten des Areal ausschließlich mit Schutzkleidung und Atemschutzgerät
- Gasaustritt beenden
- Ausdringendes Gas absaugen
- Gaskonzentration kontrollieren
- Eindringen des typischerweise im Bodenbereich befindlichen Chlorgases oder kontaminiertes Löschwasser der Feuerwehr in die Kanalisation oder in Keller verhindern.
- Wassernebel oder feines Sprühstrahlen einsetzen
- Behörden verständigen
Messungen und Kontrollen sind unverzichtbar
Die fachgerechte Installation des Gassystems ist die solide Basis für die Sicherheit im Unternehmen. Zudem ist eine Überprüfung des Prozesses durch Spezialisten vor der Inbetriebnahme von hoher Bedeutung. Das Personal ist für den Umgang mit dem hoch sensiblen Material und das frühzeitige Erkennen von möglichen Störungen professionell und präzise zu schulen. Regelmäßige Dichteprüfung ist wichtig. Doch nicht jedes Leck und jede Störung ist für den Mitarbeiter leicht zu erkennen. Deshalb sind Messgeräte beziehungsweise Warnsysteme eine wichtige Investition in die Sicherheit des Betriebs und seiner Beschäftigten. Der Betrieb braucht in den gefährdeten Arealen zuverlässige Einrichtungen, die Gasastritt frühzeitig erkennen und melden. Gasdetektoren mit Alarmauslösung sind unverzichtbar, um Gefahren für Gebäude, Personen und Umwelt zu minimieren und auch gesetzliche beziehungsweise versicherungsrechtliche Bestimmungen in vollem Umfang zu erfüllen.
Chlor messen – aber wie?
Wenn man sich vor Augen hält, dass Chlor im Ersten Weltkrieg sogar als Kampfgas fungierte, ist leicht nachzuvollziehen, dass Chlorgas nur unter strengen Sicherheitsvorkehrungen eingesetzt werden darf. Heutzutage gibt es wertvolle Mess- und Warngeräte, die umfassende Sicherheit bieten. Herausragend sind hier Geräte, die sich regelmäßig selbst mit Chlor überprüfen.
Gute Messgeräte verfügen über zuverlässige Sensortechnologie. Sie sind sehr empfindlich und äußerst spezifisch. Idealerweise haben die Sensoren eine besondere Resistenz gegen Chlor und dessen korrodierende Eigenschaften ist. Besonders wertvoll sind Geräte, die einen automatischen Selbsttest integriert haben. Ein Beispiel dafür ist der Statox 560 von Compur Monitors. Durch den Selbsttest mit dem Zielgas werden eventuelle Störungen des Gaswarngeräts früh entdeckt. Dies ist ein echtes ein Extraplus an Sicherheit für den Anwender. Lange bevor die Sensoren ausfallen können, werden diese Selbsttests einen Wartungsbedarf feststellen. So sparen Sie viel Zeit für Kontrollgänge, sodass Sicherheit effizient und ökonomisch verwirklicht werden kann.
Unterschiedliche Geräte vom Spezialisten Compur Monitors nutzen
Wir von Compur Monitors sind Spezialist für Messgeräte, die vor den Gefahrstoffen schützen. Das gilt auch ganz besonders für Chlorgas. Wir bieten unterschiedliche Geräte, die nach einer bedarfsgerechten Auswahl die Sicherheit von Betrieben vor austretendem Chlorgas umfassend optimieren. Stationäre und personengebundene Gaswarngeräte und Tracer nutzen modernste Technologien, um Chlorgas durch konstante und hoch präzise Messungen umgehend zu detektieren und zu melden. Montage und Einarbeitung sind unkompliziert. Dennoch beraten unsere Profis kompetent und konkret rund um die möglichen Messgeräte und ihre idealen Einsatzfelder, die richtige Handhabung und eventuelle Störungen. Gaswarngeräte – auch und besonders für das hoch reaktive und giftige Chlors – sind eine kluge Investition in ein wertvolles Gut: Die Sicherheit von Mensch, Natur und Betrieb.
Dr. Josef von Stackelberg
Geschäftsführer COMPUR MONITORS GmbH & Co. KG
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