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Dr. Saskia Oehmichen
Dr. Monika Höpcke
Dr. Roland Hüttl
Schadstofffibel
Differenzierungsmethoden zur Schadstoffermittlung in Gebäuden
Dr. Saskia Oehmichen, Dr. Monika Höpcke, Dr. Roland Hüttl
Differenzierungsmethoden zur
Schadstoffermittlung in Gebäuden
www.kiwa.de
Kiwa MPA Bautest GmbH
Mühlmahdweg 25 a
86167 Augsburg
Tel. 0821 / 72024-0
2011
Schutzgebühr: € 20,-
Mit freundlicher Genehmigung.
Der vorliegende Text ist ein Auszug aus dem „Bauphysik-Kalender 2012“,
Fouad, Nabil A. (Hrsg.), Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und
technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, 2012.
2
Inhaltsverzeichnis
Differenzierungsmethoden zur
Schadstoffermittlung in Gebäuden
Vorwort 7
1
Schadstoffe in Innenräumen 8
1.1 Einführung 8
1.2 Strategien zur Aufklärung 11
2
Einzelne Schadstoffe im Detail 13
2.1 Anorganische Schadstoffe 13
2.1.1 Asbest 13
Grundlagen
Vorkommen
Nachweismethoden
Bewertung
Literatur
2.1.2 Künstliche Mineralfasern 18
Grundlagen
Nachweis
Bewertung
Literatur
2.1.3 Anorganische Gase 23
Literatur
3
Inhalt
2.1.4 Radon 26
Literatur
2.1.5 Schwermetalle 28
Vorkommen/Quellen
Nachweis
Bewertung
Literatur
2.2 Organische Schadstoffe 31
2.2.1 Formaldehyd 31
Grundlagen
Vorkommen
Nachweis
Bewertung
Sanierung
Literatur
2.2.2 Leichtflüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOC) 35
Nachweis
Bewertung
Literatur
2.2.3 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) 40
Grundlagen
Vorkommen
Nachweis
Bewertung
Sanierung
Literatur
4
Inhalt
2.2.4 Phenole, Mineralölkohlenwasserstoffe 46
Literatur
2.2.5 Holzschutzmittel 48
Grundlagen
Nachweis
Bewertung
Sanierung
Literatur
2.2.6 Polychlorierte Biphenyle (PCB) 54
Grundlagen
Probenahme
Bewertung
Sanierung
Literatur
2.2.7 Flammschutzmittel, Weichmacher, Fogging 58
Probenahme
Sanierung
Literatur
2.3 Biologische Schadstoffe – Schimmel 61
Nachweis
Bewertung
Sanierung
Literatur
Autoren 68
Kontakt 71
5
Dr. Rainer Kunterding
Divisionsleiter Bau- und Baustoffprüfung
Geschäftsführer der Kiwa MPA Bautest GmbH
Dr. Roland Hüttl
Divisionsleiter Bau- und Baustoffprüfung
Geschäftsführer der Kiwa MPA Bautest GmbH
6
Kiwa Deutschland
Experten im Dienste der Qualität
Prüfen, testen und zertifizieren – das beschreibt grob die Servicepalette von
Kiwa. Vor mehr als 60 Jahren wurde Kiwa in den Niederlanden gegründet und
hat sich international in vielen Ländern etabliert. Heute beschäftigt Kiwa mehr
als 1.200 Experten.
Die Services der Kiwa-Division Bau- und Baustoffprüfung umfassen die Bauwerksdiagnostik, Materialprüfung, Ingenieurdienstleistungen, Baugutachten
und die Untersuchung auf Schadstoffe an und in Gebäuden. Kiwa-Experten
begutachten jährlich viele hundert Gebäude, nehmen den Ist-Zustand auf,
führen vor Ort oder in den eigenen Laboren Materialprüfungen durch, bewerten den Ist-Zustand und entwickeln auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse
Sanierungs- und Instandhaltungskonzepte und übernehmen auch die Bauleitung. Kiwa bietet einen umfassenden Service aus einer Hand.
Beschäftigt man sich mit dem Thema Schadstoffe an und in Gebäuden so stellt
man sehr schnell fest, dass diese Thematik eigentlich allgegenwärtig ist und
je tiefer man einsteigt, umso undurchsichtiger wird es. Es beginnt bereits mit
der Definition, was und in welcher Konzentration zu einem Schadstoff wird. Bei
komplexen Materialien ist oft die Wechselwirkung der Stoffe unbekannt. Hinzu kommt, dass es in unterschiedlichen Vorschriften, Regelwerken, Richtlinien etc. auch unterschiedliche Grenzwerte gibt. Dieses führt fast unweigerlich
dazu, dass man leicht den Überblick verliert. Die vorliegende Kiwa-SchadstoffFibel wurde von Kiwa-Schadstoff-Experten, die sich seit Jahren mit diesem
Thema beschäftigen, verfasst. Ziel ist es, die Schadstoff-Thematik verständlich und nachvollziehbar darzustellen und die Auswirkungen der Schadstoffe
auf Mensch und Umwelt zu erläutern. Weiterhin soll die Kiwa-Schadstoff-Fibel
dem Bauexperten, der sich nicht täglich mit dieser Thematik beschäftigt, als
Leitfaden und Nachschlagewerk dienen und gleichzeitig die Grenzen aufzeigen, wann ein Schadstoff-Experte mit herangezogen werden muss.
Wir wünschen allen Leserinnen und Lesern einen lehrreichen Einstieg in die
Schadstoff-Thematik.
Dr. Rainer Kunterding
Dr. Roland Hüttl
7
Einführung
1. Schadstoffe in Innenräumen
1.1 Einführung
Menschen verbringen heutzutage einen großen Teil ihres Lebens im
Inneren von Gebäuden. Innenräume beeinflussen daher Wohlbefinden und Gesundheit. Chemische und mikrobiologische Schadstoffe
müssen erkannt und sachgerecht behandelt werden, um die Lebensqualität aufrechtzuhalten und zu steigern.
Allerdings sind „Schadstoffe in Innenräumen“ aus unterschiedlichen
Gründen ein schwieriges Thema. Schon die Definition von „Schadstoffen“ ist nicht immer einfach, u. a. weil nicht nur die Zusammensetzung,
sondern auch die Konzentration eines Stoffes für seine Wirkung relevant ist. Nachweis und Bewertung bedürfen eines interdisziplinären
Verständnisses von chemischen, physikalischen, biologischen und
medizinischen Zusammenhängen. Betroffene reagieren emotional
und verängstigt, was eine Versachlichung erschwert. Zudem dürfen
auch wirtschaftliche Gesichtspunkte nicht außer Acht gelassen werde.
Typische Schadstoffe in Gebäuden können in folgende Gruppen unterteilt werden (vgl. Tabelle 1):
Bei den chemischen Stoffen werden grundsätzlich anorganische von
organischen unterschieden.
Anorganische Schadstoffe sind vor allem Fasern wie Asbest und
künstliche Mineralfasern, Schwermetalle, z. B. Blei, und anorganische
Schadgase, z. B. Kohlenstoffmonoxid aus Verbrennungsprozessen.
Organische, also kohlenstoffbasierte Stoffe lassen sich in „schwerflüchtige Kohlenwasserstoffe“ (semi-volantile organic compounds –
SVOC) und „leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe“ (volatile organic compounds – VOC) unterteilen. Die leichtflüchtigen emittieren schneller
aus Materialien oder Flüssigkeiten in die Luft, werden eingeatmet und
8
Schwer­
metalle
Arsen, Blei,
Cadmium,
Chrom, Kupfer, Nickel,
Quecksilber,
Zink
+
+
+
+
Fasern
Asbest, KMF
+
+
+
+
–
Beispiele
Material
Luft
Staub
Oberflächen
Wasser
anorganisch
+
CO2, CO,
NOx …
(+)
+
+
VOCs allgemein; Formaldehyd
+
+
+
+
PAK, PCP,
Lindan, DDT,
PCB
schwer­
flüchtige
Kohlen­
wasserstoffe
SVOC
organisch
leicht­
flüchtige
an­organische
Kohlen­
Schadgase
wasserstoffe
VOC
Chemische Schadstoffe
Tabelle 1: Übersicht über unterschiedliche Schadstoffgruppen
+
+
+
+
Schimmel
Biologische
Schadstoffe
Einführung
9
Einführung
oft auch als Geruch wahrgenommen. Schwerflüchtige Stoffe gehen
auch, aber wesentlich langsamer in die Luft über. Sie adsorbieren bevorzugt an Staubteilen sowie Oberflächen und können so Sekundärquellen bilden.
Zu den biologischen Schadstoffen zählen im Wohnbereich vor allem
Schimmelpilze, die i. d. R. mit Bakterien und Milben assoziiert sind.
Natürlich sind auch physikalische Einflussfaktoren auf Wohlbefinden
und Gesundheit essenziell bedeutend, liegen aber außerhalb der hier
ausgeführten Betrachtung.
Innenraumschadstoffe können in unterschiedlichen Aggregatzuständen auftreten. In festen Materialien sind viele Schadstoffe als Primärquelle gebunden. Sie können in die Luft übergehen und anschließend
vom Menschen inhalativ aufgenommen werden. Gerade schwerflüchtige Stoffe adsorbieren bevorzugt an (Staub-)Partikeln und können
wiederum über unterschiedliche Aufnahmepfade (inhalativ, oral) vom
Menschen inkorporiert werden. Sekundärquellen können sich durch
die Adsorption von Schadstoffen an zunächst unbelasteten Oberflächen ausbilden. Auch Wasser kann Schadstoffe chemischer und mikrobieller Art enthalten.
Quellen für Schadstoffe können zum einen die Außenluft (z. B. Straßenverkehr, Gewerbe), zum anderen verwendete Baumaterialien,
Einrichtungsgegenstände und bauchemische Produkte sein. Besondere Beachtung sollten hierbei Gefahrstoffe aus der Baupraxis des
20. Jahrhunderts finden, z. B. Asbest, Holzschutzmittel PCP, Lindan
etc. Auch durch die Raumnutzung können Schadstoffe eingebracht
werden oder entstehen (z. B. Feuchteeintrag, Reinigung…).
Entsprechend dem Energiespargedanken nimmt der automatische
Luftaustausch in Räumen immer weiter ab, sodass die Konzentration von Schadstoffen erhöht wird. Natürliche Abbaumechanismen, wie
z. B. UV-Sonneneinstrahlung oder mikrobieller Abbau, die im Freien
10
Aufklärung
Schadstoffkonzentrationen verringern können, fehlen im Innenraum.
Die potenziellen Folgen sind neben medizinisch eindeutig erfassbaren gesundheitlichen Schäden eine nicht zu vernachlässigende
Beeinträchtigung des Wohlbefindens der Raumnutzer sowie eine
Materialschädigung der Bausubstanz und ein damit einhergehender
Wertverlust einer Immobilie.
1.2 Strategien zur Aufklärung
Wenn in Innenräumen Schadstoffe vermutet werden, ist die gründliche Vorrecherche eine wichtige Grundlage für das weitere Vorgehen.
Dazu gehört neben der Klärung der Bauhistorie auch das Gespräch
mit den Raumnutzern. In der Regel sind Beobachtungen, Vermutungen und Ängste eng bei den Betroffenen vermischt, sodass eventuell
relevante Informationen von unwichtigen Randbemerkungen getrennt
werden müssen. Darüber hinaus sollten Umbau- und Renovierungsmaßnahmen sowie die Raumnutzung möglichst genau beschrieben
werden. Die Räume werden intensiv gesichtet, wobei möglichst nicht
nur die eigentlichen „Problemräume“, sondern auch ihre Umgebung
mit einbezogen werden sollte.
Leider gibt es kein Analyseverfahren, das alle möglichen Schadstoffe
erfassen könnte. Die Probenahmestrategie und das notwendige Equipment müssen daher auf Basis der gesammelten Vorinformationen
festgelegt werden. Um einen Überblick über die Raumbelastungen zu
gewinnen, kann eine Raumluftuntersuchung nützlich sein. Beispielsweise bei leichtflüchtigen organischen Stoffen und einer eventuellen
Schimmelbelastung bietet sich dieses Verfahren an. Bei schwerflüchtigen Verbindungen und Schwermetallen hingegen kann eine Staubprobe oder ggf. Wischprobe sinnvoller sein, da sich schwerflüchtige Moleküle bevorzugt an Staubteilchen und Oberflächen anlagern.
Wenn dagegen bestimmte Bauteile auf Schadstoffe untersucht werden sollen, werden Materialproben entnommen und direkt analysiert.
11
Aufklärung
Auch die Ursachenforschung darf nicht vernachlässigt werden. Insbesondere bei Schimmelproblemen ist es für eine dauerhafte Lösung absolut notwendig, die Ursache zu erkennen.
Es ist darauf zu achten, dass weder durch die Probenahme noch
durch den Transport das Analyseergebnis verfälscht wird. Hierzu gehört zum Beispiel die Wahl eines geeigneten Probentransportgefäßes.
Die Bewertung der Analyseergebnisse ist gerade im Innenraumbereich oft nicht einfach, da es wenige gesetzliche Regelungen zu dem
Thema gibt. Während man sich bei der Definition von Arbeitsplatzgrenzwerten auf bestimmte Personengruppen (gesunde, volljährige
Arbeitnehmer) und klare Randbedingungen (acht Stunden Arbeitszeit
pro Tag) berufen kann, ist das Bild in Wohnungen und sozialen Einrichtungen deutlich heterogener. Kranke, Kinder, Schwangere halten
sich ggf. 24 Stunden in Innenräumen auf. Zudem ist die Ursachen-Wirkungs-Korrelation bei vielen chemischen und auch biologischen Stoffen medizinisch nicht ausreichend geklärt. Drittens sind Raumnutzer in
der Regel nicht mit einem einzigen Stoff konfrontiert, sondern mit einer
Mischung unterschiedlicher Stoffe, deren Wechselwirkung miteinander und dem menschlichen Organismus im Einzelfall nicht bekannt ist.
Nach der Bewertung muss diese den Betroffenen adäquat kommuniziert werden. Dazu gehört, dass die Ergebnisse, die Interpretation und
die Folgen zwar fachlich korrekt, aber auch für Laien verständlich erklärt werden, z. B. die Notwendigkeit einer Sanierung.
12
Asbest
2. Einzelne Schadstoffe im Detail
2.1 Anorganische Schadstoffe
2.1.1 Asbest
Grundlagen
Als Asbest bezeichnet man einen anorganischen Faserstoff, der aufgrund seiner technischen Eigenschaften in einer Vielzahl von Produkten bis Anfang der 80er-Jahre verwendet wurde. Er zeichnet sich
durch eine große thermische Beständigkeit (Brandschutz), Beständigkeit gegen Säuren und Basen, eine große spezifische Oberfläche und
eine hohe Zugfestigkeit aus. Asbest wird aus natürlichen Mineralvorkommen gewonnen und kommt in verschiedenen chemischen Zusammensetzungen vor. Man kann z. B. Chrysotil (Weißasbest) von Krokydolith (Blauasbest) unterscheiden. Für die Bewertung spielt die exakte
Bestimmung des Asbesttyps nur eine untergeordnete Rolle [1].
Asbesthaltige Faserzementplatte
13
Asbest
Problematisch ist Asbest durch seine charakteristischen kristallinen,
nadelförmigen Fasern, die teilweise lungengängig sind. Sie weisen
eine gute Biobeständigkeit auf, sodass sie durch den Körper nicht abgebaut werden können. Die Fasern können sich in immer feinere Nadeln spalten, die schließlich klein genug sind, um bei der Zellteilung
das Erbgut zu schädigen, sodass sie als krebsauslösend gelten. Auch
andere Schädigungen der Lunge sind möglich (z. B. Asbestose) [2].
In Deutschland ist das Inverkehrsetzen und die Verwendung von Asbest sowie asbesthaltigen Erzeugnissen generell verboten [3].
Vorkommen
Asbest wurde vielseitig eingesetzt und findet sich unter anderem in:
• Asbestzementprodukten, z. B. als Dacheindeckungen, Fassade
verkleidungen, Lüftungskanälen, Feuerschutzplatten, Schallschutzplatten
• Estrichen, z. B. Steinholzestrich, Faserbetonplatten, Magnesiaestrich
• Bodenbelägen, z. B. Vinyl-Asbestplatten und unterliegende Asbestpappen
• Ausgleichsmassen, z. B. Klebstoffen, Wollfilzpappen
• Dichtungen
• Isolierungen von Heizung und Lüftung
• Wasserrohren, Schächten [1], [4].
Nachweismethoden
Zum Nachweis von Asbest wird eine kleine Materialprobe entnommen und nach VDI 3866, Blatt 5 mit dem Rasterelektronenmikroskop
(REM) untersucht. Fasern oder Faserbündel werden mithilfe der energiedispersiven Röntgenanalyse (EDX) aufgrund ihrer Elementzusam-
14
Asbest
mensetzung identifiziert [5]. Zum Nachweis von Asbestfasern in der
Raumluft vor, während und nach Sanierungsarbeiten wird nach DIN
EN ISO 16000-7 eine Luftprobe auf einen goldbedampften Kernporenfilter aus Polycarbonat genommen. Die in einem definierten Raumvolumen enthaltenen Fasern werden anschließend unter dem REM
ausgezählt [6]. Die Anzahl der Messpunkte wird in der VDI 3492 in Abhängigkeit von der Fragestellung vorgegeben [7].
Bewertung
Wichtig für die Bewertung und die Dringlichkeit einer Sanierung ist die
Unterscheidung zwischen fest- und schwach gebundenen asbesthaltigen Produkten.
Asbestprodukte mit stark gebundenem Asbest (z. B. Asbestzement)
unterliegen nicht den Einstufungskriterien der Asbest-Richtlinie. Bei intakter Oberfläche besteht kein dringender Sanierungsbedarf. Sie sollten jedoch langfristig ausgetauscht werden und dürfen nicht wiederverwendet werden. Um Faserfreisetzungen zu vermeiden, dürfen sie
außerdem nicht bearbeitet (gefegt, gebohrt, geschnitten usw.) werden.
Gereinigt werden darf nur mit einem drucklosen Wasserstrahl. Beim
Entfernen und Sanieren von Asbestzementprodukten sind die Technischen Regeln für Gefahrstoffe zu berücksichtigen [8], [9]. Die TRGS
519 definiert besondere Schutzmaßnahmen für den Umgang mit Asbest und asbesthaltigen Gefahrstoffen bei Abbruch-, Sanierungs- oder
Instandhaltungsarbeiten und bei der Abfallentsorgung. Grundsätzlich
gilt, dass nur Arbeitnehmer, die dafür ausgebildet und in die jeweiligen
Arbeiten speziell eingewiesen sind, an Asbestprodukten arbeiten dürfen und sich sonst niemand in dem dafür abgetrennten Arbeitsbereich
aufhalten darf. Nach einer Sanierung darf die Faserkonzentration in
der Luft nicht über 500 Fasern pro m³ Luft liegen [10]. Für die Entsorgung sind asbesthaltige Abfallstoffe nach der Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) als gefährlicher Abfall einzustufen. Siemüssen fachge-
15
Asbest
recht entsorgt werden [11].
Bei schwach gebundenen Asbestprodukten richtet sich der Sanierungsbedarf nach den durch die Asbest-Richtlinie genau definierten
Dringlichkeitsstufen [12]. Bei allen Arbeiten müssen die Asbest-Richtlinie und die TRGS 519 [8] beachtet werden.
Literatur
[1] Berg, A.: Asbest. In: Schadstoffe in Innenräumen und an Gebäuden.
Erfassen, bewerten, beseitigen; Gesamtverband Schadstoffsanierung GbR
(Hrsg.); Verlagsgesellschaft Rudolph Müller; 2010.
[2] Woitowitz, H.-J.: Asbest – Eine Bilanz aus arbeitsmedizinischer Sicht. – In:
Saarländisches Ärzteblatt 10/2008, 2008.
[3] Chemikalien-Verbotsverordnung: Verordnung über Verbote und Beschränkungen des Inverkehrbringens gefährlicher Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse nach dem Chemikaliengesetz, in der Fassung der Bekanntmachung
vom 13. Juni 2003 (BGBl. I S. 867), zuletzt geändert durch Verordnung vom
21. Juli 2008 (BGBI. I S. 1328), § 18 Abs. 1 GefStoffV, Anh. IV Abs.2; 2008.
[4] Höper, W. E.: Asbest in der Moderne. Industrielle Produktion, Verarbeitung, Verbot, Substitution und Entsorgung; Waxmann Verlag, Münster/New
York; 2008.
[5] VDI 3866, Blatt 5: Bestimmung von Asbest in technischen Produkten Rasterelektronenmikroskopisches Verfahren, Oktober 2004.
[6] DIN 16000-1: Probenahmestrategie zur Bestimmung luftgetragener Asbestkonzentrationen, November 2007.
[7] VDI 3492: Messen anorganischer faserförmiger Partikeln; Oktober 2004.
[8] Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 519: Asbest: Abbruch-, Sanierungs- oder Instandhaltungsarbeiten. (GMBI. Nr. 6/7 S. 122); Oktober 2004.
[9] Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 517: Tätigkeiten mit potenziell asbesthaltigen mineralischen Rohstoffen und daraus hergestellten Zubereitungen und Erzeugnissen (GMBl Nr. 28 S. 606-608); Juli 2009.
[10] Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 900: Grenzwerte in der Luft
16
Asbest
am Arbeitsplatz; Luftgrenzwerte Ausgabe Jan. 2006, zul. geändert und ergänzt März 2007.
[11] Abfallverzeichnis-Verordnung vom 10. Dezember 2001 (BGBl. I S. 3379),
die zuletzt durch Artikel 7 des Gesetzes vom 15. Juli 2006 (BGBl. I S. 1619)
geändert worden ist.
[12] Richtlinie für die Bewertung und Sanierung schwach gebundener Asbestprodukte in Gebäuden (Asbest-Richtlinie 1060); AIIMBI Nr. 18/1997 S. 582 Anlage F; Fassung Januar 1996.
17
Mineralfasern
2.1.2 Künstliche Mineralfasern
Grundlagen
Künstliche Mineralfasern (KMF) bestehen aus synthetisch hergestellten Fasern unterschiedlicher Zusammensetzung. Typisch sind
z. B. Glasfasern und Steinwolle. Wie die Abbildung von Glaswolle und
Steinwolle zeigt, reicht die visuelle Untersuchung nicht immer für
eine eindeutige Identifizierung aus. Dann werden zusätzliche Untersuchungen angefügt z. B. zur Bestimmung der Zusammensetzung oder des physikalischen Verhaltens wie Brennbarkeit.
Verschiedene Beispiele für künstliche Mineralfasern (Dämmmaterial):
Glaswolle (links), Steinwolle (rechts)
KMF werden häufig als Dämmmaterial (Schall- und Wärmeschutz)
eingesetzt und besitzen ähnliche technische Eigenschaften wie Asbest. Wie auch Asbest setzen sie lungengängige Fasern frei. Diese
Fasern können je nach Zusammensetzung nicht oder unterschiedlich stark krebserzeugend sein. Die Untersuchungen werden mittels
Rasterelektronenmikroskopie mit angeflanschtem energiedispersivem
Röntgenspektrometer (REM-EDX) durchgeführt. Im REM wird untersucht, ob die Faser die Abmessungen einer sogenannten WHO-Faser aufweist [1]:
18
Mineralfasern
• Länge > 5 *m
• Durchmesser < 3 *m
• Länge-Durchmesser-Verhältnis > 3 : 1.
Durch die EDX-Spektren wird die Faserzusammensetzung analysiert,
die für die Berechnung des Kanzerogenitätsindex KI genutzt wird:
Summe der Massengehalte der Oxide von Bor, Natrium, Magnesium,
Kalium, Kalzium und Barium abzüglich des doppelten Massengehaltes von Aluminiumoxid.
KI = (∑B, Na, Mg, K, Ca, Ba – Oxide) – (2 x Al-Oxid).
Rasterelektronenmikroskopisches
Bild einer KMF-Faser mit kritischen
Abmessungen
Elementspektrum einer
kritischen Faser
6.4
Si
5.1
3.8
Ca
KCnt
2.6
1.3
C
Al
O
Na
0.0
0.70
Au
Mg
1.40
K
2.10
2.80
Fe
Ti
3.50
4.20
4.90
5.60
6.30
Energy - keV
19
Mineralfasern
Je höher der KI ist, desto besser kann der Körper eingeatmete Fasern
wieder abbauen und damit unschädlich machen. Die Fasern werden
gemäß Gefahrstoffverordnung Anhang II, Nr. 5 in drei Kategorien eingestuft [1], [2]:
KI ≤ 30
Kategorie 2
Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen angesehen werden
sollten. Es bestehen hinreichende Anhaltspunkte zu der begründeten
Annahme, dass die Exposition eines Menschen gegenüber dem Stoff
Krebs erzeugen kann.
30 < KI < 40 Kategorie 3
Stoffe, die wegen möglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlass zur Besorgnis geben, über die jedoch nicht genügend
Informationen für eine befriedigende Beurteilung vorliegen.
KI ≥ 40
keine Einstufung als krebserzeugend
Nachweis
Eine Materialprobe wird nach VDI 3866 Blatt 5 mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) auf künstliche Mineralfasern geprüft. Die gefundenen Fasern oder Faserbündel werden mithilfe der energiedispersiven Röntgenanalyse (EDX) aufgrund ihrer Elementzusammensetzung
identifiziert [3]. Raumluftmessungen können analog zu Asbest-Raumluftmessungen durchgeführt werden.
Bewertung
Für Ergebnisse aus Raumluftmessungen gibt es kein verbindliches
Bewertungsschema. Nach den Handlungsempfehlungen von Zwiener
besteht bei einer Raumluftkonzentration von maximal 500 F/m³ kein
Handlungsbedarf [4]. Im Gegensatz zu Asbest sind künstliche Mineralfasern weniger flugfähig und können sich nicht weiter längs auf-
20
Mineralfasern
spalten. Ist die Mineralwolle vorschriftsgemäß eingebaut worden, d.
h. wenn eine intakte Folienabdeckung vorliegt oder wenn die Matten
hinter einer dichten Verkleidung liegen, kommen nach Angaben des
Umweltbundesamtes in der Atemluft keine Faserkonzentrationen über
der normalen Hintergrundbelastung vor. Ordnungsgemäß gegen die
Innenraumluft abgedich-tete Dämmmatten müssen somit nicht vorzeitig aus Gesundheitsgründen entfernt werden [5], [6].
Die TRGS 521 „Abbruch-, Sanierungs- und Instandhaltungsarbeiten
mit alter Mineralwolle“ [7] teilt Tätigkeiten an Bauteilen mit künstlicher Mineralwolle in eine von drei Expositionskategorien ein. Für jede
Expositionskategorie gelten unterschiedliche persönliche Schutzmaßnahmen. Wird beispielsweise bei Arbeiten an Innenwänden der
Dämmstoff nicht entfernt oder nur in sehr geringem Maße, darf die
Faserstaubkonzentration nicht über 50.000 Fasern/m³ Luft liegen (Expositionskategorie 1). Bei Arbeiten der Expositionskategorie 2, z. B.
Abbrucharbeiten mit Demontage des Dämmstoffs, kann die Faserkonzentration zwischen 50.000 und 250.000 Fasern/m³ Luft liegen. Für
die Reinigungsarbeiten müssen dann geeignete Staubsauger oder
Feuchtreinigungsverfahren eingesetzt werden. Liegt die Faserstaubexposition bei mehr als 250.000 Fasern/m³ Luft, müssen außerdem
Atemschutzgeräte und Schutzanzüge getragen werden.
Nach der Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) müssen bei der Entsorgung Stoffe, die kritische KMF-Fasern enthalten, als gefährlicher Abfall eingestuft und fachgerecht entsorgt werden. Das zu entsorgende
Material muss in geeignete Behältnisse verpackt werden. Dies können
z. B. für Fasern der Kategorie 2 reißfeste und staubdichte Säcke oder
verschließbare Container sein. Diese Behältnisse müssen entweder
gekennzeichnet oder die entsprechenden Informationen an den Entsorger bzw. Verwerter übermittelt werden. Die Kennzeichnung sollte
Angaben über die Art des Abfalls und den Hinweis „Inhalt kann krebserzeugende Faserstäube freisetzen“ enthalten [8].
21
Mineralfasern
Literatur
[1] Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung –
GefStoffV) (BGBl. I S 1643); 26. November 2010.
[2] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 905: Verzeichnis krebserzeugender, erbgutverändernder oder fortpflanzungsgefährdender Stoffe;
Juli 2005.
[3] VDI 3866, Blatt 5: Bestimmung von Asbest in technischen Produkten.
Rasterelektronenmikroskopisches Verfahren; Oktober 2004.
[4] Zwiener, G.; Handbuch Gebäude-Schadstoffe für Architekten, Sachverständige und Behörden; Verlagsgesellschaft Rudolf Müller; 1997.
[5] Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft: Umgang mit MineralwolleDämmstoffen; 2002.
[6] Bundesgesundheitsamt: Vom Umgang mit Mineralfasern. Eine Informationsschrift des Bundesgesundheitsamtes; 1994.
[7] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 521: Abbruch-, Sanierungs- und
Instandhaltungsarbeiten mit alter Mineralwolle; 2008.
[8] Abfallverzeichnis-Verordnung vom 10. Dezember 2001 (BGBl. I S. 3379),
die zuletzt durch Artikel 7 des Gesetzes vom 15. Juli 2006 (BGBl. I S. 1619)
geändert worden ist.
22
Anorganische Gase
2.1.3 Anorganische Gase
Die wichtigsten Schadstoffe aus der Stoffgruppe der anorganischen
Gase sind Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Ozon, Schwefeldioxid und
Stickoxide.
Kohlendioxid (CO2) entsteht beim Verbrennen organischen Materials
und wird beim Atmen freigesetzt. Der Hygieniker Max von Pettenkofer
hat bereits vor 150 Jahren Kohlendioxid als wichtige Leitkomponente
für die Beurteilung der Raumluftqualität angesehen [1].
Die Ad-hoc-Arbeitsgruppe der Innenraumlufthygienekommission und
der Obersten Landesgesundheitsbehörden (Ad-hoc AG IRK/AOLG)
hat Leitwerte für Kohlendioxid in der Innenraumluft vorgelegt. Als „hygienisch unbedenklich“ gelten CO2-Konzentrationen bis 1000 ppm.
„Hygienisch auffällig“ sind CO2-Konzentrationen von 1000 bis 2000
ppm. Darüber hinausgehende Konzentrationen sind „hygienisch inakzeptabel“ und erfordern ein sofortiges Lüften [2], [8]. Für die Messung
der CO2-Konzentration gibt es unterschiedliche Verfahren [9].
Kohlenmonoxid kommt in geringen Mengen in der Atmosphäre vor.
Die größten Quellen sind unvollständige Verbrennungen fossiler Kraftstoffe (Verkehr, Industrie, Kraft- und Heizwerke). Es gelangt besonders
in Ballungsräumen an verkehrsreichen Straßen mit der Außenluft beim
Lüften in Innenräume. In geschlossenen Räumen ist Tabakrauch die
wesentliche Emissionsquelle [8]. In Parkhäusern ist die Konzentration von Kohlenmonoxid ebenfalls oft stark erhöht. Kohlenmonoxid ist
farb-, geruch- und geschmacklos und reizt die Atemwege nicht, ist
aber giftig. Beim Einatmen reagiert CO mit dem Hämoglobin im Blut
und beeinträchtigt den Transport von Sauerstoff. Der daraus resultierende Sauerstoffmangel kann z. B. zu Kopfschmerzen und Schwindel führen [3]. Der Arbeitsplatzgrenzwert für CO liegt bei 33 mg/m³ [4].
23
Anorganische Gase
Stickstoffoxide ist eine Sammelbezeichnung für die Oxide des Stickstoffs (zusammenfassende Formel: NOx). Die wichtigsten Stickoxidquellen sind mikrobiologische Umsetzungen im Boden sowie Verbrennungsvorgänge bei Kraftwerken, Kraftfahrzeugen und industriellen
Hochtemperaturprozessen. In Innenräumen werden Stickoxide vor
allem durch offene Feuerstellen (z. B. Gasherde, Durchlauferhitzer,
Petroleumlampen oder Kerzen) und durch Tabakrauch verursacht
[8]. Stickstoffdioxid fordert bei lang andauernder und erhöhter Einwirkung das Entstehen von Atemwegserkrankungen [3], [5]. Verfahren
zur Messung von NOx werden im VDI 4300, Blatt 5 vorgestellt [10].
Ozon (O3) kann beim Gebrauch von älteren Bürogeräten, z. B. Kopierern, in die Raumluft emittieren. Bei hochsommerlichen Wetterlagen
gelangt in der Außenluft gebildetes Ozon durch Lüften auch in Innenräume. In der Regel wird Ozon im Innenraum rasch abgebaut. Keine
Gefahr besteht laut EU-Richtlinie für die Gesundheit durch Ozon unter einem Gehalt von 110 µg/m3. Als negative Auswirkungen sind Reizungen der Atemwege und Kopfschmerzen beschrieben [6], [7], [8].
Literatur
[1] Pettenkofer: Besprechung allgemeiner auf die Ventilation bezüglicher Fragen. Über den Luftwechsel in Wohngebäuden; J.G. Cottaische Buchhandlung; München; 1858.
[2] Mitteilungen der Ad-hoc-Arbeitsgruppe Innenraumrichtwerte der Innenraumlufthygiene-Kommission des Umweltbundesamtes und der Obersten
Landesgesundheitsbehörden: Gesundheitliche Bewertung von Kohlendioxid
in der Innenraumluft; Bundesgesundheitsblatt – Gesundheitsforschung – Gesundheitsschutz · 51:1358–1369; 2008.
[3] Schwister, K.: Taschenbuch der Umwelttechnik; Carl Hanser Verlag GmbH
& CO. KG; 2009.
[4] Umweltbundesamt – Fachgebiet II 4.2 Beurteilung der Luftqualität: Informationsblatt Kohlenstoffmonoxid; Dezember 2010.
24
Anorganische Gase
[5] Umweltbundesamt – Fachgebiet II 4.2 Beurteilung der Luftqualität: Stickstoffoxide; Dezember 2010.
[6] Umweltbundesamt – Fachgebiet II 4.2 Beurteilung der Luftqualität: Informationsblatt Ozon; Dezember 2010.
[7] Umweltbundesamt – Fachgebiet II 4.2 Beurteilung der Luftqualität: Luftund Luftreinhaltung Ozon; 2011.
[8] Pluschke, P.: Luftschadstoffe in Innenräumen: Ein Leitfaden; Springer Berlin Heidelberg; 1996.
[9] VDI 4300, Blatt 9: Messstrategie für Kohlendioxid (CO2); 2005.
[10] VDI 4300, Blatt 5: Messstrategie für Stickstoffdioxid (NO2); 2000.
25
Radon
2.1.4 Radon
Radon ist ein natürlich vorkommendes, radioaktives Edelgas. Es entsteht durch den Abbau natürlicher radioaktiver Elemente in der Erdkruste und diffundiert an die Oberfläche. Die Radonbelastung in einem Gebiet hängt daher immer von den geologischen Bedingungen
ab [1], [2].
Allgemein geht ein Großteil der Strahlenbelastung des Menschen auf
natürliche Quellen zurück, wobei Radon und seine Folgeprodukte
etwa 50 Prozent der Belastung ausmachen. Weitere wichtige Strahlenquellen sind die Höhenstrahlung und sonstige radioaktive Materialien im Erdboden, die daher auch in geringen Mengen in Baumaterialien, Wasser und Erdgas vorkommen [3].
Radon dringt durch das Gestein vor allem in die Kellerräume ein und
verteilt sich dann im ganzen Haus. Radon als nicht reaktives Edelgas wird zum Großteil wieder ausgeatmet, die durch den radioaktiven
Zerfall entstehenden Folgeprodukte können jedoch im Bronchialbereich verbleiben und sind daher besonders gefährlich. Die Folgeprodukte des Radonzerfalls sind die Schwermetalle Blei, Wismut und
Polonium [4].
Zur Messung der Radonkonzentration in der Luft kann z. B. das Aktivkohlemessverfahren genutzt werden. Radongas lagert sich dabei an
der Oberfläche von Aktivkohle an, die anschließend mittels der Gammaspektrometrie ausgewertet wird [5].
Die beste und einfachste Maßnahme gegen die Belastung der Innenraumluft mit Radon ist das Lüften. Wird in Wohnräumen eine durch
Radon verursachte Strahlenbelastung von mehr als 400 Bq/m3 gemessen, werden bauliche Sanierungsmaßnahmen dringend empfohlen. Dazu gehören gasdichte Anstriche für Böden und Wände oder die
Zwangsbelüftung der Kellerräume [6], [7].
26
Radon
Literatur
[1] Albrecht, E.: Radon in Häusern. In: Umweltgerecht sanieren und bauen;
Fachtagung am LFU, 27.10.2009.
[2] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und
Bundesamt für Strahlenschutz (Hrsg.): Radon-Handbuch Deutschland. Verlag für Neue Wissenschaft GmbH; Bremerhaven; 2001.
[3] Gertis, K.: Radon in Gebäuden; Fraunhofer IRB Verlag; 2008.
[4] Deutsche Strahlenschutzkommission: Strahlenschutzgrundsätze zur Begrenzung der Strahlenexposition durch Radon und seine Zerfallsprodukte in
Gebäuden. In: Bundesanzeiger Nr. 155; 18. August 1994.
[5] DIN 25706–2: Passive Radonmessverfahren, Teil 2; Aktivkohlemessverfahren; November 1994.
[6] Radon-Merkblätter zur Senkung der Radonkonzentration in Wohnräumen;
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit; 2004.
[7] Pluschke, P.: Luftschadstoffe in Innenräumen: Ein Leitfaden; Springer Berlin Heidelberg; 1996.
27
Schwermetalle
2.1.5 Schwermetalle
Als Schwermetalle werden trotz des Fehlens einer eindeutigen
wissenschaftlichen Definition i. d. R. Metalle mit einer Dichte über
5 g/cm³ bezeichnet. In Innenräumen sind vor allem Blei, Kupfer, Quecksilber, Cadmium, Nickel, Chrom, Eisen, Mangan und Zinn relevant.
Vorkommen/Quellen
Schwermetalle können über verschiedene Quellen in Innenräume eingebracht werden. Schwermetalle gelangen z. B. durch den Abrieb von
Fahrzeugreifen in die Atmosphäre und damit in die Innenraumluft. Im
Innenraum werden Schwermetalle bei Schleif- und Sägearbeiten frei,
wenn das bearbeitete Material schwermetallhaltig ist. Kleine Partikeln
der Schwermetalle werden als Staub eingeatmet oder oral aufgenommen. Fehlbodenschüttungen aus alter Schlacke, Teppichböden, PVCProdukte (z. B. Blei als Stabilisator), Flammschutzmittel in Textilien,
Farbpigmente, Rostschutzfarbe, Holzschutzmittel, Rattengift, Fieberthermometer, Energiesparlampen (Quecksilber), Batterien und andere Produkte des täglichen Gebrauchs können weitere Schwermetallquellen sein [1], [2].
Stark schwermetallhaltige Schlacke
in einer Hofeinfahrt
28
Schwermetalle
Nachweis
Zur Untersuchung von Innenräumen auf eine Schwermetallbelastung
sollten Frischstaubproben (Alter ca. sieben Tage) entnommen [3] und
über eine Elementanalyse (z. B. Optische Emissionsspektrometrie)
analysiert werden [4]. Auch direkte Materialanalysen an verdächtigen
Stoffen, z. B. Schlacken, sind üblich.
Bewertung
Schwermetalle sind nicht biologisch abbaubar und können sich daher
in der Lebensmittelkette sowie im menschlichen Körper anreichern.
Eine gesundheitliche Bewertung ist je nach Art des Schwermetalls
und seiner Erscheinungsform (z. B. als Oxid) differenziert vorzunehmen. Grundsätzlich spielt in Innenräumen die chronische Belastung
mit Schwermetallen eine größere Rolle als eine akute Toxizität. Es
können Schädigungen des Nerven- und Immunsystems, Leberschädigungen, Blutveränderungen, Allergien auftreten. Auch eine krebserzeugende Wirkung wird für manche Spezies der Schwermetalle Arsen,
Blei, Chrom, Cadmium, Cobalt, Nickel, Quecksilber angenommen [1].
Dementsprechend sind die Technischen Regeln für Gefahrstoffe zu
beachten [5], [6], [7].
Literatur
[1] Stache, A.: Anorganische Schadstoffe: Blei, Kupfer, Quecksilber. In: Schadstoffe in Innenräumen und an Gebäuden. Erfassen, bewerten, beseitigen; Gesamtverband Schadstoffsanierung GbR (Hrsg.); Verlagsgesellschaft Rudolph
Müller; 2010.
[2] Riehm, G.: Schwermetalle im Innenraum; 1994.
[3] Umwelt-Survey Band IIIa, Wohn-Innenraum: Spurenelementgehalte im
Hausstaub; WaBoLu-Hefte 2/1991.
[4] DIN EN ISO 11885: Wasserbeschaffenheit – Bestimmung von ausgewählten Elementen durch induktiv gekoppelte Plasma-Atom-Emissionsspektrometrie (ICP-OES); September 2009.
29
Schwermetalle
[5] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 505: Blei; Februar 2007.
[6] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 618: Ersatzstoffe und Verwendungsbeschränkungen für Chrom(VI)-haltige Holzschutzmittel; Ausgabe: Dezember 1997.
[7] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 900; Arbeitsplatzgrenzwerte;
zuletzt geändert und ergänzt: GMBl 2011 S. 193-194 [Nr. 10]; Januar 2006.
30
Formaldehyd
2.2 Organische Schadstoffe
2.2.1 Formaldehyd
Grundlagen
Formaldehyd (Methanal) H2CO gehört zur Stoffgruppe der Aldehyde.
Es liegt bei Raumtemperatur immer gasförmig vor und zeichnet sich
durch einen säuerlich-stechenden Geruch aus. Formaldehyd zersetzt
sich unter Sonneneinstrahlung (UV-Licht) innerhalb weniger Stunden.
In Innenräumen fehlt dieser Abbaumechanismus.
Vorkommen
Formaldehyd ist ein wichtiger industrieller Grundstoff zur Herstellung
von Kunstharzen und anderen Produkten [1]. Wichtigste Anwendung
findet Formaldehyd bei der Herstellung von Bindemitteln (Aminoplasten: Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze) für
Holzwerkstoffe. Laut ETB-Formaldehyd-Richtlinie (April 1980) dürfen
nur noch Holzwerkstoffe, die kein (E0) oder wenig (E1: Ausgleichskonzentration in der Prüfkammer unter 0,1 ppm) Formaldehyd enthalten, in Verkehr gebracht werden [2]. Nach DIN EN 717-3 bedeutet
dies, dass Materialproben weniger als 100 mg/kg Formaldehyd enthalten dürfen (Perforatorwert Trockensubstanz) [3]. Das Umweltzeichen „Blauer Engel“ wird an Holzwerkstoffe vergeben, die weniger als
45 mg/kg Formaldehyd enthalten [5].
Formaldehyd kann als Konservierungs- und Bindemittel auch in Klebstoffen, Lacken, Parkettversiegelungen, Bodenbelägen, Textilien, Tapeten, Dämmmaterialien, Ortschäumen und Gebrauchsgegenständen
aus Melaminharzen enthalten sein [4]. Desinfektionsmittel, Körperpflegeprodukte und Tabakrauch sind weitere wichtige Formaldehydquellen [5].
Formaldehyd kann über zwei Mechanismen freigesetzt werden. Beim
technischen Herstellungsprozess ist es erforderlich, einen Überschuss
31
Formaldehyd
an Formaldehyd einzusetzen. Das freie Formaldehyd kann in der
ersten Zeit nach der Herstellung entweichen. Dauerhaft wird Formaldehyd durch die Reaktion der Kunstharzverbindungen mit Wasser freigesetzt. Hierbei findet eine Zersetzung statt (hydrolytische Spaltung),
die ein Freisetzen der Ausgangskomponente Formaldehyd zur Folge
hat. Dieser Mechanismus kann so lange eine Rolle spielen, wie noch
freies Formaldehyd in dem Gegenstand vorhanden ist [1], [6].
Eine Raumluftbelastung durch Formaldehyd wird daher durch folgende Faktoren bestimmt:
• Art der bei den eingesetzten Holzwerkstoffplatten verwendeten
Bindemittel und ihre Neigung zur Formaldehydfreisetzung
• Raumbeladung: Oberfläche der Holzwerkstoffe im Verhältnis
zum Raumvolumen
• Raumklimatische Bedingungen: höhere Temperatur und Luftfeuchtigkeit lassen die Formaldehydabgabe steigen.
• Luftwechselrate: je geringer die Luftwechselrate, desto höher die
Raumluftbelastung
Nachweis
Zur Messung der Raumluftbelastung sollten die Fenster und Türen
des betroffenen Raumes mindestens acht Stunden vor der Messung
geschlossen gehalten werden. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind
sehr genau zu dokumentieren, da die Konzentration von Formaldehyd in der Raumluft sehr abhängig von diesen raumklimatischen Bedingungen ist. Die Probenahme erfolgt auf einer DNPH-Kartusche [7],
[8]. Vor-Ort-Messungen der Formaldehydkonzentration in der Raumluft sind möglich, allerdings weniger genau.
Wenn bestimmte Materialien auf ihren Formaldehydgehalt geprüft
werden sollen, muss ein Prüfkörper von ca. 25 cm² zur Verfügung gestellt werden (mind. 50 g Probematerial).
32
Formaldehyd
Bewertung
Formaldehyd reizt Augen und Atemwege und kann allergische Reaktionen hervorrufen. Vom Bundesinstitut für Risikobewertung wird es als
krebserregend eingestuft [9]. Die Aufnahme erfolgt vor allem inhalativ. Je
nach individueller Empfindlichkeit können die Wahrnehmungsschwellenwerte sehr unterschiedlich ausfallen. Geruchswahrnehmung, Augenreizungen, Schleimhautreizungen und damit eine Beeinträchtigung
des Wohlbefindens kann ab 60µg/m³ (0,05 ppm) erfolgen. Atemwegsreizungen werden ab 120 µg/m³ beobachtet [9]. Das Bundesgesundheitsamt empfiehlt, dass die Raumluftkonzentration an Formaldehyd 120 µg/m³ (0,1 ppm) nicht überschreiten soll (Eingreifwert) [11].
Sanierung
Wenn in einem Raum eine erhöhte Formaldehydkonzentration vorliegt, sollte die Primärquelle identifiziert werden. Wenn es sich um
ein neues Möbelstück handelt, kann die Emission nach wenigen Tagen abklingen, sobald das überschüssige Formaldehyd aus dem Herstellungsprozess ausgetreten ist. Bei längerfristiger Abgabe sollte die
Quelle bevorzugt entfernt werden und nur wenn dies nicht möglich ist,
mit einer geeigneten Folie oder Anstrichstoffen dampfdicht belegt werden. Eine Abdichtung der Austrittsflächen bei Möbeln ist in Einzelfällen möglich. Der Erfolg der Maßnahme hängt wesentlich von der Vollständigkeit der Abdichtung ab.
Kurzfristige Maßnahmen zur Absenkung der Formaldehydkonzentration in Innenräumen sind das Absenken der Raumtemperatur und Luftfeuchte, eine Erhöhung der Luftwechselrate (Lüften) und die Nutzung
von raumlufttechnischen Anlagen [1], [6], [12].
Literatur
[1] Kruse, H.; Formaldehyd. In: Innenraumbelastungen – Erkennen – Bewerten
– Sanieren, Friedhelm Diehl (Hrsg.); Wiesbaden und Berlin; Bauverlag; 1993.
33
Formaldehyd
[2] DIN 717-3: Holzwerkstoffe - Bestimmung der Formaldehydabgabe, Teil 3:
Formaldehydabgabe nach der Flaschen-Methode; 1996.
[3] DIBt-Richtlinie 100 – Klassifizierung und Überwachung von Holzwerkstoffplatten, bauaufsichtliche Einführung; 1994.
[4] Freisetzung von Melamin und Formaldehyd aus Geschirr und Küchenutensilien; Stellungnahme Nr. 012/2011 des BfR vom 09.03.2011.
[5] Bremer Umweltinstitut e.V.: Gift im Holz; 1997.
[6] Scholz, H.: Formaldehyd – immer noch aktuell: Vorkommen, Analytik, Bewertungsmaßstäbe, rechtliche Bestimmungen. In: Innenraumbelastungen Erkennen – Bewerten – Sanieren, Friedhelm Diehl (Hrsg.); Wiesbaden und
Berlin; Bauverlag; 1993.
[7] DIN EN ISO 16000-2: Probenahmestrategie für Formaldehyd; 2006.
[8] DIN ISO 16000-3: Innenraumluftverunreinigungen – Messen von Formaldehyd und anderen Carbonylverbindungen; 2002.
[9] Bundesinstitut für Risikobewertung: Toxikologische Bewertung von
Formaldehyd; Stellungnahme des BfR Nr. 26/2006 vom 30. März 2006.
[10] Bundesinstitut für Risikobewertung: Krebserregende Wirkung von eingeatmetem Formaldehyd hinreichend belegt; Pressemitteilung; 14/2006.
[11] Empfehlung des Umweltbundesamtes: Krebserzeugende Wirkung von
Formaldehyd – Änderung des Richtwertes für die Innenraumluft von 0,1 ppm
nicht erforderlich – In: Bundesgesundheitsblatt – Gesundheitsforschung – Gesundheitsschutz 49, Nr. 11, S. 1169; 2006.
[12] Pluschke, P.: Luft-Schadstoffe in Innenräumen – Ein Leitfaden; Springer
Verlag Berlin Heidelberg New York; 1996.
34
VOC
2.2.2 Leichtflüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOC)
Als leichtflüchtige organische Kohlenwasserstoffe (volatile organic
compounds – VOC) werden laut Weltgesundheitsorganisation alle
Stoffe bezeichnet, die einen Siedebereich unter 290° C haben [1]. Aufgrund des daraus resultierenden hohen Dampfdruckes gehen diese
Stoffe auch bei Raumtemperatur in die Gasphase über und können
dort inhalativ aufgenommen werden.
Tabelle 2: Leichtflüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOC)
Sehr flüchtige org. Verbindungen
VVOC
< 0 ° C – 100 ° C
VOC
100 ° C – ca. 290 ° C
Schwerflüchtige org. Verbindungen
SVOC
290 ° C – 380 ° C
Staubgebundene org. Verbindungen
POM
> 380 ° C
Flüchtige org. Verbindungen
VOC werden sowohl durch „menschliche“ (anthropogene) als auch
durch natürliche (biogene) Quellen emittiert. Zu den anthropogenen Quellen zählen z. B. die Verdunstung von Lösemitteln aus Lacken, Reinigungsmitteln, Klebern etc., Tabakrauch oder Emissionen
aus dem Straßenverkehr. Biogen werden VOC z. B. durch Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen produziert (mikrobiologisch erzeugt
leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe MVOC). VOC können oft durch den
Menschen schon in geringen Konzentrationen sensorisch wahrgenommen werden (Geruch, Reizerscheinungen). Toxische Effekte treten i. d. R. erst bei deutlich höheren Konzentrationen auf [2].
Die Bewertung des VOC-Gehaltes in der Innenraumluft ist aus verschiedenen Gründen schwierig. Zum einen gibt es z. T. keine gesicherten medizinischen Erkenntnisse über toxikologische Wirkungen
der Einzelsubstanzen und zum anderen ist die Wirkung von Gemi-
35
VOC
schen generell schwieriger zu beurteilen als der Einfluss eines einzelnen Stoffes. Zudem hängen die gefundenen Raumluftkonzentrationen
stark von der Art der Probenahme und der verwendeten Analytik ab,
sodass ein standardisiertes Bewertungsschema nur schwer angewendet werden kann. Deshalb stehen keine gesetzlich bindenden Richtwerte, sondern lediglich Orientierungswerte zur Verfügung. Wichtig ist
vor allem der Summenparameter über alle nachweisbaren VOC, der
sogenannte TVOC (total volatile organic compounds) [3].
Die VOC-Emissionen von neuen Bauprodukten und Einrichtungsgegenständen verringern sich im Laufe der Zeit. Durch den Einsatz von
höher siedenden Stoffen, statt der gängigen leichtflüchtigen Lösemittel („lösemittelfrei“), reduziert sich zwar die Konzentration an flüchtigen Stoffen in der Raumluft, es verlängert sich aber andererseits die
Zeitspanne, in der mit relevanten Emissionen zu rechnen ist. Es hängt
vom Charakter der einzelnen Verbindung, der Lüftungsintensität und
Raumtemperatur ab, wie lange eine erhöhte Konzentration an flüchtigen Substanzen im Raum vorhanden ist.
Nachweis
Die Proben sollten gemäß den allgemeinen Grundsätzen zur Probenahme gemäß DIN EN ISO 16000-1 genommen werden [4].
In DIN ISO 16000-5 wird die Probenahmestrategie für leichtflüchtige organische Verbindungen beschrieben. Die Probenahme auf VOC erfolgt z. B. auf Aktivkohle (anschließende Lösemittelextraktion) oder Tenax (anschließende Thermodesorption) [5].
Die Analyse wird i. d. R. gaschromatographisch durchgeführt.
Bewertung
Verbindliche Innenraumrichtwerte gibt es bisher nur für wenige VOCs.
Sie werden von der Ad-hoc-Arbeitsgruppe aus Mitgliedern der Innenraumlufthygiene-Kommission (IRK) beim Umweltbundesamt sowie
der Arbeitsgemeinschaft der Obersten Landesgesundheitsbehörden
36
VOC
(AOLG) veröffentlicht. Grundlage ist ein 1996 im Bundesgesundheitsblatt veröffentlichtes „Basisschema“. [8].
Die Ad-hoc Arbeitsgruppe veröffentlichte darüber hinaus 1999 ein Leitschema zur Beurteilung der Innenraumluftqualität mithilfe der Summe der flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC-Wert) [9]. Darin
wird eine TVOC-Konzentration von 300 µg/m³ als Zielwert definiert. In
Räumen, die für einen längerfristigen Aufenthalt bestimmt sind, sollten Werte von über 3000 µg/m³ auf Dauer nicht überschritten werden.
Tabelle 3: Basisschema für den Gesamtgehalt an leichtflüchtigen
Kohlenwasserstoffen in der Innenraumluft [7], [8]
Substanzklasse
Zugebilligter Beitrag an
TVOC [µg/m³]
Alkane
100
Aromatische KW
50
Terpenoide
30
Halogenierte KW
30
Ester
20
Carbonyle (außer Formaldehyd)
20
andere
50
SUMME TVOC
300
Eine weitere Bewertungsgrundlage ist das im BIA-Report 2001 vorgestellte aktuelle VOC-Modell, welches von H. Scholz vorgeschlagen
wurde. Auf der Basis der Häufigkeitsverteilung zum Vorkommen von
VOC bei Messungen in 458 „Verdachtsräumen“ wurden die in nachfolgender Tabelle aufgeführten Ziel- und Richtwerte abgeleitet. Als
Zielwert wurden dabei näherungsweise die 50-Perzentilwerte und als
Richtwerte die 90- bzw. 95-Perzentilwerte oder die doppelten Mediawerte verwendet [10].
37
38
5
25
5
5
5
5
10
5
5
5
<1
Benzol
Toluol
ά-Pinan
3-Caren
n-Hexanal
n-Nonanal
n-Butanol
2-Ethylhexanal
2-Butoxyethanol
2-PheNOxyethanol
4-Phenyl-1-cyclohexan
Summe der TVOC*
Zielwert
µg/m³
Chemische
Einzelverbindung
5
25
25
10
25
15
25
50
100
100
10
Richtwert
µg/m³
Tabelle 4: VOC-Modell nach H. Scholz
Sonstige
Propylenglykole/-ether
Ethylenglykole/-ether
200
20
10
20
20
20
Aldehyde C5 -C10
Alkohole
10
10
20
50
50
Zielwert
µg/m³
Ester und Ketone
Chlorierte Kohlenwasser-stoffe
Terpene/Sesquiterpene
Aromatische Kohlenwas-serstoffe
Alkane und Alkene
Chemische
Verbindungsklassen
1.000
50
50
50
50
50
100
50
200
200
200
Richtwert
µg/m³
VOC
VOC
Literatur
[1] WHO Indoor Air Quality: organic pollutants. Euro Reports and Studies No.
111. Copenhagen: World Health Organisation, Regional Office for Europe;
1989.
[2] Hott, U., Schleibinger, H., Marchl, D., Braun, P.: Konzentrationsänderungen von VOC in Innenräumen im Zeitraum von 1989 – 2003 – Konsequenzen
für statistisch basierte Bewertungsmodelle. In: Arbeitsgemeinschaft Ökologischer Forschungsinstitute (AGÖF): Ergebnisse des 7. Fachkongresses der
Arbeitsgemeinschaft Ökologischer Forschungsinstitute (AGÖF) am 4. und 5.
März 2004 in München; 69–80; 2004.
[3] Clemens-Ströwer M.: Flüchtige organische Verbindungen. In: Schadstoffe in Innenräumen und an Gebäuden: erfassen – bewerten – beseitigen; Gesamtverband Schadstoffsanierung GbR (Hrsg.); Verlagsgesellschaft Rudolph Müller; 2010.
[4] DIN EN ISO 16000-1: Innenraumluftverunreinigungen, Teil 1: Allgemeine
Aspekte der Probenahmestrategie; 2006.
[5] DIN EN ISO 16000-5: Innenraumluftverunreinigungen, Teil 5: Probenahmestrategie für flüchtige organische Verbindungen (VOC); 2007.
[6] VDI 2100 – Blatt 2 E: Aktive Probenahme durch Anreicherung auf Aktivkohle – Lösemittelextraktion; 2008.
[7] VDI 2100 – Blatt 3: Aktive Probenahme durch Anreicherung auf Sorbenzien – Thermodesorption; 2002.
[8] Ad-hoc Arbeitsgruppe: Richtwerte für die Innenraumluft: Basisschema,
Bundesgesundheitsblatt 39, 11; S. 422–4269; 1996.
[9] Seifert, B.: Richtwerte für die Innenraumluft – Die Beurteilung der Innenraumluftqualität
Verbindungen
mithilfe
(TVOC-Wert).
der
Summe
der
flüchtigen
Bundesgesundheitsblatt
organischen
42:
270-278;
[10] 1999 BIA-Report 4/2001, Grenzwertliste 2000 (Hrsg.): Hauptverband der
gewerblichen Berufsgenossenschaft.
[11] Witthauer, Horn, Bischof, Raumluftqualität, Karlsruhe; 1993.
39
PAK
2.2.3 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK
Grundlagen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) ist die Sammelbezeichnung für eine Stoffgruppe, die aus über hundert Einzelverbindungen besteht. Ihr Molekülgerüst besteht aus mehreren miteinander
verbundenen Benzolringen. Viele Vertreter der PAK weisen ein krebsauslösendes (kanzerogenes) Potenzial auf. Insbesondere Benzo(a)
pyren (BaP) gilt als eindeutig kanzerogen und wird daher als Leitkomponente definiert.
Da es zu aufwendig ist, jeweils alle PAK zu analysieren, hat die amerikanische Bundesumweltbehörde (Environmental Protection Agency EPA) in den 1980er-Jahren 16 Substanzen in die Liste der „Priority Pollutants“ aufgenommen. Diese 16 EPA-PAK werden seitdem
hauptsächlich und stellvertretend für die ganze Stoffgruppe analysiert:
Naphthalin, Acenaphthylen, Acenaphthen, Fluoren, Phenanthren, Anthracen, Fluoranthen. Pyren, Benzo(a)antracen, Chrysen, Benzo(b)
fluoranthen, Ben-zo(k)fluoranthen, Benzo(a)pyren, Dibenzo(a,h,)anthracen, Indeno(1,2,3-cd)pyren und Ben-zo(g,h,i)perylen [1].
Vorkommen
PAK entstehen bei allen Verbrennungsvorgängen, die unvollständig
ablaufen. Man findet sie daher in Ruß nach Bränden, Tabakrauch, Abfallverbrennungsgasen, Autoabgasen, Emissionen vieler industrieller
Prozesse, Kamin-/Grillrauch. Auch als Rückstand aus Herstellungsprozessen können PAK in unterschiedlichen Produkten des täglichen
Lebens vorhanden sein.
PAK sind zudem Bestandteil fossiler Brennstoffe (Erdöl, Kohle, Naturasphalt) und daraus hergestellten Werkstoffen/Produkten, wie z. B.
Klebstoffen oder Dichtungsmassen. Insbesondere einige Kunststoffgegenstände, die PAK-haltige Weichmacheröle enthalten, können
hiervon betroffen sein [2].
40
PAK
Wichtig ist die Unterscheidung von Teer und Bitumen. Beide Werkstoffe sind durch Konsistenz, Farbe und Geruch kaum zu unterscheiden. Teer ist ein Rückstand bei der Kohleveredelung und enthält einen hohen Anteil an PAK ( >100 mg/kg PAK in der Trockensubstanz).
Verwendung fanden teerhaltige Produkte z. B. als Abdichtungen
(Dachpappen, teerhaltige Anstriche im Außenbereich), als Isolierstoffe (Teerkork), Bodenbeläge (Asphaltfußbodenplatten) oder im Außenbereich als Einfahrts- oder Straßenbaustoff. Unter alten Parkettböden
finden sich oft PAK-haltige Teer-Klebstoffe. Auch als Holzschutzmittel
wurden Teeröle eingesetzt.
Bitumen entsteht als Rückstand bei der schonenden Aufarbeitung von
Erdölen und enthält wenig PAK (< 100mg/kg) und keine Phenole. Es
setzt sich aus einem hochmolekularen Kohlenwasserstoffgemisch zusammen und ist aufgrund seines deutlich geringeren PAK-Gehaltes
unproblematischer in der Entsorgung und gesundheitlichen Relevanz.
Nachweis
In der Abbildung ist zu sehen, dass visuell nicht zwischen teer- und bitumenhaltiger Probe unterschieden werden kann. Erst die Chromatogramme zeigen den großen Unterschied beider Bindemittel. Charakteristisch sind die zahlreichen, breitgestreuten Peaks der polyzyklischen
aromatischen Kohlenwasserstoffe im Teer. Diese Verbindungen
sind im Bitumen nur in geringen Konzentrationen enthalten. In Bitumen dominiert
der Anteil an Kohlenwasserstoffen verschiedener Kettenlängen.
Zur Untersuchung von festen Materialien auf PAK, z. B. zu entsorgende StofLinks: teerhaltiges Material
Rechts: bituminöses Material
fe, werden diese mit dem Lösemittel
(nicht unterscheidbar)
n-Hexan extrahiert und anschließend im
Gaschromatographen/Massenspektrometer (GC/MS) analysiert. Eine
Quantifizierung erfolgt mittels externen Standards.
41
PAK
In noch genutzten Räumen kann die Analyse der Raumluft auf ihren
PAK-Gehalt hin sinnvoll sein. Ein definiertes Luftvolumen wird über ein
entsprechendes Nachweis Probenahmemedium gezogen. Die adsorbierten PAK können anschließend extrahiert und mittels GC/MS analysiert werden [3].
Da schwerflüchtige PAK an Staubteilchen adsorbieren, kann auch
eine Staubprobe eine Methode zur Bewertung der Innenraumbelastung sein [4].
Nach Brandereignissen können PAK als Leitparamter zur Gefährdungsbeurteilung durch Brandfolgeprodukte mittels Wischproben
nachgewiesen werden. Die PAK lagern sich auf Oberflächen an und
kennzeichnen so den Verteilungspfad der Schadstoffe, die bei einem
Brand entstanden sind [5].
Bewertung
Fast alle PAK, die aus mehr als vier Benzolringen bestehen, sind nachweislich krebserregend (kanzerogen), erbgutverändernd (mutagen)
und immunschädigend (immuntoxisch). Bei der Untersuchung von
Proben werden zwei Kriterien bewertet: Die Summe der 16 von der
EPA ausgewählten Verbindungen und der Gehalt von Benzo[a]pyren
(BaP) als Einzelsubstanz. Materialien und Zubereitungen, die mehr als
50 mg/kg B(a)P enthalten, sind nach der TRGS 905 als krebserzeugend und erbgutverändernd zu bewerten [6].
Vereinfachte Strukturformel von
Benzo[a]pyren B(a)P
Für Naphthalin, das kleinste PAK-Molekül, in der Innenraumluft wurden von der Ad-hoc-Arbeitsgruppe Richtwerte definiert [7]. Ein Naph-
42
PAK
thalin-Gehalt von maximal 2 µg/m³ Luft (Richtwert I) gilt auch bei lebenslanger Exposition als nicht gesundheitsschädlich. Bei einer
Überschreitung des Richtwertes II von 20 µg/m³ Luft sind sofortige expositionsmindernde Maßnahmen einzuleiten.
Vereinfachte Strukturformel von
Naphthalin
Fe
5.60
6.30
Bei Wohnungen oder anderen Räumen, in denen sich Säuglinge und
Kleinkinder über einen längeren Zeitraum regelmäßig mehrere Stunden am Tag aufhalten und in denen nutzungsbedingt Expositionen
über Staub zu erwarten sind, dürfen die Hausstaubkonzentrationen
10 mg B(a)P/kg Frischstaub nicht überschreiten [8].
Nach Bränden, bei denen immer auch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe entstehen, werden PAK als Leitsubstanz für die Verbreitung von Schadstoffen aus dem Brand und als Maßstab für die Sanierungsbewertung herangezogen. Hierzu werden Wischproben von
Oberflächen entnommen und auf ihren flächenbezogenen PAK-Gehalt
analysiert. Als Sanierungsziel wurde vom Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft eine Oberflächenbelegung von 10 µg/
m² definiert [5].
Sanierung
Wenn eine hohe PAK-Belastung in Innenräumen vorliegt, können als
vorläufige Maßnahmen bis zur Sanierung folgende Maßnahmen ergriffen werden: Generalreinigung, Erhöhung der Reinigungsintervalle
(feucht), ausreichende Raumbelüftung (regelmäßig), Hautkontakt mit
belasteten Oberflächen vermeiden. Zur Sanierung sollten die belasteten Bauteile entfernt werden. Das Anbringen von diffusionsdichten
Sperrschichten ist ggf. ebenfalls möglich. Sekundär kontaminierte Ein-
43
PAK
richtungsgegenstände sollten gereinigt oder entfernt werden [9]. Bei
allen Sanierungsmaßnahmen muss nach TRGS 551 von den Ausführenden eine geeignete persönliche Schutzausrüstung getragen werden [10].
Bei Parkettböden mit teerhaltigen Klebstoffen gelten sogenannte PAKHinweise [8], die im Jahr 2000 durch die Arbeitsgemeinschaft ARGEBAU (Bauministerkonferenz der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren) veröffentlicht wurden, die
ein Ablaufschema zur Ermittlung der PAK-Belastung in Innenräumen
sowie daraus folgende Maßnahmen beschreiben. Die Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) regelt die gesonderten Anforderungen bei der
Entsorgung gefährlicher Abfälle [11]. Für Kohlenteer und teerhaltige
Produkte gilt der AVV-Abfallschlüssel 170303*. Überschreitet der PAKGehalt (Summe der 16 Verbindungen) den Wert von 100 mg/kg Trockensubstanz, ist beispielsweise Dachpappe als teerhaltig und damit
als gefährlich eingestuft und muss gesondert entsorgt werden. [12]
Literatur
[1] Köhler, M., Weis, N., Zorn, Ch.: Luftgetragene PAK-Belastungen in Innenräumen – Vorkommen, Quellen und Bewertung. In: Umwelt, Gebäude und
Gesundheit. Innenraumhygiene, Raumluftqualität und Energieeinsparung. Ergebnisse des 7. Fachkongresses der Arbeitsgemeinschaft Ökologischer Forschungsinstitute (AGÖF) am 4. und 5. März 2004.
[2] Stache, A.: Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe. In: Schadstoffe in Innenräumen und an Gebäuden, Erfassen – Bewerten – Beseitigen; Gesamtverband Schadstoffsanierung GbR (Hrsg.); Verlagsgesellschaft Rudolph Müller; 2010.
[3] DIN EN ISO 16000 – Blatt 12: Innenraumluftverunreinigungen - Teil 12:
Probenahmestrategie für polychlorierte Biphenyle (PCB), polychlorierte Dibenzo-p-dioxine (PCDD), polychlorierte Dibenzofurane (PCDF) und polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH); 2008.
44
PAK
[4] VDI 4300 – Blatt 8: Probenahme von Hausstaub, 2001.
[5] Richtlinien zur Brandschadenssanierung, VdS 2357; Gesamtverband der
deutschen Versicherungswirtschaft (GDV); 2007.
[6] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 905: Verzeichnis krebserzeugender, erbgutverändernder oder fortpflanzungsgefährdender Stoffe; 2005.
[7] Sagunski, H., Heger W.: Richtwerte für die Innenraumluft: Naphthalin. Bundesgesundheitsblatt-Gesundheitsforschung-Gesundheitsschutz 47, S. 705–
712; 2004.
[8] Hinweise für die Bewertung und Maßnahmen zur Verminderung der PAKBelastung durch Parkettböden mit Teerklebstoffen in Gebäuden (PAK-Hinweise); Projektgruppe Schadstoffe der Fachkommission Bautechnik der
Bauministerkonferenz – Konferenz der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren der Länder (ARGEBAU); 2000.
[9] Sanierung PAK-haltiger Klebstoffe: Handlungsanleitung zum Entfernen
PAK-haltiger Klebstoffe für Holzfußböden; Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft; 5/2010.
[10] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 551: Teer und andere Pyrolyseprodukte aus organischem Material, 1999.
[11] Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (AbfallverzeichnisVerordnung-AVV); 2001.
[12] Sonderabfallgesellschaft Brandenburg Berlin mbH, Merkblatt zur Entsorgung teerhaltiger Dachpappenabfälle; 2010.
Probenahmeköpfe für Analysen auf VOC, SVOC,
Asbest und Schimmelsporen in der Raumluft
45
Phenole
2.2.4 Phenole, Mineralölkohlenwasserstoffe
Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) sind Bestandteil des Erdöls und
daher in Mineral-, Heiz- und Schmieröl sowie in Benzin und Dieselkraftstoffen enthalten. Je nach Molekülgröße und -struktur können
sie sich in ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften und auch in
ihrer mikrobiellen Abbaubarkeit erheblich voneinander unterscheiden.
Es gibt leichtflüchtige und gut abbaubare MKWs sowie schwerlösliche, schwerflüchtige, schwer abbaubare hochmolekulare Verbindungen aus Schmier- und Altölen [1].
Schadensfälle durch Mineralölkohlenwasserstoffe beruhen im Regelfall auf der Verunreinigung von Boden oder Kellerbereichen durch
Benzin, Diesel oder Heizöl. Einige MKW stehen im Verdacht erbgutverändernd und krebsauslösend zu sein. Dennoch ist für die gesundheitliche Bewertung die Raumluftkonzentration an aromatischen Kohlenwasserstoffen wichtiger.
Phenole bestehen aus einem aromatischen Ring und mindestens
einer Hydroxygruppe. Phenole werden unter anderem zur Herstellung
von Kunststoffen (Phenolharze) und wasserfesten Bindemitteln verwendet. Da sie auch fungizid/bakterizid wirken wurden sie auch in
Desinfektionsmitteln und zur Konservierung, z. B. von Leim, Klebstoffen und Tinten eingesetzt. Sie gehören zu den mittel- bis schwerflüchtigen Substanzen und können daher über längere Zeiträume hinweg
ausgasen. Sie haben einen durchdringenden, unangenehmen Geruch, der bereits in geringen Mengen wahrgenommen werden kann
[2]. Sollen Phenole in der Luft gemessen werden, kann eine Raumluftmessung nach DIN ISO 16000-6 durchgeführt werden [3]. Die Probenahme erfolgt z. B. auf TEXAX-Sammelröhrchen, die im Labor nach
thermischer Desorption mit dem GC/MS analysiert werden. Materialproben werden im Labor extrahiert und ebenfalls im GC/MS analysiert [4].
46
Phenole
Literatur
[1] Bayrisches Landesamt für Umweltschutz: 510 – Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW); 2004.
[2] Kirchner D., Pernak P.: Phenole als Ursache für den Fehlgeruch in öffentlichen Gebäuden; Umweltmedizin in Forschung und Praxis 9 (1) 13–19; 2004.
[3] DIN EN ISO 16000 – 6: Innenraumluftverunreinigungen: Bestimmung von
VOC in der Innenraumluft und in Prüfkammern, Probenahme auf Tenax TA,
thermische Desorption und Gaschromatographie mit MS/FID.
[4] Lüders, Christian; Entwicklung von Analysenverfahren und Referenzmaterialien für die Bestimmungvon Phenolen in umweltrelevanten Matrices; Dissertation Humbold-Universität, Berlin; 1999.
47
Holzschutzmittel
2.2.5 Holzschutzmittel
Grundlagen
Unter Holzschutz wird nach DIN 52 175 (Jan. 1975) die Anwendung
aller Maßnahmen verstanden, die eine Wertminderung oder Zerstörung von Holz und Holzwerkstoffen verhüten und damit eine lange
Gebrauchsdauer sicherstellen sollen. Es gibt bauliche und chemische
Holzschutzmaßnahmen (Holzkonservierung). Die Holzkonservierung
ist das Behandeln von Holz zum Schutz vor allem vor tierischen und
pflanzlichen Schädlingen; aber auch zur Herabsetzung der Entflammbarkeit.
Es wurde eine Vielzahl von Holzschutzmitteln für die jeweiligen Anwendungszwecke entwickelt. Die heute üblichen bestehen meistens
aus Kombinationen unterschiedlicher Holzschutz-Wirkstoffe, gelöst in
Wasser oder organischen Lösungsmitteln. Sie enthalten meist noch
Netzmittel, Penetrationshilfsmittel, Farbstoffe, Pigmente und Bindemittel.
Es wird grob unterteilt in wasserlösliche Holzschutzmittel (meist anorganische Salze) und sogenannte ölige Holzschutzmittel (meist organische Lösungsmittel). Die größte Gruppe bilden die zu den öligen
Holzschutzmitteln zählenden lösungsmittelhaltigen Verbindungen, die
aus Kombinationen bestimmter Wirkstoffe in organischen Lösungsmitteln bestehen.
Bis vor einigen Jahren wurden dafür vorrangig chlorierte Kohlenwasserstoffe wie z. B. Lindan (Hexachlorcyclohexan) und DDT (1, 1 bis
(p-Chlorphenyl) - 2, 2, 2-Trichlorethan) als Wirkstoff eingesetzt. Die
Verwendung dieser Verbindungen in Holzschutzmitteln ist in der Bundesrepublik Deutschland seit den 1970er-Jahren verboten. Als Insektizide wählt man heute Phosphorsäureester, bestimmte Carbamate
und Pyrethroide. Lösungsmittelhaltige fungizide Wirkstoffe sind z. B.
zinnorganische Verbindungen, Chlornaphthaline und Chlorphenole.
48
Holzschutzmittel
Lindan und DDT sind in die Gefahrenklasse „T“ (giftig) einzustufen. In
den Jahren 1974–78 wurde die Anwendung von Lindan in der Bundesrepublik Deutschland vom Gesetzgeber verboten.
Pentachlorphenol (PCP) wurde seit den 1930er bis in die 1980er-Jahre
als fungizider und herbizider Zusatz in Holzschutzmitteln zur Behandlung tragender Bauteile, aber auch in Farben und Lacken, Textilien,
Tapeten, Teppichen, Leder und bei der Papierherstellung eingesetzt.
Es befindet sich in den obersten 3 bis 5 Millimetern eines behandelten Holzes und kann von dort aus langsam in die Raumluft übergehen.
PCP kann daher ausgehend von der Primärquelle auch in der Raumluft, am Hausstaub und an sekundären Flächen nachgewiesen werden
[1]. Problematisch ist PCP, da es ein starkes Zellgift ist und ist gemäß
der TRGS 905 als krebserzeugend, erbgutverändernd und fruchtschädigend eingestuft wird [2].
Mit der PCP-Verbotsverordnung von 1989 werden die Herstellung, der
Handel und die Verwendung von PCP, und PCP-haltigen Erzeugnissen und Zubereitungen verboten. Laut Gefahrstoffverordnung ist die
Herstellung und Verwendung von Erzeugnissen mit mehr als 5 mg/kg
PCP verboten [3].
Lindan wurde seit den 1950er-Jahren in der Land- und Forstwirtschaft,
im Holzschutz und in der Veterinär- und Humanmedizin (z. B. zur Bekämpfung von Läusen oder Milben) eingesetzt (Holzschutzmittel, Insektizid). Seit 1984 wird Lindan in der Bundesrepublik Deutschland
nicht mehr produziert, seine Verwendung wurde sehr eingeschränkt
[4].
Eine Exposition gegenüber PCP und Lindan in Innenräumen erfolgt
inhalativ durch Ausgasung aus behandelten Holzteilen, durch Hautkontakt mit sekundär kontaminierten Einrichtungsgegenständen, Kleidung und vor allen beim Einatmen von Hausstaubpartikeln, in denen
49
Holzschutzmittel
sich vor allem PCP anreichert. Ein weiterer wichtiger Aufnahmepfad
sind verunreinigte Lebensmittel, da sich durch ihre hohe Fettlöslichkeit
PCP und Lindan in Organismen anreichern können [5].
Nachweis
Wenn der PCP- und Lindan-Gehalt in der Raumluft bestimmt werden
soll, erfolgt die Luftprobenahme auf einem geeigneten Probenahmekopf (z. B. PU-Schaum) gemäß VDI 4300, Blatt 4 [6].
Die Analyse von Hausstaub ist ggf. die Methode der Wahl, um die
Belastung der Bewohner realistisch beurteilen zu können. Da die
chlororganischen Verbindungen schwerflüchtig sind, lagern sie sich
bevorzugt an Staubpartikel an und können inhalativ oder auch – insbesondere von Kleinkindern – oral aufgenommen werden. Die Probenahme von Hausstaub richtet sich nach [7]. Je nach Fragestellung
kann sowohl Frischstaub (Alter: sieben Tage) als auch Altstaub (Alter:
unbekannt) gesammelt und analysiert werden. Die Menge des gesammelten Staubes sollte mindestens 1 g übersteigen, um ausreichende
Nachweisgrenzen bei der Analyse zu gewährleisten.
Wenn klar definierte Bauteile im Verdacht stehen, mit PCP oder Lindan
behandelt worden zu sein, kann eine Materialprobe entnommen und
mittels GC/MS oder Gaschromatographie/Elektroneneinfangdetektor
(GC/ECD) (nach VDI 4301, Blatt 2 und 3) auf diese Stoffe untersucht
werden [9], [10]. Wichtig ist, dass die Probe von den obersten 3–5 Millimetern genommen wird, da die Holzschutzmittel nur in die obersten
Millimeter eindringen.
Bewertung
Die Bewertung von PCP in Innenräumen kann auf Grundlage der PCPRichtlinie erfolgen, die sowohl die Belastung von Materialien als auch
die Belastung der Raumluft und Hausstaub behandelt. Die PCP-Richt-
50
Holzschutzmittel
linie der Projektgruppe Schadstoffe der ARGEBAU wurde 1996 als
technische Regel erarbeitet. In den meisten Bundesländern wurde sie
in das Baurecht übernommen [10]. In Hausstaub gilt eine Konzentration von unter 1 mg/kg als unbelastet.
Sowohl für PCP als auch für Lindan wurde von der Ad-hoc-Arbeitsgruppe aus Mitgliedern der Innenraumlufthygiene-Kommission (IRK)
beim Umweltbundesamt sowie der Arbeitsgemeinschaft der Obersten
Landesgesundheitsbehörden (AOLG) ein Richtwert I von 0,1 µg/m³
definiert, bei dem auch bei lebenslanger Exposition keine Gesundheitsschäden zu erwarten sind. Der Richtwert II, bei dessen Überschreitung ein sofortiger Handlungsbedarf besteht, liegt bei 1 µg/m³
[11].
Sanierung
Bis eine notwendige Sanierung durchgeführt werden kann, sollte mit
einigen einfachen Maßnahmen die Belastung möglichst reduziert werden: häufiges lüften, regelmäßig staubsaugen und feucht wischen.
Bei der Sanierung müssen sowohl die Primär- als auch die Sekundärquellen beseitigt werden. Um die Primärquellen zu entfernen, sollten belastete Hölzer ausgebaut oder die oberste Schicht entfernt werden. Auch eine Beschichtung (z. B. Anstrich mit Decklack) oder eine
direkte Bekleidung des Bauteils mit Folie ist eine mögliche Sanierungsmethode, ebenso die räumliche Trennung behandelter Bauteile, z. B. durch dichte Türen oder diffusionsdichte Dampfsperren, um
einen Staubeintrag in Wohnräume aus einem behandelten Dachboden zu verhindern. Um Sekundärkontaminationen zu entfernen, muss
die Wohnung gründlich entstaubt und die Textilien gewaschen oder
chemisch gereinigt werden. Alle Gegenstände sollten abgewaschen
bzw. feucht abgewischt werden. Bei den Maßnahmen ist auf eine persönliche Schutzausrüstung zu achten (z. B. Atemschutz, Handschuhe). Nach der Sanierung sollte man den Raum mehrmals reinigen und
feucht wischen [12].
51
Holzschutzmittel
Literatur
[1] Sagunsky, H.: Organisch-chemische Luftverunreinigungen in Innenräumen, Öffentliches Gesundheitswesen 52; 1990.
[2] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 905: Verzeichnis krebserzeugender, erbgutverändernder oder fortpflanzungsgefährdender Stoffe; Juli
2005.
[3] Pentachlorverbotsverordnung vom 12.12.1989, Bundesgesetzblatt I, Nr.
59, S. 2235; 22.12.1989.
[4] Bremer Umweltinstitut für Analyse und Bewertung von Schadstoffen: Gifte
im Holz. In: Bremer Reihe Umwelt & Arbeit; 1994.
[5] Blessing, D.: Staub – Holzschutzmittelbelastungen durch PCP und Lindan
in Wohn- und Aufenthaltsräumen. In: Reinhaltung der Luft 52, S. 265 ff.; 1992.
[6] VDI-Richtlinie 4300 Blatt 4: Messen von Innenraumluftverunreinigungen –
Messstrategie für Pentachlorphenol (PCP) und γ-Hexachlorcyclohexan (Lindan) in der Innenraumluft; 1997.
[7] VDI 4300 Blatt 8 Probenahme von Hausstaub; 2001.
[8] VDI-Richtlinie 4301 Blatt 2: Messen von Innenraumluftverunreinigungen –
Messen von Pentachlorphenol (PCP) und y-Hexachlorcyclohexan (Lindan) –
GC/MS-Verfahren; 2000.
[9] VDI-Richtlinie 4301 Blatt 3: Messen von Innenraumluftverunreinigungen –
Messen von Pentachlorphenol (PCP) und y-Hexachlorcyclohexan (Lindan) –
GC/ECD-Verfahren; 2003.
[10] PCP-Richtlinie: Richtlinie für die Bewertung und Sanierung Pentachlorphenol (PCP)-belasteter Baustoffe und Bauteile in Gebäuden, Projektgruppe
„Schadstoffe“ der Fachkommission Baunormung der Arbeitsgemeinschaft der
für das Bau-, Wohnungs- und Siedlungswesen zuständigen Minister der Länder (ARGEBAU), Oktober 1996, MBl. NW, 1058; 1997.
[11] Ad-hoc-Arbeitsgruppe aus Mitgliedern der Innenraumlufthygiene-Kommission (IRK) des Umweltbundesamtes und des Ausschusses für Umwelthygiene der Arbeitsgemeinschaft der Leitenden Medizinalbeamtinnen und
-beamten der Länder (AGLMB, 1997): Richtwerte für die Innenraumluft: Pentachlorphenol. Bundesgesundheitsblatt 7/97, S. 234–236; 1997.
52
Holzschutzmittel
[12] Baumeister, W.: Holzschutzmittel im Innenraum: Messung, Bewertung, Sanierung. In: W. Mücke (Hrsg.): Toxikologie und Technik. Kongress
20.04.1994. Institut für Toxikologie und Umwelthygiene, TU München; 1994.
53
PCB
2.2.6 Polychlorierte Biphenyle PCB
Grundlagen
Polychlorierte Biphenyle sind synthetische Chemikalien aus der Gruppe der chlorierten aromatischen Kohlenwasserstoffe. Es gibt 209 verschiedene PCB (sogenannte Kongenere), von denen in der Regel nur
sechs Leitsubstanzen (PCB-Kongenere nach Ballschmitter [1]) bei der
Analyse bestimmt werden. PCB zeichnen sich durch gute elektrische
Isolierfähigkeit, schwere Entflammbarkeit und hohe chemische Beständigkeit auf.
Technisch eingesetzt wurde PCB in den 1960er bis Anfang der 1980erJahre. Vor allem in Gebäuden aus Beton-Fertigbauteilen wurden häufig PCB-haltige dauerelastische Fugenmassen verwendet. Darüber
hinaus wurden auch PCB-haltige Akustik-Dämmplatten als Deckenabhängung sowie PCB-haltige flammhemmende Anstriche eingesetzt.
Zudem kommen PCB auch in Fensterkitten, Kondensatoren („Clophen“), Transformatoren, Lampen und Leuchtstoffröhren, Imprägniermitteln und Flammschutzmitteln, Farben und Lacken, Klebstoffen zur
Befestigung von Bauteilen, Anschlussfugen an Fenstern, Balkon- und
Terrassentüren vor. Da PCB schwerflüchtig sind, gehen sie nur langsam aus den Materialien in die Raumluft über. Dort bilden sie typischerweise Sekundärquellen auf Oberflächen und an Staubteilen aus
[2], [3], [4].
Analyse der Raumluft auf PCB
54
PCB
Die Herstellung von PCB wurde in der Bundesrepublik Deutschland 1982 eingestellt. 1989 trat die PCB-Verbotsverordnung in
Kraft, die durch die Chemikalienverbotsverordnung geregelt ist.
Die akute Toxizität von PCB ist zwar vergleichsweise gering, problematisch sind jedoch die hohe Langlebigkeit und die Fettlöslichkeit
der PCB, die zu einer kontinuierlichen Anreicherung im Körper führen.
Chronische Gesundheitsschäden sind die mögliche Folge. Im Gefahrstoffrecht sind PCB als reproduktionstoxisch (Einschränkung der Fortpflanzungsfähigkeit und fruchtschädigend) eingestuft. Zudem besteht
der begründete Verdacht auf krebserzeugende Wirkung. Wegen ihrer
Schadwirkung und ihrer Neigung, sich in der Umwelt anzureichern,
werden PCB zudem von der Gefahrstoffverordnung als umweltgefährdend eingestuft [5].
Probenahme
Die Analyse der Raumluft auf einen entsprechenden Probenahmekopf ist eine gute Möglichkeit, die Exposition der Benutzer abzuschätzen. Hierbei ist zu beachten, dass die PCB-Konzentration in der
Raumluft sehr temperaturabhängig ist. Eine sorgfältige Dokumentation der Probenahmebedingungen ist daher absolut notwendig [6].
Zur Abschätzung der Innenraumbelastung kann der Hausstaub als Sekundärquelle analysiert werden. Dazu wird eine Menge von mindestens
50 g Alt- oder Frischstaub gesammelt [7].
Wenn ein konkreter Anfangsverdacht besteht oder die Primärquelle
einer Belastung identifiziert werden soll, können Materialproben entnommen werden. Die Proben werden im Labor extrahiert und im GCMS analysiert [8].
Bewertung
Zur Bewertung der PCB-Konzentration in Innenräumen und den
daraus resultierenden Maßnahmen wird die PCB-Richtlinie herangezogen. Raumluftkonzentrationen von kleiner 300 ng/m³ werden als
55
PCB
langfristig tolerierbarer Vorsorgewert festgelegt. Bis zu einer Konzentration von 3000 ng/m³ = 3 µg/m³ wird empfohlen, die Primärquelle
zu identifizieren und zu beseitigen. Ist die Raumluftbelastung höher,
muss eine Sanierung vorgenommen werden (Interventionswert) [9].
Zur Verminderung der Raumluftbelastung können temporäre Maßnahmen, wie verstärktes Lüften ergriffen werden. Bei höheren Raumluftkonzentrationen sind Sanierungsmaßnahmen zu ergreifen [10].
Sanierung
Zur Sanierung müssen alle Primärquellen identifiziert und – ohne eine
Kontaminationsverschleppung – restlos entfernt werden. Auch Sekundärquellen müssen saniert werden. Dies kann durch eine Reinigung
und/oder das Entfernen der Oberfläche erfolgen. Ist dies nicht möglich,
kann durch das Anbringen einer Sperrschicht oder einer Spezialtapete
eine räumliche Trennung zum Innenraum hergestellt werden. Bei allen Sanierungsmaßnahmen ist auf die persönliche Schutzausrüstung
der Ausführenden zu achten [10], [11]. Werden Abfälle entsorgt, die
mehr als 50 mg/kg PCB in der Trockensubstanz enthalten, müssen sie
laut der EG-Verordnung 1195/2006 gesondert entsorgt werden [12].
Literatur
[1] Ballschmitter,K.; Zell, M.: Analysis of polychlorinated biphenyls (PCB) by
glass capillary gas chromatography. Fresenius, Zeitschrift für analytische Chemie. Bd. 302, 1980, S. 20–31.
[2] Mohr, S.: Schadstoffbelastung von Innenräumen mit organischen Verbindungen. In: GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit: Innenraumluft. Seminar der zentralen Informationsstelle, Umweltberatung Bayern. Band
2, Oberschleißheim; 1994.
[3] Katalyse e.V. Institut für angewandte Umweltforschung (Hrsg.): PCB-Belastung in Gebäuden Erkennen – Bewerten – Sanieren; Bauverlag Gmbh,
Wiesbaden und Berlin; 1995.
56
PCB
[4] Roßkampf, E.: Polychlorierte Biphenyle in der Innenraumluft – Sachstand.
In: Bundesgesundheitsblatt 35, Nr. 9; S. 424; 1992.
[5] Technische Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 905; Verzeichnis krebserzeugender, erbgutverändernder oder fortpflanzungsgefährdender Stoffe; Juli
2005.
[6] VDI 4300 – Blatt 2: Messstrategie für PAH, PCDD, PCDF und PCB; 1997.
[7] VDI 4300 – Blatt 8: Probenahme von Hausstaub, 2001.
[8] VDI 2464: Messen von polychlorierten Biphenylen (PCB) – HR-GC/HRMS-Verfahren für coplanare PCB; 2006.
[9] Richtlinie für die Bewertung und Sanierung PCB-belasteter Baustoffe und
Bauteile in Gebäuden (PCB-Richtlinie); Fassung September 1994; Projektgruppe „Schadstoffe“ der Fachkommission Baunormung der Arbeitsgemeinschaft der für das Bau-, Wohnungs- und Siedlungswesen zuständigen Minister der Länder (ARGEBAU); 1994.
[10] Krieg, H.-U.: PCB in Baustoffen und in der Raumluft – wann muss saniert
werden?, in Innenraumbelastungen – Erkennen – Bewerten – Sanieren, Friedhelm Diehl (Hrsg.); Wiesbaden und Berlin; Bauverlag, 1993.
[11] Zwiener, G.: Polychlorierte Biphenyle (PCB); In: Innenräumen und an Gebäuden, Erfassen – bewerten – beseitigen; Gesamtverband Schadstoffsanierung GbR (Hrsg.); Verlagsgesellschaft Rudolph Müller; 2010.
[12] Verordnung (EG) Nr. 1195/2006 DES RATES vom 18. Juli 2006 zur Änderung von Anhang IV der Verordnung (EG) Nr. 850/2004 des Europäischen
Parlaments und des Rates über persistente organische Schadstoffe; 2006.
57
Fogging
2.2.7 Fogging
Staubimmissionen (Fogging) in Wohnungen sind ein Phänomen,
das seit Mitte der 90er-Jahre des 20. Jahrhunderts auftritt. Nachdem
seit dem Winter 1995/96 verstärkt Anfragen an das Umweltbundesamt gerichtet wurden, in denen von schwarzen Staubablagerungen in
Wohnungen berichtet wurde, wurde 1997 eine Fragebogenaktion bei
Betroffenen durchgeführt. Die Auswertung zeigte, dass Staubablagerungen fast ausschließlich (92 Prozent der Fälle) in der Heizperiode
auftreten und die Wohnungen zuvor renoviert oder als Neubau bezogen worden waren (86 Prozent der Fälle). Mehr als die Hälfte der Befragten gab an, dass Malerarbeiten in der Wohnung durchgeführt wurden, 34 Prozent gaben Fußbodenarbeiten als Renovierungsgrund an.
Typische Orte der Ablagerungen sind die Außenwandflächen oberhalb
von Heizkörpern, Zimmerdecken, Fliesen, Gardinen und Fensterbänke. [1] Bei der Untersuchung wurde festgestellt, dass die Ablagerungen immer die gleichen Eigenschaften aufwiesen. Es handelte sich
immer um schwarze Partikeln mit amorpher Gestalt und weicher Konsistenz. Die Ablagerungen waren immer frei von Verbrennungsrückständen (wie Ruß und PAK), sie enthielten aber immer schwerflüchtige
organische Verbindungen (SVOC), wie z. B. langkettige Kohlenwasserstoffe, Fettalkohole, Fettsäuren, Fettsäureester und Phthalsäureester.
Phthalsäureester werden in Kunststoffen als Weichmacher eingesetzt,
in Bauprodukten sind sie z. B. in Laminat, PVC-Böden, Vinyltapeten
und Latexfarbe enthalten. [1] Gelangen SVOC in die Raumluft, können sie sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften an vorhandene Schwebestaubpartikeln anlagern und zu größeren Staubpartikeln konglomerieren (zusammenkleben). Diese können sich unter
unterschiedlichen ungünstigen Randbedingungen an kalten Flächen
abscheiden und dort schmierige Beläge bilden [1], [3], [4].
58
Fogging
Tabelle 5: Im Zusammenhang mit Fogging identifizierte schwerflüchtige organische Verbindungen (SVOC) nach [2]
lfd. Nr.
Verbindungsklasse
1
Langkettige Alkane
2
Fettalkohole
3
Fettsäuren
4
Fettsäureester
5
Phthalsäureester
6
Sonstige
Identifizierter Einzelstoff
Heptadecan bis Pentatriacontan
(C17 bis C35)
Tetradecanol, Hexadecanol,
Octadecanol
Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure,
Linolsäure, Linolensäure
Methylpalmitat, Methylstearat, Butyl­
palmitat, Cetylpalmitat, Stearylpalmitat
Dimethylphthalat, Dibutylphthalat,
Diisobutylphthalat, Benzylbutylphthalat,
(Bis(2-ethylhexyl)phthalat, Dioctylph­
thalat
Adipate, Sebacate, Triterpene, Tereph­
thalat, Squalen, Polyethylenglycol,
Siloxane
Probenahme
Um auszuschließen, dass es sich bei den Verfärbungen um Verbrennungsrückstände wie Ruß oder PAK handelt, werden repräsentative
Wischproben geschwärzter Oberflächen rasterelektronenmikroskopisch oder mittels GC/MS untersucht. Wird für die Analyse die GC/MS
genutzt, werden gleichzeitig in der Probe enthaltene schwerflüchtige
organische Verbindungen (SVOC) detektiert [2].
Sanierung
Bei der Quelle für die detektierten SVOC muss unterschieden werden
in Primärquellen, bei denen die SVOC direkt aus dem abgewischten
Untergrund stammen, und in Sekundärquellen, bei denen die SVOC
über den Luftweg transportiert und an anderer Stelle durch Konden-
59
Fogging
sation abgeschieden werden [2]. Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen zeigen, dass die Emission von schwerflüchtigen organischen
Verbindungen nicht die alleinige Ursache für die als Fogging bezeichneten Ablagerungen ist. Neben den eingesetzten Materialien müssen daher bei der Sanierung auch bauphysikalische Aspekte beachtet
werden.
Literatur
[1] Moriske, H.-J., Wensing, M.: Neue Untersuchungsergebnisse zum Phänomen „Schwarze Wohnungen“. In: Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft. Springer-VDI-Verlag; 2001.
[2] Wensing, M.; Moriske, H.J.; Salthammer, T.: Das Phänomen der „Schwarzen Wohnungen“. In Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft. Bd. 58; 1998; S.
463–468.
[3] Isenmann, W.: Fogging. In: Isenmann/Adam/Mersson – Feuchtigkeitserscheinungen in bewohnten Gebäuden; Verlag für Wirtschaft und Verwaltung
H. Wingen, Essen, 4. Auflage; 2008.
[4] Umweltbundesamt Berlin (Hrsg.): Attacke des schwarzen Staubes – Das
Phänomen „Schwarze Wohnungen“. Umweltbundesamt, Berlin; August 2004.
60
Schimmel
2.3 Biologische Schadstoffe – Schimmel
Schimmelpilze sind Teil der natürlichen Umwelt. Als Zersetzer von
organischem Material spielen sie eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Natur. In der Außenluft – und damit auch in der Innenraumluft – sind somit ganzjährig Schimmelsporen und Schimmelbestandteile vorhanden. Die Konzentration ist dabei abhängig von
Jahreszeit, Wetter und den Umgebungsbedingungen. Dabei umfasst
der Begriff „Schimmelpilze“ verschiedene Gattungen und Arten, die
unter verschiedenen Lebensbedingungen und Nährmedien wachsen.
Das Wachstum von Schimmelpilzen in Innenräumen sollte generell
vermieden werden.
Wesentliche Voraussetzung für das Wachstum von Schimmelpilzen ist
eine ausreichende Feuchtigkeit im Material oder an Oberflächen. Es
wird daher durch eine hohe Luftfeuchtigkeit, mangelnde Belüftung und
kalte Bauteiloberflächen (Kondensation durch Taupunktunterschreitung) begünstigt. Bauliche Bedingungen, wie z. B. Wasserschäden,
aufsteigende Feuchtigkeit, Leckagen, Havarien etc., führen ebenfalls
zu einer erhöhten Feuchtigkeit und können das Wachstum von Schimmelpilzen fördern. Schimmelpilze in Innenräumen können dabei auf einer Vielzahl von Materialien und in einem weiten Temperaturbereich
wachsen [1], [2].
Schimmelpilze werden mit sehr unterschiedlichen Wirkungen beim
Menschen in Zusammenhang gebracht. Zu den Gesundheitsbeeinträchtigungen, die im Zusammenhang mit Schimmelpilzexpositionen
bei entsprechend ausgeprägter Exposition auftreten können, zählen:
Allergien, Schleimhautreizungen, Infektanfälligkeit, Geruchsbelastungen durch Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen (MVOC) und
Mykosen [3].
Es ist jedoch aus wissenschaftlicher Sicht schwierig, für Schimmelpilze einen Grenzwert zu definieren, da Ursache-Wirkungs-Beziehungen
zwischen Schimmelpilzen und gesundheitlichen Beschwerden nicht
61
Schimmel
eindeutig aufgeklärt werden können. Dies liegt zum Beispiel daran,
dass unterschiedlichste Gattungen und Arten von Schimmelpilzen in
Innenräumen wachsen. Zudem sind in der Regel auch Bakterien und
Milben mit Schimmelpilzen assoziiert [4].
Gesundheitlich besonders relevant sind die sogenannten „pathogenen
Keime“. Diese Schimmelpilze wachsen auch bei höheren Temperaturen von > 36° C. Deshalb können diese pathogenen Keime auch im
menschlichen Körper überleben und eine Infektion verursachen. Das
Immunsystem verhindert dies in der Regel. Wenn der Körper jedoch
durch eine Krankheit (z. B. HIV, Chemotherapie, Autoimmunkrankheit)
geschwächt ist, kann eine Infektion erfolgen [3], [4].
Nachweis
Wenn in einem Gebäude ein Verdacht auf Schimmelwachstum besteht, können unterschiedliche Methoden zur Klärung eingesetzt werden. Am Anfang sollte eine intensive Begehung der Räume stattfinden
Abklatschproben für Schimmel
auf Oberflächen
62
Schimmel
und eine Befragung der Bewohner. Grundsätzliche bauphysikalische
Daten (z. B. Raumtemperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Oberflächentemperatur der Wände) sollten gesammelt werden. Auf Grundlage dieser Informationen kann eine sinnvolle Probenahmestrategie entwickelt
werden [5].
Bei einer Luftmessung wird die Belastung der Innenraumluft im Vergleich zur Außenluft bestimmt. Gesammelt wird je nach Methode auf
einem Nährmedium oder auf einem Filter. In der Luft können auch die
mikrobiologisch produzierten leichtflüchtigen organischen Kohlenwasserstoffe (MVOC) analysiert werden. Gerade bei verstecktem Schimmelpilzbefall können diese einen wichtigen Hinweis auf die Anwesenheit von Schimmel geben.
Zur Beurteilung der Raumbelastung können auch Hausstaubproben entnommen und auf ihren Gehalt an Schimmelsporen untersucht werden. Wenn bestimmte Oberflächen in Verdacht stehen, mit
Schimmelpilzen besiedelt zu sein, werden Abklatschproben (Andrücken von Nährmedien) oder Anziehproben, bei denen Schimmelbestandteile und Sporen auf einer Klebefläche haften bleiben, genommen. Auch Materialproben können entnommen und analysiert werden.
Die Konzentration von keim- und damit vermehrungsfähigen Schimmelpilzen wird nach Entnahme einer Probe (Luft, Staub, Material)
durch Kultivierung auf festen Nährmedien bestimmt. Die Schimmelpilze wachsen zu sichtbaren Schimmelpilzkolonien heran. Die Konzentrationsabgabe erfolgt als koloniebildende Einheiten (KBE) pro untersuchten Volumen (m³), pro g oder pro Flächeneinheit.
Allerdings gehen auch von nicht vermehrungsfähigen Schimmelpilzbestandteilen gesundheitliche Wirkungen aus. Daher gibt es auch Methoden, bei denen alle Schimmelpilze – vermehrungsfähige und nicht
vermehrungsfähige – gezählt werden. Die Konzentration wird in diesem Fall als Gesamtsporenzahl pro m³, pro g oder pro Flächeneinheit
angegeben.
63
Schimmel
Neben der Quantität ist auch das Spektrum der Schimmelpilzgattungen /-arten eine wichtige Information. Zum einen wachsen einige Schimmelpilze bevorzugt auf bestimmten Medien (Hinweis auf
die Quelle). Zum anderen ist die Anwesenheit von pathogenen Keimen eine wichtige Information, um die gesundheitliche Relevanz des
Schimmelspektrums einschätzen zu können. Die Analyse auf pathogene Keime ist auch bei einem offensichtlichen Schimmelbefall aus
dem gleichen Grund sinnvoll. Ansonsten ist bei einem offensichtlichen
Schimmelbefall eine Probenahme nur relevant, wenn die Ausdehnung
des Schadens bestimmt werden soll.
Bewertung
Für die Bewertung der Keimbelastungen in Innenräumen existieren
keine verbindlichen Richt- oder Grenzwerte. Neben der festgestellten
Belastung im Raum ist immer die im Außenbereich herrschende Belastung mit zu berücksichtigen, da diese bei Räumen mit Fensterlüftung einen direkten Einfluss auf die Innenraumluft hat. Während der
Vegetationsperiode liegt die Belastung der Außenluft meist deutlich
über der der Innenluft. Treten in dieser Jahreszeit signifikante Unterschiede im Keimspektrum zwischen Innen und Außen auf und ist die
Zahl einer Spezies im Innenraum deutlich höher als im Außenraum, so
muss von einer Schimmelpilzquelle im Raum ausgegangen werden.
Bei der Bewertung des Befalls auf Flächen oder in Materialien muss
auf Hintergrundwerte zurückgegriffen werden [7].
Sanierung
Bei einer Schimmelpilzsanierung müssen neben der Beseitigung der
Belastung auch die Ursachen erkannt und beseitigt werden. Wichtig
ist dabei, dass durch die Entfernung eines Schimmelbefalls Sporen
nicht massiv aufgewirbelt und im ganzen Gebäude verteilt werden. Die
64
Schimmel
Entfernung von befallenem Material sollte einer Desinfektion vorgezogen werden. Eine anschließende Desinfektion der betroffenen und
angrenzenden Flächen kann z. B. mit Isopropanol (80 Prozent) oder
Ethanol (70 Prozent) erfolgen. Sporen in der Raumluft können mittels
vernebeltem Wasserstoffperoxid entfernt werden. Die Sporen fallen
dabei aus der Luft auf den Boden und können anschließend durch eine
Nassreinigung entfernt werden. Ob die Sanierung durch einen Fachmann ausgeführt werden sollte, ergibt sich aus der flächigen Ausdehnung des Schimmel-Schadens [6], [8].
Literatur
[1] Mücke, W.; Lemmen, Ch.: Schimmelpilze. Vorkommen – Gesundheitsgefahren – Schutzmaßnahmen. Ecomed-Medizin; 2004.
[2] Umweltbundesamt: Leitfaden zur Vorbeugung, Untersuchung, Bewertung
und Sanierung von Schimmelpilzwachstum in Innenräumen („SchimmelpilzLeitfaden“). Innenraumlufthygienekommission, Berlin; 2002.
[3] Mitteilung der Kommission „Methoden und Qualitätssicherung in der Umweltmedizin“: Schimmelpilzbelastung in Innenräumen – Befunderhebung,
gesundheitliche Bewertung und Maßnahmen; Empfehlung des RobertKoch-Institutes. In: Bundesgesundheitsblatt – Gesundheitsforschung – Gesundheitsschutz; 2007.
[4] Herr, C.; Eikmann, Th.; Heinzow, B.; Wiesmüller, G.A.: Umweltmedizinische Relevanz von Schimmelpilzen im Lebensumfeld; In: Umweltmedizinische Forschung Praxis 15 (2) 76–83; 2010.
[5] VDI 4300 – Blatt 10: Messstrategien zum Nachweis von Schimmelpilzen
im Innenraum; 2008.
[6] Umweltbundesamt: Leitfaden zur Ursachensuche und Sanierung bei
Schimmelpilzwachstum in Innenräumen („Schimmelpilzsanierungs-Leitfaden“). Innenraumlufthygienekommission; Berlin; 2005.
[7] Trautmann, C.; Gabrio, T.; Dill, I.; et al.: Hintergrundkonzentrationen von
Schimmelpilzen in Hausstaub. Erhebung von Schimmelpilzkonzentrationen
65
Schimmel
in Wohnungen ohne bekannte Schimmelpilzschäden in 3 Regionen Deutschlands; Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 48
[1]: 29–35; 2005.
[8] Lorenz; Hankammer; Lassl: Sanierung von Feuchte- und Schimmelpilzschäden; Rudolf Müller Verlag Köln 2005.
66
67
Autoren
Dr. Saskia Oehmichen
Studium
der
Archäometrie
(Naturwissenschaftliche Analysen an historischen Materialien) an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg; 2004: Diplomarbeit am Centre de Recherches sur la Conservation des Documents Graphiques (CNRS, Paris). 2004
- 2008: Promotion zu einem bauchemischen Thema
am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für
Technische Chemie, in Karlsruhe; Verleihung der Wissenschaftsmedaille der Deutschen Bauchemie e.V.;
Teamleiterin „Schadstoffe in und an Bauwerken“ bei der
Kiwa MPA Bautest GmbH, Augsburg.
Dr. Monika Höpcke
1964 - 1969 Studium der Chemie an der Technischen
Hochschule „Otto von Guericke“ Magdeburg; 1969:
Abschluss mit dem Diplom (Diplomchemikerin); 1969 1973: Aspirantur an der Akademie der Wissenschaften
zu Berlin im Bereich Organische Chemie; 1974: Promotion zum Dr. rer. nat.; seit 1973 - 1990 wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Bauakademie der DDR; nach
1990 Mitarbeiterin am Institut für Erhaltung und Modernisierung von Bauwerken e. V. , Berlin; seit 1995 - 2010
Geschäftsführerin der MBF Gesellschaft für Materialprüfung und Baustofforschung GmbH, die seit 1.1.2011 zur
NL Berlin der KIWA MPA Bautest gehört, Schwerpunkt:
Bauwerksuntersuchung + Innenraumschadstoffe.
68
Autoren
Dr. Roland Hüttl
1988 - 1991: Grundstudium Chemie an der Ruprecht
Karls Universität Heidelberg; 1991: “Summer-School”
an der Boston-University, Massachusetts, USA; 1991
- 1995: Hauptstudium Chemie Diplom an der Technischen Universität Berlin (TU Berlin); 1995 - 2000:
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Bauingenieurwesen der TU Berlin, Fachbereich Baustoffe und
Baustoffprüfung, Prof. Hillemeier; Juli 2000: Promotion; August 2000 - Dezember 2010: Geschäftsführender
Gesellschafter der Gesellschaft für Materialprüfung und
Baustofforschung (MBF GmbH); Juli 2003 - Dezember
2010 zusätzlich Geschäftsführer der Materialprüfungsanstalt MPA Berlin Brandenburg GmbH (MPA BB);
seit 2006 Mitglied des Vorstands des Verbands der
Materialprüfungsanstalten (VMPA); seit Januar 2011
Geschäftsführer der Kiwa MPA Bautest GmbH; seit Juli
2011 zusätzlich Divisionsleiter der Division „Bauprüfung“
Kiwa Deutschland.
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Der Mensch beeinflusst seine Umwelt – und die Umwelt beeinflusst den Menschen. Das gilt nicht nur für „grüne“ Lebensräume , sondern auch für Gebäude, in denen der Mensch inzwischen den größten Teil seines Tages verbringt.
Chemische oder biologische Schadstoffe in Innenräumen, z. B. Schimmel,
Holzschutzmittel, Weichmacher, etc., können Gesundheit und Wohlbefinden,
aber auch den Wert einer Immobilie negativ beeinflussen. Das Auffinden und
Bewerten von Schadstoffen leistet daher einen wichtigen Beitrag zur Lebensqualität.
Die Schadstoff-Fibel bietet eine aktuelle, kompakte und fundierte Einführung,
die zu jeder Schadstoffgruppe folgende Themen behandelt: Grundlagen,
Vorkommen/Quellen, Nachweismethoden, Bewertung, Sanierung.