Zinkfieber: Ein Blick auf die Risiken bei der Arbeit mit heißem Metall

So laut es im Kommentarbereich von Hackaday-Artikeln auch zugehen kann, wir lieben das Geben und Nehmen, das dort stattfindet. Unsere Leser verfügen über eine erstaunliche Bandbreite an Hintergründen und Erfahrungen, und die Tatsache, dass jeder diese Erfahrungen und die daraus resultierenden starken Meinungen so bereitwillig teilt, macht diese Gemeinschaft so stark und nützlich.

Aber bei so vielen Meinungen und Erfahrungen, die ausgetauscht werden, ist es manchmal schwierig, zum Kern einer Sache vorzudringen. Dies gilt insbesondere dann, wenn es um Gesundheit und Sicherheit geht, ein Thema, bei dem man sich leicht in einer Ansammlung von Anekdoten verlieren kann, die die zugrunde liegende Biologie verschleiern. Ein typisches Beispiel: Ich habe vor kurzem über den Bau eines Werkzeugschranks berichtet und beiläufig darauf hingewiesen, dass es nicht ratsam sei, verzinkte Schubladenführungen zu schweißen, da ich schon einmal von den Gefahren des Einatmens von Zinkdämpfen gehört hatte. Dies führte zu einer Diskussion im Kommentarbereich auf beiden Seiten des Themas, die die Risiken der Inhalation von Zinkrauch einigermaßen unklar ließ.

Um dies zu korrigieren, habe ich beschlossen, die Risiken beim Schweißen und Bearbeiten von Zink genau unter die Lupe zu nehmen. Als Möchtegern-Schweißer interessiere ich mich sehr für alles, was mir hilft, nicht in der Werkstatt zu sterben, und als Biologiefreak bin ich auch von den molekularen Mechanismen von Krankheiten fasziniert. Ich werde diese beiden Themen untersuchen, während wir uns mit dem gefürchteten „Zinkfieber“ befassen und wie man es vermeiden kann.

Eines der ersten Dinge, die Ihnen bei der Recherche zum Thema Zinkfieber auffallen werden, ist, wie schwierig es ist, nützliche Informationen zu finden. Wenn Sie „Zinkfieber“ googeln, erhalten Sie eine Menge Artikel über die Verwendung von Zinkpräparaten zur Abwehr von Virusinfektionen, ganz zu schweigen von anderen medizinisch zweifelhaften Anwendungen von Zink. Das ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass wir in diesen Pandemiezeiten leben, zeigt aber auch den ungewöhnlich hohen Geräuschpegel, der bei den meisten Suchanfragen nach verwertbaren medizinischen Informationen statt nach Anekdoten auftritt.

Zum Glück konnte ich jedoch tief genug graben, um herauszufinden, dass es sich bei dem sogenannten Zinkfieber um eine tatsächliche Krankheit handelt, die in der medizinischen Literatur seit Mitte des 19. Jahrhunderts ausführlich beschrieben wird. Die Bezeichnungen reichen vom wunderbar mittelalterlich anmutenden „Messinggießerfieber“ bis zur „Galvie-Grippe“ und spiegeln allesamt die Tatsache wider, dass es sich größtenteils um ein Berufsrisiko in der Metallverarbeitung handelt. Die Krankheiten fallen alle unter die weit gefasste Kategorie „Metallrauchfieber“ oder MFF.

Das am stärksten mit MFF assoziierte Metall ist Zink, entweder allein oder in einer Legierung mit anderen Metallen – daher die Assoziation mit Messing, einer Legierung, die hauptsächlich aus Kupfer und Zink besteht. Andere Metalle, die die Krankheit verursachen können, umfassen im Wesentlichen die Bandbreite der üblicherweise verarbeiteten Metalle; Die häufigsten Übeltäter nach Zink sind Chrom, Cadmium und Kupfer.

Metallrauchfieber äußert sich typischerweise durch das plötzliche Auftreten klassischer grippeähnlicher Symptome – Fieber, Kopfschmerzen, Muskel- und Gelenkschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit und heftiger Schüttelfrost. Die Symptome beginnen in der Regel innerhalb weniger Stunden nach der Einwirkung von Metalldämpfen, sei es beim Schweißen, Schleifen oder in der Gießerei. Die Diagnose wird in der Regel auf der Grundlage der Anamnese gestellt, im Gegensatz zu Blutuntersuchungen oder anderen Diagnoseverfahren. Im Grunde genommen erhält jemand, der mit grippeähnlichen Symptomen in die Notaufnahme kommt und innerhalb des letzten Tages oder so Schweißausbrüche meldet, eine mutmaßliche Diagnose von MFF, nachdem andere mögliche Ursachen ausgeschlossen wurden.

In fast allen Fallstudien und Rezensionen zu MFF, die ich finden konnte, wurde der Krankheitsverlauf als „selbstlimitierend“ beschrieben. Dies ist eine medizinische Abkürzung für „es wird in ein paar Tagen verschwinden“, und tatsächlich ist das bei den meisten Metallarbeitern eindeutig der Fall. Während einige Leute, die MFR bekommen haben, nach etwa einer Woche berichten, dass sie sich wieder normal fühlen, sind die meisten schon nach ein paar Tagen, in denen sie sich wirklich, wirklich beschissen fühlen, wieder auf dem Laufenden.

Die meisten, aber nicht alle: Nehmen wir den extremen Fall von Jim „Paw-Paw“ Wilson, einem Schmied, der in der Schmiedegemeinschaft einen gewissen Ruf genießt. Im Jahr 2005, als Jim 65 Jahre alt war, baute er aus überschüssigen verzinkten Rohren ein Lagerregal. Da Jim die Gefahren von Zinkdämpfen kannte, versuchte er, in einer gasbetriebenen Schmiede die Beschichtung von einigen Rohrverbindungsstücken abzubrennen. Offenbar hat er die Schmiede mit zu vielen Beschlägen auf einmal belastet, was den Laden mit dicken, weißen Rauchwolken aus Zinkoxid erfüllte. Der Rauch war so dick, dass er 1,5 mm dicke Zinkoxidablagerungen im Inneren der Schmiede hinterließ.

Wie schon mehrere Male in seiner Karriere als Metallarbeiter erkrankte Jim kurz nach dieser Schmiedesitzung an den klassischen Symptomen von MFF. Innerhalb weniger Tage fühlte er sich gut genug, um eine Reise zu unternehmen, aber eine Woche nach der Exposition erkrankte er an einer beidseitigen Lungenentzündung, an der er in der nächsten Woche starb. Obwohl es wahr ist, dass Jim vor dem Vorfall in der Schmiede an einem Emphysem litt, was wahrscheinlich zum Ausgang beigetragen hat, bleibt die Tatsache bestehen, dass er sich wahrscheinlich nicht die Lungenentzündung zugezogen hätte, die ihn getötet hat, wenn er nicht versucht hätte, diese Armaturen abzubrennen.

Obwohl es sich bei Jims Fall um einen extremen Fall handelte, sowohl im Hinblick auf die Menge der erzeugten Zinkoxiddämpfe als auch auf die zugrunde liegenden medizinischen Probleme des Opfers, verdeutlicht er doch, dass MFF unter den richtigen Bedingungen gefährlich sein kann. Allerdings scheint das Risiko, an MFR zu sterben, recht gering zu sein. Ich konnte nicht viele Informationen über die Epidemiologie der Krankheit finden, außer dass es in den Vereinigten Staaten schätzungsweise 1.500 bis 2.500 Fälle pro Jahr gibt, von denen etwa 700 der Giftkontrolle gemeldet wurden und ein Drittel davon eine medizinische Behandlung erforderte1. Aus dieser Überprüfung geht nicht klar hervor, ob einer dieser Fälle zum Tod führte, aber man kann wahrscheinlich davon ausgehen, dass die Autoren alle aufgetretenen Todesfälle erwähnt hätten.

Apropos Giftbekämpfung: Ein interessanter Aspekt der MFR wurde 2012 durch eine Überprüfung der Daten der Giftbekämpfung in Victoria, Australien, ans Licht gebracht2. Sie zeichneten die Anzahl der Anrufe bei der Giftnotrufzentrale im Verhältnis zum Wochentag auf, an dem sich der Vorfall ereignete, und kamen zu dem Ergebnis, dass der Montag bei weitem die wahrscheinlichste Zeit dafür war, dass jemand an MFF erkrankte. Dies geht einher mit einem der alternativen Namen für MFF, „Montagmorgenfieber“, und hängt möglicherweise mit einem gewissen Grad an Toleranz zusammen, den der Körper aufbaut, wenn er längere Zeit kleinen Mengen Metalldämpfen ausgesetzt ist. Man geht davon aus, dass nach einem Wochenende außerhalb des Ladens die Fähigkeit des Körpers, mit dem Zinkgift umzugehen, nachgelassen hat, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass es nach einem Wochenende außerhalb des Ladens zu Symptomen kommt.

Das ist alles schön und gut, aber was ist mit dem Kern des Problems: Wie verursachen Metalldämpfe grippeähnliche Symptome? Einfach ausgedrückt: Wir wissen es einfach nicht. Der Mechanismus scheint nicht gut untersucht zu sein, was möglicherweise daran liegt, dass die Krankheit im Allgemeinen selbstlimitierend und nicht tödlich verläuft. Aber es ist wahrscheinlich, dass das, was die Symptome verursacht, die bei einem echten Grippefall auftreten – oder, wie wir im letzten Jahr erfahren haben, bei einem Coronavirus wie SARS-CoV-2 – auch die Symptome von MFF verursacht. Die Schuld liegt also beim menschlichen Immunsystem, das weiße Blutkörperchen, sogenannte Neutrophile, aktiviert. die Freisetzung von Zytokinen, Signalstoffen im Zusammenhang mit Entzündungsreaktionen; und Bildung von Sauerstoffradikalen. Diese bilden das biochemische Gebräu, das einem während der Grippe so schlecht geht, und es wird angenommen, dass Zinkoxid und die anderen mit MFF verbundenen Metalldämpfe auch irgendwie ihre Freisetzung auslösen.

Ein weiterer Hinweis darauf, wie es zu MFF kommt, ergibt sich aus der Betrachtung des „Montagsmorgenfiebers“-Aspekts der Krankheit3. Es wird angenommen, dass die Fähigkeit, im Laufe der Zeit eine Toleranz gegenüber Metalldämpfen zu entwickeln, mit der Expression von Metallothioneinen (MTs) zusammenhängt, bei denen es sich um schwefelreiche Proteine ​​handelt, die auf die Bindung von Metallionen im Körper spezialisiert sind. Ein einzelnes menschliches MT-Molekül kann bis zu sieben Zinkionen abfangen, sie binden und sie daran hindern, das Immunsystem zu aktivieren. Es wird angenommen, dass kleine Mengen an Metallionen die MT-Expression stimulieren, was sich auf den Aufbau einer Toleranz im Laufe der Arbeitswoche auswirkt. Wenn jedoch keine Anreize vorliegen, beispielsweise während eines Wochenendes außerhalb der Werkstatt, ist der Ausdruck von MTs herunterreguliert, was bedeutet, dass der unglückliche Schweißer, der am Montag eine große Dosis Zink erhält, wahrscheinlich weniger in der Lage ist, mit der Bedrohung umzugehen.

Und weil es sicher jemand in den Kommentaren erwähnen wird, weisen wir darauf hin, dass Schweißer der alten Schule darauf schwören, reichlich Milch zu trinken, bevor sie etwas mit Zink darin schweißen, um die Symptome von MFF abzuwehren. Es gibt viele Anekdoten darüber, wie gut das funktioniert, und es gibt Spekulationen, dass das Kalzium in der Milch die Zinkionen irgendwie blockiert oder mit ihnen konkurriert. Aber wenn man bedenkt, dass die meisten Empfehlungen darin bestehen, vier oder mehr Liter Milch zu trinken, und dass dies vor Beginn der Schweißbildung erfolgen muss, wird es für die meisten Menschen als prophylaktische Methode wahrscheinlich nicht praktikabel sein.

Was ist also die Botschaft zum Thema Metallrauchfieber? Ich denke, dass Schweißer in erster Linie erkennen müssen, dass es sich um eine echte Krankheit handelt und nicht nur um ein Ammenmärchen. Nach allem, was man hört, ist die Krankheit selbstlimitierend und vorübergehender Natur, aber wenn Sie keine Vorerkrankungen haben, ist es unwahrscheinlich, dass Sie daran sterben. Wenn man jedoch bedenkt, wie schwächend grippeähnliche Symptome sein können, bin ich mir nicht sicher, warum irgendjemand überhaupt mit etwas flirten sollte, bei dem man sich so fühlt, und sei es nur für ein paar Tage. Wenn ich unbedingt etwas Verzinktes schweißen müsste, würde ich dies unbedingt mit einer Art Überdruck-Atemschutzgerät, mit Rauchabsaugung oder sogar im Freien tun, um diese schädlichen Dämpfe fernzuhalten. Es ist besser, übervorsichtig zu sein, als ein paar Tage lang mit Symptomen herumzusitzen, die leicht mit etwas anderem verwechselt werden könnten, besonders in der heutigen Zeit.