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44. Raumluftqualität Indoor

Kapitel-Editor:  Xavier Guardino Solá


 

Inhaltsverzeichnis 

Abbildungen und Tabellen

Raumluftqualität: Einführung
Xavier Guardino Solá

Art und Quellen chemischer Schadstoffe in Innenräumen
Derrick Crump

Radon
Maria José Berenguer

Tabakrauch
Dietrich Hoffmann und Ernst L. Wynder

Raucherordnung
Xavier Guardino Solá

Messung und Bewertung chemischer Schadstoffe
M. Gracia Rosell Farrás

Biologische Kontamination
Brian Flannigan

Vorschriften, Empfehlungen, Richtlinien und Standards
Maria José Berenguer

Tische

Klicken Sie unten auf einen Link, um die Tabelle im Artikelkontext anzuzeigen.

1. Klassifizierung von organischen Schadstoffen in Innenräumen
2. Formaldehydemission aus einer Vielzahl von Materialien
3. Ttl. flüchtige organische Verbindungen, Konz., Wand-/Bodenbeläge
4. Konsumgüter und andere Quellen flüchtiger organischer Verbindungen
5. Haupttypen und -konzentrationen im städtischen Vereinigten Königreich
6. Feldmessungen von Stickoxiden und Kohlenmonoxid
7. Giftige und tumorerzeugende Stoffe im Nebenstromrauch von Zigaretten
8. Giftige und tumorerzeugende Stoffe aus Tabakrauch
9. Cotinin im Urin bei Nichtrauchern
10 Methodik zur Probenentnahme
11 Nachweisverfahren für Gase in der Raumluft
12 Methoden zur Analyse chemischer Schadstoffe
13 Niedrigere Nachweisgrenzen für einige Gase
14 Arten von Pilzen, die Rhinitis und/oder Asthma verursachen können
15 Mikroorganismen und extrinsische allergische Alveolitis
16 Mikroorganismen in nichtindustrieller Raumluft und Staub
17 Standards der Luftqualität, die von der US EPA festgelegt wurden
18 WHO-Richtlinien für Nicht-Krebs- und Nicht-Geruchsbelästigung
19 WHO-Richtwerte basierend auf sensorischen Effekten oder Belästigung
20 Referenzwerte für Radon von drei Organisationen

Zahlen

Zeigen Sie auf eine Miniaturansicht, um die Bildunterschrift anzuzeigen, klicken Sie, um die Abbildung im Artikelkontext anzuzeigen.

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Mittwoch, März 09 2011 17: 05

Raumluftqualität: Einführung

Der Zusammenhang zwischen der Nutzung eines Gebäudes als Arbeitsplatz oder als Wohnung und dem Auftreten von in bestimmten Fällen auftretenden Beschwerden und Symptomen, die die eigentliche Definition einer Krankheit sein können, ist eine Tatsache, die nicht mehr bestritten werden kann. Die Hauptursache sind verschiedene Arten von Verunreinigungen innerhalb des Gebäudes, und diese Verunreinigungen werden gewöhnlich als „schlechte Qualität der Raumluft“ bezeichnet. Die Beeinträchtigungen durch schlechte Luftqualität in geschlossenen Räumen betreffen eine beträchtliche Anzahl von Menschen, da Stadtbewohner nachweislich zwischen 58 und 78 % ihrer Zeit in einem mehr oder weniger stark belasteten Innenraum verbringen. Diese Probleme haben mit dem Bau von Gebäuden zugenommen, die luftdichter konstruiert sind und die Luft mit einem geringeren Anteil an Frischluft von außen zurückführen, um energieeffizienter zu sein. Die Tatsache, dass Gebäude, die keine natürliche Belüftung bieten, das Risiko einer Exposition gegenüber Schadstoffen darstellen, ist mittlerweile allgemein anerkannt.

Die Raumluft wird normalerweise in nicht-industriellen Innenräumen angewendet: Bürogebäude, öffentliche Gebäude (Schulen, Krankenhäuser, Theater, Restaurants usw.) und Privatwohnungen. Die Konzentrationen von Schadstoffen in der Innenluft dieser Strukturen liegen normalerweise in der gleichen Größenordnung wie die üblicherweise in der Außenluft gefundenen und sind viel niedriger als die in der Luft in Industriegebäuden, wo relativ bekannte Standards zur Beurteilung der Luft angewendet werden Qualität. Trotzdem beschweren sich viele Gebäudenutzer über die Qualität ihrer Atemluft und müssen daher untersucht werden. Bereits Ende der 1960er-Jahre wurde die Raumluftqualität als Problem bezeichnet, erste Studien erschienen jedoch erst rund zehn Jahre später.

Obwohl es logisch erscheint zu glauben, dass eine gute Luftqualität auf dem Vorhandensein der notwendigen Komponenten in der Luft in angemessenen Anteilen basiert, ist es in Wirklichkeit der Benutzer, der durch die Atmung die Qualität am besten beurteilen kann. Denn die eingeatmete Luft wird perfekt sinnlich wahrgenommen, denn der Mensch reagiert empfindlich auf die olfaktorische und reizende Wirkung von etwa einer halben Million chemischer Verbindungen. Wenn also die Bewohner eines Gebäudes insgesamt mit der Luft zufrieden sind, spricht man von einer hohen Qualität; wenn sie unzufrieden sind, ist es von schlechter Qualität. Lässt sich also anhand ihrer Zusammensetzung vorhersagen, wie die Luft wahrgenommen wird? Ja, aber nur teilweise. Diese Methode funktioniert gut in industriellen Umgebungen, wo spezifische chemische Verbindungen im Zusammenhang mit der Produktion bekannt sind und ihre Konzentrationen in der Luft gemessen und mit Grenzwerten verglichen werden. Aber in nichtindustriellen Gebäuden, in denen Tausende von chemischen Stoffen in der Luft sein können, aber in so geringen Konzentrationen, dass sie vielleicht tausendmal unter den für Industrieumgebungen festgelegten Grenzwerten liegen, ist die Situation anders. In den meisten dieser Fälle erlauben uns Informationen über die chemische Zusammensetzung der Raumluft nicht vorherzusagen, wie die Luft empfunden wird, da die kombinierte Wirkung von Tausenden dieser Schadstoffe zusammen mit Temperatur und Feuchtigkeit eine als irritierend empfundene Luft erzeugen kann , faul oder veraltet – das heißt, von schlechter Qualität. Die Situation ist vergleichbar mit der detaillierten Zusammensetzung eines Lebensmittels und seinem Geschmack: Die chemische Analyse reicht nicht aus, um vorherzusagen, ob das Lebensmittel gut oder schlecht schmeckt. Aus diesem Grund ist bei der Planung einer Lüftungsanlage und deren regelmäßiger Wartung eine umfassende chemische Analyse der Raumluft selten erforderlich.

Eine andere Sichtweise ist, dass Menschen als einzige Kontaminationsquellen in der Raumluft angesehen werden. Dies wäre sicherlich der Fall, wenn es um Baustoffe, Möbel und Lüftungssysteme geht, wie sie vor 50 Jahren verwendet wurden, als Ziegel, Holz und Stahl dominierten. Aber mit modernen Materialien hat sich die Situation geändert. Alle Materialien verschmutzen, manche ein wenig, andere stark, und zusammen tragen sie zu einer Verschlechterung der Raumluftqualität bei.

Die gesundheitlichen Veränderungen eines Menschen durch schlechte Raumluftqualität können sich in einer Vielzahl von akuten und chronischen Symptomen und in Form einer Reihe spezifischer Erkrankungen zeigen. Diese sind in Abbildung 1 dargestellt. Obwohl eine schlechte Raumluftqualität nur in wenigen Fällen zu einer voll entwickelten Krankheit führt, kann sie zu Unwohlsein, Stress, Fehlzeiten und Produktivitätsverlust (bei gleichzeitigem Anstieg der Produktionskosten) führen; und Behauptungen über Probleme im Zusammenhang mit dem Gebäude können sich schnell zu Konflikten zwischen den Bewohnern, ihren Arbeitgebern und den Eigentümern der Gebäude entwickeln.

Abbildung 1. Symptome und Krankheiten im Zusammenhang mit der Qualität der Raumluft.

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Inwieweit eine schlechte Raumluftqualität gesundheitsschädlich sein kann, lässt sich in der Regel nur schwer abschätzen, da keine ausreichenden Informationen über den Zusammenhang zwischen Exposition und Wirkung bei den Konzentrationen vorliegen, in denen die Schadstoffe üblicherweise vorkommen. Daher müssen Informationen, die bei hohen Dosen erhalten wurden – wie bei Expositionen in industriellen Umgebungen – und mit einer entsprechenden Fehlerquote auf viel niedrigere Dosen extrapoliert werden. Darüber hinaus sind für viele in der Luft vorhandene Schadstoffe die Auswirkungen einer akuten Exposition gut bekannt, während die Daten sowohl zu Langzeitbelastungen mit niedrigen Konzentrationen als auch zu Mischungen verschiedener Schadstoffe erhebliche Lücken aufweisen. Die bereits in der Industrietoxikologie verwirrenden Begriffe No-Effect-Level (NOEL), Schädlicher Effekt und Tolerierbarer Effekt sind hier noch schwieriger zu definieren. Es gibt nur wenige aussagekräftige Studien zu diesem Thema, egal ob es sich um öffentliche Gebäude und Büros oder um Privatwohnungen handelt.

Es gibt eine Reihe von Normen für die Außenluftqualität, auf die man sich zum Schutz der allgemeinen Bevölkerung stützt. Sie wurden ermittelt, indem die gesundheitsschädlichen Wirkungen gemessen wurden, die sich aus der Exposition gegenüber Schadstoffen in der Umwelt ergeben. Diese Standards sind daher als allgemeine Richtlinien für eine akzeptable Raumluftqualität nützlich, wie dies bei den von der Weltgesundheitsorganisation vorgeschlagenen der Fall ist. Technische Kriterien wie der Schwellenwert der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) in den Vereinigten Staaten und die gesetzlich festgelegten Grenzwerte für industrielle Umgebungen in verschiedenen Ländern wurden für die arbeitende, erwachsene Bevölkerung und für bestimmte Expositionsdauern festgelegt , und kann daher nicht direkt auf die allgemeine Bevölkerung angewendet werden. Die American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) in den Vereinigten Staaten hat eine Reihe von Standards und Empfehlungen entwickelt, die bei der Bewertung der Raumluftqualität weit verbreitet sind.

Ein weiterer Aspekt, der bei der Qualität der Raumluft berücksichtigt werden sollte, ist der Geruch, denn der Geruch ist oft der Parameter, der letztendlich zum bestimmenden Faktor wird. Die Kombination eines bestimmten Geruchs mit der leicht irritierenden Wirkung einer Verbindung in der Raumluft kann dazu führen, dass wir ihre Qualität als „frisch“ und „sauber“ oder als „abgestanden“ und „verschmutzt“ definieren. Der Geruch ist daher sehr wichtig, wenn es darum geht, die Qualität der Raumluft zu bestimmen. Während Gerüche objektiv von der Anwesenheit von Verbindungen in Mengen oberhalb ihrer Geruchsschwelle abhängen, werden sie sehr oft streng subjektiv bewertet. Es sollte auch bedacht werden, dass die Wahrnehmung eines Geruchs aus den Gerüchen vieler verschiedener Verbindungen resultieren kann und dass auch Temperatur und Feuchtigkeit seine Eigenschaften beeinflussen können. Aus Sicht der Wahrnehmung gibt es vier Merkmale, mit denen wir Gerüche definieren und messen können: Intensität, Qualität, Verträglichkeit und Schwelle. Bei der Betrachtung der Raumluft ist es jedoch sehr schwierig, Gerüche chemisch zu „messen“. Aus diesem Grund geht die Tendenz dahin, „schlechte“ Gerüche zu eliminieren und an ihrer Stelle solche zu verwenden, die als gut gelten, um der Luft eine angenehme Qualität zu verleihen. Der Versuch, schlechte Gerüche mit guten zu überdecken, scheitert meist, weil Gerüche ganz unterschiedlicher Qualität separat erkannt werden und zu unvorhersehbaren Ergebnissen führen.

Ein Phänomen, das als bekannt ist Sick-Building-Syndrom tritt auf, wenn mehr als 20 % der Bewohner eines Gebäudes sich über die Luftqualität beschweren oder eindeutige Symptome haben. Dies wird durch eine Vielzahl von physikalischen und Umweltproblemen belegt, die mit nicht-industriellen Innenumgebungen verbunden sind. Die häufigsten Merkmale des Sick-Building-Syndroms sind: Die Betroffenen klagen über unspezifische Symptome ähnlich einer Erkältung oder Atemwegserkrankungen; die Gebäude sind hinsichtlich der Energieeinsparung effizient und modern gestaltet und gebaut oder kürzlich mit neuen Materialien umgebaut; und die Bewohner können die Temperatur, Feuchtigkeit und Beleuchtung des Arbeitsplatzes nicht kontrollieren. Die geschätzte prozentuale Verteilung der häufigsten Ursachen des Sick-Building-Syndroms sind unzureichende Belüftung aufgrund mangelnder Wartung; schlechte Verteilung und unzureichende Zufuhr von Frischluft (50 bis 52%); Kontamination in Innenräumen, einschließlich Büromaschinen, Tabakrauch und Reinigungsmittel (17 bis 19 %); Kontamination von der Außenseite des Gebäudes aufgrund unzureichender Platzierung von Lufteinlass- und -auslassöffnungen (11 %); mikrobiologische Kontamination durch stehendes Wasser in den Kanälen der Lüftungsanlage, Befeuchter und Kühltürme (5%); und Formaldehyd und andere organische Verbindungen, die von Bau- und Dekorationsmaterialien emittiert werden (3 bis 4 %). Daher wird die Belüftung in den meisten Fällen als wichtiger Faktor genannt.

Eine andere Fragestellung betrifft weniger häufige, aber oft schwerwiegendere baubedingte Erkrankungen, die mit sehr eindeutigen klinischen Zeichen und eindeutigen Laborbefunden einhergehen. Beispiele für baubedingte Erkrankungen sind Überempfindlichkeitspneumonitis, Befeuchterfieber, Legionellose und Pontiac-Fieber. Eine ziemlich allgemeine Meinung unter Forschern ist, dass diese Zustände getrennt vom Sick-Building-Syndrom betrachtet werden sollten.

Es wurden Studien durchgeführt, um sowohl die Ursachen von Luftqualitätsproblemen als auch ihre möglichen Lösungen zu ermitteln. In den letzten Jahren hat das Wissen über die in der Raumluft vorhandenen Schadstoffe und die Faktoren, die zu einer Verschlechterung der Raumluftqualität beitragen, erheblich zugenommen, obwohl noch ein langer Weg zu gehen ist. Studien, die in den letzten 20 Jahren durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass das Vorhandensein von Schadstoffen in vielen Innenraumumgebungen höher ist als erwartet, und darüber hinaus wurden andere Schadstoffe identifiziert als diejenigen, die in der Außenluft vorhanden sind. Dies widerspricht der Annahme, dass Innenräume ohne Industrietätigkeit relativ schadstofffrei sind und im schlimmsten Fall die Zusammensetzung der Außenluft widerspiegeln. Schadstoffe wie Radon und Formaldehyd werden fast ausschließlich im Innenraumklima nachgewiesen.

Die Raumluftqualität, einschließlich der von Wohngebäuden, ist zu einer Frage der Umweltgesundheit geworden, genauso wie dies bei der Kontrolle der Außenluftqualität und der Exposition am Arbeitsplatz der Fall war. Obwohl, wie bereits erwähnt, ein Stadtmensch 58 bis 78 % seiner Zeit in Innenräumen verbringt, sollte man bedenken, dass die anfälligsten Personen, nämlich ältere Menschen, Kleinkinder und Kranke, die meiste Zeit verbringen drinnen. Besonders aktuell wurde dieses Thema ab etwa 1973, als sich die Energiesparbemühungen aufgrund der Energiekrise darauf konzentrierten, den Eintrag von Außenluft in Innenräume so weit wie möglich zu reduzieren, um die Heiz- und Kühlkosten zu minimieren Gebäude. Obwohl nicht alle Probleme im Zusammenhang mit der Luftqualität in Innenräumen das Ergebnis von Maßnahmen zur Energieeinsparung sind, ist es eine Tatsache, dass mit der Verbreitung dieser Politik die Beschwerden über die Luftqualität in Innenräumen zuzunehmen begannen und alle Probleme auftauchten.

Ein weiterer Punkt, der Aufmerksamkeit erfordert, ist das Vorhandensein von Mikroorganismen in der Raumluft, die Probleme sowohl infektiöser als auch allergischer Natur verursachen können. Es sollte nicht vergessen werden, dass Mikroorganismen ein normaler und wesentlicher Bestandteil von Ökosystemen sind. Beispielsweise kommen saprophytische Bakterien und Pilze, die ihre Nahrung aus totem organischem Material in der Umwelt beziehen, normalerweise im Boden und in der Atmosphäre vor, und ihre Anwesenheit kann auch in Innenräumen nachgewiesen werden. In den letzten Jahren haben Probleme der biologischen Kontamination in Innenraumumgebungen beträchtliche Aufmerksamkeit erfahren.

Der Ausbruch der Legionärskrankheit im Jahr 1976 ist der am meisten diskutierte Fall einer Krankheit, die durch einen Mikroorganismus in Innenräumen verursacht wird. Andere Infektionserreger wie Viren, die akute Atemwegserkrankungen verursachen können, sind in Innenräumen nachweisbar, insbesondere wenn die Aufenthaltsdichte hoch ist und viel Luft umgewälzt wird. Tatsächlich ist nicht bekannt, inwieweit Mikroorganismen oder deren Bestandteile am Ausbruch von gebäudeassoziierten Erkrankungen beteiligt sind. Protokolle zum Nachweis und zur Analyse vieler Arten von mikrobiellen Wirkstoffen wurden nur in begrenztem Umfang entwickelt, und in den Fällen, in denen sie verfügbar sind, ist die Interpretation der Ergebnisse manchmal uneinheitlich.

Aspekte des Lüftungssystems

Die Raumluftqualität in einem Gebäude ist eine Funktion einer Reihe von Variablen, darunter die Qualität der Außenluft, die Konstruktion des Lüftungs- und Klimaanlagensystems, die Bedingungen, unter denen dieses System arbeitet und gewartet wird, die Unterteilung des Gebäudes und das Vorhandensein von Schadstoffquellen in Innenräumen und deren Ausmaß. (Siehe Abbildung 2) Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die häufigsten Mängel auf unzureichende Belüftung, Verschmutzung im Innenbereich und Verschmutzung von außen zurückzuführen sind.

Abbildung 2. Diagramm eines Gebäudes mit Quellen von Schadstoffen in Innenräumen und im Freien.

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Was das erste dieser Probleme anbelangt, können die Ursachen einer unzureichenden Belüftung sein: eine unzureichende Zufuhr von Frischluft aufgrund eines hohen Umwälzungsgrades der Luft oder eines geringen Ansaugvolumens; falsche Platzierung und Orientierung im Gebäude von Ansaugstellen für Außenluft; schlechte Verteilung und folglich unvollständige Vermischung mit der Luft der Räumlichkeiten, was zu Schichtung, unbelüfteten Zonen, unvorhergesehenen Druckunterschieden führen kann, die zu unerwünschten Luftströmen und kontinuierlichen Änderungen der thermohygrometrischen Eigenschaften führen, die sich bemerkbar machen, wenn man sich im Gebäude bewegt – und inkorrekte Filterung der Luft aufgrund mangelnder Wartung oder unzureichender Auslegung des Filtersystems – ein Mangel, der besonders schwerwiegend ist, wenn die Außenluft von schlechter Qualität ist oder ein hoher Umwälzungsgrad vorhanden ist.

Herkunft von Schadstoffen

Die Kontamination von Innenräumen hat unterschiedliche Ursachen: die Bewohner selbst; unzureichende Materialien oder Materialien mit technischen Mängeln, die beim Bau des Gebäudes verwendet wurden; die darin verrichtete Arbeit; übermäßige oder unsachgemäße Verwendung normaler Produkte (Pestizide, Desinfektionsmittel, Reinigungs- und Poliermittel); Verbrennungsgase (aus Rauchen, Küchen, Kantinen und Labors); und Kreuzkontamination aus anderen schlecht belüfteten Zonen, die sich dann in benachbarte Bereiche ausbreitet und diese beeinträchtigt. Es ist zu berücksichtigen, dass die in die Raumluft emittierten Stoffe aufgrund der unterschiedlichen verfügbaren Luftmengen viel weniger verdünnt werden können als die in die Außenluft emittierten Stoffe. Was die biologische Kontamination anbelangt, ist ihr Ursprung am häufigsten auf das Vorhandensein von stehendem Wasser, mit Wasser imprägnierten Materialien, Abgasen usw. sowie auf mangelhafte Wartung von Luftbefeuchtern und Kühltürmen zurückzuführen.

Schließlich müssen auch von außen kommende Verunreinigungen berücksichtigt werden. In Bezug auf menschliche Aktivitäten können drei Hauptquellen genannt werden: Verbrennung in stationären Quellen (Kraftwerken); Verbrennung in sich bewegenden Quellen (Fahrzeugen); und industrielle Prozesse. Die fünf Hauptschadstoffe, die von diesen Quellen emittiert werden, sind Kohlenmonoxid, Schwefeloxide, Stickoxide, flüchtige organische Verbindungen (einschließlich Kohlenwasserstoffe), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Partikel. Die Verbrennung in Fahrzeugen ist die Hauptquelle von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen und eine wichtige Quelle von Stickoxiden. Die Verbrennung in stationären Quellen ist der Hauptursprung von Schwefeloxiden. Industrielle Prozesse und stationäre Verbrennungsquellen erzeugen mehr als die Hälfte der Partikel, die durch menschliche Aktivitäten in die Luft emittiert werden, und industrielle Prozesse können eine Quelle flüchtiger organischer Verbindungen sein. Es gibt auch natürlich erzeugte Schadstoffe, die durch die Luft geschleudert werden, wie Partikel von Vulkanstaub, Boden- und Meersalz sowie Sporen und Mikroorganismen. Die Zusammensetzung der Außenluft variiert von Ort zu Ort, abhängig sowohl vom Vorhandensein und der Art der Kontaminationsquellen in der Umgebung als auch von der Richtung des vorherrschenden Windes. Wenn es keine Quellen gibt, die Schadstoffe erzeugen, sind die Konzentrationen bestimmter Schadstoffe, die typischerweise in „sauberer“ Außenluft gefunden werden, wie folgt: Kohlendioxid, 320 ppm; Ozon, 0.02 ppm; Kohlenmonoxid, 0.12 ppm; Stickoxid, 0.003 ppm; und Stickstoffdioxid, 0.001 ppm. Stadtluft enthält jedoch immer viel höhere Konzentrationen dieser Schadstoffe.

Abgesehen von den von außen stammenden Schadstoffen kommt es manchmal vor, dass kontaminierte Luft aus dem Gebäude selbst nach außen geblasen wird und dann durch die Ansaugöffnungen der Klimaanlage wieder ins Innere zurückkehrt. Ein weiterer möglicher Weg, auf dem Schadstoffe von außen eindringen können, ist das Eindringen durch die Fundamente des Gebäudes (z. B. Radon, Kraftstoffdämpfe, Abwasser, Düngemittel, Insektizide und Desinfektionsmittel). Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Konzentration eines Schadstoffs in der Außenluft auch dessen Konzentration in der Luft im Inneren des Gebäudes zunimmt, wenn auch langsamer (entsprechender Zusammenhang besteht bei abnehmender Konzentration); man spricht daher von einer abschirmenden wirkung von gebäuden gegen äußere verunreinigungen. Das Raumklima spiegelt jedoch natürlich nicht exakt die Bedingungen draußen wider.

In der Innenluft vorhandene Schadstoffe werden in der Außenluft verdünnt, die in das Gebäude eintritt, und sie begleiten es, wenn es es verlässt. Wenn die Konzentration eines Schadstoffs in der Außenluft geringer ist als in der Innenluft, führt der Austausch von Innen- und Außenluft zu einer Verringerung der Schadstoffkonzentration in der Luft innerhalb des Gebäudes. Wenn ein Schadstoff von außen und nicht von innen stammt, führt dieser Austausch, wie oben erwähnt, zu einem Anstieg seiner Innenraumkonzentration.

Modelle für die Mengenbilanz von Schadstoffen in der Raumluft basieren auf der Berechnung ihrer Akkumulation in Masse-Zeit-Einheiten aus der Differenz zwischen der Menge, die in die Luft eintritt, plus der Menge, die in Innenräumen erzeugt wird, und der Menge, die mit der Luft austritt, plus der Menge, die darin enthalten ist mit anderen Mitteln beseitigt. Wenn geeignete Werte für jeden der Faktoren in der Gleichung verfügbar sind, kann die Innenraumkonzentration für eine Vielzahl von Bedingungen geschätzt werden. Die Verwendung dieser Technik ermöglicht den Vergleich verschiedener Alternativen zur Kontrolle eines Kontaminationsproblems in Innenräumen.

Gebäude mit geringen Austauschraten zur Außenluft werden als dicht oder energieeffizient eingestuft. Sie sind energieeffizient, da im Winter weniger kalte Luft eindringt, wodurch der Energiebedarf zum Aufheizen der Luft auf Umgebungstemperatur reduziert und somit die Heizkosten gesenkt werden. Bei heißem Wetter wird auch weniger Energie zum Kühlen der Luft verbraucht. Wenn das Gebäude diese Eigenschaft nicht hat, wird es durch offene Türen und Fenster durch einen Prozess der natürlichen Belüftung belüftet. Obwohl sie geschlossen sein können, zwingen Druckunterschiede, die sowohl aus dem Wind als auch aus dem zwischen dem Inneren und dem Äußeren bestehenden Temperaturgefälle resultieren, die Luft dazu, durch Spalten und Ritzen, Fenster- und Türfugen, Schornsteine ​​und andere Öffnungen einzudringen, was zu einer Entstehung führt zur sogenannten Belüftung durch Infiltration.

Die Belüftung eines Gebäudes wird in Erneuerungen pro Stunde gemessen. Eine Erneuerung pro Stunde bedeutet, dass stündlich eine Luftmenge von außen eindringt, die dem Volumen des Gebäudes entspricht; Auf die gleiche Weise wird jede Stunde eine gleiche Menge Innenluft nach außen geleitet. Ohne forcierte Beatmung (mit Beatmungsgerät) ist dieser Wert schwer zu bestimmen, obwohl angenommen wird, dass er zwischen 0.2 und 2.0 Erneuerungen pro Stunde schwankt. Wenn die anderen Parameter als unverändert angenommen werden, wird die Konzentration der in Innenräumen erzeugten Schadstoffe in Gebäuden mit hohem Erneuerungswert geringer sein, obwohl ein hoher Erneuerungswert keine vollständige Garantie für die Qualität der Raumluft ist. Außer in Gebieten mit starker Luftverschmutzung haben offener gebaute Gebäude eine geringere Schadstoffkonzentration in der Raumluft als geschlossener gebaute Gebäude. Offenere Gebäude sind jedoch weniger energieeffizient. Der Konflikt zwischen Energieeffizienz und Luftqualität ist von großer Bedeutung.

Viele Maßnahmen zur Senkung der Energiekosten wirken sich mehr oder weniger stark auf die Raumluftqualität aus. Neben der Verringerung der Geschwindigkeit, mit der die Luft innerhalb des Gebäudes zirkuliert, umfassen Bemühungen zur Verbesserung der Isolierung und Wasserabdichtung des Gebäudes die Installation von Materialien, die Quellen für die Verunreinigung von Innenräumen sein können. Andere Maßnahmen, wie die Ergänzung alter und häufig ineffizienter Zentralheizungssysteme mit Sekundärquellen, die die Raumluft erwärmen oder verbrauchen, können ebenfalls die Schadstoffwerte in der Raumluft erhöhen.

Als Schadstoffe in der Innenraumluft werden neben den von außen stammenden Schadstoffen am häufigsten Metalle, Asbest und andere Faserstoffe, Formaldehyd, Ozon, Pestizide und organische Verbindungen im Allgemeinen, Radon, Hausstaub und biologische Aerosole genannt. Zusammen mit diesen findet man eine Vielzahl von Arten von Mikroorganismen, wie Pilze, Bakterien, Viren und Protozoen. Von diesen sind die saprophytischen Pilze und Bakterien relativ gut bekannt, wahrscheinlich weil eine Technologie verfügbar ist, um sie in Luft zu messen. Dasselbe gilt nicht für Erreger wie Viren, Rickettsien, Chlamydien, Protozoen und viele pathogene Pilze und Bakterien, für deren Nachweis und Zählung noch keine Methodik zur Verfügung steht. Unter den Infektionserregern sind besonders zu nennen: Legionella pneumophila, Mycobacterium avium, Viren, Coxiella burnetii und Histoplasma capsulatum; und unter den Allergenen: Cladosporium, Penicillium und Zytophaga.

Untersuchung der Raumluftqualität

Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die traditionellen Techniken der Betriebshygiene und der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik derzeit nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse zur Lösung der immer häufiger auftretenden Probleme der Raumluftqualität liefern, obwohl die Grundkenntnisse dieser Techniken gute Näherungen zulassen Probleme schnell und kostengünstig zu lösen oder zu reduzieren. Die Lösung von Problemen der Raumluftqualität erfordert oft neben einem oder mehreren Experten für Heizung, Lüftung und Klima sowie Betriebshygiene auch Spezialisten für Raumluftreinhaltung, Analytische Chemie, Toxikologie, Umweltmedizin, Mikrobiologie und auch Epidemiologie und Psychologie.

Wenn eine Studie zur Luftqualität in Innenräumen durchgeführt wird, wirken sich die dafür gesetzten Ziele tiefgreifend auf ihre Konzeption und die auf Probenahme und Bewertung gerichteten Aktivitäten aus, da in einigen Fällen Verfahren erforderlich sind, die eine schnelle Reaktion ermöglichen, während in anderen Gesamtwerte erforderlich sind von Interesse. Die Dauer des Programms richtet sich nach der Zeit, die für die Gewinnung repräsentativer Proben benötigt wird, und hängt auch von der Jahreszeit und den meteorologischen Bedingungen ab. Soll eine Expositions-Wirkungs-Studie durchgeführt werden, werden neben Langzeit- und Kurzzeitproben zur Auswertung von Peaks auch personenbezogene Proben zur Ermittlung der direkten Exposition von Personen benötigt.

Für einige Kontaminanten stehen gut validierte und weit verbreitete Methoden zur Verfügung, aber für die meisten ist dies nicht der Fall. Techniken zum Messen der Konzentrationen vieler in Innenräumen gefundener Schadstoffe stammen normalerweise aus Anwendungen in der industriellen Hygiene, aber da die interessierenden Konzentrationen in der Raumluft normalerweise viel niedriger sind als die in industriellen Umgebungen auftretenden, sind diese Methoden häufig ungeeignet. Die Messmethoden der atmosphärischen Kontamination arbeiten mit ähnlichen Konzentrationsspannen, sind aber für relativ wenige Kontaminanten verfügbar und bereiten Schwierigkeiten bei der Verwendung in Innenräumen, wie sie beispielsweise bei einem großvolumigen Probenehmer zur Feinstaubbestimmung auftreten würden , was einerseits zu laut wäre und andererseits die Qualität der Raumluft selbst beeinträchtigen könnte.

Die Bestimmung von Schadstoffen in der Innenraumluft erfolgt in der Regel mit unterschiedlichen Verfahren: mit Dauermonitoren, Vollzeit-Aktivsammlern, Vollzeit-Passivsammlern, Direktprobenahmen und Personensammlern. Zur Zeit gibt es geeignete Verfahren zum Messen der Konzentrationen von Formaldehyd, Kohlenstoff- und Stickstoffoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen und Radon, ua. Biologische Kontaminanten werden mit Sedimentationstechniken auf offenen Kulturplatten gemessen oder, heutzutage häufiger, mit aktiven Systemen, die bewirken, dass die Luft auf Platten mit Nährstoffen auftrifft, die anschließend kultiviert werden, wobei die Menge der vorhandenen Mikroorganismen in Kolonien ausgedrückt wird. Einheiten pro Kubikmeter bilden.

Wenn ein Problem der Raumluftqualität untersucht wird, ist es üblich, im Voraus eine praktische Strategie zu entwerfen, die aus einer Annäherung in Phasen besteht. Diese Annäherung beginnt mit einer ersten Phase, der Erstuntersuchung, die arbeitshygienisch durchgeführt werden kann. Es muss so strukturiert sein, dass der Prüfer kein Fachmann auf dem Gebiet der Raumluftqualität sein muss, um seine Arbeit auszuführen. Es wird eine allgemeine Inspektion des Gebäudes durchgeführt und seine Installationen werden überprüft, insbesondere im Hinblick auf die Regulierung und ordnungsgemäße Funktion der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage, gemäß den zum Zeitpunkt der Installation festgelegten Standards. Dabei ist zu berücksichtigen, ob die Betroffenen in der Lage sind, die Bedingungen ihrer Umgebung zu verändern. Wenn das Gebäude keine Zwangsbelüftungssysteme hat, muss der Wirkungsgrad der vorhandenen natürlichen Belüftung untersucht werden. Sind die Betriebsbedingungen der Lüftungsanlagen nach Überarbeitung – und ggf. Anpassung – den Normen angemessen und bestehen die Beanstandungen trotzdem fort, muss eine technische Untersuchung allgemeiner Art zur Feststellung des Ausmaßes und der Art des Problems erfolgen . Diese erste Untersuchung soll auch eine Einschätzung ermöglichen, ob die Problematik ausschließlich aus funktionaler Sicht des Gebäudes betrachtet werden kann, oder ob die Einschaltung von Spezialisten der Hygiene, Psychologie oder anderer Fachrichtungen erforderlich ist.

Wenn das Problem in dieser ersten Phase nicht identifiziert und gelöst wird, können andere Phasen folgen, die spezialisiertere Untersuchungen umfassen, die sich auf potenzielle Probleme konzentrieren, die in der ersten Phase identifiziert wurden. Die anschließenden Untersuchungen können eine detailliertere Analyse der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage des Gebäudes, eine umfassendere Bewertung des Vorhandenseins von Materialien, die im Verdacht stehen, Gase und Partikel zu emittieren, eine detaillierte chemische Analyse der Umgebungsluft im Gebäude umfassen und medizinische oder epidemiologische Untersuchungen zur Erkennung von Krankheitsanzeichen.

In Bezug auf Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sollten die Kühlgeräte überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie kein mikrobielles Wachstum oder Wasseransammlungen in ihren Auffangwannen aufweisen, die Lüftungsgeräte müssen überprüft werden, um festzustellen, ob dies der Fall ist Bei einwandfreier Funktion müssen die Luftansaug- und Rückführungssysteme an verschiedenen Stellen auf Dichtigkeit und das Innere einer repräsentativen Anzahl von Kanälen auf Keimfreiheit überprüft werden. Diese letzte Überlegung ist besonders wichtig, wenn Luftbefeuchter verwendet werden. Diese Geräte erfordern besonders sorgfältige Wartungs-, Betriebs- und Inspektionsprogramme, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern, die sich im gesamten Klimaanlagensystem ausbreiten können.

Die allgemein in Betracht gezogenen Optionen zur Verbesserung der Raumluftqualität in einem Gebäude sind die Eliminierung der Quelle; seine Isolierung oder unabhängige Belüftung; Trennung der Quelle von den möglicherweise Betroffenen; allgemeine Reinigung des Gebäudes; und verstärkte Überprüfung und Verbesserung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage. Dies kann von Modifikationen an bestimmten Stellen bis hin zu einem neuen Design alles erfordern. Der Prozess ist häufig repetitiver Natur, so dass die Studie mehrmals neu begonnen werden muss, wobei jedes Mal ausgefeiltere Techniken angewendet werden. Eine ausführlichere Beschreibung der Steuerungstechniken findet sich an anderer Stelle in diesem Dokument Enzyklopädie.

Abschließend ist zu betonen, dass es selbst mit den umfassendsten Untersuchungen der Raumluftqualität unmöglich sein kann, einen klaren Zusammenhang zwischen den Eigenschaften und der Zusammensetzung der Raumluft und der Gesundheit und dem Komfort der Bewohner des untersuchten Gebäudes herzustellen . Nur das Sammeln von Erfahrungen einerseits und die rationelle Gestaltung von Lüftung, Belegung und Abschottung von Gebäuden andererseits sind mögliche Garantien, von vornherein eine für die Mehrheit der Bewohner eines Gebäudes ausreichende Raumluftqualität zu erreichen.

 

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Charakteristische chemische Schadstoffe

Chemische Verunreinigungen der Raumluft können als Gase und Dämpfe (anorganisch und organisch) und Partikel auftreten. Ihre Anwesenheit in der Innenumgebung ist das Ergebnis des Eintritts in das Gebäude von der Außenumgebung oder ihrer Erzeugung innerhalb des Gebäudes. Die relative Bedeutung dieser Quellen im Innen- und Außenbereich ist für verschiedene Schadstoffe unterschiedlich und kann sich im Laufe der Zeit ändern.

Die wichtigsten chemischen Schadstoffe, die üblicherweise in der Raumluft gefunden werden, sind die folgenden:

  1. Kohlendioxid (CO2), das ein Stoffwechselprodukt ist und häufig als Indikator für die allgemeine Luftverschmutzung im Zusammenhang mit der Anwesenheit von Menschen in Innenräumen verwendet wird
  2. Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) und Schwefeldioxid (SO2), das sind anorganische Verbrennungsgase, die überwiegend bei der Verbrennung von Kraftstoffen und Ozon entstehen (O3), das ein Produkt photochemischer Reaktionen in verschmutzter Atmosphäre ist, aber auch von einigen Quellen in Innenräumen freigesetzt werden kann
  3. organische Verbindungen, die aus einer Vielzahl von Quellen in Innenräumen und im Freien stammen. Hunderte von organischen Chemikalien kommen in der Raumluft vor, obwohl die meisten in sehr geringen Konzentrationen vorhanden sind. Diese können nach ihren Siedepunkten gruppiert werden, und eine weit verbreitete Klassifikation, die in Tabelle 1 gezeigt wird, identifiziert vier Gruppen organischer Verbindungen: (1) sehr flüchtige organische Verbindungen (VVOC); (2) flüchtig (VOC); (3) halbflüchtig (SVOC); und (4) mit Partikeln assoziierte organische Verbindungen (POM). Organische Stoffe in Teilchenphase werden in Teilchenmaterial gelöst oder daran adsorbiert. Sie können in Abhängigkeit von ihrer Flüchtigkeit sowohl in der Dampf- als auch in der Partikelphase auftreten. Zum Beispiel werden polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs), die aus zwei kondensierten Benzolringen bestehen (z. B. Naphthalin), hauptsächlich in der Dampfphase gefunden und solche, die aus fünf Ringen bestehen (z. B. Benz[a]Pyren) finden sich überwiegend in der Partikelphase.

 

Tabelle 1. Klassifizierung von organischen Schadstoffen in Innenräumen

Kategorie

Beschreibung

Abkürzung

Siedebereich (ºC)

Stichprobenverfahren, die typischerweise in Feldstudien verwendet werden

1

Sehr flüchtige (gasförmige) organische Verbindungen

VVOC

0 bis 50-100

Batch-Probenahme; Adsorption an Kohle

2

Flüchtige organische Verbindungen

VOC

50-100 zu 240-260

Adsorption auf Tenax, Carbon Molecular Black oder Holzkohle

3

Schwerflüchtige organische Verbindungen

SVOC

240-260 zu 380-400

Adsorption auf Polyurethanschaum oder XAD-2

4

Organische Verbindungen, die mit Feinstaub oder organischem Feinstaub assoziiert sind


POM


380


Sammlungsfilter

 

Ein wichtiges Merkmal von Schadstoffen in der Raumluft ist, dass ihre Konzentrationen sowohl räumlich als auch zeitlich stärker schwanken als im Freien üblich. Dies liegt an der großen Vielfalt von Quellen, dem intermittierenden Betrieb einiger der Quellen und den verschiedenen vorhandenen Senken.

Schadstoffkonzentrationen, die hauptsächlich aus Verbrennungsquellen stammen, unterliegen sehr großen zeitlichen Schwankungen und sind intermittierend. Episodische Freisetzungen flüchtiger organischer Verbindungen aufgrund menschlicher Aktivitäten, wie z. B. Malen, führen ebenfalls zu großen zeitlichen Schwankungen der Emission. Andere Emissionen, wie die Freisetzung von Formaldehyd aus Produkten auf Holzbasis, können mit Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen im Gebäude variieren, aber die Emission ist kontinuierlich. Die Emission organischer Chemikalien aus anderen Materialien hängt möglicherweise weniger von Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ab, ihre Konzentrationen in der Raumluft werden jedoch stark von den Belüftungsbedingungen beeinflusst.

Räumliche Schwankungen innerhalb eines Raums sind tendenziell weniger ausgeprägt als zeitliche Schwankungen. Innerhalb eines Gebäudes können bei lokalisierten Quellen große Unterschiede bestehen, z. B. bei Fotokopierern in einem zentralen Büro, Gasherden in der Restaurantküche und Tabakrauchen, das auf einen bestimmten Bereich beschränkt ist.

Quellen innerhalb des Gebäudes

Erhöhte durch Verbrennung erzeugte Schadstoffwerte, insbesondere Stickstoffdioxid und Kohlenmonoxid in Innenräumen, resultieren normalerweise aus unbelüfteten, unsachgemäß entlüfteten oder schlecht gewarteten Verbrennungsgeräten und dem Rauchen von Tabakprodukten. Unbelüftete Kerosin- und Gasraumheizgeräte emittieren erhebliche Mengen an CO, CO2, Ich habe nichtx, SO2, Partikel und Formaldehyd. Auch Gasherde und Backöfen geben diese Produkte direkt an die Raumluft ab. Unter normalen Betriebsbedingungen sollten gasbefeuerte Zwangslufterhitzer und Warmwasserbereiter keine Verbrennungsprodukte an die Raumluft abgeben. Bei fehlerhaften Geräten kann es jedoch zu Rauchgasaustritt und Rückströmung kommen, wenn der Raum durch konkurrierende Abgassysteme und unter bestimmten meteorologischen Bedingungen drucklos gemacht wird.

Umwelt Tabakrauch

Die Verunreinigung der Raumluft durch Tabakrauch resultiert aus Nebenstrom- und ausgeatmetem Hauptstromrauch, der üblicherweise als Tabakrauch in der Umgebung (ETS) bezeichnet wird. Im Tabakrauch wurden mehrere tausend verschiedene Bestandteile identifiziert, und die Gesamtmengen der einzelnen Bestandteile variieren je nach Art der Zigarette und den Bedingungen der Raucherzeugung. Die wichtigsten mit ETS verbundenen Chemikalien sind Nikotin, Nitrosamine, PAKs, CO, CO2, Ich habe nichtx, Acrolein, Formaldehyd und Blausäure.

Baumaterialien und Einrichtungsgegenstände

Die Materialien, denen die größte Aufmerksamkeit als Quellen der Raumluftverschmutzung zuteil wurde, waren Holzwerkstoffplatten, die Harnstoff-Formaldehyd (UF)-Harz und UF-Hohlwandisolierung (UFFI) enthielten. Die Emission von Formaldehyd aus diesen Produkten führt zu erhöhten Formaldehydkonzentrationen in Gebäuden, und dies wurde mit vielen Beschwerden über schlechte Raumluftqualität in Industrieländern in Verbindung gebracht, insbesondere in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren. Tabelle 2 enthält Beispiele für Materialien, die in Gebäuden Formaldehyd freisetzen. Diese zeigen, dass die höchsten Emissionsraten mit den Produkten auf Holzbasis und UFFI verbunden sein können, die häufig in großem Umfang in Gebäuden verwendet werden. Spanplatten werden aus feinen (ca. 1 mm) Holzspänen hergestellt, die mit UF-Harzen (6 bis 8 Gew.-%) vermischt und zu Holzplatten gepresst werden. Es wird häufig für Fußböden, Wandverkleidungen, Regale und Komponenten von Schränken und Möbeln verwendet. Die Lagen aus Hartholz sind mit UF-Harz verklebt und werden häufig für dekorative Wandverkleidungen und Möbelkomponenten verwendet. Mitteldichte Faserplatten (MDF) enthalten feinere Holzpartikel als Spanplatten, die ebenfalls mit UF-Harz gebunden sind. MDF wird am häufigsten für Möbel verwendet. Die Hauptquelle für Formaldehyd in all diesen Produkten ist der restliche Formaldehyd, der im Harz aufgrund seines Vorhandenseins im Überschuss eingeschlossen ist, der für die Reaktion mit Harnstoff während der Herstellung des Harzes benötigt wird. Die Freisetzung ist daher am höchsten, wenn das Produkt neu ist, und nimmt mit einer Geschwindigkeit ab, die von der Produktdicke, der anfänglichen Emissionsstärke, dem Vorhandensein anderer Formaldehydquellen, dem lokalen Klima und dem Verhalten der Bewohner abhängt. Die anfängliche Abnahmerate der Emissionen kann in den ersten acht bis neun Monaten 50 % betragen, gefolgt von einer viel langsameren Abnahmerate. Aufgrund der Hydrolyse des UF-Harzes kann eine Sekundäremission auftreten, und daher steigen die Emissionsraten während Perioden mit erhöhter Temperatur und Feuchtigkeit. Beträchtliche Bemühungen der Hersteller haben zur Entwicklung von Materialien mit niedrigeren Emissionen geführt, indem niedrigere Verhältnisse (dh näher an 1:1) von Harnstoff zu Formaldehyd für die Harzherstellung und die Verwendung von Formaldehydfängern verwendet wurden. Regulierung und Verbrauchernachfrage haben in einigen Ländern zu einer weit verbreiteten Verwendung dieser Produkte geführt.

Tabelle 2. Formaldehyd-Emissionsraten verschiedener Baumaterialien, Einrichtungsgegenstände und Konsumgüter

 

Bereich der Formaldehyd-Emissionsraten (mg/m2/Tag)

Faserplatte mittlerer Dichte

17,600-55,000

Hartholz-Sperrholzverkleidung

1,500-34,000

Spanplatte

2,000-25,000

Isolierung aus Harnstoff-Formaldehyd-Schaum

1,200-19,200

Nadelholzsperrholz

240-720

Papier-Produkte

260-680

Glasfaserprodukte

400-470

Bekleidung

35-570

Elastischer Bodenbelag

240

Teppiche

0-65

Möbelstoff

0-7

 

Baumaterialien und Einrichtungsgegenstände setzen ein breites Spektrum anderer VOCs frei, die in den 1980er und 1990er Jahren Gegenstand zunehmender Besorgnis waren. Die Emission kann eine komplexe Mischung aus einzelnen Verbindungen sein, obwohl einige dominant sein können. Eine Studie von 42 Baumaterialien identifizierte 62 verschiedene chemische Spezies. Diese VOCs waren hauptsächlich aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, ihre Sauerstoffderivate und Terpene. Die Verbindungen mit den höchsten stationären Emissionskonzentrationen waren in absteigender Reihenfolge Toluol, m-Xylol, Terpen, n-Butylacetat, n-Butanol, n-Hexan, p-Xylol, Ethoxyethylacetat, n-Heptan u o-Xylol. Die Komplexität der Emissionen hat dazu geführt, dass Emissionen und Konzentrationen in der Luft oft als Gesamtkonzentration oder -freisetzung flüchtiger organischer Verbindungen (TVOC) angegeben werden. Tabelle 3 enthält Beispiele für TVOC-Emissionsraten für eine Reihe von Bauprodukten. Diese zeigen, dass erhebliche Unterschiede bei den Emissionen zwischen den Produkten bestehen, was bedeutet, dass bei Vorhandensein geeigneter Daten in der Planungsphase Materialien ausgewählt werden könnten, um die VOC-Freisetzung in neu errichteten Gebäuden zu minimieren.

Tabelle 3. Gesamtkonzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen (TVOC) und Emissionsraten im Zusammenhang mit verschiedenen Boden- und Wandbelägen und Beschichtungen

Art des Materials

Konzentrationen (mg/m3)

Emissionsrate
(Mg / m
2Std)

Tapete

Vinyl und Papier

0.95

0.04

Vinyl- und Glasfasern

7.18

0.30

Bedrucktes Papier

0.74

0.03

Wandverkleidung

Hessisch

0.09

0.005

PVCa

2.43

0.10

Textilien

39.60

1.60

Textilien

1.98

0.08

Bodenbelag

Linoleum

5.19

0.22

Synthetische Fasern

1.62

0.12

Gummi

28.40

1.40

Weicher Kunststoff

3.84

0.59

Homogenes PVC

54.80

2.30

Beschichtungen

Acryllatex

2.00

0.43

Lack, klares Epoxid

5.45

1.30

Lack, Polyurethan,
Zweikomponenten

28.90

4.70

Lack, säuregehärtet

3.50

0.83

a PVC, Polyvinylchlorid.

Holzschutzmittel haben sich als Quelle von Pentachlorphenol und Lindan in der Luft und im Staub in Gebäuden erwiesen. Sie werden hauptsächlich zum Schutz von Holz im Freien verwendet und werden auch in Bioziden verwendet, die zur Behandlung von Hausschwamm und zur Insektenbekämpfung eingesetzt werden.

Konsumgüter und andere Indoor-Quellen

Die Vielfalt und Anzahl von Verbraucher- und Haushaltsprodukten ändern sich ständig, und ihre chemischen Emissionen hängen vom Nutzungsverhalten ab. Zu den Produkten, die zu den VOC-Werten in Innenräumen beitragen können, gehören Aerosolprodukte, Körperpflegeprodukte, Lösungsmittel, Klebstoffe und Farben. Tabelle 4 zeigt die wichtigsten chemischen Komponenten in einer Reihe von Verbraucherprodukten.

Tabelle 4. Bestandteile und Emissionen von Verbraucherprodukten und anderen Quellen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC)

Quelle

Compounds

Emissionsrate

Reinigungsmittel u
Pestizide

Chloroform
1,2-Dichlorethan
1,1,1-Trichlorethan
Tetrachlorkohlenstoff
m-Dichlorbenzol
p-Dichlorbenzol
n-Decan
n-Undecan

15 μg/m2.h
1.2 μg/m2.h
37 μg/m2.h
71 μg/m2.h
0.6 μg/m2.h
0.4 μg/m2.h
0.2 μg/m2.h
1.1 μg/m2.h

Mottenkuchen

p-Dichlorbenzol

14,000 μg/m2.h

Chemisch gereinigte Kleidung

Tetrachlorethen

0.5-1 mg/m2.h

Flüssiges Bohnerwachs

TVOC (Trimethylpenten u
Dodecan-Isomere)

96 g / m2.h

Lederwachs auftragen

TVOC (Pinen und 2-Methyl-
1-Propanol)

3.3 g / m2.h

Waschmittel

TVOC (Limonen, Pinen u
Myrcen)

240 mg/m2.h

Menschliche Emissionen

Aceton
Acetaldehyd
Essigsäure
Methylalkohol

50.7 mg / Tag
6.2 mg / Tag
19.9 mg / Tag
74.4 mg / Tag

Kopierpapier

Formaldehyd

0.4 μg/Form

Dampfbefeuchter

Diethylaminoethanol,
Cyclohexylamin

-

Nasskopierer

2,2,4-Trimethylheptan

-

Haushaltslösungsmittel

Toluol, Ethylbenzol

-

Lackentferner

Dichlormethan, Methanol

-

Lackentferner

Dichlormethan, Toluol,
Propan

-

Stoffschutz

1,1,1-Trichlorethan, pro-
Scheibe, Erdöldestillate

-

Latexfarbe

2-Propanol, Butanon, Ethyl-
Benzol, Toluol

-

Raumerfrischer

Nonan, Decan, Ethyl-
Heptan, Limonen

-

Duschwasser

Chloroform, Trichlorethylen

-

 

Andere VOCs wurden mit anderen Quellen in Verbindung gebracht. Chloroform wird hauptsächlich durch die Abgabe oder Erwärmung von Leitungswasser in die Raumluft eingetragen. Flüssigprozesskopierer setzen Isodekane in die Luft frei. Insektizide, die zur Bekämpfung von Küchenschaben, Termiten, Flöhen, Fliegen, Ameisen und Milben verwendet werden, werden weithin als Sprays, Vernebelungsvorrichtungen, Pulver, imprägnierte Streifen, Köder und Halsbänder für Haustiere verwendet. Zu den Verbindungen gehören Diazinon, Paradichlorbenzol, Pentachlorphenol, Chlordan, Malathion, Naphthalin und Aldrin.

Andere Quellen sind Insassen (Kohlendioxid und Gerüche), Bürogeräte (VOCs und Ozon), Schimmelbildung (VOCs, Ammoniak, Kohlendioxid), kontaminiertes Land (Methan, VOCs) sowie elektronische Luftreiniger und negative Ionengeneratoren (Ozon).

Beitrag aus dem externen Umfeld

Tabelle 5 zeigt typische Innen-Außen-Verhältnisse für die wichtigsten Arten von Schadstoffen, die in der Innenluft vorkommen, sowie durchschnittliche Konzentrationen, die in der Außenluft städtischer Gebiete im Vereinigten Königreich gemessen wurden. Schwefeldioxid in der Innenraumluft stammt normalerweise aus dem Freien und stammt sowohl aus natürlichen als auch aus anthropogenen Quellen. Die Verbrennung schwefelhaltiger fossiler Brennstoffe und das Schmelzen von Sulfiderzen sind Hauptquellen von Schwefeldioxid in der Troposphäre. Die Hintergrundwerte sind sehr niedrig (1 ppb), aber in städtischen Gebieten können die maximalen stündlichen Konzentrationen 0.1 bis 0.5 ppm betragen. Schwefeldioxid kann mit der Lüftungsluft in ein Gebäude gelangen und durch kleine Lücken in der Gebäudestruktur eindringen. Dies hängt von der Luftdichtheit des Gebäudes, den meteorologischen Bedingungen und den Innentemperaturen ab. Im Inneren vermischt sich die einströmende Luft und wird mit der Raumluft verdünnt. Mit Bau- und Einrichtungsmaterialien in Kontakt kommendes Schwefeldioxid wird adsorbiert und kann insbesondere bei hohen Schwefeldioxidbelastungen im Außenbereich die Innenraumkonzentration gegenüber dem Außenbereich deutlich reduzieren.

Tabelle 5. Haupttypen chemischer Luftschadstoffe in Innenräumen und ihre Konzentrationen im städtischen Vereinigten Königreich

Stoff/Gruppe von
Substanzen

Verhältnis der Konzentrationen
drinnen draußen

Typische urbane Kon-
Zentrierungen

Schwefeldioxid

~ 0.5

10-20 ppb

Stickstoffdioxid

≤5-12 (Innenquellen)

10-45 ppb

Ozon

0.1-0.3

15-60 ppb

Kohlendioxid

1-10

350 ppm

Kohlenmonoxid

≤5-11 (Innenquelle)

0.2-10 ppm

Formaldehyd

≤ 10

0.003 mg/m3

Andere organische Verbindungen
Toluol
Benzol
m- und p-Xylole

1-50



5.2 μg/m3
6.3 μg/m3
5.6 μg/m3

Schwebeteilchen

0.5-1 (ohne ETSa)
2-10 (einschließlich ETS)

50–150 μg/m3

a ETS, umweltbedingter Tabakrauch.

Stickoxide sind ein Verbrennungsprodukt, und Hauptquellen sind Autoabgase, mit fossilen Brennstoffen befeuerte Stromerzeugungsstationen und Raumheizungen. Stickoxid (NO) ist relativ ungiftig, kann aber zu Stickstoffdioxid (NO) oxidiert werden2), insbesondere während Episoden photochemischer Verschmutzung. Hintergrundkonzentrationen von Stickstoffdioxid liegen bei etwa 1 ppb, können aber in städtischen Gebieten 0.5 ppm erreichen. Der Außenbereich ist die Hauptquelle von Stickstoffdioxid in Gebäuden ohne unbelüftete Brennstoffgeräte. Wie bei Schwefeldioxid verringert die Adsorption an inneren Oberflächen die Konzentration in Innenräumen im Vergleich zu denen im Freien.

Ozon wird in der Troposphäre durch photochemische Reaktionen in verschmutzten Atmosphären erzeugt, und seine Erzeugung ist eine Funktion der Intensität des Sonnenlichts und der Konzentration von Stickoxiden, reaktiven Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid. An abgelegenen Standorten betragen die Ozonkonzentrationen im Hintergrund 10 bis 20 ppb und können in städtischen Gebieten in den Sommermonaten 120 ppb überschreiten. Die Konzentrationen in Innenräumen sind aufgrund der Reaktion mit Oberflächen in Innenräumen und des Fehlens starker Quellen deutlich niedriger.

Die Freisetzung von Kohlenmonoxid als Ergebnis anthropogener Aktivitäten macht schätzungsweise 30 % der in der Atmosphäre der nördlichen Hemisphäre vorhandenen aus. Die Hintergrundwerte liegen bei etwa 0.19 ppm, und in städtischen Gebieten hängt ein Tagesmuster von Konzentrationen mit der Nutzung des Kraftfahrzeugs zusammen, wobei die stündlichen Spitzenwerte zwischen 3 ppm und 50 bis 60 ppm liegen. Es ist eine relativ unreaktive Substanz und wird daher nicht durch Reaktion oder Adsorption an Oberflächen in Innenräumen abgebaut. Innenquellen, wie z. B. unbelüftete Brennstoffgeräte, tragen daher zum Hintergrundpegel bei, der ansonsten auf die Außenluft zurückzuführen wäre.

Das Innen-Außen-Verhältnis organischer Verbindungen ist verbindungsspezifisch und kann sich im Laufe der Zeit ändern. Bei Verbindungen mit starken Innenraumquellen wie Formaldehyd sind die Innenraumkonzentrationen normalerweise dominant. Für Formaldehyd liegen die Außenkonzentrationen typischerweise unter 0.005 mg/m3 und die Innenkonzentrationen sind zehnmal höher als die Außenwerte. Andere Verbindungen wie Benzol haben starke Quellen im Freien, wobei benzinbetriebene Fahrzeuge von besonderer Bedeutung sind. Zu den Benzolquellen in Innenräumen gehört ETS, und diese führen dazu, dass die mittleren Konzentrationen in Gebäuden im Vereinigten Königreich 1.3-mal höher sind als im Freien. Das Raumklima scheint keine nennenswerte Senke für diese Verbindung zu sein und schützt daher nicht vor Benzol von außen.

Typische Konzentrationen in Gebäuden

Kohlenmonoxidkonzentrationen in Innenräumen liegen üblicherweise im Bereich von 1 bis 5 ppm. Tabelle 6 fasst die in 25 Studien berichteten Ergebnisse zusammen. Die Konzentrationen sind in Gegenwart von Tabakrauch aus der Umgebung höher, obwohl Konzentrationen von über 15 ppm die Ausnahme sind.

Tabelle 6. Zusammenfassung der Feldmessungen von Stickoxiden (NOx) und Kohlenmonoxid (CO)

Site

NEINx Werte (ppb)

CO-Mittelwerte
(Ppm)

Niederlassungen

Rauchen
Control

42-51
-

1.0-2.8
1.2-2.5

Andere Arbeitsplätze

Rauchen
Control

NDa-82
27

1.4-4.2
1.7-3.5

Transportwesen

Rauchen
Control

150-330
-

1.6-33
0-5.9

Restaurants und Cafés

Rauchen
Control

5-120
4-115

1.2-9.9
0.5-7.1

Bars und Tavernen

Rauchen
Control

195
4-115

3-17
~ 1-9.2

a ND = nicht erkannt.

Die Stickstoffdioxidkonzentration in Innenräumen beträgt typischerweise 29 bis 46 ppb. Wenn bestimmte Quellen wie Gasherde vorhanden sind, können die Konzentrationen erheblich höher sein und Rauchen kann einen messbaren Effekt haben (siehe Tabelle 6).

Viele VOCs sind in Innenräumen in Konzentrationen von etwa 2 bis 20 mg/mXNUMX vorhanden3. Eine US-Datenbank mit 52,000 Einträgen zu 71 Chemikalien in Wohnungen, öffentlichen Gebäuden und Büros ist in Abbildung 3 zusammengefasst. Umgebungen, in denen starkes Rauchen und/oder schlechte Belüftung hohe Konzentrationen von ETS erzeugen, können VOC-Konzentrationen von 50 bis 200 mg/m erzeugen3. Baumaterialien tragen erheblich zu den Konzentrationen in Innenräumen bei, und in neuen Häusern wird wahrscheinlich eine größere Anzahl von Verbindungen vorkommen, die 100 mg/m überschreiten3. Renovierung und Anstrich tragen zu deutlich höheren VOC-Werten bei. Konzentrationen von Verbindungen wie Ethylacetat, 1,1,1-Trichlorethan und Limonen können 20 mg/m überschreiten3 Während der Aktivitäten der Bewohner und während der Abwesenheit der Bewohner kann die Konzentration einer Reihe von VOCs um etwa 50 % abnehmen. Es wurden Einzelfälle erhöhter Schadstoffkonzentrationen aufgrund von Materialien und Einrichtungsgegenständen beschrieben, die mit Beschwerden der Bewohner in Verbindung gebracht wurden. Dazu gehören Testbenzin aus injizierten Imprägnierschichten, Naphthalin aus kohlenteerhaltigen Produkten, Ethylhexanol aus Vinylböden und Formaldehyd aus Holzwerkstoffen.

Abbildung 1. Tägliche Innenkonzentrationen ausgewählter Verbindungen für Innenräume.

AIR030T7

Die große Anzahl einzelner VOCs, die in Gebäuden vorkommen, macht es schwierig, Konzentrationen für mehr als ausgewählte Verbindungen anzugeben. Das Konzept von TVOC wurde als Maß für die Mischung vorhandener Verbindungen verwendet. Es gibt keine weit verbreitete Definition für den Bereich der Verbindungen, die der TVOC darstellt, aber einige Forscher haben vorgeschlagen, die Konzentrationen auf unter 300 mg/m zu begrenzen3 sollten Beschwerden von Bewohnern über die Raumluftqualität minimieren.

In Innenräumen verwendete Pestizide sind von relativ geringer Flüchtigkeit und Konzentrationen treten im niedrigen Mikrogramm-pro-Kubikmeter-Bereich auf. Die verflüchtigten Verbindungen können aufgrund ihres niedrigen Dampfdrucks und ihrer Neigung, von Innenmaterialien adsorbiert zu werden, Staub und alle Oberflächen in Innenräumen kontaminieren. Auch die PAK-Konzentration in der Luft wird stark von ihrer Verteilung zwischen Gas- und Aerosolphase beeinflusst. Das Rauchen der Bewohner kann sich stark auf die Raumluftkonzentration auswirken. Konzentrationen von PAKs reichen typischerweise von 0.1 bis 99 ng/m3.

 

 

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Freitag, März 11 2011 16: 26

Radon

Der größte Teil der Strahlung, der ein Mensch im Laufe seines Lebens ausgesetzt ist, stammt aus natürlichen Quellen im Weltraum oder aus Materialien, die in der Erdkruste vorhanden sind. Radioaktive Stoffe können von außen oder, wenn sie eingeatmet oder mit der Nahrung aufgenommen werden, von innen auf den Organismus einwirken. Die erhaltene Dosis kann sehr variabel sein, da sie einerseits von der Menge an radioaktiven Mineralien abhängt, die in dem Gebiet der Erde vorhanden ist, in dem die Person lebt – was mit der Menge an radioaktiven Nukliden in der Luft und der gefundenen Menge zusammenhängt sowohl in der Nahrung als auch insbesondere im Trinkwasser – und andererseits von der Verwendung bestimmter Baumaterialien und der Verwendung von Gas oder Kohle als Brennstoff sowie von der Bauart und den traditionellen Gewohnheiten der Menschen vor Ort .

Heute gilt Radon als die am weitesten verbreitete natürliche Strahlungsquelle. Radon macht zusammen mit seinen „Tochtern“, den durch seinen Zerfall entstandenen Radionukliden, etwa drei Viertel der effektiven Äquivalentdosis aus, der der Mensch durch natürliche terrestrische Quellen ausgesetzt ist. Das Vorhandensein von Radon wird mit einem vermehrten Auftreten von Lungenkrebs in Verbindung gebracht aufgrund der Ablagerung radioaktiver Substanzen im Bronchialbereich.

Radon ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas, das siebenmal so schwer ist wie Luft. Am häufigsten kommen zwei Isotope vor. Das eine ist Radon-222, ein Radionuklid, das in der radioaktiven Reihe aus dem Zerfall von Uran-238 vorhanden ist; Seine Hauptquelle in der Umwelt sind die Gesteine ​​und der Boden, in denen sein Vorgänger, Radium-226, vorkommt. Das andere ist Radon-220 aus der radioaktiven Reihe Thorium, das eine geringere Inzidenz aufweist als Radon-222.

Uran kommt in großem Umfang in der Erdkruste vor. Die mittlere Radiumkonzentration im Boden liegt in der Größenordnung von 25 Bq/kg. Ein Becquerel (Bq) ist die Einheit des internationalen Systems und stellt eine Einheit der Radionuklidaktivität dar, die einem Zerfall pro Sekunde entspricht. Die durchschnittliche Konzentration von Radongas in der Atmosphäre an der Erdoberfläche beträgt 3 Bq/m3, mit einem Bereich von 0.1 (über den Ozeanen) bis 10 Bq/m3. Die Höhe hängt von der Porosität des Bodens, der örtlichen Radium-226-Konzentration und dem atmosphärischen Druck ab. Da die Halbwertszeit von Radon-222 3.823 Tage beträgt, wird der größte Teil der Dosis nicht durch das Gas, sondern durch Radon-Tochter verursacht.

Radon kommt in vorhandenen Materialien vor und fließt überall aus der Erde. Aufgrund seiner Eigenschaften verteilt es sich leicht im Freien, neigt jedoch dazu, sich in geschlossenen Räumen anzureichern, insbesondere in Höhlen und Gebäuden und insbesondere in tiefer gelegenen Räumen, wo seine Beseitigung ohne angemessene Belüftung schwierig ist. In gemäßigten Regionen werden die Radonkonzentrationen in Innenräumen auf etwa das Achtfache der Konzentrationen im Freien geschätzt.

Die Radonexposition des Großteils der Bevölkerung findet daher zum größten Teil innerhalb von Gebäuden statt. Die mittleren Radonkonzentrationen hängen im Wesentlichen von den geologischen Eigenschaften des Bodens, den für das Gebäude verwendeten Baumaterialien und der Belüftung ab.

Die Hauptquelle von Radon in Innenräumen ist das Radium, das im Boden vorhanden ist, auf dem das Gebäude ruht, oder in den Materialien, die für seinen Bau verwendet wurden. Andere bedeutende Quellen – auch wenn ihr relativer Einfluss viel geringer ist – sind Außenluft, Wasser und Erdgas. Abbildung 1 zeigt den Beitrag, den jede Quelle zum Gesamtwert leistet.

Abbildung 1. Radonquellen in Innenräumen.

AIR035F1

Die gängigsten Baumaterialien wie Holz, Ziegel und Schlackensteine ​​geben im Gegensatz zu Granit und Bimsstein relativ wenig Radon ab. Die Hauptprobleme werden jedoch durch die Verwendung von Naturmaterialien wie Alaunschiefer bei der Herstellung von Baumaterialien verursacht. Eine weitere Problemquelle war die Verwendung von Nebenprodukten aus der Behandlung von Phosphatmineralien, die Verwendung von Nebenprodukten aus der Aluminiumherstellung, die Verwendung von Krätze oder Schlacke aus der Behandlung von Eisenerz in Hochöfen und die Verwendung Asche aus der Kohleverbrennung. Darüber hinaus wurden in einigen Fällen auch Rückstände aus dem Uranabbau im Bauwesen verwendet.

Radon kann im Untergrund in Wasser und Erdgas gelangen. Das Wasser, das zur Versorgung eines Gebäudes verwendet wird, insbesondere wenn es aus Tiefbrunnen stammt, kann erhebliche Mengen an Radon enthalten. Wird dieses Wasser zum Kochen verwendet, kann durch das Kochen ein Großteil des enthaltenen Radons freigesetzt werden. Wird das Wasser kalt getrunken, scheidet der Körper die Gase leicht aus, so dass das Trinken dieses Wassers in der Regel kein nennenswertes Risiko darstellt. Auch die Verbrennung von Erdgas in Kaminöfen ohne Schornstein, in Heizungen und in anderen Haushaltsgeräten kann zu einem Anstieg der Radonkonzentration in Innenräumen, insbesondere in Wohnungen, führen. In Badezimmern ist das Problem manchmal akuter, weil sich Radon im Wasser und im Erdgas des Warmwasserbereiters anreichert, wenn nicht genügend gelüftet wird.

Da die möglichen Wirkungen von Radon auf die Bevölkerung noch vor wenigen Jahren unbekannt waren, beschränkt sich die Datenlage zu Konzentrationen in Innenräumen auf jene Länder, die aufgrund ihrer Beschaffenheit oder besonderen Umstände für diese Problematik stärker sensibilisiert sind . Sicher ist, dass in Innenräumen Konzentrationen auftreten können, die weit über den Konzentrationen liegen, die in der gleichen Region im Freien gefunden werden. In Helsinki (Finnland) wurden beispielsweise Radonkonzentrationen in der Raumluft gefunden, die fünftausendmal höher sind als die normalerweise im Freien gefundenen Konzentrationen. Dies kann zu einem großen Teil auf Energiesparmaßnahmen zurückzuführen sein, die die Radonkonzentration in Innenräumen merklich begünstigen können, insbesondere wenn diese stark gedämmt sind. Bisher untersuchte Gebäude in verschiedenen Ländern und Regionen zeigen, dass die in ihnen gefundenen Radonkonzentrationen eine Verteilung aufweisen, die dem normalen Log entspricht. Es ist erwähnenswert, dass eine kleine Anzahl der Gebäude in jeder Region Konzentrationen aufweist, die zehnmal über dem Median liegen. Die Referenzwerte für Radon in Innenräumen und die Sanierungsempfehlungen verschiedener Organisationen sind unter „Verordnungen, Empfehlungen, Richtlinien und Normen“ in diesem Kapitel aufgeführt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Hauptweg zur Vermeidung von Radonbelastungen darin besteht, Bauarbeiten in Gebieten zu vermeiden, die naturgemäß eine größere Menge Radon in die Luft abgeben. Wo dies nicht möglich ist, sollten Böden und Wände ordnungsgemäß abgedichtet und Baumaterialien nicht verwendet werden, wenn sie radioaktive Stoffe enthalten. Innenräume, insbesondere Keller, sollten ausreichend belüftet sein.

 

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Freitag, März 11 2011 16: 52

Tabakrauch

1985 überprüfte der Surgeon General des US Public Health Service die gesundheitlichen Folgen des Rauchens im Hinblick auf Krebs und chronische Lungenerkrankungen am Arbeitsplatz. Es wurde der Schluss gezogen, dass das Zigarettenrauchen für die meisten US-Arbeiter eine größere Ursache für Tod und Behinderung darstellt als ihr Arbeitsumfeld. Die Kontrolle des Rauchens und eine Verringerung der Exposition gegenüber gefährlichen Arbeitsstoffen am Arbeitsplatz sind jedoch unerlässlich, da diese Faktoren bei der Induktion und Entwicklung von Atemwegserkrankungen häufig synergistisch mit dem Rauchen wirken. Es ist bekannt, dass mehrere berufliche Expositionen bei Arbeitern chronische Bronchitis hervorrufen. Dazu gehören die Exposition gegenüber Kohle-, Zement- und Getreidestaub, Silica-Aerosolen, beim Schweißen entstehenden Dämpfen und Schwefeldioxid. Chronische Bronchitis bei Arbeitern in diesen Berufen wird oft durch Zigarettenrauchen verschlimmert (US Surgeon General 1985).

Epidemiologische Daten haben eindeutig belegt, dass Uranbergleute und Asbestarbeiter, die Zigaretten rauchen, ein signifikant höheres Risiko für Atemwegskrebs tragen als Nichtraucher in diesen Berufen. Die krebserzeugende Wirkung von Uran und Asbest und Zigarettenrauchen ist nicht nur additiv, sondern synergistisch bei der Induktion von Plattenepithelkarzinomen der Lunge (US Surgeon General 1985; Hoffmann und Wynder 1976; Saccomanno, Huth und Auerbach 1988; Hilt et al. 1985). Die krebserzeugende Wirkung von Nickel-, Arsen-, Chromat-, Chlormethylether- und Zigarettenrauchen ist mindestens additiv (US Surgeon General 1985; Hoffmann und Wynder 1976; IARC 1987a, Pershagen et al. 1981). Man würde annehmen, dass rauchende Kokereiarbeiter ein höheres Risiko für Lungen- und Nierenkrebs haben als nichtrauchende Kokereiarbeiter; Uns fehlen jedoch epidemiologische Daten, die dieses Konzept untermauern (IARC 1987c).

Ziel dieser Übersicht ist es, die toxischen Wirkungen der Exposition von Männern und Frauen gegenüber umweltbedingtem Tabakrauch (ETS) am Arbeitsplatz zu bewerten. Aktive Raucher werden sicherlich davon profitieren, wenn sie das Rauchen am Arbeitsplatz einschränken, indem sie ihren Zigarettenkonsum während des Arbeitstages reduzieren und dadurch die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sie Ex-Raucher werden; Aber auch Nichtraucher, die allergisch auf Tabakrauch reagieren oder bereits Lungen- oder Herzbeschwerden haben, werden von der Raucherentwöhnung profitieren.

Physikalisch-chemische Natur von Umwelttabakrauch

Mainstream- und Sidestream-Rauch

ETS ist definiert als das Material in der Raumluft, das aus Tabakrauch stammt. Obwohl Pfeifen- und Zigarrenrauchen zu ETS beitragen, ist Zigarettenrauch im Allgemeinen die Hauptquelle. ETS ist ein zusammengesetztes Aerosol, das hauptsächlich aus dem Brennkegel eines Tabakprodukts zwischen den Zügen emittiert wird. Diese Emission wird Seitenstromrauch (SS) genannt. In geringem Umfang besteht ETS auch aus Bestandteilen des Mainstream-Rauchs (MS), also jenen, die vom Raucher ausgeatmet werden. Tabelle 7 listet die Verhältnisse der wichtigsten toxischen und karzinogenen Stoffe im eingeatmeten Rauch, im Hauptstromrauch und im Nebenstromrauch auf (Hoffmann und Hecht 1990; Brunnemann und Hoffmann 1991; Guerin et al. 1992; Luceri et al. 1993) . Unter „Art der Toxizität“ stellen die mit „C“ gekennzeichneten Rauchbestandteile tierische Karzinogene dar, die von der International Agency for Research on Cancer (IARC) anerkannt sind. Dazu gehören Benzol, β-Naphthylamin, 4-Aminobiphenyl und Polonium-210, die ebenfalls als humane Karzinogene anerkannt sind (IARC 1987a; IARC 1988). Beim Rauchen von Filterzigaretten werden bestimmte flüchtige und halbflüchtige Bestandteile durch Filterspitzen selektiv aus der MS entfernt (Hoffmann und Hecht 1990). Diese Verbindungen treten jedoch in unverdünntem SS in weitaus höheren Mengen auf als bei MS. Außerdem werden jene Rauchbestandteile, die beim Schwelen in der reduzierenden Atmosphäre des Brennkegels bevorzugt entstehen, bei SS in weit größerem Umfang freigesetzt als bei MS. Dazu gehören Gruppen von Karzinogenen wie die flüchtigen Nitrosamine, tabakspezifische Nitrosamine (TSNA) und aromatische Amine.

Tabelle 1. Einige toxische und tumorerzeugende Substanzen in unverdünntem Zigarettennebenstromrauch

Compounds

Art der
Toxizitäta

Betrag in
Nebenstrom
rauchen pro
Zigarette

Verhältnis von Seiten-
Stream zum Haupt-
Rauch strömen

Dampfphase

Kohlenmonoxid

T

26.80-61 mg

2.5-14.9

Carbonylsulfid

T

2–3 μg

0.03-0.13

1,3-Butadien

C

200–250 μg

3.8-10.8

Benzol

C

240–490 μg

8-10

Formaldehyd

C

300–1,500 μg

10-50

Acrolein

T

40–100 μg

8-22

3-Vinylpyridin

T

330–450 μg

24-34

Cyanwasserstoff

T

14–110 μg

0.06-0.4

Hydrazin

C

90ng

3

Stickoxide (NOx)

T

500–2,000 μg

3.7-12.8

N-Nitrosodimethylamin

C

200–1,040 ng

12-440

N-Nitrosodiethylamin

C

NDb-1,000 ng

<40

N-Nitrosopyrrolidin

C

7–700 ng

4-120

Partikelphase

Teer

C

14-30 mg

1.1-15.7

Nikotin

T

2.1-46 mg

1.3-21

Phenol

TP

70–250 μg

1.3-3.0

Catechol

CoC

58–290 μg

0.67-12.8

2-Toluidin

C

2.0–3.9 μg

18-70

β-Naphthylamin

C

19–70 ng

8.0-39

4-Aminobiphenyl

C

3.5–6.9 ng

7.0-30

Benz (a) Anthracen

C

40–200 ng

2-4

Benzo (a) pyren

C

40–70 ng

2.5-20

Chinolin

C

15–20 μg

8-11

NNNc

C

0.15–1.7 μg

0.5-5.0

NNKd

C

0.2–1.4 μg

1.0-22

N-Nitrosodiethanolamin

C

43ng

1.2

Cadmium

C

0.72 & mgr; g

7.2

Nickel

C

0.2–2.5 μg

13-30

Zink

T

6.0ng

6.7

Polonium-210

C

0.5–1.6 pCi

1.06-3.7

a C=krebserregend; CoC=co-kanzerogen; T=toxisch; TP=Tumorpromotor.
b ND=nicht erkannt.
c NNN=N'-Nitrosonornikotin.
d NNK=4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon.

ETS in der Raumluft

Obwohl unverdünntes SS höhere Mengen an toxischen und karzinogenen Bestandteilen enthält als MS, wird das von Nichtrauchern eingeatmete SS durch die Luft stark verdünnt und seine Eigenschaften werden aufgrund des Zerfalls bestimmter reaktiver Spezies verändert. Tabelle 8 listet gemeldete Daten zu toxischen und karzinogenen Stoffen in Raumluftproben unterschiedlicher Belastung durch Tabakrauch auf (Hoffmann und Hecht 1990; Brunnemann und Hoffmann 1991; Luceri et al. 1993). Die Luftverdünnung von SS hat einen erheblichen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften dieses Aerosols. Im Allgemeinen wird die Verteilung verschiedener Wirkstoffe zwischen Dampfphase und Partikelphase zugunsten der ersteren verändert. Die Partikel in ETS sind kleiner (<0.2 μ) als die in MS (~0.3 μ) und die pH-Werte von SS (pH 6.8–8.0) und von ETS sind höher als der pH-Wert von MS (5.8–6.2; Brunnemann und Hoffmann 1974). Folglich sind 90 bis 95 % Nikotin in der Dampfphase von ETS vorhanden (Eudy et al. 1986). Ebenso andere grundlegende Komponenten wie der Moll Nicotiana Alkaloide sowie Amine und Ammoniak sind hauptsächlich in der Dampfphase von ETS vorhanden (Hoffmann und Hecht 1990; Guerin et al. 1992).

Tabelle 2. Einige toxische und tumorerzeugende Stoffe in durch Tabakrauch verschmutzten Innenräumen

Schadstoff

Ort

Konzentration/m3

Stickoxid

Arbeitsräume
Restaurants
Bars
Cafeterias

50–440 μg
17–240 μg
80–250 μg
2.5–48 μg

Stickstoffdioxid

Arbeitsräume
Restaurants
Bars
Cafeterias

68–410 μg
40–190 μg
2–116 μg
67–200 μg

Cyanwasserstoff

Wohnzimmer

8–122 μg

1,3-Butadien

Bars

2.7–4.5 μg

Benzol

Öffentliche Plätze

20–317 μg

Formaldehyd

Wohnzimmer
Tavernen

2.3–5.0 μg
89–104 μg

Acrolein

Öffentliche Plätze

30–120 μg

Aceton

Kaffeehäuser

910–1,400 μg

Phenole (flüchtig)

Kaffeehäuser

7.4–11.5 ng

N-Nitrosodimethylamin

Bars, Restaurants, Büros

<10-240 ng

N-Nitrosodiethylamin

Restaurants

<10-30 ng

Nikotin

Gästehaus
Niederlassungen
Öffentliche Gebäude

0.5–21 μg
1.1–36.6 μg
1.0–22 μg

2-Toluidin

Niederlassungen
Kartenraum mit Rauchern

3.0–12.8 ng
16.9ng

b-Naphthylamin

Niederlassungen
Kartenraum mit Rauchern

0.27–0.34 ng
0.47ng

4-Aminobiphenyl

Niederlassungen
Kartenraum mit Rauchern

0.1ng
0.11ng

Benz (a) Anthracen

Restaurants

1.8–9.3 ng

Benzo (a) pyren

Restaurants
Zimmer für Raucher
Wohnzimmer

2.8–760 μg
88–214 μg
10–20 μg

NNNa

Bars
Restaurants

4.3–22.8 ng
NDb-5.7 ng

NNKc

Bars
Restaurants
Autos mit Rauchern

9.6–23.8 ng
1.4–3.3 ng
29.3ng

a NNN=N'-Nitrosonornikotin.
b ND=nicht erkannt.
c NNK=4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon.

Biomarker der Aufnahme von ETS durch Nichtraucher

Obwohl eine beträchtliche Anzahl nicht rauchender Arbeitnehmer ETS am Arbeitsplatz, in Restaurants, zu Hause oder in anderen Innenräumen ausgesetzt ist, ist es kaum möglich, die tatsächliche Aufnahme von ETS durch eine Person abzuschätzen. Die ETS-Exposition kann genauer bestimmt werden, indem bestimmte Rauchbestandteile oder deren Metaboliten in physiologischen Flüssigkeiten oder in der ausgeatmeten Luft gemessen werden. Obwohl mehrere Parameter untersucht wurden, wie z. B. CO in der Atemluft, Carboxyhämoglobin im Blut, Thiocyanat (ein Metabolit von Cyanwasserstoff) im Speichel oder Urin oder Hydroxyprolin und N-Nitrosoprolin im Urin, sind nur drei Maßnahmen tatsächlich hilfreich, um die Aufnahme abzuschätzen von ETS durch Nichtraucher. Sie ermöglichen es uns, die Passivrauchexposition von der von aktiven Rauchern und von Nichtrauchern zu unterscheiden, die absolut keiner Tabakrauchexposition ausgesetzt sind.

Der am häufigsten verwendete Biomarker für die ETS-Exposition von Nichtrauchern ist Cotinin, ein wichtiger Nikotinmetabolit. Sie wird gaschromatographisch oder per Radioimmunoassay im Blut oder vorzugsweise Urin bestimmt und spiegelt die Aufnahme von Nikotin über Lunge und Mundhöhle wider. Wenige Milliliter Urin von Passivrauchern reichen aus, um Cotinin mit einer der beiden Methoden zu bestimmen. Im Allgemeinen hat ein Passivraucher Cotininspiegel von 5 bis 10 ng/ml Urin; bei Nichtrauchern, die über einen längeren Zeitraum starkem ETS ausgesetzt waren, wurden jedoch vereinzelt höhere Werte gemessen. Zwischen der Dauer der ETS-Exposition und der Ausscheidung von Cotinin im Urin wurde eine Dosisabhängigkeit ermittelt (Tabelle 3, Wald et al. 1984). In den meisten Feldstudien betrug Cotinin im Urin von Passivrauchern zwischen 0.1 und 0.3 % der mittleren Konzentrationen, die im Urin von Rauchern gefunden wurden; bei längerer Exposition gegenüber hohen ETS-Konzentrationen entsprachen die Cotininspiegel jedoch bis zu 1 % der im Urin aktiver Raucher gemessenen Werte (US National Research Council 1986; IARC 1987b; US Environmental Protection Agency 1992).

Tabelle 3. Cotinin im Urin bei Nichtrauchern nach der Anzahl der berichteten Stunden, in denen sie innerhalb der letzten sieben Tage dem Tabakrauch anderer Personen ausgesetzt waren

Dauer der Exposition

Quintil

Grenzen (Std.)

Nummer

Cotinin im Urin (Mittelwert ± SD)
(ng/ml)
a

1.

0.0-1.5

43

2.8 3.0 ±

2.

1.5-4.5

47

3.4 2.7 ±

3.

4.5-8.6

43

5.3 4.3 ±

4.

8.6-20.0

43

14.7 19.5 ±

5.

20.0-80.0

45

29.6 73.7 ±

Alle

0.0-80.0

221

11.2 35.6 ±

a Der Trend mit zunehmender Exposition war signifikant (p < 0.001).

Quelle: Basierend auf Wald et al. 1984.

Das menschliche Blasenkarzinogen 4-Aminobiphenyl, das aus dem Tabakrauch in ETS übergeht, wurde als Hämoglobinaddukt bei Passivrauchern in Konzentrationen von bis zu 10 % des mittleren Adduktspiegels bei Rauchern nachgewiesen (Hammond et al. 1993). Bis zu 1 % der mittleren Spiegel eines Metaboliten des von Nikotin abgeleiteten Karzinogens 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK), das im Urin von Zigarettenrauchern vorkommt, wurde gemessen im Urin von Nichtrauchern, die in einem Testlabor hohen SS-Konzentrationen ausgesetzt waren (Hecht et al. 1993). Obwohl die letztgenannte Biomarkermethode noch nicht in Feldstudien eingesetzt wurde, verspricht sie einen geeigneten Indikator für die Exposition von Nichtrauchern gegenüber einem tabakspezifischen Lungenkrebserreger.

Tabakrauch in der Umwelt und die menschliche Gesundheit

Andere Erkrankungen als Krebs

Pränatale Exposition gegenüber MS und/oder ETS und frühe postnatale Exposition gegenüber ETS erhöhen die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen während viraler Atemwegsinfektionen bei Kindern im ersten Lebensjahr.

Die wissenschaftliche Literatur enthält mehrere Dutzend klinische Berichte aus verschiedenen Ländern, die berichten, dass Kinder rauchender Eltern, insbesondere Kinder unter zwei Jahren, ein Übermaß an akuten Atemwegserkrankungen aufweisen (US Environmental Protection Agency 1992; US Surgeon General 1986; Medina et al., 1988; Riedel et al., 1989). Mehrere Studien beschrieben auch eine Zunahme von Mittelohrentzündungen bei Kindern, die dem Zigarettenrauch der Eltern ausgesetzt waren. Die erhöhte Prävalenz von Mittelohrergüssen, die auf ETS zurückzuführen ist, führte zu einer erhöhten Hospitalisierung kleiner Kinder für chirurgische Eingriffe (US Environmental Protection Agency 1992; US Surgeon General 1986).

In den letzten Jahren haben ausreichende klinische Beweise zu dem Schluss geführt, dass Passivrauchen bei Kindern, die bereits an der Krankheit leiden, mit einer erhöhten Schwere von Asthma einhergeht und höchstwahrscheinlich zu neuen Asthmafällen bei Kindern führt (US Environmental Protection Agency 1992 ).

1992 überprüfte die US-Umweltschutzbehörde (1992) kritisch die Studien zu Atemwegssymptomen und Lungenfunktionen bei erwachsenen Nichtrauchern, die ETS ausgesetzt waren, und kam zu dem Schluss, dass Passivrauchen subtile, aber statistisch signifikante Auswirkungen auf die Gesundheit der Atemwege von nichtrauchenden Erwachsenen hat.

Eine Literaturrecherche zur Wirkung des Passivrauchens auf Atemwegs- oder Herzkranzerkrankungen bei Arbeitnehmern ergab nur wenige Studien. Männer und Frauen, die am Arbeitsplatz (Büros, Banken, akademische Einrichtungen usw.) zehn oder mehr Jahre ETS ausgesetzt waren, hatten eine eingeschränkte Lungenfunktion (White und Froeb 1980; Masi et al. 1988).

Lungenkrebs

1985 überprüfte die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) die Assoziation von Passivrauchen mit Lungenkrebs bei Nichtrauchern. Obwohl in einigen Studien jeder Nichtraucher mit Lungenkrebs, der über eine ETS-Exposition berichtet hatte, persönlich befragt wurde und detaillierte Informationen über die Exposition geliefert hatte (US National Research Council 1986; US EPA 1992; US Surgeon General 1986; Kabat und Wynder 1984), die IARC schloss:

Die bisher gemachten Beobachtungen an Nichtrauchern sind entweder mit einem erhöhten Risiko durch „Passivrauchen“ oder einem fehlenden Risiko vereinbar. Die Kenntnis der Natur von Seitenstrom- und Hauptstromrauch, der beim „Passiv“-Rauchen absorbierten Materialien und der quantitativen Beziehung zwischen Dosis und Wirkung, die üblicherweise bei der Exposition gegenüber Karzinogenen beobachtet werden, lässt jedoch den Schluss zu, dass das Passivrauchen einige davon verursacht Krebsrisiko (IARC 1986).

Somit besteht eine offensichtliche Dichotomie zwischen experimentellen Daten, die das Konzept stützen, dass ETS zu einem gewissen Krebsrisiko führt, und epidemiologischen Daten, die in Bezug auf ETS-Exposition und Krebs nicht schlüssig sind. Experimentelle Daten, einschließlich Biomarker-Studien, haben das Konzept, dass ETS krebserregend ist, weiter gestärkt, wie zuvor diskutiert wurde. Wir werden nun diskutieren, inwieweit die seit dem zitierten IARC-Bericht abgeschlossenen epidemiologischen Studien zur Klärung der ETS-Lungenkrebsproblematik beigetragen haben.

Gemäß den früheren epidemiologischen Studien und in etwa 30 Studien, über die nach 1985 berichtet wurde, stellte die ETS-Exposition von Nichtrauchern einen Risikofaktor für Lungenkrebs von weniger als 2.0 dar, relativ zum Risiko eines Nichtrauchers ohne signifikante ETS-Exposition (US Environmental Protection Agency 1992; Kabat und Wynder 1984; IARC 1986; Brownson et al. 1992; Brownson et al. 1993). Wenn überhaupt, erfüllen nur wenige dieser epidemiologischen Studien die Kriterien der Kausalität im Zusammenhang zwischen einem Umwelt- oder Berufsfaktor und Lungenkrebs. Kriterien, die diese Anforderungen erfüllen, sind:

  1. ein gut etablierter Assoziationsgrad (Risikofaktor ≥ 3)
  2. Reproduzierbarkeit der Beobachtung durch eine Reihe von Studien
  3. Übereinstimmung zwischen Expositionsdauer und Wirkung
  4. biologische Plausibilität.

 

Eine der größten Unsicherheiten bei den epidemiologischen Daten liegt in der begrenzten Zuverlässigkeit der Antworten, die durch die Befragung der Fälle und/oder ihrer Angehörigen hinsichtlich der Rauchgewohnheiten der Fälle gewonnen wurden. Es scheint, dass es im Allgemeinen eine Übereinstimmung zwischen der Rauchergeschichte von Eltern und Ehepartnern gibt, die durch Fälle und Kontrollen geliefert wird; jedoch gibt es geringe Übereinstimmungsraten für Dauer und Intensität des Rauchens (Brownson et al. 1993; McLaughlin et al. 1987; McLaughlin et al. 1990). Einige Ermittler haben die Zuverlässigkeit der von Einzelpersonen über ihren Raucherstatus erhaltenen Informationen in Frage gestellt. Dies zeigt exemplarisch eine großangelegte Untersuchung in Süddeutschland. Eine zufällig ausgewählte Studienpopulation bestand aus mehr als 3,000 Männern und Frauen im Alter von 25 bis 64 Jahren. Dieselben Personen wurden 1984–1985, 1987–1988 und erneut 1989–1990 dreimal zu ihren Rauchgewohnheiten befragt, wobei jedes Mal Urin von jedem Probanden gesammelt und auf Cotinin analysiert wurde. Als Raucher galten diejenigen Probanden, bei denen mehr als 20 ng Cotinin pro ml Urin festgestellt wurden. Von 800 Ex-Rauchern, die angaben, Nichtraucher zu sein, hatten 6.3 %, 6.5 % und 5.2 % während der drei getesteten Zeiträume Cotininspiegel über 20 ng/ml. Die selbsternannten Nichtraucher, die gemäß Cotininanalysen als tatsächliche Raucher identifiziert wurden, machten 0.5 %, 1.0 % bzw. 0.9 % aus (Heller et al. 1993).

Die begrenzte Zuverlässigkeit der per Fragebogen erhobenen Daten und die relativ begrenzte Anzahl von Nichtrauchern mit Lungenkrebs, die an ihrem Arbeitsplatz nicht gegenüber Karzinogenen exponiert waren, weisen auf die Notwendigkeit einer prospektiven epidemiologischen Studie mit Bewertung von Biomarkern (z. B. Cotinin, Metaboliten von polynuklearen aromatischen Kohlenwasserstoffen und/oder Metaboliten von NNK im Urin), um eine abschließende Bewertung der Frage nach der Kausalität zwischen unfreiwilligem Rauchen und Lungenkrebs herbeizuführen. Während solche prospektiven Studien mit Biomarkern eine große Aufgabe darstellen, sind sie unerlässlich, um die Fragen zur Exposition zu beantworten, die erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit haben.

Tabakrauch in der Umwelt und das Arbeitsumfeld

Obwohl epidemiologische Studien bisher keinen kausalen Zusammenhang zwischen ETS-Exposition und Lungenkrebs gezeigt haben, ist es dennoch höchst wünschenswert, Arbeitnehmer am Arbeitsplatz vor der Exposition gegenüber Tabakrauch in der Umgebung zu schützen. Dieses Konzept wird durch die Beobachtung gestützt, dass eine Langzeitexposition von Nichtrauchern gegenüber ETS am Arbeitsplatz zu einer reduzierten Lungenfunktion führen kann. Darüber hinaus kann unfreiwilliges Rauchen in Arbeitsumgebungen mit Exposition gegenüber Karzinogenen das Krebsrisiko erhöhen. In den Vereinigten Staaten hat die Environmental Protection Agency ETS als Karzinogen der Gruppe A (bekannt für den Menschen) eingestuft; Daher verlangt das Gesetz in den Vereinigten Staaten, dass Mitarbeiter vor der Exposition gegenüber ETS geschützt werden.

Um Nichtraucher vor ETS zu schützen, können mehrere Maßnahmen ergriffen werden: Rauchverbot am Arbeitsplatz oder zumindest Raucher von Nichtrauchern trennen, wo dies möglich ist, und sicherstellen, dass die Raucherräume über ein separates Abluftsystem verfügen. Der lohnendste und bei weitem vielversprechendste Ansatz besteht darin, Mitarbeiter, die Zigarettenraucher sind, bei der Raucherentwöhnung zu unterstützen.

Die Arbeitsstätte kann hervorragende Möglichkeiten zur Umsetzung von Programmen zur Raucherentwöhnung bieten; Tatsächlich haben zahlreiche Studien gezeigt, dass Programme am Arbeitsplatz erfolgreicher sind als Programme auf Klinikbasis, da arbeitgeberfinanzierte Programme intensiver sind und wirtschaftliche und/oder andere Anreize bieten (US Surgeon General 1985). Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Eliminierung von berufsbedingten chronischen Lungenerkrankungen und Krebs häufig nicht ohne Bemühungen zur Umwandlung der Arbeitnehmer in Ex-Raucher erfolgen kann. Darüber hinaus können Maßnahmen am Arbeitsplatz, einschließlich Raucherentwöhnungsprogramme, dauerhafte Veränderungen bei der Reduzierung einiger kardiovaskulärer Risikofaktoren für die Arbeitnehmer bewirken (Gomel et al. 1993).

Wir schätzen die redaktionelle Unterstützung von Ilse Hoffmann und die Vorbereitung dieses Manuskripts durch Jennifer Johnting sehr. Diese Studien werden durch die USPHS Grants CA-29580 und CA-32617 des National Cancer Institute unterstützt.

 

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Freitag, März 11 2011 16: 56

Raucherordnung

In Bezug auf Maßnahmen zur Reduzierung des Tabakkonsums sollten die Regierungen bedenken, dass die Menschen zwar selbst entscheiden, ob sie mit dem Rauchen aufhören sollten, es aber in der Verantwortung der Regierung liegt, alle notwendigen Maßnahmen zu ergreifen, um sie dazu zu ermutigen, damit aufzuhören. Die von Gesetzgebern und Regierungen vieler Länder unternommenen Schritte waren unentschlossen, denn obwohl die Verringerung des Tabakkonsums eine unbestrittene Verbesserung der öffentlichen Gesundheit darstellt – mit entsprechenden Einsparungen bei den öffentlichen Gesundheitsausgaben –, würde es eine Reihe von wirtschaftlichen Verlusten und Verwerfungen geben vielen Sektoren, zumindest vorübergehender Natur. Der Druck, den internationale Gesundheits- und Umweltorganisationen und -agenturen in dieser Hinsicht ausüben können, ist sehr wichtig, da viele Länder Maßnahmen gegen den Tabakkonsum aufgrund wirtschaftlicher Probleme verwässern könnten – insbesondere wenn Tabak eine wichtige Einnahmequelle ist.

Dieser Artikel beschreibt kurz regulatorische Maßnahmen, die ergriffen werden können, um das Rauchen in einem Land zu reduzieren.

Warnhinweise auf Zigarettenpackungen

Eine der ersten Maßnahmen, die in vielen Ländern ergriffen wurde, besteht darin, auf Zigarettenpackungen deutlich sichtbar den Warnhinweis anzubringen, dass das Rauchen die Gesundheit des Rauchers ernsthaft schädigt. Diese Warnung, deren Ziel nicht so sehr darin besteht, eine unmittelbare Wirkung auf den Raucher auszuüben, sondern vielmehr zu zeigen, dass die Regierung über das Problem besorgt ist, schafft ein psychologisches Klima, das die Annahme späterer Maßnahmen begünstigt, die sonst als aggressiv angesehen würden durch die rauchende Bevölkerung.

Einige Experten befürworten die Aufnahme dieser Warnhinweise auf Zigarren und Pfeifentabak. Die allgemeinere Meinung ist jedoch, dass diese Warnungen unnötig sind, da Menschen, die diese Art von Tabak konsumieren, den Rauch normalerweise nicht inhalieren, und eine Verlängerung dieser Warnungen eher zu einer Missachtung der Botschaften als Ganzes führen würde. Deshalb ist die vorherrschende Meinung, dass die Warnhinweise nur auf Zigarettenpackungen angebracht werden sollten. Ein Hinweis auf Passivrauchen wurde derzeit nicht in Betracht gezogen, ist aber keine Option, die verworfen werden sollte.

Rauchverbote in öffentlichen Räumen

Das Rauchverbot im öffentlichen Raum ist eines der wirksamsten Regulierungsinstrumente. Diese Verbote können die Zahl der Personen, die dem Passivrauchen ausgesetzt sind, erheblich verringern und darüber hinaus den täglichen Zigarettenkonsum der Raucher verringern. Die häufigen Beschwerden von Eigentümern öffentlicher Räume wie Hotels, Restaurants, Freizeiteinrichtungen, Tanzlokalen, Theatern usw. basieren auf dem Argument, dass diese Maßnahmen zu einem Verlust von Kunden führen würden. Wenn die Regierungen diese Maßnahmen jedoch flächendeckend umsetzen, treten die negativen Auswirkungen eines Kundenverlusts nur in der ersten Phase auf, da sich die Menschen schließlich an die neue Situation anpassen werden.

Eine weitere Möglichkeit ist die Gestaltung spezieller Raucherräume. Die Trennung von Rauchern und Nichtrauchern sollte wirksam sein, um die gewünschten Vorteile zu erzielen, indem Barrieren geschaffen werden, die verhindern, dass Nichtraucher Tabakrauch inhalieren. Die Trennung muss daher physikalisch erfolgen, und wenn die Klimaanlage Umluft verwendet, sollte die Luft aus Raucherbereichen nicht mit der aus Nichtraucherbereichen vermischt werden. Die Schaffung von Räumen für Raucher bedeutet daher Bau- und Unterteilungskosten, kann jedoch eine Lösung für diejenigen sein, die das Raucherpublikum bedienen möchten.

Abgesehen von Orten, an denen das Rauchen aus Sicherheitsgründen wegen möglicher Explosionen oder Brände offensichtlich verboten ist, sollte es auch Bereiche geben – wie Gesundheits- und Sporteinrichtungen, Schulen und Kindertagesstätten – wo das Rauchen nicht erlaubt ist, obwohl es keine Sicherheit gibt Risiken dieser Art.

Rauchverbote am Arbeitsplatz

Rauchverbote am Arbeitsplatz können auch im Lichte des oben Gesagten in Erwägung gezogen werden. Regierungen und Unternehmer können gemeinsam mit Gewerkschaften Programme zur Reduzierung des Tabakkonsums am Arbeitsplatz auflegen. Kampagnen zur Raucherentwöhnung am Arbeitsplatz sind im Allgemeinen erfolgreich.

Wann immer möglich, wird empfohlen, Nichtraucherbereiche zu schaffen, um eine Politik gegen den Tabakkonsum zu etablieren und Menschen zu unterstützen, die das Recht verteidigen, nicht aus zweiter Hand zu rauchen. Im Falle eines Konflikts zwischen Raucher und Nichtraucher sollten die Vorschriften immer dem Nichtraucher den Vorrang geben, und wenn sie nicht getrennt werden können, sollte der Raucher dazu gedrängt werden, am Arbeitsplatz auf das Rauchen zu verzichten.

Neben Orten, an denen das Rauchen aus Gesundheits- oder Sicherheitsgründen verboten sein sollte, sollte die Möglichkeit von Synergien zwischen den Auswirkungen chemischer Verschmutzung am Arbeitsplatz und Tabakrauch auch in anderen Bereichen nicht außer Acht gelassen werden. Das Gewicht solcher Überlegungen wird zweifellos zu einer breiten Ausweitung der Rauchverbote führen, insbesondere an Industriearbeitsplätzen.

Größerer wirtschaftlicher Druck gegen Tabak

Ein weiteres regulatorisches Instrument, auf das sich die Regierungen verlassen, um den Tabakkonsum einzudämmen, ist die Erhebung höherer Steuern, hauptsächlich auf Zigaretten. Diese Politik soll zu einem geringeren Tabakkonsum führen, was das umgekehrte Verhältnis zwischen dem Tabakpreis und seinem Verbrauch rechtfertigen würde und das gemessen werden kann, wenn man die Situation in verschiedenen Ländern vergleicht. Es gilt als wirksam, wenn die Bevölkerung vor den Gefahren des Tabakkonsums gewarnt und auf die Notwendigkeit hingewiesen wird, mit dem Tabakkonsum aufzuhören. Eine Erhöhung des Tabakpreises kann ein Anreiz sein, mit dem Rauchen aufzuhören. Diese Politik hat jedoch viele Gegner, die ihre Kritik auf die unten kurz erwähnten Argumente stützen.

Erstens folgt nach Ansicht vieler Fachleute der Erhöhung des Tabakpreises aus steuerlichen Gründen eine vorübergehende Reduzierung des Tabakkonsums, gefolgt von einer allmählichen Rückkehr zum vorherigen Konsumniveau, wenn sich die Raucher an das Neue gewöhnen Preis. Mit anderen Worten, Raucher assimilieren einen Anstieg des Tabakpreises in etwa so, wie sich Menschen an andere Steuern oder an den Anstieg der Lebenshaltungskosten gewöhnen.

Zweitens ist auch eine Veränderung der Rauchergewohnheiten zu beobachten. Wenn die Preise steigen, suchen sie nach billigeren Marken von geringerer Qualität, die wahrscheinlich auch ein größeres Risiko für ihre Gesundheit darstellen (weil sie keine Filter haben oder mehr Teer und Nikotin enthalten). Diese Verschiebung kann so weit gehen, dass Raucher dazu verleitet werden, selbstgemachte Zigaretten herzustellen, was jede Möglichkeit zur Kontrolle des Problems vollständig ausschließen würde.

Drittens sind viele Experten der Meinung, dass Maßnahmen dieser Art dazu neigen, den Glauben zu untermauern, dass die Regierung Tabak und seinen Konsum als ein weiteres Mittel zur Erhebung von Steuern akzeptiert, was zu dem widersprüchlichen Glauben führt, dass die Regierung dies wirklich will Menschen rauchen damit sie mehr Geld mit der Sondersteuer auf Tabak kassieren können.

Begrenzung der Öffentlichkeit

Eine weitere von Regierungen eingesetzte Waffe zur Reduzierung des Tabakkonsums besteht darin, jegliche Werbung für das Produkt einzuschränken oder einfach zu verbieten. Regierungen und viele internationale Organisationen verbieten die Werbung für Tabak in bestimmten Bereichen wie Sport (zumindest in einigen Sportarten), Gesundheitsfürsorge, Umwelt und Bildung. Diese Politik hat unbestreitbare Vorteile, die besonders wirksam sind, wenn sie die Öffentlichkeit in jenen Umgebungen eliminiert, die junge Menschen zu einem Zeitpunkt betreffen, an dem sie wahrscheinlich mit dem Rauchen beginnen.

Öffentliche Programme, die Menschen ermutigen, mit dem Rauchen aufzuhören

Der Einsatz von Anti-Raucher-Kampagnen als normale Praxis, angemessen finanziert und als Verhaltensregel in bestimmten Bereichen, wie der Arbeitswelt, organisiert, hat sich als sehr erfolgreich erwiesen.

Kampagnen zur Aufklärung von Rauchern

Ergänzend zu dem oben Gesagten ist die Aufklärung von Rauchern, damit sie „besser“ rauchen und ihren Zigarettenkonsum einschränken, ein weiterer Weg, der den Regierungen zur Verfügung steht, um die nachteiligen gesundheitlichen Auswirkungen des Tabakkonsums auf die Bevölkerung zu verringern. Diese Bemühungen sollten darauf gerichtet sein, den täglichen Zigarettenkonsum zu reduzieren, das Einatmen von Rauch so weit wie möglich zu hemmen, Zigarettenkippen nicht zu rauchen (die Toxizität des Rauchs nimmt gegen Ende der Zigarette zu), die Zigarette nicht zu behalten ständig an den Lippen und bei der Annahme von Vorlieben für Marken mit weniger Teer und Nikotin.

Maßnahmen dieser Art reduzieren offensichtlich nicht die Zahl der Raucher, aber sie verringern, wie sehr Raucher durch ihre Gewohnheit geschädigt werden. Es gibt Argumente gegen diese Art von Heilmittel, weil es den Eindruck erwecken kann, dass Rauchen an sich keine schlechte Angewohnheit ist, da Rauchern gesagt wird, wie sie am besten rauchen sollen.

Abschließende Bemerkungen

Regulierungs- und Gesetzgebungsmaßnahmen verschiedener Regierungen sind langsam und nicht ausreichend wirksam, insbesondere angesichts dessen, was aufgrund der durch den Tabakkonsum verursachten Probleme erforderlich wäre. Oft liegt dies an rechtlichen Hürden gegen die Umsetzung solcher Maßnahmen, Argumenten gegen unlauteren Wettbewerb oder gar dem Schutz des individuellen Rechts auf Rauchen. Die Fortschritte bei der Anwendung von Vorschriften waren langsam, aber dennoch stetig. Andererseits sollte der Unterschied zwischen Aktivrauchern und Passivrauchern beachtet werden. Alle Maßnahmen, die jemandem helfen würden, mit dem Rauchen aufzuhören oder zumindest den täglichen Konsum wirksam zu reduzieren, sollten sich an den Raucher richten; Das ganze Gewicht der Vorschriften sollte gegen diese Gewohnheit eingesetzt werden. Dem Passivraucher sollten alle erdenklichen Argumente gegeben werden, um sein Recht auf das Einatmen von Tabakrauch zu untermauern und das Recht auf rauchfreie Umgebungen zu Hause, am Arbeitsplatz und in der Freizeit zu verteidigen.

 

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Unter dem Gesichtspunkt der Verschmutzung weist die Raumluft in nichtindustriellen Umgebungen mehrere Eigenschaften auf, die sie von der Außen- oder atmosphärischen Luft und von der Luft an Industriearbeitsplätzen unterscheidet. Neben Schadstoffen in der atmosphärischen Luft enthält die Raumluft auch Schadstoffe, die durch Baumaterialien und durch die Aktivitäten innerhalb des Gebäudes entstehen. Die Schadstoffkonzentrationen in der Raumluft sind je nach Belüftung in der Regel gleich oder geringer als die in der Außenluft gefundenen Konzentrationen. Von Baumaterialien erzeugte Schadstoffe unterscheiden sich normalerweise von denen in der Außenluft und können in hohen Konzentrationen gefunden werden, während diejenigen, die durch Aktivitäten innerhalb des Gebäudes erzeugt werden, von der Art dieser Aktivitäten abhängen und die gleichen sein können wie diejenigen, die in der Außenluft gefunden werden, wie z bei CO und CO2.

Aus diesem Grund ist die Anzahl der in nichtindustrieller Innenluft gefundenen Schadstoffe groß und vielfältig und die Konzentrationsniveaus sind gering (außer in Fällen, in denen es eine wichtige Erzeugungsquelle gibt); sie variieren je nach atmosphärischen/klimatischen Bedingungen, Art oder Eigenschaften des Gebäudes, seiner Belüftung und den darin durchgeführten Tätigkeiten.

Analyse

Ein Großteil der Methoden zur Messung der Innenraumluftqualität stammt aus der Arbeitshygiene und aus Messungen der Immission von Außenluft. Es gibt nur wenige Analysemethoden, die speziell für diese Art von Tests validiert wurden, obwohl einige Organisationen, wie die Weltgesundheitsorganisation und die Environmental Protection Agency in den Vereinigten Staaten, auf diesem Gebiet forschen. Ein zusätzliches Hindernis ist der Mangel an Informationen über die Expositions-Wirkungs-Beziehung, wenn es um langfristige Expositionen gegenüber niedrigen Schadstoffkonzentrationen geht.

Die für die Arbeitshygiene verwendeten Analysemethoden sind auf die Messung hoher Konzentrationen ausgelegt und für viele Schadstoffe nicht definiert, während die Anzahl der Schadstoffe in der Raumluft groß und unterschiedlich und die Konzentrationsniveaus, außer in bestimmten Fällen, gering sein können. Die meisten Methoden der Arbeitshygiene basieren auf der Entnahme von Proben und deren Analyse; Viele dieser Methoden können auf die Raumluft angewendet werden, wenn mehrere Faktoren berücksichtigt werden: Anpassung der Methoden an die typischen Konzentrationen; Erhöhung ihrer Empfindlichkeit ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit (z. B. Erhöhung des getesteten Luftvolumens); und Validierung ihrer Spezifität.

Die zur Messung von Schadstoffkonzentrationen in der Außenluft verwendeten Analysemethoden ähneln denen, die für die Innenraumluft verwendet werden, und daher können einige direkt für die Innenraumluft verwendet werden, während andere leicht angepasst werden können. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass einige Methoden für eine direkte Ablesung einer Probe ausgelegt sind, während andere sperrige und manchmal laute Instrumente erfordern und große Mengen an Probenluft verwenden, die die Ablesung verfälschen können.

Planung der Lesungen

Zur Verbesserung der Raumluftqualität kann das traditionelle Verfahren im Bereich der Arbeitsplatzklimatisierung eingesetzt werden. Es besteht darin, ein Problem zu identifizieren und zu quantifizieren, Korrekturmaßnahmen vorzuschlagen, sicherzustellen, dass diese Maßnahmen umgesetzt werden, und dann ihre Wirksamkeit nach einer gewissen Zeit zu bewerten. Dieses übliche Verfahren ist nicht immer das adäquateste, da oft eine so umfassende Bewertung, einschließlich der Entnahme vieler Proben, nicht erforderlich ist. Sondierende Maßnahmen, die von einer Sichtprüfung bis hin zur Untersuchung der Umgebungsluft durch direkte Ableseverfahren reichen können und die eine ungefähre Schadstoffkonzentration liefern können, reichen aus, um viele der bestehenden Probleme zu lösen. Sobald Korrekturmaßnahmen ergriffen wurden, können die Ergebnisse mit einer zweiten Messung bewertet werden, und nur wenn es keine eindeutigen Hinweise auf eine Verbesserung gibt, kann eine gründlichere Inspektion (mit eingehenden Messungen) oder eine vollständige analytische Studie durchgeführt werden (Swedish Work Umweltfonds 1988).

Die Hauptvorteile eines solchen Sondierungsverfahrens gegenüber dem traditionelleren sind Wirtschaftlichkeit, Schnelligkeit und Effektivität. Es erfordert kompetentes und erfahrenes Personal und den Einsatz geeigneter Geräte. Abbildung 1 fasst die Ziele der verschiedenen Phasen dieses Verfahrens zusammen.

Abbildung 1. Planung der Messwerte für die explorative Auswertung.

AIR050T1

Stichprobenstrategie

Eine analytische Kontrolle der Raumluftqualität sollte nur als letzter Ausweg in Betracht gezogen werden, wenn die orientierende Messung keine positiven Ergebnisse erbracht hat oder wenn eine weitere Bewertung oder Kontrolle der ersten Tests erforderlich ist.

Unter der Annahme einiger Vorkenntnisse über die Verschmutzungsquellen und die Arten von Schadstoffen sollten die Proben, selbst wenn sie zahlenmäßig begrenzt sind, für die verschiedenen untersuchten Räume repräsentativ sein. Zur Beantwortung der Fragen Was? Wie? Woher? und wann?

Was

Die fraglichen Schadstoffe müssen im Voraus identifiziert werden, und unter Berücksichtigung der verschiedenen Arten von Informationen, die eingeholt werden können, sollte man entscheiden, ob man dies tun möchte Emission or Immission Messungen.

Emissionsmessungen für die Raumluftqualität können den Einfluss verschiedener Verschmutzungsquellen, klimatischer Bedingungen, Gebäudeeigenschaften und menschlicher Eingriffe bestimmen, wodurch wir die Emissionsquellen kontrollieren oder reduzieren und die Qualität der Raumluft verbessern können. Es gibt verschiedene Techniken, um diese Art von Messung durchzuführen: Anordnen eines Sammelsystems neben der Emissionsquelle, Definieren eines begrenzten Arbeitsbereichs und Untersuchen von Emissionen, als ob sie allgemeine Arbeitsbedingungen darstellen, oder Arbeiten unter simulierten Bedingungen unter Verwendung von Überwachungssystemen, die sich darauf verlassen Kopfraummaßnahmen.

Immissionsmessungen ermöglichen uns, die Belastung der Raumluft in den verschiedenen Teilbereichen des Gebäudes zu ermitteln und damit eine Belastungskarte für das gesamte Bauwerk zu erstellen. Anhand dieser Messungen und der Identifizierung der verschiedenen Bereiche, in denen die Menschen ihre Tätigkeiten ausgeführt haben, und der Berechnung der Zeit, die sie für jede Aufgabe aufgewendet haben, wird es möglich sein, die Expositionsniveaus zu bestimmen. Eine andere Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, dass einzelne Arbeiter während der Arbeit Überwachungsgeräte tragen.

Wenn die Anzahl der Schadstoffe groß und vielfältig ist, kann es praktischer sein, einige wenige repräsentative Stoffe auszuwählen, damit die Messung repräsentativ und nicht zu teuer ist.

Ultraschall

Die Auswahl der Art der durchzuführenden Messung hängt von der verfügbaren Methode (direkte Messung oder Probenahme und Analyse) und von der Messtechnik ab: Emission oder Immission.

Wo

Der ausgewählte Ort sollte der geeignetste und repräsentativste für die Entnahme von Proben sein. Dies erfordert Kenntnisse über das zu untersuchende Gebäude: seine Ausrichtung zur Sonne, die Anzahl der Stunden, in denen es direktes Sonnenlicht erhält, die Anzahl der Stockwerke, die Art der Unterteilung, ob die Belüftung natürlich oder forciert ist, ob seine Fenster geöffnet werden können, usw. Es ist auch notwendig, die Quelle der Beschwerden und Probleme zu kennen, z. B. ob sie in den oberen oder unteren Stockwerken oder in fensternahen oder -fernen Bereichen oder in schlecht belüfteten oder beleuchteten Bereichen auftreten. unter anderen Standorten. Die Auswahl der besten Standorte für die Entnahme der Proben basiert auf allen verfügbaren Informationen zu den oben genannten Kriterien.

Wann

Die Entscheidung, wann die Messungen vorgenommen werden, hängt davon ab, wie sich die Konzentrationen von Luftschadstoffen im Laufe der Zeit ändern. Die Verschmutzung kann morgens, während des Arbeitstages oder am Ende des Tages als erstes festgestellt werden; es kann am Anfang oder am Ende der Woche festgestellt werden; im Winter oder Sommer; wenn die Klimaanlage ein- oder ausgeschaltet ist; sowie zu anderen Zeiten.

Um diese Fragen richtig beantworten zu können, muss die Dynamik des jeweiligen Raumklimas bekannt sein. Es ist auch notwendig, die Ziele der durchgeführten Messungen zu kennen, die sich an den untersuchten Schadstoffarten orientieren. Die Dynamik von Innenräumen wird durch die Vielfalt der Verschmutzungsquellen, die physikalischen Unterschiede in den beteiligten Räumen, die Art der Abschottung, die Art der verwendeten Belüftung und Klimatisierung, die äußeren atmosphärischen Bedingungen (Wind, Temperatur, Jahreszeit usw. ) und die Merkmale des Gebäudes (Anzahl der Fenster, ihre Ausrichtung usw.).

Die Ziele der Messungen bestimmen, ob die Probenahme in kurzen oder langen Intervallen durchgeführt wird. Wenn angenommen wird, dass die gesundheitlichen Auswirkungen der angegebenen Schadstoffe langfristig sind, sollten durchschnittliche Konzentrationen über lange Zeiträume gemessen werden. Bei Stoffen mit akuter, aber nicht kumulativer Wirkung sind Messungen über kurze Zeiträume ausreichend. Bei Verdacht auf intensive Emissionen von kurzer Dauer ist eine häufige Probenahme über kurze Zeiträume erforderlich, um den Zeitpunkt der Emissionen zu ermitteln. Es darf jedoch nicht übersehen werden, dass in vielen Fällen die Auswahlmöglichkeiten bei der Art der verwendeten Probenahmeverfahren durch die verfügbaren oder erforderlichen Analyseverfahren bestimmt werden können.

Wenn nach Abwägung all dieser Fragen die Ursache des Problems nicht hinreichend klar ist oder wenn das Problem am häufigsten auftritt, muss stichprobenartig entschieden werden, wo und wann Proben entnommen werden, wobei die Anzahl der Proben als zu berechnen ist eine Funktion der erwarteten Zuverlässigkeit und Kosten.

Messtechniken

Die verfügbaren Methoden zur Entnahme von Raumluftproben und zu deren Analyse können in zwei Typen eingeteilt werden: Methoden, die eine direkte Messung beinhalten, und solche, die die Entnahme von Proben für eine spätere Analyse beinhalten.

Auf direkter Ablesung beruhende Verfahren sind solche, bei denen die Probenahme und die Messung der Schadstoffkonzentration gleichzeitig erfolgen; Sie sind schnell und die Messung erfolgt augenblicklich, was präzise Daten zu relativ geringen Kosten ermöglicht. Zu dieser Gruppe gehören Kolorimetrische Röhren und bestimmte Monitore.

Die Verwendung von kolorimetrischen Röhrchen basiert auf der Änderung der Farbe eines bestimmten Reaktanten, wenn er mit einem bestimmten Schadstoff in Kontakt kommt. Am häufigsten werden Röhrchen verwendet, die einen festen Reaktanten enthalten und durch die mit einer manuellen Pumpe Luft gezogen wird. Die Beurteilung der Raumluftqualität mit kolorimetrischen Röhren ist nur für orientierende Messungen und zur Messung sporadischer Emissionen sinnvoll, da ihre Empfindlichkeit im Allgemeinen gering ist, mit Ausnahme einiger Schadstoffe wie CO und CO2 die in hohen Konzentrationen in der Raumluft zu finden sind. Es ist wichtig zu bedenken, dass die Genauigkeit dieser Methode gering ist und dass Störungen durch unerwartete Verunreinigungen oft ein Faktor sind.

Bei bestimmten Monitoren basiert die Detektion von Schadstoffen auf physikalischen, elektrischen, thermischen, elektromagnetischen und chemoelektromagnetischen Prinzipien. Die meisten Monitore dieses Typs können verwendet werden, um Messungen von kurzer oder langer Dauer durchzuführen und ein Kontaminationsprofil an einem bestimmten Standort zu erhalten. Ihre Genauigkeit wird von den jeweiligen Herstellern bestimmt und die ordnungsgemäße Verwendung erfordert regelmäßige Kalibrierungen mittels kontrollierter Atmosphäre oder zertifizierter Gasmischungen. Monitore werden immer präziser und feinfühliger. Viele haben einen eingebauten Speicher zum Speichern der Messwerte, die dann auf Computer heruntergeladen werden können, um Datenbanken zu erstellen und die Ergebnisse einfach zu organisieren und abzurufen.

Probenahmemethoden und Analysen können eingeteilt werden in aktiv (oder dynamisch) und Passiv, je nach Technik.

Bei aktiven Systemen kann diese Verschmutzung gesammelt werden, indem Luft durch Sammelvorrichtungen gepresst wird, in denen die Schadstoffe eingefangen werden, wodurch die Probe konzentriert wird. Dies wird mit Filtern, adsorbierenden Feststoffen und absorbierenden oder reaktiven Lösungen bewerkstelligt, die in Bubbler platziert oder auf poröses Material imprägniert werden. Dann wird Luft durchgepresst und die Verunreinigung oder die Produkte ihrer Reaktion werden analysiert. Für die Analyse von Luftproben mit aktiven Systemen sind ein Fixiermittel, eine Pumpe zum Bewegen der Luft und ein System zum Messen des Volumens der Probenluft erforderlich, entweder direkt oder unter Verwendung von Durchfluss- und Dauerdaten.

Der Durchfluss und das Volumen der Probeluft sind in den Referenzhandbüchern angegeben oder sollten durch vorherige Tests bestimmt werden und hängen von der Menge und Art des verwendeten Absorptions- oder Adsorptionsmittels, den zu messenden Schadstoffen, der Art der Messung (Emission oder Immission) ab ) und die Beschaffenheit der Umgebungsluft während der Probenahme (Feuchte, Temperatur, Druck). Die Wirksamkeit des Sammelns erhöht sich durch Verringerung der Aufnahmerate oder durch Erhöhung der Menge des verwendeten Fixiermittels, direkt oder gleichzeitig.

Eine andere Art der aktiven Probenahme ist das direkte Auffangen von Luft in einem Beutel oder einem anderen inerten und undurchlässigen Behälter. Diese Art der Probennahme wird bei einigen Gasen (CO, CO2, H2SO2) und ist als Sondierungsmaßnahme nützlich, wenn die Art des Schadstoffs unbekannt ist. Der Nachteil ist, dass ohne Konzentrieren der Probe die Empfindlichkeit möglicherweise nicht ausreicht und eine weitere Laborverarbeitung erforderlich sein kann, um die Konzentration zu erhöhen.

Passive Systeme fangen Schadstoffe durch Diffusion oder Permeation auf einer Basis ein, die ein festes Adsorptionsmittel sein kann, entweder allein oder mit einem bestimmten Reaktanten imprägniert. Diese Systeme sind bequemer und einfacher zu verwenden als aktive Systeme. Sie benötigen weder Pumpen zum Auffangen der Probe noch hochqualifiziertes Personal. Die Probennahme kann jedoch lange dauern und die Ergebnisse liefern meist nur mittlere Konzentrationen. Dieses Verfahren kann nicht zur Messung von Spitzenkonzentrationen verwendet werden; in diesen Fällen sollten stattdessen aktive Systeme verwendet werden. Um passive Systeme richtig zu verwenden, ist es wichtig, die Geschwindigkeit zu kennen, mit der jeder Schadstoff erfasst wird, was vom Diffusionskoeffizienten des Gases oder Dampfes und dem Design des Monitors abhängt.

Tabelle 1 zeigt die hervorstechenden Merkmale jeder Probenahmemethode, und Tabelle 2 umreißt die verschiedenen Methoden, die zum Sammeln und Analysieren der Proben auf die wichtigsten Luftschadstoffe in Innenräumen verwendet werden.

Tabelle 1. Methodik zur Entnahme von Proben

Eigenschaften

Aktives

Passive Kunden

Direktes Lesen

Zeitgesteuerte Intervallmessungen

+

 

+

Langzeitmessungen

 

+

+

Netzwerk Performance

   

+

Konzentration der Probe

+

+

 

Immissionsmessung

+

+

+

Emissionsmessung

+

+

+

Sofortige Antwort

   

+

+ Bedeutet, dass die angegebene Methode für die Messmethode oder die gewünschten Messkriterien geeignet ist.

Tabelle 2. Nachweismethoden für Gase in der Innenraumluft

Schadstoff

Direktes Lesen

Methoden

Analyse

 

Einfangen durch Diffusion

Einfangen durch Konzentration

Direkte Erfassung

 

Kohlenmonoxid

Elektrochemische Zelle
Infrarot-Spektroskopie

   

Beutel oder inerter Behälter

GCa

Ozon

Chemilumineszenz

 

Bubbler

 

UV-Visb

Schwefeldioxid

Elektrochemische Zelle

 

Bubbler

 

UV-Vis

Stickstoffdioxid

Chemilumineszenz
Elektrochemische Zelle

Filter imprägniert mit a
Reaktant

Bubbler

 

UV-Vis

Kohlendioxid

Infrarot-Spektroskopie

   

Beutel oder inerter Behälter

GC

Formaldehyd

-

Filter imprägniert mit a
Reaktant

Bubbler
Adsorbierende Feststoffe

 

HPLCc
Polarographie
UV-Vis

VOCs

Tragbarer GC

Adsorbierende Feststoffe

Adsorbierende Feststoffe

Beutel oder inerter Behälter

GC (ECDd-FIDe-NPDf-PIDg)
GC-MSh

Pestizide

-

 

Adsorbierende Feststoffe
Bubbler
Filter
Kombinationen

 

GC (ECD-FPD-NPD)
GC-EM

Feinstaub

-

Optischer Sensor

Filter

Impaktor
Zyklon

Gravimetrie
Mikroskopie

— = Methode für Schadstoff ungeeignet.
a GC = Gaschromatographie.
b UV-Vis = sichtbare Ultraviolett-Spektrophotometrie.
c HPLC = Hochpräzisionsflüssigkeitschromatographie.
d CD = Elektroneneinfangdetektor.
e FID = Flammen-, Ionisationsdetektor.
f NPD = Stickstoff/Phosphor-Detektor.
g PID = Photoionisationsdetektor.
h MS = Massenspektrometrie.

Auswahl der Methode

Um die beste Probenahmemethode auszuwählen, sollte man zunächst feststellen, ob validierte Methoden für die untersuchten Schadstoffe existieren, und dafür sorgen, dass die richtigen Instrumente und Materialien zum Sammeln und Analysieren des Schadstoffs verfügbar sind. In der Regel muss man wissen, wie hoch die Kosten sind und welche Empfindlichkeit für die Arbeit erforderlich ist, sowie Dinge, die die Messung je nach gewählter Methode stören können.

Eine Schätzung der Mindestkonzentrationen dessen, was man zu messen hofft, ist sehr nützlich, wenn man die zur Analyse der Probe verwendete Methode bewertet. Die erforderliche Mindestkonzentration steht in direktem Zusammenhang mit der Schadstoffmenge, die unter den durch die verwendete Methode festgelegten Bedingungen (dh der Art des zum Auffangen des Schadstoffs verwendeten Systems oder der Dauer der Probenahme und dem Volumen der entnommenen Luftprobe) gesammelt werden kann. Diese Mindestmenge bestimmt die Empfindlichkeit, die für die Analysemethode erforderlich ist; sie kann aus in der Literatur gefundenen Referenzdaten für einen bestimmten Schadstoff oder eine bestimmte Schadstoffgruppe berechnet werden, wenn sie mit einer ähnlichen Methode wie der verwendeten ermittelt wurden. Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass Kohlenwasserstoffkonzentrationen von 30 (mg/m3) in dem untersuchten Gebiet häufig vorkommen, sollte die verwendete Analysemethode die Messung dieser Konzentrationen problemlos ermöglichen. Wenn die Probe mit einem Röhrchen mit Aktivkohle in vier Stunden und mit einem Durchfluss von 0.5 Litern pro Minute entnommen wird, wird die Menge der in der Probe gesammelten Kohlenwasserstoffe berechnet, indem die Durchflussrate der Substanz mit dem überwachten Zeitraum multipliziert wird. Im gegebenen Beispiel ist dies gleich:

von Kohlenwasserstoffen  

Für diese Anwendung kann jedes Verfahren zum Nachweis von Kohlenwasserstoffen verwendet werden, bei dem die Menge in der Probe unter 3.6 μg liegen muss.

Eine andere Schätzung könnte aus der als zulässiger Grenzwert für die Raumluft für den gemessenen Schadstoff festgelegten Höchstgrenze berechnet werden. Liegen diese Zahlen nicht vor und sind weder die üblichen Konzentrationen in der Raumluft noch die Geschwindigkeit bekannt, mit der der Schadstoff in den Raum abgegeben wird, können Näherungswerte auf der Grundlage der potenziellen Schadstoffkonzentrationen verwendet werden, die die Gesundheit beeinträchtigen können . Die gewählte Methode sollte in der Lage sein, 10 % des festgelegten Grenzwerts oder der minimalen Konzentration, die die Gesundheit beeinträchtigen könnte, zu messen. Auch bei einer akzeptablen Empfindlichkeit des gewählten Analyseverfahrens ist es möglich, Schadstoffkonzentrationen zu finden, die unterhalb der unteren Nachweisgrenze des gewählten Verfahrens liegen. Dies sollte bei der Berechnung der durchschnittlichen Konzentrationen berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise von zehn erfassten Messwerten drei unter der Nachweisgrenze liegen, sollten zwei Mittelwerte berechnet werden, wobei einer diesen drei Messwerten den Wert Null zuweist und ein anderer ihnen die niedrigste Nachweisgrenze gibt, was einen minimalen Durchschnitt und einen maximalen Durchschnitt ergibt. Der wahre gemessene Durchschnitt wird zwischen den beiden gefunden.

Analytische Verfahren

Die Zahl der Innenraumluftschadstoffe ist groß und sie kommen in geringen Konzentrationen vor. Die verfügbare Methodik basiert auf angepassten Methoden zur Überwachung der Qualität von Außenluft, atmosphärischer Luft und Luft in industriellen Umgebungen. Die Anpassung dieser Methoden für die Analyse von Raumluft impliziert eine Änderung des angestrebten Konzentrationsbereichs, wenn die Methode dies zulässt, die Verwendung längerer Probenahmezeiten und größerer Mengen an Absorptions- oder Adsorptionsmitteln. All diese Änderungen sind dann sinnvoll, wenn sie nicht zu einem Verlust an Zuverlässigkeit oder Präzision führen. Die Messung eines Schadstoffgemisches ist in der Regel teuer und die erhaltenen Ergebnisse ungenau. In vielen Fällen wird lediglich ein Belastungsprofil ermittelt, das den Verschmutzungsgrad während der Probenahmeintervalle im Vergleich zu sauberer Luft, zur Außenluft oder zu anderen Innenräumen angibt. Direktablesungsmonitore werden zur Überwachung des Verschmutzungsprofils verwendet und sind möglicherweise nicht geeignet, wenn sie zu laut oder zu groß sind. Immer kleinere und leisere Monitore, die eine höhere Präzision und Empfindlichkeit bieten, werden entwickelt. Tabelle 3 zeigt in groben Zügen den aktuellen Stand der Methoden zur Messung der verschiedenen Schadstoffarten.

Tabelle 3. Methoden zur Analyse chemischer Schadstoffe

Schadstoff

Direkt ablesbarer Monitora

Probenahme und Analyse

Kohlenmonoxid

+

+

Kohlendioxid

+

+

Stickstoffdioxid

+

+

Formaldehyd

-

+

Schwefeldioxid

+

+

Ozon

+

+

VOCs

+

+

Pestizide

-

+

Partikuliert

+

+

a ++ = am häufigsten verwendet; + = seltener verwendet; – = entfällt.

Analyse von Gasen

Aktive Methoden sind die gebräuchlichsten für die Analyse von Gasen und werden unter Verwendung von absorbierenden Lösungen oder adsorbierenden Feststoffen oder durch direkte Entnahme einer Luftprobe mit einem Beutel oder einem anderen inerten und luftdichten Behälter durchgeführt. Um den Verlust eines Teils der Probe zu verhindern und die Genauigkeit der Ablesung zu erhöhen, muss das Volumen der Probe geringer sein und die Menge an Absorptions- oder Adsorptionsmittel sollte größer sein als bei anderen Verschmutzungsarten. Auch beim Transport und der Aufbewahrung der Probe (Haltung bei niedriger Temperatur) und beim Minimieren der Zeit vor dem Testen der Probe ist Vorsicht geboten. Wegen der erheblichen Verbesserung der Fähigkeiten moderner Monitore, die empfindlicher und präziser als zuvor sind, werden zur Messung von Gasen häufig direkte Ableseverfahren verwendet. Aufgrund ihrer einfachen Handhabung und der Menge und Art der Informationen, die sie liefern, ersetzen sie zunehmend traditionelle Analysemethoden. Tabelle 4 zeigt die minimalen Nachweisgrenzen für die verschiedenen untersuchten Gase unter Berücksichtigung der verwendeten Probenahme- und Analysemethode.

Tabelle 4. Untere Nachweisgrenzen für einige Gase durch Monitore, die zur Beurteilung der Raumluftqualität verwendet werden

Schadstoff

Direkt ablesbarer Monitora

Probenahme u
aktive/passive Analyse

Kohlenmonoxid

1.0 ppm

0.05 ppm

Stickstoffdioxid

2 ppb

1.5 ppb (1 Woche)b

Ozon

4 ppb

5.0 ppb

Formaldehyd

 

5.0 ppb (1 Woche)b

a Kohlendioxid-Monitore, die Infrarotspektroskopie verwenden, sind immer empfindlich genug.
b Passive Monitore (Belichtungsdauer).

Diese Gase sind häufige Schadstoffe in der Raumluft. Sie werden mit Monitoren gemessen, die sie direkt elektrochemisch oder infrarot erfassen, obwohl Infrarotdetektoren nicht sehr empfindlich sind. Sie können auch gemessen werden, indem Luftproben direkt mit inerten Beuteln entnommen und die Probe gaschromatographisch mit einem Flammenionisationsdetektor analysiert werden, wobei die Gase zunächst durch eine katalytische Reaktion in Methan umgewandelt werden. Wärmeleitungsdetektoren sind normalerweise empfindlich genug, um normale CO-Konzentrationen zu messen2.

Stickstoffdioxid

Es wurden Verfahren entwickelt, um Stickstoffdioxid, NO, nachzuweisen2B. in der Innenraumluft, indem passive Monitore verwendet und Proben zur späteren Analyse genommen werden, aber diese Methoden haben Empfindlichkeitsprobleme aufgeworfen, die hoffentlich in Zukunft überwunden werden. Die bekannteste Methode ist das Palmes-Röhrchen, das eine Nachweisgrenze von 300 ppb hat. Bei nicht-industriellen Situationen sollte die Probenahme mindestens fünf Tage dauern, um eine Nachweisgrenze von 1.5 ppb zu erreichen, was dem Dreifachen des Blindwertes für eine einwöchige Exposition entspricht. Auf der Grundlage der Chemilumineszenzreaktion zwischen NO wurden auch tragbare Monitore entwickelt, die in Echtzeit messen2 und dem Reaktanten Luminol, aber die durch dieses Verfahren erhaltenen Ergebnisse können durch die Temperatur beeinflusst werden und ihre Linearität und Empfindlichkeit hängen von den Eigenschaften der verwendeten Luminollösung ab. Monitore mit elektrochemischen Sensoren haben eine verbesserte Empfindlichkeit, sind jedoch Störungen durch schwefelhaltige Verbindungen ausgesetzt (Freixa 1993).

Schwefeldioxid

Zur Messung von Schwefeldioxid, SO, wird ein spektrophotometrisches Verfahren verwendet2, in einer Innenumgebung. Die Luftprobe wird durch eine Kaliumtetrachlorquecksilberlösung geblasen, um einen stabilen Komplex zu bilden, der wiederum nach Reaktion mit Pararosanilin spektrophotometrisch gemessen wird. Andere Verfahren basieren auf Flammenphotometrie und pulsierender UV-Fluoreszenz, und es gibt auch Verfahren, die darauf basieren, die Messung vor der spektroskopischen Analyse abzuleiten. Diese Art der Erkennung, die für Außenluftüberwachungsgeräte verwendet wurde, ist wegen mangelnder Spezifität nicht für die Innenraumluftanalyse geeignet und weil viele dieser Überwachungsgeräte ein Entlüftungssystem benötigen, um die von ihnen erzeugten Gase zu entfernen. Da Emissionen von SO2 stark reduziert wurden und es nicht als bedeutender Schadstoff in der Raumluft gilt, ist die Entwicklung von Monitoren zu seiner Erkennung noch nicht sehr weit fortgeschritten. Auf dem Markt sind jedoch tragbare Instrumente erhältlich, die SO erkennen können2 basierend auf dem Nachweis von Pararosanilin (Freixa 1993).

Ozon

Ozon, O3, ist in Innenräumen nur in speziellen Situationen anzutreffen, in denen es kontinuierlich erzeugt wird, da es schnell zerfällt. Sie wird durch Direktablesungsverfahren, durch kolorimetrische Röhrchen und durch Chemilumineszenzverfahren gemessen. Es kann auch durch arbeitshygienische Methoden nachgewiesen werden, die leicht auf die Raumluft angepasst werden können. Die Probe wird mit einer absorbierenden Lösung von Kaliumiodid in einem neutralen Medium gewonnen und dann einer spektrophotometrischen Analyse unterzogen.

Formaldehyd

Formaldehyd ist ein wichtiger Schadstoff der Innenraumluft und aufgrund seiner chemischen und toxischen Eigenschaften ist eine individuelle Bewertung empfehlenswert. Für den Nachweis von Formaldehyd in der Luft gibt es verschiedene Methoden, die alle auf der Entnahme von Proben zur späteren Analyse, mit aktiver Fixierung oder durch Diffusion beruhen. Die am besten geeignete Erfassungsmethode wird durch die Art der verwendeten Probe (Emission oder Immission) und die Empfindlichkeit der Analysemethode bestimmt. Die traditionellen Methoden beruhen darauf, eine Probe zu gewinnen, indem Luft durch destilliertes Wasser oder eine 1%ige Natriumbisulfatlösung bei 5°C geblasen und dann mit spektrofluorometrischen Methoden analysiert wird. Während die Probe gelagert wird, sollte sie auch bei 5°C gehalten werden. SO2 und die Bestandteile des Tabakrauchs können Störungen verursachen. Aktive Systeme oder Verfahren, die Schadstoffe durch Diffusion mit festen Adsorbentien erfassen, werden immer häufiger in der Innenraumluftanalytik eingesetzt; sie bestehen alle aus einer Basis, die ein Filter oder ein Feststoff sein kann, der mit einem Reaktanten wie Natriumbisulfat oder 2,4-Diphenylhydrazin gesättigt ist. Methoden, die den Schadstoff durch Diffusion einfangen, sind zusätzlich zu den allgemeinen Vorteilen dieser Methode empfindlicher als aktive Methoden, weil die Zeit, die zum Erhalten der Probe benötigt wird, länger ist (Freixa 1993).

Nachweis flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs)

Die Methoden zur Messung oder Überwachung organischer Dämpfe in der Raumluft müssen eine Reihe von Kriterien erfüllen: Sie sollten eine Empfindlichkeit in der Größenordnung von Teilen pro Milliarde (ppb) bis Teile pro Billion (ppt) aufweisen, die Instrumente, die zur Entnahme der Probe verwendet werden, oder direkt ablesen muss tragbar und vor Ort einfach zu handhaben sein, und die erzielten Ergebnisse müssen präzise und duplizierbar sein. Es gibt sehr viele Methoden, die diese Kriterien erfüllen, aber die am häufigsten verwendeten zur Analyse der Raumluft basieren auf der Entnahme und Analyse von Proben. Es gibt direkte Nachweisverfahren, die aus tragbaren Gaschromatographen mit unterschiedlichen Nachweisverfahren bestehen. Diese Instrumente sind teuer, ihre Handhabung aufwendig und sie können nur von geschultem Personal bedient werden. Für polare und unpolare organische Verbindungen mit einem Siedepunkt zwischen 0 °C und 300 °C ist Aktivkohle das am weitesten verbreitete Adsorptionsmittel sowohl für aktive als auch für passive Probenahmesysteme. Poröse Polymere und Polymerharze wie Tenax GC, XAD-2 und Ambersorb werden ebenfalls verwendet. Das am weitesten verbreitete davon ist Tenax. Die mit Aktivkohle gewonnenen Proben werden mit Schwefelkohlenstoff extrahiert und durch Gaschromatographie mit Flammenionisations-, Elektroneneinfang- oder Massenspektrometrie-Detektoren analysiert, gefolgt von einer qualitativen und quantitativen Analyse. Mit Tenax gewonnene Proben werden üblicherweise durch thermische Desorption mit Helium extrahiert und in einer Stickstoffkühlfalle kondensiert, bevor sie dem Chromatographen zugeführt werden. Eine andere gängige Methode besteht darin, Proben direkt zu gewinnen, indem man Beutel oder inerte Behälter verwendet, die Luft direkt dem Gaschromatographen zuführt oder die Probe zuerst mit einem Adsorbens und einer Kühlfalle konzentriert. Die Nachweisgrenzen dieser Methoden hängen von der analysierten Verbindung, dem Volumen der entnommenen Probe, der Hintergrundbelastung und den Nachweisgrenzen des verwendeten Instruments ab. Da es unmöglich ist, jede einzelne der vorhandenen Verbindungen zu quantifizieren, erfolgt die Quantifizierung normalerweise nach Familien, indem als Referenz Verbindungen verwendet werden, die für jede Verbindungsfamilie charakteristisch sind. Beim Nachweis von VOCs in der Raumluft ist die Reinheit der verwendeten Lösungsmittel sehr wichtig. Bei der thermischen Desorption kommt es auch auf die Reinheit der Gase an.

Nachweis von Pestiziden

Zum Nachweis von Pestiziden in der Innenraumluft werden üblicherweise Proben mit festen Adsorptionsmitteln entnommen, wobei der Einsatz von Bubblern und Mischsystemen nicht ausgeschlossen ist. Das am häufigsten verwendete feste Adsorptionsmittel war das poröse Polymer Chromosorb 102, obwohl immer mehr Polyurethanschäume (PUFs) verwendet werden, die eine größere Anzahl von Pestiziden einfangen können. Die Analysemethoden variieren je nach Probenahmemethode und Pestizid. Üblicherweise werden sie mittels Gaschromatographie mit verschiedenen spezifischen Detektoren analysiert, von Elektroneneinfang bis Massenspektrometrie. Das Potenzial der letzteren zur Identifizierung von Verbindungen ist beträchtlich. Die Analyse dieser Verbindungen wirft gewisse Probleme auf, darunter die Kontamination von Glasteilen in den Probenahmesystemen mit Spuren von polychlorierten Biphenylen (PCB), Phthalaten oder Pestiziden.

Erkennung von Staub oder Partikeln in der Umgebung

Für die Erfassung und Analyse von Partikeln und Fasern in der Luft stehen eine Vielzahl von Techniken und Geräten zur Verfügung, die sich zur Beurteilung der Raumluftqualität eignen. Monitore, die ein direktes Ablesen der Konzentration von Partikeln in der Luft ermöglichen, verwenden diffuse Lichtdetektoren, und Verfahren, die eine Probenentnahme und -analyse verwenden, verwenden eine Wägung und Analyse mit einem Mikroskop. Diese Art der Analyse erfordert einen Abscheider wie einen Zyklon oder einen Impaktor, um größere Partikel auszusieben, bevor ein Filter verwendet werden kann. Methoden, die einen Zyklon verwenden, können kleine Volumina handhaben, was zu langen Probenentnahmesitzungen führt. Passive Monitore bieten eine hervorragende Präzision, werden jedoch von der Umgebungstemperatur beeinflusst und neigen dazu, Messwerte mit höheren Werten zu liefern, wenn die Partikel klein sind.

 

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Freitag, März 11 2011 17: 04

Biologische Kontamination

Merkmale und Ursprünge der biologischen Luftverschmutzung in Innenräumen

Obwohl sich in der Raumluft eine Vielzahl von Partikeln biologischen Ursprungs (Biopartikel) befinden, sind in den meisten Arbeitsumgebungen in Innenräumen Mikroorganismen (Mikroben) von größter Bedeutung für die Gesundheit. Neben Mikroorganismen, zu denen Viren, Bakterien, Pilze und Protozoen gehören, kann die Innenraumluft auch Pollenkörner, Tierhaare sowie Fragmente von Insekten und Milben und deren Ausscheidungsprodukte enthalten (Wanner et al. 1993). Neben Bioaerosolen dieser Partikel können auch flüchtige organische Verbindungen vorkommen, die von lebenden Organismen wie Zimmerpflanzen und Mikroorganismen stammen.

Blütenstaub

Pollenkörner enthalten Substanzen (Allergene), die bei anfälligen oder atopischen Personen allergische Reaktionen hervorrufen können, die sich normalerweise als „Heuschnupfen“ oder Rhinitis äußern. Eine solche Allergie wird hauptsächlich mit der Umgebung im Freien in Verbindung gebracht; in der Raumluft sind die Pollenkonzentrationen meist deutlich geringer als in der Außenluft. Der Unterschied in der Pollenkonzentration zwischen Außen- und Innenluft ist am größten in Gebäuden, in denen Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) am Einlass der Außenluft über eine effiziente Filterung verfügen. Fenster-Klimaanlagen führen auch zu niedrigeren Pollenkonzentrationen in Innenräumen als in natürlich belüfteten Gebäuden. In der Luft einiger Arbeitsumgebungen in Innenräumen kann mit hohen Pollenzahlen gerechnet werden, beispielsweise in Räumen, in denen aus ästhetischen Gründen eine große Anzahl blühender Pflanzen vorhanden ist, oder in gewerblichen Gewächshäusern.

Dander

Hautschuppen bestehen aus feinen Haut- und Haar-/Federpartikeln (und damit verbundenem getrocknetem Speichel und Urin) und sind eine Quelle starker Allergene, die bei empfindlichen Personen Schnupfen oder Asthma auslösen können. Die Hauptquellen von Hautschuppen in Innenräumen sind normalerweise Katzen und Hunde, aber auch Ratten und Mäuse (ob als Haustiere, Versuchstiere oder Ungeziefer), Hamster, Rennmäuse (eine Art von Wüstenratten), Meerschweinchen und Käfigvögel können hinzukommen Quellen. Hautschuppen von diesen und von Nutz- und Freizeittieren (z. B. Pferden) können auf die Kleidung gebracht werden, aber in Arbeitsumgebungen ist die größte Exposition gegenüber Hautschuppen wahrscheinlich in Tierzuchteinrichtungen und Labors oder in von Ungeziefer befallenen Gebäuden.

Insekten

Diese Organismen und ihre Ausscheidungsprodukte können auch Atemwegs- und andere Allergien verursachen, scheinen aber in den meisten Situationen nicht wesentlich zur luftgetragenen Keimbelastung beizutragen. Partikel von Kakerlaken (insbesondere Blattella germanica und Periplaneta americana) kann in unhygienischen, heißen und feuchten Arbeitsumgebungen erheblich sein. Der Kontakt mit Partikeln von Kakerlaken und anderen Insekten, darunter Heuschrecken, Rüsselkäfer, Mehlkäfer und Fruchtfliegen, kann die Ursache für Gesundheitsprobleme bei Mitarbeitern in Aufzuchtanlagen und Labors sein.

Milben

Diese Spinnentiere werden besonders mit Staub in Verbindung gebracht, aber Fragmente dieser mikroskopisch kleinen Verwandten von Spinnen und ihre Ausscheidungsprodukte (Fäkalien) können in der Raumluft vorhanden sein. Die Hausstaubmilbe, Dermatophagoides pteronyssinus, ist die wichtigste Art. Mit seinen nahen Verwandten ist es eine der Hauptursachen für Atemwegsallergien. Es wird hauptsächlich mit Wohnräumen in Verbindung gebracht, da es besonders häufig in Bettwaren, aber auch in Polstermöbeln vorkommt. Es gibt begrenzte Hinweise darauf, dass solche Möbel eine Nische in Büros darstellen können. Vorratsmilben im Zusammenhang mit gelagerten Lebens- und Futtermitteln, z. Akarus, Glyciphagus und Tyrophagus, können auch allergene Fragmente in die Raumluft einbringen. Obwohl sie am wahrscheinlichsten Landwirte und Arbeiter betreffen, die mit Massengütern umgehen, wie z D. pteronyssinus, Vorratsmilben können im Staub von Gebäuden vorkommen, insbesondere unter feuchtwarmen Bedingungen.

Viren

Viren sind sehr wichtige Mikroorganismen im Hinblick auf die Gesamtmenge der von ihnen verursachten Krankheiten, aber sie können außerhalb von lebenden Zellen und Geweben keine eigenständige Existenz führen. Obwohl es Hinweise darauf gibt, dass einige in der Umluft von HVAC-Systemen verbreitet werden, ist der Hauptübertragungsweg der Kontakt von Mensch zu Mensch. Wichtig ist auch das Einatmen auf kurze Distanz von Aerosolen, die durch Husten oder Niesen entstehen, beispielsweise Erkältungs- und Influenzaviren. Die Infektionsraten dürften daher in überfüllten Räumlichkeiten höher sein. Es gibt keine offensichtlichen Änderungen in der Gebäudeplanung oder -verwaltung, die diesen Zustand ändern könnten.

Bakterien

Diese Mikroorganismen werden gemäß ihrer Gram-Färbereaktion in zwei Hauptkategorien eingeteilt. Die häufigsten grampositiven Typen stammen aus Mund, Nase, Nasopharynx und Haut, nämlich Staphylococcus epidermidis, S. aureus und Arten von Aerokokken, Micrococcus und Streptokokkus. Gramnegative Bakterien sind im Allgemeinen nicht reichlich vorhanden, aber gelegentlich Actinetobacter, Aeromonas, Flavobacterium und speziell Pseudomonas Arten können prominent sein. Die Ursache der Legionärskrankheit, Legionella pneumophila, kann in Warmwasserversorgungen und Luftbefeuchtern von Klimaanlagen sowie in Atemtherapiegeräten, Whirlpools, Spas und Duschkabinen vorhanden sein. Es wird von solchen Anlagen in wässrigen Aerosolen verbreitet, kann aber auch in der Luft von nahegelegenen Kühltürmen in Gebäude gelangen. Die Überlebenszeit für L. pneumophila in Raumluft scheint nicht länger als 15 Minuten zu sein.

Neben den oben erwähnten einzelligen Bakterien gibt es auch fadenförmige Arten, die luftgestreute Sporen produzieren, nämlich die Actinomyceten. Sie scheinen mit feuchten Baumaterialien in Verbindung gebracht zu werden und können einen charakteristischen erdigen Geruch abgeben. Zwei dieser Bakterien, die bei 60°C wachsen können, Faenia retivirgula (früher Mikropolyspora faeni) und Thermoactinomyces vulgaris, kann in Luftbefeuchtern und anderen HVAC-Geräten gefunden werden.

Pilze

Pilze bestehen aus zwei Gruppen: erstens die mikroskopisch kleinen Hefen und Schimmelpilze, die als Mikropilze bekannt sind, und zweitens Putz- und holzverrottende Pilze, die als Makropilze bezeichnet werden, da sie makroskopische Sporenkörper bilden, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Neben einzelligen Hefen besiedeln Pilze Substrate als Geflecht (Myzel) aus Fäden (Hyphen). Diese Fadenpilze produzieren zahlreiche luftverteilte Sporen aus mikroskopisch kleinen Sporenstrukturen in Schimmelpilzen und aus großen Sporenstrukturen in Makropilzen.

Es gibt Sporen vieler verschiedener Schimmelpilze in der Luft von Häusern und nicht-industriellen Arbeitsplätzen, aber die häufigsten sind wahrscheinlich Arten von Schimmelpilzen Cladosporium, Penicillium, Aspergillus und Eurotium. Einige Schimmelpilze in der Raumluft, wie z Cladosporium spp., kommen besonders im Sommer reichlich auf Blattoberflächen und anderen Pflanzenteilen im Freiland vor. Obwohl Sporen in der Raumluft im Freien entstehen können, Cladosporium kann auch auf feuchten Oberflächen in Innenräumen wachsen und Sporen produzieren und somit die Keimbelastung der Raumluft erhöhen. Die verschiedenen Arten von Penicillium gelten im Allgemeinen als aus Innenräumen stammend Aspergillus und Eurotium. Hefen werden in den meisten Raumluftproben gefunden und können gelegentlich in großer Zahl vorhanden sein. Die rosa Hefen Rhodotorula or Sporobolomyces sind prominent in der luftgetragenen Flora und können auch von schimmelbefallenen Oberflächen isoliert werden.

Gebäude bieten ein breites Spektrum an Nischen, in denen totes organisches Material vorhanden ist, das als Nahrung dient, die von den meisten Pilzen und Bakterien für Wachstum und Sporenproduktion genutzt werden kann. Die Nährstoffe sind in Materialien vorhanden wie: Holz; Papier, Farbe und andere Oberflächenbeschichtungen; Heimtextilien wie Teppiche und Polstermöbel; Erde in Blumentöpfen; Staub; Hautschuppen und -sekrete von Menschen und anderen Tieren; und gekochte Speisen und deren Rohzutaten. Ob Wachstum auftritt oder nicht, hängt von der Feuchtigkeitsverfügbarkeit ab. Bakterien können nur auf gesättigten Oberflächen oder in Wasser in HLK-Abflusswannen, Reservoirs und dergleichen wachsen. Einige Schimmelpilze erfordern auch Bedingungen nahe der Sättigung, andere sind jedoch weniger anspruchsvoll und können sich auf Materialien vermehren, die eher feucht als vollständig gesättigt sind. Staub kann ein Aufbewahrungsort und, wenn er ausreichend feucht ist, auch ein Verstärker für Schimmelpilze sein. Es ist daher eine wichtige Quelle für Sporen, die in die Luft gelangen, wenn Staub aufgewirbelt wird.

Protozoen

Protozoen wie z Acanthamoeba und Nägleri sind mikroskopisch kleine einzellige Tiere, die sich von Bakterien und anderen organischen Partikeln in Luftbefeuchtern, Reservoirs und Abflusswannen in HLK-Systemen ernähren. Partikel dieser Protozoen können aerosolisiert werden und wurden als mögliche Ursachen für Befeuchterfieber genannt.

Mikrobielle flüchtige organische Verbindungen

Mikrobielle flüchtige organische Verbindungen (MVOCs) unterscheiden sich erheblich in chemischer Zusammensetzung und Geruch. Einige werden von einer Vielzahl von Mikroorganismen produziert, andere sind bestimmten Arten zugeordnet. Der sogenannte Pilzalkohol 1-Octen-3-ol (der nach frischen Pilzen riecht) wird von vielen verschiedenen Schimmelpilzen hergestellt. Andere weniger verbreitete flüchtige Schimmelpilzstoffe sind 3,5-Dimethyl-1,2,4-trithiolon (beschrieben als „fötid“); Geosmin oder 1,10-Dimethyl-trans-9-decalol („erdig“); und 6-Pentyl-α-pyron („Kokosnuss“, „muffig“). Unter Bakterien, Arten von Pseudomonas produzieren Pyrazine mit einem „muffigen Kartoffel“-Geruch. Der Geruch jedes einzelnen Mikroorganismus ist das Produkt einer komplexen Mischung von MVOCs.

Geschichte mikrobiologischer Probleme mit der Luftqualität in Innenräumen

Mikrobiologische Untersuchungen der Luft in Wohnungen, Schulen und anderen Gebäuden werden seit über einem Jahrhundert durchgeführt. Frühere Untersuchungen befassten sich manchmal mit der relativen mikrobiologischen „Reinheit“ der Luft in verschiedenen Gebäudetypen und ihrer möglichen Beziehung zur Sterberate unter den Bewohnern. Verbunden mit einem langjährigen Interesse an der Ausbreitung von Krankheitserregern in Krankenhäusern führte die Entwicklung moderner volumetrischer mikrobiologischer Luftkeimsammler in den 1940er und 1950er Jahren zu systematischen Untersuchungen von luftgetragenen Mikroorganismen in Krankenhäusern und in der Folge von bekannten allergenen Schimmelpilzen in der Luft in Wohnungen und öffentlichen Gebäuden sowie im Außenbereich. Andere Arbeiten richteten sich in den 1950er und 1960er Jahren auf die Untersuchung von berufsbedingten Atemwegserkrankungen wie Bauernlunge, Malzarbeiterlunge und Byssinose (bei Baumwollarbeitern). Obwohl das grippeähnliche Befeuchterfieber bei einer Gruppe von Arbeitern erstmals 1959 beschrieben wurde, dauerte es weitere zehn bis fünfzehn Jahre, bis weitere Fälle gemeldet wurden. Die genaue Ursache ist jedoch bis heute nicht bekannt, obwohl Mikroorganismen involviert sind. Sie wurden auch als mögliche Ursache des „Sick-Building-Syndroms“ angeführt, aber bisher sind die Beweise für einen solchen Zusammenhang sehr begrenzt.

Obwohl die allergischen Eigenschaften von Pilzen allgemein anerkannt sind, erschien der erste Bericht über gesundheitliche Beeinträchtigungen aufgrund der Inhalation von Pilzgiften an einem nichtindustriellen Arbeitsplatz, einem Krankenhaus in Quebec, erst 1988 (Mainville et al. 1988). Symptome extremer Ermüdung des Personals wurden Trichothecen-Mykotoxinen in Sporen von zugeschrieben Stachybotrys atra und Trichoderma viride, und seitdem wurde bei Lehrern und anderen Angestellten einer Hochschule ein „chronisches Müdigkeitssyndrom“ festgestellt, das durch die Exposition gegenüber mykotoxischem Staub verursacht wurde. Die erste war die Ursache für Krankheiten bei Büroangestellten, wobei einige gesundheitliche Auswirkungen allergischer Natur waren und andere eher mit einer Toxikose in Verbindung gebracht wurden (Johanning et al. 1993). An anderer Stelle haben epidemiologische Untersuchungen darauf hingewiesen, dass es einen oder mehrere nicht-allergische Faktoren geben kann, die mit Pilzen in Zusammenhang stehen, die die Gesundheit der Atemwege beeinträchtigen. Mykotoxine, die von einzelnen Schimmelpilzarten produziert werden, können hier eine wichtige Rolle spielen, aber es besteht auch die Möglichkeit, dass einige allgemeinere Eigenschaften eingeatmeter Pilze das Wohlbefinden der Atemwege beeinträchtigen.

Mikroorganismen im Zusammenhang mit schlechter Luftqualität in Innenräumen und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit

Obwohl Krankheitserreger in der Raumluft relativ selten vorkommen, gab es zahlreiche Berichte, die einen Zusammenhang zwischen Mikroorganismen in der Luft und einer Reihe von allergischen Zuständen herstellen, darunter: (1) atopische allergische Dermatitis; (2) Rhinitis; (3) Asthma; (4) Befeuchterfieber; und (5) extrinsische allergische Alveolitis (EAA), auch bekannt als Hypersensitivitätspneumonitis (HP).

Pilze werden als Bestandteile von Bioaerosolen in der Raumluft wichtiger wahrgenommen als Bakterien. Weil sie als offensichtliche Schimmelflecken auf feuchten Oberflächen wachsen, geben Pilze oft einen deutlich sichtbaren Hinweis auf Feuchtigkeitsprobleme und potenzielle Gesundheitsgefahren in einem Gebäude. Das Schimmelpilzwachstum trägt sowohl zahlenmäßig als auch artenreich zur Schimmelpilzflora in Innenräumen bei, die sonst nicht vorhanden wäre. Hydrophile („feuchtigkeitsliebende“) Pilze sind wie Gram-negative Bakterien und Actinomycetales Indikatoren für extrem feuchte Vermehrungsorte (sichtbar oder versteckt) und damit für eine schlechte Raumluftqualität. Sie beinhalten Fusarium, Phoma, Stachybotrys, Trichoderma, Ulocladium, Hefen und seltener die opportunistischen Pathogene Aspergillus fumigatus und Exophiala Jeanselmei. Hohe Bestände an Schimmelpilzen, die unterschiedlich stark xerophil (»trockenheitsliebend«) sind und einen geringeren Wasserbedarf haben, können auf weniger feuchte, aber dennoch für das Wachstum bedeutsame Vermehrungsstellen hinweisen. Schimmelpilze sind auch im Hausstaub reichlich vorhanden, so dass eine große Anzahl auch ein Zeichen für eine staubige Atmosphäre sein kann. Sie reichen von leicht xerophil (in der Lage, trockenen Bedingungen standzuhalten) Cladosporium Arten bis mäßig xerophil Aspergillus versicolor, Penicillium (zum Beispiel, P. Aurantiogriseum und P. Chrysogen) und die extrem xerophilen Aspergillus penicillioides, Eurotium und Wallämie.

Pilzerreger kommen in der Raumluft selten vor, aber A. Fumigatus und einige andere opportunistische Aspergilli, die in menschliches Gewebe eindringen können, können im Boden von Topfpflanzen wachsen. Exophiala Jeanselmei kann in Abflüssen wachsen. Obwohl die Sporen dieser und anderer opportunistischer Krankheitserreger wie z Fusarium solani und Pseudallescheria boydii Es ist unwahrscheinlich, dass sie für Gesunde gefährlich sind, sie können dies jedoch für immunologisch geschwächte Personen sein.

Flugpilze sind als Auslöser allergischer Erkrankungen viel wichtiger als Bakterien, obwohl es scheint, dass Pilzallergene zumindest in Europa weniger wichtig sind als die von Pollen, Hausstaubmilben und Tierhaaren. Viele Pilzarten haben sich als allergen erwiesen. Einige der Pilze in der Raumluft, die am häufigsten als Ursachen von Rhinitis und Asthma genannt werden, sind in Tabelle 1 aufgeführt Eurotium und andere extrem xerophile Schimmelpilze im Hausstaub sind als Ursachen von Rhinitis und Asthma wahrscheinlich wichtiger als bisher angenommen. Allergische Dermatitis durch Pilze ist viel seltener als Rhinitis/Asthma, mit Alternaria, Aspergillus und Cladosporium verwickelt sein. Fälle von EAA, die relativ selten sind, wurden einer Reihe verschiedener Pilze, von der Hefe, zugeschrieben Sporobolomyces zum holzverrottenden Makropilz Serpula (Tabelle 2). Es wird allgemein angenommen, dass die Entwicklung von EAA-Symptomen bei einem Individuum die Exposition gegenüber mindestens einer Million und mehr, wahrscheinlich etwa hundert Millionen allergenhaltiger Sporen pro Kubikmeter Luft erfordert. Solche Kontaminationsgrade treten wahrscheinlich nur auf, wenn in einem Gebäude ein starkes Pilzwachstum auftritt.

 


Tabelle 1. Beispiele für Pilzarten in der Raumluft, die Rhinitis und/oder Asthma verursachen können

 

Alternaria

Geotricum

Serpula

Aspergillus

Mucor

Stachybotrys

Cladosporium

Penicillium

Stemphylium/Ulocladium

Eurotium

Rhizopus

Wallämie

Fusarium

Rhodotorula/Sporobolomyces

 

 


 

Tabelle 2. Mikroorganismen in der Raumluft, die als Ursachen für gebäudebedingte extrinsische allergische Alveolitis berichtet wurden

Typ

Mikro-Organ

Quelle

 

Bakterien

Bacillus subtilis

Zerfallenes Holz

 

Faenia retivirgula

Luftbefeuchter

 

Pseudomonas aeruginosa

Luftbefeuchter

 

 

Thermoactinomyces vulgaris

Klimagerät

 

Pilze

Aureobasidium pullulans

Sauna; Zimmerwand

 

Cephalosporium sp.

Untergeschoss; Luftbefeuchter

 

Cladosporium sp.

Unbelüftetes Badezimmer

 

Mucor sp.

Gepulstes Luftheizsystem

 

Penicillium sp.

Gepulstes Luftheizsystem

Luftbefeuchter

 

S. casei

Zimmerwand

 

P. chrysogenum / P. cyclopium

Flooring

 

Serpula lacrimans

Von Trockenfäule befallenes Holz

 

Sporobolomyces

Zimmerwand; Decke

 

Trichosporon cutaneum

Holz; Matten


Wie bereits erwähnt, stellt das Einatmen von Sporen toxikogener Arten eine potenzielle Gefahr dar (Sorenson 1989; Miller 1993). Es sind nicht nur die Sporen von Stachybotrys die hohe Konzentrationen an Mykotoxinen enthalten. Die Sporen dieses Schimmelpilzes, der auf Tapeten und anderen Zellulosesubstraten in feuchten Gebäuden wächst und zudem allergieauslösend ist, enthalten zwar äußerst potente Mykotoxine, aber auch andere toxikogene Schimmelpilze, die häufiger in der Raumluft vorkommen Aspergillus (insbesondere A. versicolor) und Penicillium (zum Beispiel, P. Aurantiogriseum und P. viridicatum) und Trichoderma. Experimentelle Beweise deuten darauf hin, dass eine Reihe von Mykotoxinen in den Sporen dieser Schimmelpilze immunsuppressiv sind und das Auffangen und andere Funktionen der Lungenmakrophagenzellen, die für die Gesundheit der Atemwege wesentlich sind, stark hemmen (Sorenson 1989).

Über die gesundheitlichen Auswirkungen der MVOCs, die während des Wachstums und der Sporulation von Schimmelpilzen produziert werden, oder ihrer bakteriellen Gegenstücke ist wenig bekannt. Obwohl viele MVOCs eine relativ geringe Toxizität zu haben scheinen (Sorenson 1989), deuten anekdotische Beweise darauf hin, dass sie beim Menschen Kopfschmerzen, Unwohlsein und möglicherweise akute Atemwegsreaktionen hervorrufen können.

Bakterien in der Raumluft stellen im Allgemeinen keine Gesundheitsgefährdung dar, da die Flora in der Regel von den grampositiven Bewohnern der Haut und der oberen Atemwege dominiert wird. Eine hohe Anzahl dieser Bakterien weist jedoch auf eine Überbelegung und schlechte Belüftung hin. Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Gram-negativen Typen und/oder Actinomycetales in der Luft weisen auf sehr nasse Oberflächen oder Materialien, Abflüsse oder insbesondere Luftbefeuchter in HLK-Systemen hin, in denen sie sich vermehren. Es wurde gezeigt, dass einige gramnegative Bakterien (oder Endotoxine, die aus ihren Wänden extrahiert wurden) Symptome des Befeuchterfiebers hervorrufen. Gelegentlich war das Wachstum in Luftbefeuchtern groß genug, um Aerosole zu erzeugen, die genügend allergene Zellen enthielten, um die akuten Lungenentzündungs-ähnlichen Symptome von EAA verursacht zu haben (siehe Tabelle 15).

In seltenen Fällen können pathogene Bakterien wie z Mycobacterium tuberculosis in Tröpfchenkernen von infizierten Personen können durch Rezirkulationssysteme in alle Teile einer geschlossenen Umgebung verteilt werden. Obwohl der Erreger, Legionella pneumophila, aus Luftbefeuchtern und Klimaanlagen isoliert wurde, wurden die meisten Legionellose-Ausbrüche mit Aerosolen aus Kühltürmen oder Duschen in Verbindung gebracht.

Einfluss von Änderungen im Gebäudedesign

Im Laufe der Jahre hat die Zunahme der Gebäudegröße einhergehend mit der Entwicklung von Lüftungssystemen, die in modernen HLK-Systemen gipfelten, zu quantitativen und qualitativen Veränderungen der Keimbelastung der Luft in Arbeitsumgebungen in Innenräumen geführt. In den letzten zwei Jahrzehnten hat der Trend zur Gestaltung von Gebäuden mit minimalem Energieverbrauch zur Entwicklung von Gebäuden mit stark reduzierter Infiltration und Exfiltration von Luft geführt, was eine Ansammlung von luftgetragenen Mikroorganismen und anderen Schadstoffen ermöglicht. In solchen „dichten“ Gebäuden kondensiert Wasserdampf, der zuvor ins Freie geleitet worden wäre, auf kühlen Oberflächen und schafft Bedingungen für das Wachstum von Mikroben. Zudem fördern nur auf Wirtschaftlichkeit ausgelegte HLK-Anlagen oft das Wachstum von Mikroben und stellen ein Gesundheitsrisiko für die Bewohner großer Gebäude dar. Zum Beispiel werden Luftbefeuchter, die umgewälztes Wasser verwenden, schnell kontaminiert und wirken als Erzeuger von Mikroorganismen, Befeuchtungswassersprays aerosolieren Mikroorganismen, und die Anordnung von Filtern stromaufwärts und nicht stromabwärts von solchen Bereichen der mikrobiellen Erzeugung und Aerosolisierung ermöglicht eine weitere Übertragung von Mikroben Aerosole zum Arbeitsplatz. Die Anordnung von Lufteinlässen in der Nähe von Kühltürmen oder anderen Quellen von Mikroorganismen und ein schwieriger Zugang zum HVAC-System für Wartung und Reinigung/Desinfektion gehören ebenfalls zu den Konstruktions-, Betriebs- und Wartungsmängeln, die die Gesundheit gefährden können. Sie tun dies, indem sie die Insassen einer hohen Anzahl bestimmter luftgetragener Mikroorganismen aussetzen, anstatt der niedrigen Anzahl einer Mischung von Arten, die die Außenluft widerspiegeln, die die Norm sein sollte.

Methoden zur Bewertung der Luftqualität in Innenräumen

Luftprobenahme von Mikroorganismen

Bei der Untersuchung der mikrobiellen Luftflora in einem Gebäude, um zum Beispiel die Ursache für die Krankheit seiner Bewohner zu ermitteln, müssen objektive Daten gesammelt werden, die sowohl detailliert als auch zuverlässig sind. Da die allgemeine Auffassung ist, dass der mikrobiologische Zustand der Raumluft den der Außenluft widerspiegeln sollte (ACGIH 1989), müssen Organismen genau identifiziert und mit denen in der Außenluft zu diesem Zeitpunkt verglichen werden.

Luftprobennehmer

Probenahmeverfahren, die direkt oder indirekt die Kultivierung lebensfähiger luftgetragener Bakterien und Pilze auf Nähragargel ermöglichen, bieten die besten Möglichkeiten zur Artbestimmung und werden daher am häufigsten verwendet. Das Agarmedium wird inkubiert, bis sich aus den eingefangenen Biopartikeln Kolonien entwickeln, die gezählt und identifiziert werden können, oder zur weiteren Untersuchung auf anderen Medien subkultiviert werden. Die für Bakterien benötigten Agarmedien unterscheiden sich von denen für Pilze, und einige Bakterien, z. Legionella pneumophila, kann nur auf speziellen selektiven Medien isoliert werden. Für Pilze wird die Verwendung von zwei Medien empfohlen: ein Mehrzweckmedium sowie ein Medium, das für die Isolierung xerophiler Pilze selektiver ist. Die Identifizierung basiert auf den groben Merkmalen der Kolonien und/oder ihren mikroskopischen oder biochemischen Merkmalen und erfordert beträchtliches Geschick und Erfahrung.

Das Spektrum der verfügbaren Probenahmemethoden wurde ausreichend überprüft (z. B. Flannigan 1992; Wanner et al. 1993), und hier werden nur die am häufigsten verwendeten Systeme erwähnt. Eine grobe Einschätzung ist durch passives Sammeln von aus der Luft gravitierenden Mikroorganismen in offenen Petrischalen mit Agarmedium möglich. Die mit diesen Absetzplatten erzielten Ergebnisse sind nicht volumetrisch, werden stark von atmosphärischen Turbulenzen beeinflusst und begünstigen das Sammeln großer (schwerer) Sporen oder Sporen-/Zellklumpen. Verwenden Sie daher vorzugsweise einen volumetrischen Luftkeimsammler. Impaktionssammler, bei denen die luftgetragenen Partikel auf eine Agaroberfläche aufprallen, sind weit verbreitet. Luft wird entweder durch einen Schlitz über einer rotierenden Agarplatte (Schlitz-Impaktionssammler) oder durch eine perforierte Scheibe über der Agarplatte (Sieb-Typ-Impaktionssammler) gesaugt. Obwohl einstufige Siebprobennehmer weit verbreitet sind, wird der sechsstufige Andersen-Probennehmer von einigen Forschern bevorzugt. Während Luft durch immer feinere Löcher in den sechs übereinander angeordneten Aluminiumsektionen strömt, werden die Partikel entsprechend ihrer aerodynamischen Größe auf verschiedene Agarplatten sortiert. So verrät der Sampler, aus welchen Partikelgrößen sich bei der anschließenden Inkubation der Agarplatten Kolonien entwickeln und wo im Atmungssystem sich die verschiedenen Organismen am ehesten ablagern würden. Ein beliebter Probenehmer, der nach einem anderen Prinzip arbeitet, ist der Zentrifugalsammler von Reuter. Die Zentrifugalbeschleunigung der von einem Laufradgebläse angesaugten Luft bewirkt, dass Partikel mit hoher Geschwindigkeit auf Agar in einem Kunststoffstreifen aufprallen, der den Probenahmezylinder auskleidet.

Ein weiterer Ansatz zur Probenahme besteht darin, Mikroorganismen auf einem Membranfilter in einer Filterkassette zu sammeln, die mit einer wiederaufladbaren Pumpe mit geringem Volumen verbunden ist. Die gesamte Anordnung kann an einem Gürtel oder Geschirr befestigt und zur Entnahme einer persönlichen Probe an einem normalen Arbeitstag verwendet werden. Nach der Probenahme können dann kleine Portionen der Waschflüssigkeiten aus dem Filter und Verdünnungen der Waschflüssigkeiten auf einer Reihe von Agarmedien verteilt, inkubiert und lebensfähige Mikroorganismen gezählt werden. Eine Alternative zum Filtersammler ist der Liquid Impinger, bei dem durch Kapillardüsen angesaugte Luftpartikel auf Flüssigkeit auftreffen und sich darin sammeln. Teile der Sammelflüssigkeit und daraus hergestellte Verdünnungen werden wie solche aus Filterprobennehmern behandelt.

Ein gravierender Mangel dieser „praktikablen“ Probenahmemethoden besteht darin, dass sie nur Organismen bewerten, die tatsächlich kultivierbar sind, und dies können nur ein oder zwei Prozent der gesamten Luftspora sein. Gesamtzählungen (lebensfähig plus nicht lebensfähig) können jedoch mit Impaktionssammlern durchgeführt werden, bei denen Partikel auf den klebrigen Oberflächen von rotierenden Stäben (Rotationsarm-Impaktionssammler) oder auf dem Kunststoffband oder Glasobjektträger verschiedener Schlitzmodelle gesammelt werden -Typ Impaktionssammler. Die Zählungen werden unter dem Mikroskop durchgeführt, aber nur relativ wenige Pilze können auf diese Weise identifiziert werden, nämlich solche, die ausgeprägte Sporen haben. Die Probenahme durch Filtration wurde im Zusammenhang mit der Bewertung lebensfähiger Mikroorganismen erwähnt, sie ist jedoch auch ein Mittel, um eine Gesamtzahl zu erhalten. Ein Teil derselben Waschlösungen, die auf Agarmedium ausplattiert werden, kann angefärbt und die Mikroorganismen unter einem Mikroskop gezählt werden. Auf die gleiche Weise können auch Gesamtzählungen aus der Sammelflüssigkeit in Flüssigimpingern durchgeführt werden.

Wahl des Luftkeimsammlers und der Probenahmestrategie

Welcher Probenehmer verwendet wird, hängt weitgehend von der Erfahrung des Untersuchers ab, aber die Wahl ist sowohl aus quantitativen als auch aus qualitativen Gründen wichtig. Beispielsweise werden die Agarplatten von einstufigen Impaktionssammlern während der Probenahme viel leichter mit Sporen „überladen“ als die eines sechsstufigen Probenehmers, was zu einem Überwuchern der inkubierten Platten und schwerwiegenden quantitativen und qualitativen Fehlern bei der Bewertung der luftgetragenen Sporen führt Population. Die Funktionsweise verschiedener Probenehmer, ihre Probenahmezeiten und die Effizienz, mit der sie unterschiedlich große Partikel aus der Umgebungsluft entfernen, aus dem Luftstrom extrahieren und auf einer Oberfläche oder in einer Flüssigkeit sammeln, unterscheiden sich erheblich. Aufgrund dieser Unterschiede ist es nicht möglich, gültige Vergleiche zwischen Daten, die mit einem Probenehmertyp in einer Untersuchung gewonnen wurden, mit denen eines anderen Probenehmertyps in einer anderen Untersuchung anzustellen.

Die Probenahmestrategie sowie die Wahl des Probenehmers sind sehr wichtig. Es kann keine allgemeine Stichprobenstrategie festgelegt werden; jeder Fall erfordert eine eigene Vorgehensweise (Wanner et al. 1993). Ein großes Problem besteht darin, dass die Verteilung von Mikroorganismen in der Raumluft weder räumlich noch zeitlich gleichmäßig ist. Es wird stark vom Aktivitätsgrad in einem Raum beeinflusst, insbesondere von Reinigungs- oder Bauarbeiten, die abgelagerten Staub aufwirbeln. Folglich kommt es in relativ kurzen Zeitabständen zu erheblichen Zahlenschwankungen. Abgesehen von Filterprobenehmern und Flüssigkeitsimpingern, die mehrere Stunden lang verwendet werden, werden die meisten Luftprobenehmer verwendet, um in nur wenigen Minuten eine „Stichprobe“ zu erhalten. Proben sollten daher unter allen Arbeits- und Nutzungsbedingungen entnommen werden, sowohl wenn HVAC-Systeme funktionieren als auch wenn sie nicht funktionieren. Obwohl umfangreiche Probenahmen den Konzentrationsbereich lebensfähiger Sporen aufzeigen können, die in Innenräumen angetroffen werden, ist es nicht möglich, die Exposition von Personen gegenüber Mikroorganismen in der Umgebung zufriedenstellend zu bewerten. Auch Proben, die über einen Arbeitstag mit einem Personenfiltersammler entnommen wurden, geben kein ausreichendes Bild, da sie nur einen Durchschnittswert wiedergeben und Spitzenbelastungen nicht erkennen lassen.

Zusätzlich zu den eindeutig anerkannten Wirkungen bestimmter Allergene weisen epidemiologische Untersuchungen darauf hin, dass mit Pilzen ein nicht allergischer Faktor verbunden sein kann, der die Gesundheit der Atemwege beeinträchtigt. Mykotoxine, die von einzelnen Schimmelpilzarten produziert werden, können eine wichtige Rolle spielen, aber es besteht auch die Möglichkeit, dass ein allgemeinerer Faktor beteiligt ist. Der Gesamtansatz zur Untersuchung der Pilzbelastung in der Innenraumluft wird daher in Zukunft wahrscheinlich sein: (1) durch Probenahme auf lebensfähige Pilze zu beurteilen, welche allergenen und toxikogenen Arten vorhanden sind; und (2) um ein Maß für die Gesamtmenge an Pilzmaterial zu erhalten, dem Personen in einer Arbeitsumgebung ausgesetzt sind. Wie oben erwähnt, könnten, um die letztgenannte Information zu erhalten, Gesamtzählungen über einen Arbeitstag durchgeführt werden. In naher Zukunft könnten jedoch Verfahren, die kürzlich für den Nachweis von 1,3-β-Glucan oder Ergosterin entwickelt wurden (Miller 1993), in größerem Umfang übernommen werden. Beide Substanzen sind Strukturbestandteile von Pilzen und geben daher ein Maß für die Menge an Pilzmaterial (dh seine Biomasse). Es wurde über einen Zusammenhang zwischen 1,3-β-Glucan-Spiegeln in der Raumluft und Symptomen des Sick-Building-Syndroms berichtet (Miller 1993).

Normen und Richtlinien

Während einige Organisationen den Verschmutzungsgrad von Raumluft und Staub kategorisiert haben (Tabelle 3), gab es aufgrund von Luftprobenproblemen eine berechtigte Zurückhaltung, numerische Standards oder Richtwerte festzulegen. Es wurde festgestellt, dass die luftgetragene mikrobielle Belastung in klimatisierten Gebäuden deutlich niedriger sein sollte als in der Außenluft, wobei die Differenz zwischen natürlich belüfteten Gebäuden und der Außenluft geringer sein sollte. Der ACGIH (1989) empfiehlt, die Rangfolge der Pilzarten in Innen- und Außenluft bei der Interpretation von Luftprobendaten zu verwenden. Das Vorhandensein oder Überwiegen einiger Schimmelpilze in der Raumluft, aber nicht im Freien, kann auf ein Problem in einem Gebäude hinweisen. Zum Beispiel reichlich in der Raumluft von solchen hydrophilen Schimmelpilzen wie Stachybotrys atra weist fast immer auf einen sehr feuchten Verstärkerstandort innerhalb eines Gebäudes hin.

Tabelle 3. Beobachtete Konzentrationen von Mikroorganismen in Luft und Staub von nichtindustriellen Innenumgebungen

Kategorie von
Kontamination

ECTSa pro Meter Luft

 

Pilze als KBE/g
aus Staub

 

Bakterien

Pilze

 

Sehr geringe

<50

<25

<10,000

Niedrig

<100

<100

<20,000

Mittel

<500

<500

<50,000

Hoch

<2,000

<2,000

<120,000

Sehr hohe

> 2,000

> 2,000

> 120,000

a CFU, koloniebildende Einheiten.

Quelle: adaptiert von Wanner et al. 1993.

Obwohl einflussreiche Gremien wie das ACGIH Bioaerosols Committee keine numerischen Richtlinien aufgestellt haben, enthält ein kanadischer Leitfaden zu Bürogebäuden (Nathanson 1993), der auf etwa fünfjähriger Untersuchung von etwa 50 klimatisierten Regierungsgebäuden basiert, einige Hinweise zu Zahlen. Die folgenden sind unter den wichtigsten Punkten, die gemacht wurden:

  1. Die „normale“ Luftflora sollte quantitativ geringer, aber qualitativ ähnlich der Außenluft sein.
  2. Das Vorhandensein einer oder mehrerer Pilzarten in signifikanten Mengen in Innen-, aber nicht in Außenproben ist ein Beweis für einen Innenverstärker.
  3. Pathogene Pilze wie z Aspergillus fumigatus, Histoplasma und Cryptococcus sollten nicht in nennenswerter Zahl vorhanden sein.
  4. Die Persistenz von toxikogenen Schimmelpilzen wie z Stachybotrys atra und Aspergillus versicolor in beträchtlicher Zahl erfordert Untersuchungen und Maßnahmen.
  5. Mehr als 50 koloniebildende Einheiten pro Kubikmeter (KBE/m3) kann bedenklich sein, wenn nur eine Art vorhanden ist (außer bestimmten häufig vorkommenden, im Freiland lebenden blattbewohnenden Pilzen); bis zu 150 KbE/m3 ist akzeptabel, wenn die vorhandenen Arten die Flora im Freien widerspiegeln; bis zu 500 KbE/m3 ist im Sommer akzeptabel, wenn im Freiland blattbewohnende Pilze die Hauptbestandteile sind.

 

Diese Zahlenwerte basieren auf vierminütigen Luftproben, die mit einem Zentrifugalsammler von Reuter gesammelt wurden. Es muss betont werden, dass sie nicht auf andere Probenahmeverfahren, andere Gebäudetypen oder andere klimatische/geografische Regionen übertragbar sind. Was üblich oder akzeptabel ist, kann nur auf der Grundlage umfassender Untersuchungen einer Reihe von Gebäuden in einer bestimmten Region mit wohldefinierten Verfahren erfolgen. Für die Exposition gegenüber Schimmelpilzen im Allgemeinen oder gegenüber bestimmten Arten können keine Grenzwerte festgelegt werden.

Bekämpfung von Mikroorganismen in Innenräumen

Die entscheidende Determinante des mikrobiellen Wachstums und der Produktion von Zellen und Sporen, die in Innenräumen aerosolisiert werden können, ist Wasser, und durch Verringerung der Feuchtigkeitsverfügbarkeit statt durch Verwendung von Bioziden sollte eine Kontrolle erreicht werden. Die Kontrolle umfasst die ordnungsgemäße Instandhaltung und Reparatur eines Gebäudes, einschließlich der sofortigen Trocknung und Beseitigung der Ursachen von Leckagen/Hochwasserschäden (Morey 1993a). Obwohl oft als Kontrollmaßnahme angeführt wird, die relative Luftfeuchtigkeit von Räumen auf einem Niveau von weniger als 70 % zu halten, ist dies nur dann wirksam, wenn die Temperatur der Wände und anderer Oberflächen nahe an der Lufttemperatur liegt. An der Oberfläche von schlecht gedämmten Wänden kann die Temperatur unter dem Taupunkt liegen, was zur Folge hat, dass sich Kondenswasser bildet und hydrophile Pilze und sogar Bakterien wachsen (Flannigan 1993). Eine ähnliche Situation kann in feuchten tropischen oder subtropischen Klimazonen auftreten, wo die Feuchtigkeit in der Luft, die die Gebäudehülle eines klimatisierten Gebäudes durchdringt, an der kühleren inneren Oberfläche kondensiert (Morey 1993b). In solchen Fällen liegt die Kontrolle in der Gestaltung und korrekten Verwendung von Isolierungen und Dampfsperren. In Verbindung mit rigorosen Feuchtigkeitskontrollmaßnahmen sollten Wartungs- und Reinigungsprogramme die Entfernung von Staub und anderen Ablagerungen sicherstellen, die Nährstoffe für das Wachstum liefern und auch als Reservoir für Mikroorganismen dienen.

In HVAC-Systemen (Nathanson 1993) sollte die Ansammlung von stehendem Wasser beispielsweise in Ablaufwannen oder unter Kühlschlangen verhindert werden. Wo Sprays, Dochte oder beheizte Wassertanks zur Befeuchtung in HLK-Systemen gehören, ist eine regelmäßige Reinigung und Desinfektion erforderlich, um das Wachstum von Mikroben zu begrenzen. Die Befeuchtung durch Trockendampf verringert wahrscheinlich das Risiko des Mikrobenwachstums erheblich. Da sich in Filtern Schmutz und Feuchtigkeit ansammeln können und somit Verstärkungsstellen für mikrobielles Wachstum bieten, sollten sie regelmäßig ausgetauscht werden. Mikroorganismen können auch in poröser Schalldämmung wachsen, die zum Auskleiden von Kanälen verwendet wird, wenn sie feucht wird. Die Lösung für dieses Problem besteht darin, eine solche Isolierung eher außen als innen anzubringen; innere Oberflächen sollten glatt sein und sollten keine wachstumsfördernde Umgebung bieten. Solche allgemeinen Kontrollmaßnahmen kontrollieren das Wachstum von Legionellen B. in HVAC-Systemen, aber es wurden zusätzliche Merkmale wie die Installation eines hocheffizienten Partikelluftfilters (HEPA) am Einlass empfohlen (Feeley 1988). Darüber hinaus sollten Wassersysteme sicherstellen, dass Warmwasser gleichmäßig auf 60°C erwärmt wird, dass es keine Bereiche gibt, in denen Wasser stagniert und dass keine Armaturen wachstumsfördernde Materialien enthalten Legionellen.

Wo die Kontrollen unzureichend waren und Schimmelbildung auftritt, sind Abhilfemaßnahmen erforderlich. Es ist wichtig, alle porösen organischen Materialien wie Teppiche und andere Heimtextilien, Deckenplatten und Isolierungen, auf und in denen es Wachstum gibt, zu entfernen und zu entsorgen. Glatte Oberflächen sollten mit Natriumhypochloritbleiche oder einem geeigneten Desinfektionsmittel abgewaschen werden. Biozide, die aerosolisiert werden können, sollten beim Betrieb von HLK-Systemen nicht verwendet werden.

Bei der Sanierung ist stets darauf zu achten, dass Mikroorganismen auf oder in kontaminierten Materialien nicht vernebelt werden. In Fällen, in denen große Bereiche mit Schimmelbefall (zehn Quadratmeter oder mehr) behandelt werden, kann es erforderlich sein, die potenzielle Gefahr einzudämmen, während der Sanierung einen Unterdruck im Eindämmungsbereich aufrechtzuerhalten und Luftschleusen/Dekontaminationsbereiche zwischen dem eingegrenzten Bereich und einzurichten der Rest des Gebäudes (Morey 1993a, 1993b; New York City Department of Health 1993). Stäube, die vor oder während der Entfernung von kontaminiertem Material in versiegelte Behälter entstehen, sollten mit einem Staubsauger mit HEPA-Filter gesammelt werden. Während des gesamten Betriebs muss das spezialisierte Sanierungspersonal einen vollständigen HEPA-Atemschutz und Einwegschutzkleidung, -schuhe und -handschuhe tragen (New York City Department of Health 1993). Wo kleinere Bereiche mit Schimmelbefall behandelt werden, kann nach entsprechender Schulung regelmäßiges Wartungspersonal eingesetzt werden. In solchen Fällen wird eine Eindämmung nicht als notwendig erachtet, aber das Personal muss einen vollständigen Atemschutz und Handschuhe tragen. In jedem Fall sollten sowohl die regulären Bewohner als auch das mit der Sanierung beschäftigte Personal auf die Gefahr aufmerksam gemacht werden. Letztere sollten kein vorbestehendes Asthma, keine Allergie oder immunsuppressive Störungen haben (New York City Department of Health 1993).

 

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Kriterien für die Gründung

Die Festlegung spezifischer Leitfäden und Normen für die Innenraumluft ist das Ergebnis einer proaktiven Politik auf diesem Gebiet seitens der Stellen, die für ihre Einrichtung und für die Aufrechterhaltung der Qualität der Innenraumluft auf einem akzeptablen Niveau verantwortlich sind. In der Praxis werden die Aufgaben auf viele Stellen aufgeteilt und aufgeteilt, die für die Kontrolle der Umweltverschmutzung, die Erhaltung der Gesundheit, die Gewährleistung der Produktsicherheit, die Überwachung der Arbeitshygiene und die Regulierung des Bauwesens zuständig sind.

Durch den Erlass einer Verordnung soll die Schadstoffbelastung der Innenraumluft begrenzt bzw. verringert werden. Dieses Ziel kann erreicht werden, indem die vorhandenen Verschmutzungsquellen kontrolliert, die Raumluft mit der Außenluft verdünnt und die Qualität der verfügbaren Luft überprüft wird. Dies erfordert die Festlegung konkreter Höchstgrenzen für die in der Innenraumluft vorkommenden Schadstoffe.

Die Konzentration eines bestimmten Schadstoffs in der Raumluft folgt einem Modell der ausgeglichenen Masse, das in der folgenden Gleichung ausgedrückt wird:

wo:

Ci = die Schadstoffkonzentration in der Raumluft (mg/m3);

Q = die Emissionsrate (mg/h);

V = das Volumen des Innenraums (m3);

Co = die Schadstoffkonzentration in der Außenluft (mg/m3);

n = die Lüftungsrate pro Stunde;

a = die Schadstoffabbaurate pro Stunde.

Es wird allgemein beobachtet, dass – unter statischen Bedingungen – die vorhandene Schadstoffkonzentration teilweise von der Menge der Verbindung abhängt, die von der Schadstoffquelle in die Luft freigesetzt wird, und ihrer Konzentration in der Außenluft sowie von den verschiedenen Mechanismen, durch die der Schadstoff entsteht ist entfernt. Zu den Eliminationsmechanismen gehören die Verdünnung des Schadstoffs und sein „Verschwinden“ mit der Zeit. Alle Vorschriften, Empfehlungen, Richtlinien und Normen, die möglicherweise zur Verringerung der Umweltverschmutzung festgelegt werden, müssen diese Möglichkeiten berücksichtigen.

Kontrolle der Verschmutzungsquellen

Eine der effektivsten Möglichkeiten, die Konzentration eines Schadstoffs in der Raumluft zu reduzieren, besteht darin, die Schadstoffquellen innerhalb des Gebäudes zu kontrollieren. Dazu gehören die für den Bau und die Dekoration verwendeten Materialien, die Aktivitäten innerhalb des Gebäudes und die Bewohner selbst.

Wenn es erforderlich ist, Emissionen zu regulieren, die auf die verwendeten Baumaterialien zurückzuführen sind, gibt es Normen, die den Gehalt an Verbindungen, für die nachweislich gesundheitsschädliche Wirkungen nachgewiesen wurden, in diesen Materialien direkt begrenzen. Einige dieser Verbindungen gelten als krebserregend, wie Formaldehyd, Benzol, einige Pestizide, Asbest, Glasfaser und andere. Ein weiterer Weg besteht darin, Emissionen durch die Festlegung von Emissionsnormen zu regulieren.

Diese Möglichkeit bringt viele praktische Schwierigkeiten mit sich, vor allem die mangelnde Einigung darüber, wie diese Emissionen gemessen werden sollen, ein Mangel an Wissen über ihre Auswirkungen auf die Gesundheit und den Komfort der Bewohner des Gebäudes und die inhärenten Schwierigkeiten, sie zu identifizieren Quantifizierung der Hunderte von Verbindungen, die von den betreffenden Materialien emittiert werden. Eine Möglichkeit zur Festlegung von Emissionsnormen besteht darin, von einer akzeptablen Konzentration des Schadstoffs auszugehen und eine Emissionsrate zu berechnen, die die Umgebungsbedingungen – Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Luftwechselrate, Beladungsfaktor usw. – berücksichtigt — die repräsentativ für die Art und Weise sind, in der das Produkt tatsächlich verwendet wird. Die Hauptkritik gegen diese Methode ist, dass mehr als ein Produkt die gleiche umweltschädliche Verbindung erzeugen kann. Emissionsstandards werden aus Messwerten ermittelt, die in kontrollierten Atmosphären mit perfekt definierten Bedingungen durchgeführt werden. Es gibt veröffentlichte Leitfäden für Europa (COST 613 1989 und 1991) und für die Vereinigten Staaten (ASTM 1989). Die normalerweise gegen sie gerichtete Kritik basiert auf: (1) der Tatsache, dass es schwierig ist, Vergleichsdaten zu erhalten, und (2) den Problemen, die auftreten, wenn ein Innenraum periodische Verschmutzungsquellen aufweist.

Bei den Aktivitäten, die in einem Gebäude stattfinden können, liegt der größte Fokus auf der Gebäudeinstandhaltung. Bei diesen Aktivitäten kann die Kontrolle in Form von Vorschriften über die Erfüllung bestimmter Pflichten erfolgen – etwa Empfehlungen in Bezug auf die Anwendung von Pestiziden oder die Verringerung der Blei- oder Asbestbelastung bei Renovierung oder Abriss eines Gebäudes.

Da Tabakrauch – der den Bewohnern eines Gebäudes zuzuschreiben ist – so häufig eine Ursache für die Luftverschmutzung in Innenräumen ist, verdient er eine gesonderte Behandlung. Viele Länder haben auf staatlicher Ebene Gesetze, die das Rauchen in bestimmten Arten von öffentlichen Räumen wie Restaurants und Theatern verbieten, aber andere Regelungen sind sehr verbreitet, wonach das Rauchen in bestimmten speziell gekennzeichneten Teilen eines bestimmten Gebäudes erlaubt ist.

Wenn die Verwendung bestimmter Produkte oder Materialien verboten ist, basieren diese Verbote auf ihren angeblichen gesundheitsschädlichen Auswirkungen, die für Werte, die normalerweise in der Raumluft vorhanden sind, mehr oder weniger gut dokumentiert sind. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass oft nicht genügend Informationen oder Kenntnisse über die Eigenschaften der Produkte vorhanden sind, die stattdessen verwendet werden könnten.

Beseitigung des Schadstoffs

Es gibt Zeiten, in denen es nicht möglich ist, die Emissionen bestimmter Schadstoffquellen zu vermeiden, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn die Emissionen auf die Bewohner des Gebäudes zurückzuführen sind. Zu diesen Emissionen gehören Kohlendioxid und Bioabwässer, das Vorhandensein von Materialien mit Eigenschaften, die in keiner Weise kontrolliert werden, oder die Durchführung alltäglicher Aufgaben. In diesen Fällen besteht eine Möglichkeit, die Schadstoffbelastung zu reduzieren, in Lüftungssystemen und anderen Mitteln zur Reinigung der Raumluft.

Die Belüftung ist eine der am stärksten genutzten Möglichkeiten, um die Schadstoffkonzentration in Innenräumen zu reduzieren. Die Notwendigkeit, auch Energie zu sparen, erfordert jedoch, dass die Zufuhr von Außenluft zur Erneuerung der Raumluft so sparsam wie möglich ist. Hierzu gibt es Normen, die Mindestlüftungsraten angeben, die auf der Erneuerung des Raumluftvolumens pro Stunde durch Außenluft basieren, oder die einen Mindestluftbeitrag pro Bewohner oder Raumeinheit festlegen oder die Konzentration berücksichtigen Kohlendioxid unter Berücksichtigung der Unterschiede zwischen Räumen mit und ohne Raucher. Bei Gebäuden mit natürlicher Belüftung wurden auch Mindestanforderungen an verschiedene Gebäudeteile, wie z. B. Fenster, festgelegt.

Zu den Referenzen, die von den meisten bestehenden nationalen und internationalen Normen am häufigsten zitiert werden – auch wenn sie nicht rechtlich bindend sind – gehören die von der American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) veröffentlichten Normen. Sie wurden formuliert, um Klimaanlagenfachleuten bei der Planung ihrer Installationen zu helfen. Im ASHRAE-Standard 62-1989 (ASHRAE 1989) werden die zur Belüftung eines Gebäudes erforderlichen Mindestluftmengen sowie die akzeptable Qualität der Innenraumluft festgelegt, die für die Bewohner erforderlich ist, um gesundheitliche Beeinträchtigungen zu vermeiden. Für Kohlendioxid (eine Verbindung, die die meisten Autoren aufgrund ihres menschlichen Ursprungs nicht als Schadstoff betrachten, die jedoch als Indikator für die Qualität der Raumluft verwendet wird, um die ordnungsgemäße Funktion von Lüftungssystemen festzustellen) empfiehlt diese Norm einen Grenzwert von 1,000 ppm in um Komfortkriterien (Geruch) zu erfüllen. Diese Norm legt auch die Qualität der Außenluft fest, die für die Erneuerung der Raumluft erforderlich ist.

In Fällen, in denen die Kontaminationsquelle – sei es innen oder außen – nicht leicht zu kontrollieren ist und Geräte verwendet werden müssen, um sie aus der Umgebung zu entfernen, gibt es Standards, um ihre Wirksamkeit zu gewährleisten, z Leistung eines bestimmten Filtertyps.

Hochrechnung von Standards der Arbeitshygiene auf Standards der Raumluftqualität

In Abhängigkeit von der zu schützenden Bevölkerungsgruppe lassen sich verschiedene Arten von Referenzwerten festlegen, die für die Raumluft gelten. Diese Werte können auf Qualitätsstandards für die Umgebungsluft, auf spezifischen Werten für bestimmte Schadstoffe (wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Formaldehyd, flüchtige organische Verbindungen, Radon usw.) oder auf Standards basieren, die üblicherweise in der Arbeitshygiene verwendet werden . Letztere sind ausschließlich für Anwendungen im industriellen Umfeld formulierte Werte. Sie sollen in erster Linie Arbeitnehmer vor akuten Schadstoffbelastungen – wie Reizungen der Schleimhäute oder der oberen Atemwege – schützen oder Vergiftungen mit systemischer Wirkung verhindern. Aufgrund dieser Möglichkeit verwenden viele Autoren, wenn sie sich mit Innenraumumgebungen befassen, die Expositionsgrenzwerte für industrielle Umgebungen, die von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) der Vereinigten Staaten festgelegt wurden, als Referenz. Diese Grenzen werden aufgerufen Grenzwerte (TLVs) und beinhalten Grenzwerte für Arbeitstage von acht Stunden und Arbeitswochen von 40 Stunden.

Numerische Verhältnisse werden verwendet, um TLVs an die Bedingungen des Innenraumklimas eines Gebäudes anzupassen, und die Werte werden üblicherweise um den Faktor zwei, zehn oder sogar hundert reduziert, je nach Art und Art der gesundheitlichen Auswirkungen der betroffenen Bevölkerung. Als Begründung für die Herabsetzung der TLV-Werte bei der Anwendung auf derartige Expositionen wird unter anderem die Tatsache genannt, dass das Personal in nicht-industriellen Umgebungen gleichzeitig geringen Konzentrationen mehrerer, normalerweise unbekannter chemischer Substanzen ausgesetzt ist, die in der Lage sind, synergistisch zu wirken lässt sich nicht einfach kontrollieren. Andererseits ist allgemein anerkannt, dass in industriellen Umgebungen die Anzahl der gefährlichen Stoffe, die kontrolliert werden müssen, bekannt und oft begrenzt ist, obwohl die Konzentrationen normalerweise viel höher sind.

Darüber hinaus werden in vielen Ländern industrielle Situationen überwacht, um die Einhaltung der festgelegten Referenzwerte sicherzustellen, was in nicht-industriellen Umgebungen nicht der Fall ist. Es ist daher möglich, dass in nicht-industriellen Umgebungen die gelegentliche Verwendung einiger Produkte zu hohen Konzentrationen einer oder mehrerer Verbindungen führen kann, ohne dass eine Umgebungsüberwachung durchgeführt wird und ohne dass die aufgetretenen Expositionsniveaus offengelegt werden können. Andererseits sind die einer industriellen Tätigkeit innewohnenden Risiken bekannt oder sollten bekannt sein, und daher sind Maßnahmen zu ihrer Verringerung oder Überwachung vorhanden. Die betroffenen Arbeitnehmer werden informiert und haben die Möglichkeit, das Risiko zu verringern und sich zu schützen. Darüber hinaus sind Arbeitnehmer in der Industrie in der Regel Erwachsene in guter Gesundheit und in akzeptabler körperlicher Verfassung, während die Bevölkerung in Innenräumen im Allgemeinen ein breiteres Spektrum an Gesundheitszuständen aufweist. Die normale Arbeit in einem Büro beispielsweise kann von Menschen mit körperlichen Einschränkungen oder von Menschen, die zu allergischen Reaktionen neigen, verrichtet werden, die in bestimmten industriellen Umgebungen nicht arbeiten könnten. Ein Extremfall dieser Argumentation wäre die Nutzung eines Gebäudes als Familienwohnsitz. Schließlich basieren TLVs, wie oben erwähnt, ebenso wie andere Berufsnormen auf Expositionen von acht Stunden pro Tag und 40 Stunden pro Woche. Dies entspricht weniger als einem Viertel der Zeit, in der eine Person exponiert wäre, wenn sie ständig in der gleichen Umgebung bliebe oder die gesamten 168 Stunden einer Woche einer Substanz ausgesetzt wäre. Darüber hinaus basieren die Referenzwerte auf Studien, die wöchentliche Expositionen beinhalten und die Zeiten der Nicht-Exposition (zwischen den Expositionen) von 16 Stunden täglich und 64 Stunden am Wochenende berücksichtigen, was eine Extrapolation auf die sehr schwierig macht Stärke dieser Daten.

Die meisten Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Referenzwerte eine sehr große Fehlerspanne enthalten müssen, um die Standards der Arbeitshygiene für die Innenraumluft anwenden zu können. Daher schlägt der ASHRAE-Standard 62-1989 eine Konzentration von einem Zehntel des vom ACGIH empfohlenen TLV-Werts für industrielle Umgebungen für chemische Verunreinigungen vor, für die es keine eigenen etablierten Referenzwerte gibt.

Für biologische Kontaminanten gibt es keine technischen Kriterien für deren Bewertung, die für industrielle Umgebungen oder Innenräume gelten könnten, wie dies bei den TLVs des ACGIH für chemische Kontaminanten der Fall ist. Dies könnte auf die Natur biologischer Kontaminanten zurückzuführen sein, die eine große Variabilität von Merkmalen aufweisen, die es schwierig machen, verallgemeinerte und für eine bestimmte Situation validierte Kriterien für ihre Bewertung festzulegen. Zu diesen Merkmalen gehören die Reproduktionsfähigkeit des betreffenden Organismus, die Tatsache, dass dieselbe Mikrobenart unterschiedliche Grade an Pathogenität aufweisen kann oder die Tatsache, dass Änderungen von Umweltfaktoren wie Temperatur und Feuchtigkeit ihre Anwesenheit in einer bestimmten Umgebung beeinflussen können. Trotz dieser Schwierigkeiten hat das Bioaerosol Committee des ACGIH Richtlinien entwickelt, um diese biologischen Wirkstoffe in Innenräumen zu bewerten: Leitfaden zur Bewertung von Bioaerosolen in Innenräumen (1989). Die in diesen Richtlinien empfohlenen Standardprotokolle legen Probenahmesysteme und -strategien, Analyseverfahren, Dateninterpretation und Empfehlungen für Korrekturmaßnahmen fest. Sie können verwendet werden, wenn medizinische oder klinische Informationen auf das Vorhandensein von Krankheiten wie Befeuchterfieber, Überempfindlichkeitspneumonitis oder Allergien im Zusammenhang mit biologischen Kontaminanten hinweisen. Diese Richtlinien können angewendet werden, wenn eine Probenahme erforderlich ist, um den relativen Beitrag der bereits identifizierten Quellen von Bioaerosolen zu dokumentieren oder eine medizinische Hypothese zu validieren. Probenahmen sollten durchgeführt werden, um potenzielle Quellen zu bestätigen, aber routinemäßige Luftproben zum Nachweis von Bioaerosolen werden nicht empfohlen.

Bestehende Richtlinien und Standards

Verschiedene internationale Organisationen wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der International Council of Building Research (CIBC), private Organisationen wie ASHRAE und Länder wie die Vereinigten Staaten und Kanada erstellen unter anderem Expositionsrichtlinien und -standards. Die Europäische Union (EU) hat ihrerseits durch das Europäische Parlament eine Entschließung zur Luftqualität in Innenräumen vorgelegt. Diese Entschließung legt fest, dass die Europäische Kommission so schnell wie möglich spezifische Richtlinien vorschlagen muss, die Folgendes umfassen:

  1. eine Liste der zu verbietenden oder zu regulierenden Stoffe, sowohl beim Bau als auch bei der Instandhaltung von Gebäuden
  2. Qualitätsstandards, die für die verschiedenen Arten von Innenraumumgebungen gelten
  3. Vorschriften für die Betrachtung, den Bau, den Betrieb und die Wartung von Klima- und Lüftungsanlagen
  4. Mindeststandards für die Instandhaltung öffentlich zugänglicher Gebäude.

 

Viele chemische Verbindungen haben Geruchs- und Reizwirkungen in Konzentrationen, die nach heutigem Kenntnisstand für die Bewohner eines Gebäudes ungefährlich sind, aber von vielen Menschen wahrgenommen und damit belästigt werden können. Die heute gebräuchlichen Referenzwerte decken diese Möglichkeit tendenziell ab.

Da die Anwendung arbeitshygienischer Standards für die Regelung der Raumluft ohne eine Korrektur nicht empfohlen wird, ist es in vielen Fällen besser, die Referenzwerte als Richtlinien oder Standards für die Qualität der Raumluft heranzuziehen. Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat Standards für die Umgebungsluft festgelegt, die mit einem angemessenen Sicherheitsspielraum die Gesundheit der Bevölkerung im Allgemeinen (primäre Standards) und sogar ihr Wohlergehen (sekundäre Standards) vor möglichen nachteiligen Auswirkungen schützen sollen aufgrund eines bestimmten Schadstoffs vorhergesagt werden. Diese Referenzwerte sind daher als allgemeine Richtlinie nützlich, um einen akzeptablen Luftqualitätsstandard für einen bestimmten Innenraum festzulegen, und einige Standards wie ASHRAE-92 verwenden sie als Qualitätskriterium für die Erneuerung der Luft in einem geschlossenen Gebäude. Tabelle 1 zeigt die Referenzwerte für Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid, Ozon, Blei und Feinstaub.

Tabelle 1. Von der US-Umweltschutzbehörde festgelegte Luftqualitätsnormen

Durchschnittliche Konzentration

Schadstoff

μg/m3

ppm

Zeitrahmen für Belichtungen

Schwefeldioxid

80a

0.03

1 Jahr (arithmetisches Mittel)

 

365a

0.14

24 Stundenc

 

1,300b

0.5

3 Stundenc

Feinstaub

150a, b

-

24 Stundend

 

50a, b

-

1 Jahrd (arithmetisches Mittel)

Kohlenmonoxid

10,000a

9.0

8 Stundenc

 

40,000a

35.0

1 Stundenc

Ozon

235a, b

0.12

1 Stunden

Stickstoffdioxid

100a, b

0.053

1 Jahr (arithmetisches Mittel)

Blei

1.5a, b

-

3 Monate

a Primärer Standard. b Sekundärstandard. c Maximalwert, der nicht öfter als einmal im Jahr überschritten werden sollte. d Gemessen als Partikel mit einem Durchmesser von ≤10 μm. Quelle: US-Umweltschutzbehörde. Nationale primäre und sekundäre Umgebung Luftqualitätsstandards. Code of Federal Regulations, Titel 40, Teil 50 (Juli 1990).

 

Die WHO hat ihrerseits Richtlinien aufgestellt, die eine Grundlage für den Schutz der öffentlichen Gesundheit vor schädlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung und für die Eliminierung oder Reduzierung von Luftschadstoffen, die bekanntermaßen oder im Verdacht stehen, eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und das Wohlergehen zu sein, schaffen sollen (WHO 1987). Diese Richtlinien unterscheiden nicht hinsichtlich der Art der Exposition, mit der sie sich befassen, und umfassen daher sowohl Expositionen durch die Außenluft als auch Expositionen, die in Innenräumen auftreten können. Die Tabellen 2 und 3 zeigen die von der WHO (1987) vorgeschlagenen Werte für nicht krebserzeugende Stoffe sowie die Unterschiede zwischen solchen, die gesundheitliche Auswirkungen haben, und solchen, die sensorische Beschwerden verursachen.

Tabelle 2. WHO-Richtwerte für einige Substanzen in der Luft basierend auf bekannten Wirkungen auf die menschliche Gesundheit außer Krebs oder Geruchsbelästigung.a

Schadstoff

Richtwert (Zeit-
gewichteter Durchschnitt)

Dauer der Exposition

Organische Verbindungen

Schwefelkohlenstoff

100 μg/m3

24 Stunden

1,2-Dichlorethan

0.7 μg/m3

24 Stunden

Formaldehyd

100 μg/m3

30 Мinuten

Methylenchlorid

3 μg/m3

24 Stunden

Styrol

800 μg/m3

24 Stunden

Tetrachlorethen

5 μg/m3

24 Stunden

Toluol

8 μg/m3

24 Stunden

Trichlorethylen

1 μg/m3

24 Stunden

Anorganische Verbindungen

Cadmium

1-5 ng/m3
10-20 ng/m3

1 Jahr (ländliche Gebiete)
1 Jahr (ländliche Gebiete)

Kohlenmonoxid

100 μg/m3 c
60 μg/m3 c
30 μg/m3 c
10 μg/m3

15 Мinuten
30 Мinuten
1 Stunden
8 Stunden

Schwefelwasserstoff

150 μg/m3

24 Stunden

Blei

0.5–1.0 μg/m3

1 Jahr

Mangan

1 μg/m3

1 Stunden

Merkur

1 μg/m3 b

1 Stunden

Stickstoffdioxid

400 μg/m3
150 μg/m3

1 Stunden
24 Stunden

Ozon

150–200 μg/m3
10–120 μg/m3

1 Stunden
8 Stunden

Schwefeldioxid

500 μg/m3
350 μg/m3

10 Мinuten
1 Stunden

Vanadium

1 μg/m3

24 Stunden

a Die Informationen in dieser Tabelle sollten in Verbindung mit den Begründungen in der Originalveröffentlichung verwendet werden.
b Dieser Wert bezieht sich nur auf die Raumluft.
c Die Exposition gegenüber dieser Konzentration sollte die angegebene Zeit nicht überschreiten und innerhalb von 8 Stunden nicht wiederholt werden. Quelle: WHO 1987.

 

Tabelle 3. WHO-Richtwerte für einige nicht krebserzeugende Stoffe in der Luft, basierend auf sensorischen Wirkungen oder Belästigungsreaktionen für durchschnittlich 30 Minuten

Schadstoff

Geruchsschwelle

   
 

Entdeckung

Wahrnehmung

Richtwert

Kohlenstoff
Disulfid


200 μg/m3


-a


20 μg/m3 b

Wasserstoff
Sulfid


0.2–2.0 μg/m3


0.6–6.0 μg/m3


7 μg/m3

Styrol

70 μg/m3

210–280 μg/m3

70 μg/m3

Tetrachlor-
Ethylen


8 mg/m3


24-32 mg/m3


8 mg/m3

Toluol

1 mg/m3

10 mg/m3

1 mg/m3

b Bei der Herstellung von Viskose wird es von anderen Geruchsstoffen wie Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid begleitet. Quelle: WHO 1987.

 

Für krebserregende Stoffe hat die EPA das Konzept etabliert Risikoeinheiten. Diese Einheiten stellen einen Faktor dar, der verwendet wird, um die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass ein Mensch an Krebs erkrankt, weil er ein Leben lang einer krebserzeugenden Substanz in der Luft in einer Konzentration von 1 μg/mXNUMX ausgesetzt war3. Dieses Konzept gilt für Stoffe, die in der Raumluft vorhanden sein können, wie Metalle wie Arsen, Chrom VI und Nickel; organische Verbindungen wie Benzol, Acrylnitril und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe; oder Feinstaub, einschließlich Asbest.

Für den konkreten Fall von Radon zeigt Tabelle 20 die Referenzwerte und die Empfehlungen verschiedener Organisationen. Daher empfiehlt die EPA eine Reihe schrittweiser Eingriffe, wenn die Werte in der Raumluft über 4 pCi/l (150 Bq/m²) steigen3) zur Festlegung der Fristen für die Senkung dieser Werte. Die EU empfiehlt auf der Grundlage eines 1987 von einer Task Force der International Commission on Radiological Protection (ICRP) vorgelegten Berichts eine durchschnittliche jährliche Konzentration von Radongas, wobei zwischen bestehenden Gebäuden und Neubauten unterschieden wird. Die WHO gibt ihrerseits ihre Empfehlungen unter Berücksichtigung der Exposition gegenüber den Zerfallsprodukten von Radon, ausgedrückt als Konzentration des Gleichgewichtsäquivalents von Radon (EER), und unter Berücksichtigung eines Anstiegs des Krebsrisikos zwischen 0.7 x 10-4 und 2.1 x 10-4 für eine lebenslange Exposition von 1 Bq/m3 EER.

Tabelle 4. Referenzwerte für Radon nach drei Organisationen

Organisation

Konzentration

Software Empfehlungen

Umwelt
Schutzagentur

4-20 pCi/l
20-200 pCi/l
≥200 pCi/l

Reduzieren Sie das Niveau in Jahren
Reduzieren Sie das Niveau in Monaten
Reduzieren Sie das Niveau in Wochen
oder Insassen evakuieren

Europäische Union

>400 Bq/m3 a, b
(bestehende Gebäude)

>400 Bq/m3 a
(Neubau)

Reduzieren Sie den Pegel

Reduzieren Sie den Pegel

Welt Gesundheit
Organisation

>100 Bq/m3 EERc
>400 Bq/m3 EERc

Reduzieren Sie den Pegel
Sofort handeln

a Durchschnittliche Jahreskonzentration von Radongas.
b Entspricht einer Dosis von 20 mSv/Jahr.
c Jährlicher Durchschnitt.

 

Abschließend sei daran erinnert, dass Referenzwerte im Allgemeinen auf der Grundlage bekannter gesundheitlicher Wirkungen einzelner Stoffe festgelegt werden. Während dies bei der Untersuchung von Innenraumluft oft eine mühselige Arbeit darstellt, berücksichtigt es nicht die möglichen synergistischen Effekte bestimmter Substanzen. Dazu gehören zum Beispiel flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Einige Autoren haben die Möglichkeit vorgeschlagen, Gesamtkonzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen (TVOCs) zu definieren, bei denen die Bewohner eines Gebäudes zu reagieren beginnen können. Eine der Hauptschwierigkeiten besteht darin, dass die Definition von TVOC aus analytischer Sicht noch nicht zur Zufriedenheit aller geklärt ist.

In der Praxis wird die künftige Festlegung von Referenzwerten auf dem relativ neuen Gebiet der Raumluftqualität von der Entwicklung der Umweltpolitik beeinflusst. Dies wird vom Fortschritt des Wissens über die Auswirkungen von Schadstoffen und von Verbesserungen der Analysetechniken abhängen, die uns helfen können, diese Werte zu bestimmen.

 

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