Gesundheitliche Bedeutung von Feinstaub in der Innenraumluft
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Bekanntmachung des Umweltbundesamtes
Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch -
Gesundheitsschutz 2008 · 51:1370–1378
DOI 10.1007/s00103-008-0708-1
Gesundheitliche Bedeutung
© Springer Medizin Verlag 2008
von Feinstaub in der
Innenraumluft
Mitteilungen der Ad-hoc-Arbeitsgruppe
Innenraumrichtwerte der Innenraumluft-
hygiene-Kommission des Umweltbundes-
amtes und der Obersten Landesgesund-
heitsbehörden
1 Einleitung onspapier [2], das die Grundlage der poli- Die Grenzwerte, die mit der 22. Bundes-
tischen Entscheidung darstellte, wurden Immissionsschutz-Verordnung in natio-
Mit der Richtlinie 1999/30/EG des Rates im Verlauf der Verhandlungen jedoch nur nales Recht umgesetzt wurden, gelten für
vom 22. April 1999 über Grenzwerte für teilweise umgesetzt mit dem Ergebnis, die Außenluft. Für die Bewertung von
Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und dass der „Kurzzeitwert“ (maximal Feinstaub in der Innenraumluft gibt es
Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der 35 Überschreitungen des Tagesmittel- keine Grenz- oder Richtwerte. Vor dem
Luft [1] wollte die Europäische Union zu- wertes für PM10 von 50 μg/m3) nun viel Hintergrund, dass die Grenzwerte für die
kunftsorientierte Grenzwerte u. a. für „strenger“2 war als der auf 40 μg/m3 fest- Außenluft insbesondere an Verkehrsmess-
Feinstaub festlegen. Um allen Mitglieds- gesetzte Jahresmittelwert. Daraus, dass punkten nicht immer eingehalten werden
ländern ausreichend Zeit für emissions- eher die zulässigen Tagesmittelwerte als und in Innenräumen teilweise höhere
mindernde Maßnahmen zu gewähren, das Jahresmittel überschritten werden, Feinstaubkonzentrationen als in der Au-
sollten diese anspruchsvollen Grenzwerte darf also nicht geschlossen werden, dass ßenluft auftreten, stellt sich die Frage nach
bis zum 1. Januar 2005 erreicht werden. unter gesundheitlichen Gesichtspunkten der Bewertung der Staubbelastung in In-
Für die Festlegung der Grenzwerte für Überschreitungen des Tagesmittelwertes nenräumen im Hinblick auf deren Aus-
Feinstaub in der Luft standen Wirkungs- grundsätzlich schädlicher seien als Über- wirkung auf die Gesundheit.
daten vorwiegend für PM10 aus Zeit- schreitungen des Jahresmittelwertes.3 Inzwischen liegen Untersuchungen
reihenuntersuchungen (bezogen auf 24- zum Vorkommen von Feinstaub in der
Stunden-Mittelwerte) und aus wenigen von einem Bereich von 15–40 μg PM10/m3 für Raumluft ausgewählter Innenräume u. a.
Kohortenstudien (bezogen auf Mitte- den Jahresmittelwert und von 30–100 μg PM10/ auch aus Deutschland vor, die in einem
lungszeiträume von mehreren Jahren) zur m3 für den Tagesmittelwert aus. Sie hielt die erweiterten Bericht für die Länderarbeits-
Verfügung. Deshalb wurden zwei Grenz- Festlegung eines absoluten Grenzwertes nicht gruppe Umweltbezogener Gesundheits-
für angemessen, sondern empfahl für den
werte angegeben, definiert über den 24-h- Tagesmittelwert eine Obergrenze von 50 μg/m3 schutz (LAUG) zusammengestellt sind
Mittelwert und den Jahresmittelwert. Da- als 98. Perzentil, d. h. mit etwa 7 Überschrei- [3]. Auf der Grundlage dieses Berichtes
mit sollte einerseits die Datenlage zur tungen pro Jahr. Angesichts eines typischen hat die LAUG deshalb die Ad-hoc-Ar-
Wirkung berücksichtigt werden, die sich Verhältnisses von Tagesmittel zu Jahresmittel beitsgruppe Innenraumrichtwerte der
auf diese Mittelungszeiträume bezog, an- von 2,5 empfahl sie eine Kombination des IRK des UBA und der Obersten Landes-
genannten Tagesmittelwertes mit einem Jahres-
dererseits sollten sowohl kurz- als auch mittelwert von 20 μg/m3. In den Beratungen gesundheitsbehörden im September 2007
langfristige Extremsituationen vermieden wählte der Rat mit einer zulässigen Überschrei-
werden. Deshalb sollten der 24-h-Mittel- tungshäufigkeit von 35 pro Jahr eine Begren- vom Ministerrat gebilligt wurden, verabschie-
wert und das Jahresmittel etwa gleichwer- zung im Bereich des 90. Perzentils. det: für PM2,5 ab 2010 als Zielwert und ab 2015
2 Der Jahresmittelwert hätte für eine Gleichwer- als Grenzwert einen Jahresmittelwert von
tig sein. Diese Empfehlungen1 im Positi-
tigkeit etwa 30 μg/m³ betragen müssen. 25 μg/m3, der ab 2020 auf 20 μg/m3 abgesenkt
3 Die EU-Richtlinie wird derzeit überarbeitet werden soll. Der PM10-Jahresmittelwert und der
1 Die Technical Working Group ging für die Bera- (COM 05/447). Das Europa-Parlament hat am auf ein Jahr bezogene PM10-Tagesmittelwert
tungen im Rahmen der Grenzwertfestlegung 10.12.2007 folgende Ziel- und Grenzwerte, die sollen unverändert bleiben.
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gebeten, eine Stellungnahme zur Festset-
zung von Richtwerten bis zur nächsten
0.8
LAUG-Sitzung4 abzugeben. Sie bittet die
Ad-hoc-Arbeitsgruppe ferner um Vor- ET
schläge für die weitere Vorgehensweise 0.6
unter Berücksichtigung der Aspekte von A
Größe, Morphologie, Inhaltsstoffen des 0.4
Feinstaubs, deren toxikologischen Wir-
kungsprofilen sowie Dosis-Wirkungs- TB
0.2
Beziehungen.
2 Physikalisch-chemische 0
0.001 0.01 0.1 1 10 100
Eigenschaften Durchmesser in μm
Als Schwebstaub werden feste oder flüs-
Abb. 1 8 Anteil der regionalen Deposition im Atemtrakt des Menschen. ET extrathorakale Re-
sige Teilchen (Partikel) bezeichnet, die
gion; TB tracheobronchiale Region; A alveoläre Region (nach [44])
sich in der Luft gleichmäßig verteilen und
zumindest einige Zeit in der Schwebe blei-
ben. Mit zunehmender Korngröße nimmt wird immer öfter PM2,5 als „Feinstaub“ tät, Oberflächeneigenschaften) unter-
diese Schwebezeit ab, woraus sich im (englisch „fine particles“) bezeichnet, und scheiden sich Staubpartikel auch in ihrer
Schwebstaub eine obere Korngröße von der Anteil von PM10 zwischen 2,5 und chemischen und biologischen (Pollen und
etwa 30 (bis maximal 100) μm ergibt. Bei 10 μm (PM10-2,5) gilt als gröbere oder gro- Pollenbestandteile, Bakterien und Viren)
Partikeln mit einem aerodynamischen be Fraktion („coarse particles“). Zusammensetzung.
Durchmesser von 30 μm liegt die Schwe- In den letzten Jahren nehmen Hinwei-
bedauer im Bereich von Minuten. Kleinere se zu, dass auch sehr kleine Partikel eine 3 Exposition gegenüber Feinstaub
Partikel, z. B. mit einem aerodynamischen eigenständige gesundheitliche Bedeutung in der Innenraumluft
Durchmesser von 0,3 μm, verbleiben hin- haben können. Diese sogenannten „ultra-
gegen über Tage im Zustand der Schwebe. feinen Partikel“ (UF) besitzen einen Innenräume von Gebäuden unterschei-
Je kleiner die Partikel sind, desto eher la- Durchmesser von kleiner 0,1 Mikrometer den sich erheblich hinsichtlich ihrer bau-
gern sie sich an andere Partikel an und bzw. 100 Nanometer (1 Nanometer = 1 nm lichen Bedingungen, ihrer konkreten
wachsen zu größeren Partikeln zusam- = 1 millionstel Millimeter). Ultrafeinstäu- Nutzung, Art und Intensität potenzieller
men, die dann sedimentieren. Partikel be sind ein Teil des Feinstaubes der Luft. Innenraumquellen, der Nähe zu Außen-
können direkt emittiert werden („Primär- Sie tragen viel zur Zahl der Teilchen in der luftquellen und der Partikelbewegungen
partikel“) oder sich in der Atmosphäre aus Luft bei, aber wenig zur Masse. von außen nach innen und umgekehrt
Gasen bilden („Sekundärpartikel“). Die Korngröße entscheidet maßgeb- sowie der vorherrschenden meteorolo-
Nach ihrer Korngröße unterscheidet lich darüber, welche Teile des Atemtraktes gischen Bedingungen. Wesentliche In-
man verschiedene Schwebstaubfrakti- ein Staubteilchen erreichen und wo es sich nenraumquellen sind: Verbrennungspro-
onen, wobei es sich nicht um eine scharfe ablagern kann [4]. In der . Abb. 1 ist die- zesse wie das Betreiben von offenen
Trennung handelt. Als PM10 (PM vom ser Zusammenhang für Erwachsene gra- Brennstellen (Kamine, Gastherme, Gas-
Englischen „Particulate Matter“) bezeich- fisch dargestellt. Zu berücksichtigen ist herde), Abbrennen von Kerzen und ins-
net man Partikel, die einen größenselek- dabei, dass Kinder z. B. aufgrund ihrer besondere Rauchen im Innenraum, Ko-
tierenden Lufteinlass passieren, der für anderen Atemwegsgeometrie und ihres – chen, der Betrieb elektronischer Geräte,
einen aerodynamischen Durchmesser von auf das Körpergewicht bezogen – größe- u. a. Laserdrucker, Heimwerkertätig-
10 μm eine Abscheidewirksamkeit von ren Atemvolumens eine höhere Partikel- keiten, das mechanische Auf- und Ver-
50 % aufweist. Mit abnehmender Wahr- deposition im Atemtrakt zeigen. wirbeln von sedimentierten Partikeln
scheinlichkeit werden aber auch noch Die Staubfraktionen haben teilweise ebenso wie der Eintrag u. a. von anhaf-
Partikel > 10 μm, bis hin zu ca. 20 μm er- unterschiedliche Quellen. PM10-2,5 stammt tenden Stäuben an Schuhen und Klei-
fasst. Die Definition von PM2,5 oder ande- eher aus mechanischen Prozessen wie dungsstücken. Vor diesem Hintergrund
ren PM-Fraktionen ist entsprechend. Bauarbeiten, Resuspension abgelagerter stellt sich ein zeitlich und räumlich kom-
Unter „Feinstaub“ verstand man früher Partikel oder Erosion, während PM2.5 und plexes Belastungsmuster der einzelnen
PM10. Grobstaub war entsprechend der kleinere Partikelfraktionen eher mit Ver- Partikelfraktionen ein. Bei Vergleichen ist
gröbere Anteil des Gesamt-Schwebstaubes brennungsprozessen (Autoabgase, Holz- zudem zu beachten, dass insbesondere
(TSP, „total suspended particulate mat- und Kohlebrand, Tabakrauch) in Zusam- unterschiedliche Probenahmestrategien
ter“). Seit etwa Mitte der 1990er-Jahre menhang stehen. und Messmethoden von Partikeln die Er-
Abgesehen von ihren physikalischen gebnisse der Messungen stark beeinflus-
4 Voraussichtlich im September 2008 Eigenschaften (z. B. Morphologie, Porosi- sen können.
Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 11 · 2008 | 1371Bekanntmachung des Umweltbundesamtes
Tabelle 1
Konzentration von PM2.5, PM4 und PM10 in der Innenraumluft von Wohnungen in Deutschland und angrenzenden
Ländern
Anzahl Median Median Bemerkungen Probenahmeort und Probenahmezeit Autor
[μg PM2.5/m3] [μg PM10/m3] Probenahmezeit [h]
2 (PM2,5) – 26 Zürich, 1996 48–42 [6]
7 (PM10) 18 und 26 –
40 26* – Basel Basel und Prag, 1996–2000 30–32 [7]
47 36* Prag
35 14 – Amsterdam, Winter/Frühling, 24 [8]
1998/99
30 13 – < 8 °C Außentemperatur Kopenhagen, 1999–2000 48 (in 4 Jahreszeiten) [9]
10 > 8 °C Außentemperatur
60 27 (PM4) – Sommer, Nichtraucher Berlin, Winter 1997/98 und 7–8 [10]
30 (PM4) Winter, Nichtraucher Sommer 2000
62 57 (PM4) – Sommer, Raucher
66 (PM4) Winter, Raucher
126 19 – Baden-Württemberg, 2001–2002 Wochenmittel [11]
19 36 39 Antwerpen, 2001–2002 24 [12]
7 – 4–63+ Nichtraucher Großraum München, 2003–2005 Mittel über 1 Woche [13]
3 – 13–62+ Raucher in 4 Jahreszeiten
105 – ~48–50 Glatter Bodenbelag Nordrhein-Westfalen 8 [5]
~21–28 Teppichboden
* Mittelwert, + Mediane der 1-h-Tagesmittelwerte
Tabelle 2
Konzentration von PM4 in der Innenraumluft von Kindertagesstätten Umgebung lagen die Gehalte in den In-
nenräumen insgesamt eher niedriger als
N Median Median Bemerkungen Autor
in der Außenluft. Hier wurde insbesonde-
[μg PM4/m3] [μg PM10/m3]
re eine Abhängigkeit vom Rauchen und
73 54 – Berlin, 2000/2001, [10] vom Lüftungsverhalten beobachtet. Eine
während Betreuungszeit Veröffentlichung von Winkens und Prae-
torius [5] ergab erste Hinweise auf einen
Zusammenhang zwischen den Raumluft-
Neben Einzelmessungen wurden in nur begrenzt vor. So ergaben Untersu- gehalten an PM10 und der Art des Boden-
den letzten Jahren insbesondere in Baden- chungen Berliner Wohnungen tagsüber in belags, wobei in diesem Fall unklar bleibt,
Württemberg, Bayern, Berlin und Nieder- Raucherhaushalten – in denen während ob andere Einflussfaktoren berücksichtigt
sachsen in größerem Umfang ausgewählte der Probenahme nicht geraucht wurde – wurden (. Tabelle 1).
Innenräume untersucht [3]. Internationa- PM4-Konzentrationen von 18 bis 787 μg/
le Studien bestätigen im Wesentlichen die m3 (Winter) bzw. von 57 bis 140 μg/m3 Kindertagesstätten. Bisher sind aus
in Deutschland gefundenen Größenord- (Sommer). Demgegenüber bewegten sich Deutschland nur Ergebnisse einer Unter-
nungen. Im Folgenden werden beispiel- die Gehalte in Nichtraucherhaushalten suchung aus Berlin veröffentlicht worden,
haft Ergebnisse vorgestellt. von 12 bis 47 μg/m3 (Winter) und von 12 bei der in 73 Kindergärten von November
bis 59 μg/m3 (Sommer). In 126 Woh- 2000 bis März 2001 während der Betreu-
Wohnungen. Grundsätzlich konnte ge- nungen in Baden-Württemberg lagen die ungszeit PM4-Gehalte zwischen 13 und
zeigt werden, dass Rauchen der wichtigste PM2,5-Gehalte zwischen 3 und 209 μg/m3, 128 μg/m3 gemessen wurden (. Tabel-
Einflussfaktor auf die Feinstaubgehalte in wobei im Gegensatz zu den Berliner Er- le 2).
Wohninnenräumen ist und in etwas ge- gebnissen kein statistisch bedeutsamer
ringerem Maße auch das Staubsaugen, das Zusammenhang zwischen den Innen- Schulen. Umfangreichere Untersu-
Kochen und Abbrennen von Räucher- raum- und Außenluftwerten gefunden chungen liegen aus Baden-Württemberg,
stäbchen. wurde. Auch ließ sich kein wesentlicher Bayern und Berlin vor. So bewegten sich
Veröffentlichte Studien aus Deutsch- Stadt-Land-Unterschied beobachten. In z. B. die PM2,5-Gehalte in Baden-Würt-
land zur Feinstaubbelastung liegen derzeit einer Studie im Großraum München und temberg zwischen 5 und 40 μg/m3 und in
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Bayern von 3 bis 79 μg/m3 (Winter) bzw. Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 2008 · 51:1370–1378
von 4 bis 26 μg/m3 (Sommer). In Berlin DOI 10.1007/s00103-008-0708-1
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lagen die PM4-Konzentrationen zwischen
24 und 106 μg/m3. Auffällig ist der ausge- Bekanntmachung des Umweltbundesamtes
prägte Unterschied der Feinstaubbelas-
tung zwischen dem Winter- und dem Gesundheitliche Bedeutung von Feinstaub in der Innenraumluft.
Sommerhalbjahr. Insbesondere die hohen Mitteilungen der Ad-hoc-Arbeitsgruppe Innenraumrichtwerte der
Gehalte an gröberen Partikeln deuten da- Innenraumlufthygiene-Kommission des Umweltbundesamtes und
rauf hin, dass Aufwirbelungsphänomenen der Obersten Landesgesundheitsbehörden
eine wesentliche Bedeutung zukommt. So
wurde z. B. im Winter in bayerischen Un- Zusammenfassung
tersuchungen eine Assoziation der Fein- Bei der gesundheitlichen Bewertung von und deuten auf eigenständige Quellen im
staubgehalte (PM10) mit der Anzahl und Feinstaub in der Innenraumluft kommt der Innenraum bzw. auf zusätzliche Einträge in
Aktivität der Raumnutzer, dem Raumvo- Dynamik der Innenraumprozesse sowie den Innenraum hin. Angesichts der im Ver-
lumen und der Raumfläche in Klassen- der physikalischen, chemischen und bio- gleich zur Außenluft deutlich unterschied-
räumen beobachtet (. Tabelle 3). logischen Zusammensetzung des Fein- lichen Zusammensetzung des gröberen
staubs eine große Bedeutung zu. Die Feinstaubs und des Fehlens von Ergebnis-
Büros. Bisher liegen nur begrenzt Messer- Feinstaubfraktion PM2,5 in der Raumluft sen zu Dosis-Wirkungs-Beziehungen für
gebnisse aus deutschen Büroräumen und stammt überwiegend aus der Außenluft. PM10 in der Innenraumluft lässt sich diese
vergleichbaren Innenräumen vor. So wur- Nach Ansicht der Ad-hoc-Arbeitsgruppe Feinstaubfraktion im Innenraum derzeit
den in 25 typischen Büroräumen (Nicht- Innenraumrichtwerte der IRK und AOLG ist nicht abschließend bewerten. Eine aus-
raucher) in Berlin PM4-Konzentrationen es bei Abwesenheit von Verbrennungs- reichende Lüftung stellt in jedem Fall eine
von 5 bis 120 μg/m3 während der Kernzeit prozessen (z. B. Tabakrauchen) in Wohn- unabdingbare Grundlage zur Reduzierung
(Probenahmedauer: 6–7 Stunden, mindes- räumen angemessen, als Beurteilungswert der PM-Gehalte in Innenräumen dar. Au-
tens 9–15 Uhr) ermittelt. In einer Pilotstu- für Feinstaub den Tageswert der Weltge- ßerdem sollten bekannte Feinstaubquellen
die wurden 63 ausgewählte Büroräume sundheitsorganisation (2006) von 25 μg im Innenraum konsequent aufgespürt und
untersucht, in denen Laserdrucker, Foto- PM2,5 pro Kubikmeter heranzuziehen. Im minimiert werden.
kopierer und Multifunktionsgeräte auf Unterschied dazu liegen die Konzentra-
Laserbasis betrieben wurden. Verglichen tionen an gröberem Feinstaub (PM10) in Schlüsselwörter
wurde dabei der Ruhebetrieb (nachts bei Innenräumen wie Schulen, Kindertages- Feinstaub · Innenraumluft · PM2,5 · PM10 ·
geschlossenen Fenstern und Türen) mit stätten, Wohnungen usw. deutlich höher Richtwert · Wirkungen
einem standardisierten Druckbetrieb
(500 Blätter Schwarz-Weiß-Druck bzw.
250 Blätter Farb-Druck mit standardisier- Health evaluation of fine particulate matter in indoor air
ten Druckvorlagen bei geschlossenen
Fenstern und Türen und ohne Personen Abstract
im Raum) und dem Arbeitsbetrieb (nor- When evaluating the health effects of in- be assumed. Because of the different com-
maler Bürobetrieb). Es konnte ein Anstieg door air fine particulate matter, the indoor position of indoor air compared to outdoor
der medianen Partikelkonzentrationen dynamics as well as the physical, chemical air and due to the lack of dose-response
von der Ruhebetriebsphase zur Druckbe- and biological properties of fine particles relationships of coarse particles in indoor air,
triebsphase und von der Ruhebetriebs- have to be considered. The indoor air frac- the health effects of indoor air PM10 can not
phase zur Arbeitsbetriebsphase festgestellt tion PM2.5 largely stems from outdoor air. be evaluated yet. Sufficient and consistent
werden. Die aus einer Grafik der Studie Accordingly, the German Working Group on ventilation is an indispensable basis to re-
abgelesenen Mediane für PM10 und PM2,5 Indoor Guideline Values of the Federal duce PM concentrations in indoor spaces.
finden sich in . Tabelle 4. Environmental Agency and the States´ Furthermore, known sources of PM indoors
Health Authorities also recommends WHO’s should be detected consequently and
Gaststätten und Diskotheken. In der In- (2006) 24-hour mean guideline value of 25 subsequently minimized.
nenraumluft von Gaststätten und ver- μg PM2,5 per cubic meter for indoor air eval-
gleichbaren öffentlichen Einrichtungen, uation. In contrast to PM2.5, coarse particles Keywords
in denen das Rauchen zur Zeit der Probe- (PM10) in schools, kindergartens and dwell- particulate matter · indoor air · PM2.5 · PM10 ·
nahme noch nicht eingeschränkt war, lie- ings show much higher indoor air concen- guideline value · health effects
ßen sich die höchsten Partikelmassenge- trations. Additional sources indoors have to
halte von allen Innenräumen nachweisen,
die sehr oft Konzentrationen von einigen
hundert μg/m3 an PM2,5 und PM10 er-
reichten. Untersuchungen aus verschie-
Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 11 · 2008 | 1373Bekanntmachung des Umweltbundesamtes
Tabelle 3
Konzentration von PM2.5, PM4 und PM10 in der Innenraumluft von Schulen in Deutschland und angrenzenden Ländern
N Median Median Bemerkung Probenahmezeit Autor
(Klassenräume) [μg PM2.5/m3] [μg PM10/m3]
3 – 81 Amsterdam und Wageningen, 1994/95, 24 h [14]
je 11–15 Messungen
12 – 73* Niederlande, 1995 Wochenmittel [15]
24 23 – Amsterdam, 1997/1998, je 5–10 Messungen Unterrichtszeit [16]
54 13 – Baden-Württemberg, 2001/2002 Wochenmittel [11]
27 61* – Antwerpen, 2002/2003 12 h tagsüber [12]
33 60 (PM4) – Berlin, 2003 Unterrichtszeit [17]
153 20 92 Winter München Unterrichtszeit [18]
13 65 Sommer 2004/2005
38 18 – Baden-Württemberg, 2005/2006 Wochenmittel, Unterrichtszeit [19]
* Mittelwert
Tabelle 4
Konzentration von PM2.5, PM4 und PM10 in der Innenraumluft von Büroräumen
N Median Median Bemerkungen Autor
[μg PM2.5/m3] [μg PM10/m3]
55 26 – Paris, inkl. Raucher (42 Nichtraucher), 1999/2000 [20]
25 29 (PM4) – Berlin, reale Arbeitsbedingungen, überw. natürliche Lüftung, 2001, 6–7 h [21]
63 (Ruhebetrieb) 18 33 63 Räume an 4 Standorten, 2006 [22]
63 (Druckbetrieb) 23 40
63 (Arbeitsbetrieb) 30 42
Tabelle 5
Konzentration von PM2.5 und PM10 in der Innenraumluft von Gaststätten in lich höher als in der Umgebungsluft, z. B.
Deutschland wurde in Münchener Bussen ein Innen-
luft-zu-Außenluft-Quotient von 1,7 bis 4,0
N Median Median Bemerkungen Autor beobachtet. Zu beachten ist, dass die Ex-
[μg PM2.5/m3] [μg PM10/m3] position im Kraftfahrzeuginnenraum
Restaurants = 37 223* – Deutschland [23] durch vielfältige Faktoren, wie z. B. Lüf-
Cafes = 20 191* – Betriebszeiten, 2005 tung, Fahrweise, Verkehrsdichte, Bebau-
Bars/Kneipen = 10 543* – Kurzzeitmessungen
ung und Meteorologie, stark beeinflusst
wird. Auch Klimaanlagen und Filtersys-
Diskotheken = 10 638 –
teme haben, in Abhängigkeit von der Gü-
Restaurants, Cafes = 11 164 199 Großraum München [24] te und dem Abscheidungsgrad der einge-
Kneipen, Pubs = 7 203 219 Betriebszeiten setzten Systeme, maßgeblichen Einfluss
Diskotheken = 10 869 1014 2005/2006 auf die Höhe der Gehalte.
In Personenwagen der Berliner U-
* Mittelwerte Bahn beschreibt die einzige deutsche Stu-
die sehr hohe PM4-Gehalte von 121–
176 μg/m3 im Sommer bzw. 124–169 μg/
denen anderen Ländern konnten eindeu- Verkehrsmittelinnenräume. Aus m3 im Winter (. Tabelle 6).
tig belegen, dass nach dem Inkrafttreten Deutschland sind bisher nur zwei Studien
eines Rauchverbotes in diesen Einrich- veröffentlicht, bei denen Feinstäube wäh-
tungen eine deutliche Reduktion auf übli- rend Auto- und U-Bahn-Fahrten in Berlin
cherweise in Innenräumen zu beobach- sowie in Bussen und Straßenbahnen in
tende Gehalte eintrat (. Tabelle 5). München untersucht wurden. In der Re-
gel lagen die Konzentrationen innen deut-
1374 | Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 11 · 2008Tabelle 6
werden insgesamt bei PM2,5 deutlicher,
Konzentration von PM4 und PM10 in der Innenraumluft von Verkehrsmitteln während Wirkungen im Atemtrakt eher
in Deutschland mit PM10 oder PM10-2,5 assoziiert sind.
Im „Global update 2005“ der Luftgüte-
N Mittelwert Mittelwert Bemerkungen Autor
leitwerte bekräftigt die WHO [31], dass ein
[μg PM4/m3] [μg PM10/m3]
großer Teil der Partikelwirkung auf ent-
14 Buslinien – 80–236 München, 1993–1996 [25] zündliche Vorgänge zurückzuführen ist.
1 Auto über 14 Tage 44 (So) – Berlin, Winter und [26] Da unerwünschte Wirkungen auch bei
43 (Wi) Sommer 1995/1996 den derzeitigen Konzentrationen in städ-
1 U-Bahn über 14 Tage 153 (So) – tischen Gebieten Europas, Asiens und
141 (Wi) Amerikas auftreten und keine Wirkungs-
schwelle erkennbar sei, können keine
Grenzwerte angegeben werden, mit denen
4 Kurzübersicht zu gesundheit- feststellen. Daher bezieht sich ein großer die Bevölkerung vor adversen Wirkungen
lichen Wirkungen von Fein- Teil der verfügbaren Zeitreihen- und Ko- (erhöhte Mortalität und mehr Kranken-
stäuben hortenstudien auf Untersuchungen zur hausaufnahmen, Beeinträchtigungen des
Mortalität [27] und zu Krankenhausauf- Herz-Kreislauf-Systems, vermehrtes Auf-
Partikel können als Fremdkörper dort, wo nahmen, wozu Daten auch für große Kol- treten von Krankheitssymptomen,
sie sich in den Atemwegen ablagern, je lektive mit relativ geringem Aufwand er- schlechtere Lungenfunktionswerte und
nach Löslichkeit eine kurz oder lang an- hältlich sind. Mehrverbrauch an Medikamenten) mit
haltende Reizwirkung ausüben. Dies führt Als Risikogruppen bei Feinstaubbelas- hoher Wahrscheinlichkeit geschützt wer-
zu entzündlichen Veränderungen, wo- tungen (in der Außenluft) gelten ältere den könne. Vor diesem Hintergrund gibt
durch wegen des engen funktionellen Zu- Menschen, Kinder sowie Personen mit die WHO folgende Luftgüteleitwerte an:
sammenspiels zwischen Atmung und bestehenden Atemwegs- und Herz-Kreis-
Blutkreislauf beide Systeme beeinträchtigt lauf-Erkrankungen sowie Asthmatiker Tabelle 7
werden können. Je kleiner die Partikel (Zusammenfassung in [28]).
sind, desto weiter können sie in die Atem- Eine zusammenfassende Auswertung Luftgüteleitwerte der WHO [31]
wege vordringen. Partikel über 10 μm europäischer Zeitreihen- und Panelstu- PM10 PM2,5
Teilchengröße kommen kaum über den dien zu Wirkungen von Partikeln und (μg/m³) (μg/m³)
Kehlkopf hinaus, nur ein kleiner Teil da- Ozon aus der Außenluft wurde 2004 für
Jahresmittelwert 20 10
von kann die kleineren Bronchien und die die WHO durchgeführt [29]. Dabei erga-
Lungenbläschen erreichen. Ultrafeine ben sich statistisch signifikante Risiko- 24-Stunden- 50 25
Mittelwert
Partikel können sogar über die Lungen- Erhöhungen bei der Gesamt-Mortalität
(99. Perzentile)
bläschen in die Blutbahn vordringen und und der Mortalität durch Atemwegs- und
sich über den Blutweg im Körper vertei- Herz-Kreislauf-Erkrankungen aller Al-
len. tersgruppen sowie bei Krankenhausauf- Da diese Werte derzeit kaum erreichbar
Endotoxine, Übergangsmetalle sowie nahmen älterer Patienten wegen Atem- sind, nennt die WHO auch „Zwischen-
organische Verbindungen (z. B. Polyzy- wegserkrankungen. Für Husten und den ziele“ in drei Stufen, die etwa beim Dreifa-
klische Aromatische Kohlenwasserstoffe) Verbrauch an Asthma-Medikamenten er- chen, Doppelten und Anderthalbfachen
bilden wesentliche Bestandteile mit eige- gaben sich keine statistisch signifikanten der Leitwerte liegen.
nem toxischem Potenzial. Es ist anzuneh- Zusammenhänge. Diese Aussagen bezie-
men, dass Partikel aus unterschiedlichen hen sich jeweils auf PM10; für PM2,5 lagen 5 Zur Übertragbarkeit von
Quellen eine unterschiedliche Toxizität zu wenige Studien für eine Meta-Analyse Ergebnissen aus der Außenluft
aufweisen. Dies gilt nicht nur beim Ver- vor. Ohne Beschränkung auf europäische auf Innenräume
gleich von Außenluft und Innenraumluft, Studien gibt die Weltgesundheitsorganisa-
sondern auch beim Vergleich unterschied- tion (WHO) in ihren Air Quality Guide- Da sich der Mensch den größten Teil des
lich genutzter Innenräume. lines for Europe 2000 [30] auch statistisch Tages im Innenraum aufhält, stellt sich die
Die relativen Risiken durch Staub sind signifikante Risikoerhöhungen für Hus- Frage, inwieweit die in der Außenluft ge-
für die Gesamtbevölkerung zwar gering, ten, die Verwendung von Bronchien er- messene Feinstaubkonzentration ein guter
betreffen aber praktisch die ganze Bevöl- weiternden Medikamenten und Sym- Indikator für die tatsächliche Belastung
kerung und sind daher für den umweltbe- ptome der unteren Atemwege bei Ex- eines Menschen ist.
zogenen Gesundheitsschutz von Bedeu- position gegenüber PM 10 an. Die In epidemiologischen Studien zur Wir-
tung. Eine Erhöhung des Risikos um eini- Sekundenkapazität (FEV1) bei Kindern kung von Feinstaub werden üblicherweise
ge Prozent – wie sie bei „umweltrelevanter“ zeigte bei Langzeitstudien Korrelationen Korrelationen zwischen den Staubkon-
Feinstaub-Exposition vorliegt – lässt sich mit PM10 und PM2,5. Korrelationen mit zentrationen in der Außenluft und ge-
nur mit ausreichend großen Stichproben Wirkungen am Herz-Kreislauf-System sundheitlichen Wirkungen untersucht.
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Hierbei werden die Außenluftkonzentra- dann zu, wenn in den Innenräumen nicht der Außenluft. Die mutagene Aktivität
tionen des Feinstaubs in der Regel an fest geraucht wurde und keine raumlufttech- von Stäuben aus beiden Umweltkompar-
eingerichteten Messstellen ermittelt und nischen Anlagen vorlagen. So kommen timenten scheint vergleichbar zu sein.
den Bewohnern des jeweiligen (oft meh- z. B. Hoek et al. [34] in einer sehr umfang- Hingegen zeigen Untersuchungen, dass
rere Quadratkilometer großen) Einzugs- reichen Untersuchung in vier europä- Stäube aus U-Bahnhöfen und Tunneln ein
gebiets zugeordnet. Damit wird die Expo- ischen Städten zu dem Ergebnis, dass Au- deutlich höheres toxisches Potenzial zu
sition umso besser abgebildet, je homo- ßenluftmessungen an einer stationären besitzen scheinen als Außenluftstäube,
gener die Verteilung ist. Kleinräumige Messstation auch hinreichend genau die wahrscheinlich aufgrund der hohen Ge-
Unterschiede und lokale Quellen werden Innenraumluftgehalte abbilden. Die Au- halte an Übergangsmetallen.
nicht explizit berücksichtigt. Die so ent- toren merken aber gleichzeitig kritisch an,
stehenden, nicht systematischen Unschär- dass vor dem Beginn einer epidemiolo- 6 Gesundheitliche Bewertung von
fen der Expositionsbestimmung (sog. gischen Studie die realen Bedingungen Feinstaub in der Innenraumluft
„nondifferential misclassification“) wir- am Studienort überprüft werden sollten.
ken sich häufig so aus, dass statistische Auch die WHO kommt zu dem Schluss, Für die Feinstaubkonzentration in der In-
Zusammenhänge zwischen Exposition dass Außenluftmessungen auf Populati- nenraumluft liegen bisher noch keine ge-
und gesundheitlichen Effekten abge- onsebene für Langzeitbeobachtungen ein eigneten Bewertungsgrundlagen vor. Die
schwächt werden. gutes Expositionsmaß darstellen [31]. Ad-hoc-Arbeitsgruppe Innenraumricht-
Manche Untersuchungen arbeiten Bisher liegen erst vereinzelt Ergebnisse werte weist hinsichtlich der Übertragung
auch mit eher qualitativen Expositions- aus Studien vor, bei denen versucht wur- der Ergebnisse aus der Außenluft auf die
maßen wie der Entfernung der Wohnung de, explizit die Exposition im Innenraum Situation in Innenräumen daher auf fol-
von Hauptverkehrsstraßen. Bei solchem bzw. ihren Beitrag an der Gesamtexpositi- gende Einschränkungen hin:
Vorgehen lassen sich keine Konzentra- on zu berücksichtigen. So zeigte sich bei F Die epidemiologischen Studien zur
tions-Wirkungs-Beziehungen ermitteln, Unterteilung der gesamten Feinstaubbelas- Wirkung von Feinstaub basieren weit-
und die gefundenen Wirkungen können tung in einen Außenluft- und Innenraum- gehend auf Daten zur Belastung der
mit der Feinstaubbelastung, aber auch mit beitrag in einer Untersuchung mit 16 Pati- Außenluft mit Feinstaub. Obwohl sich
anderen verkehrsbedingten Ursachen zu- enten, dass der Außenluft-, aber nicht der der Mensch überwiegend in Innen-
sammenhängen. Innenraumbeitrag des PM2.5 mit kardio- räumen aufhält (90 % des Tages),
Mit Expositionsmodellen, die sich auf vaskulären Effekten und Lungenfunkti- wurden überzeugende Korrelationen
Messungen in unterschiedlichen Mikro- onsveränderungen zusammenhing [35]. zwischen Feinstaubkonzentrationen
kompartimenten und die Aufenthalts- Demgegenüber fanden Delfino et al. [36] in der Außenluft und Auswirkungen
zeiten in diesen Lebenswelten stützen, eine inverse Beziehung zwischen Fein- auf die Gesundheit gefunden. Daraus
wurde versucht, die „Gesamt“-Exposition staubkonzentrationen und dem FEV1 bei kann man folgern, dass der Feinstaub-
und den Beitrag der einzelnen Komparti- 19 asthmatischen Kindern, wobei die As- anteil aus der Außenluft im Innen-
mente besser abzuschätzen. Insgesamt soziation bei dem personenbezogenen raum einen wesentlichen Beitrag zu
zeigen die Ergebnisse einer mittlerweile PM am engsten war. Auch das exhalierte den beobachteten Wirkungen leistet.
größeren Anzahl von Studien einen mo- Stickoxid (eNO), als Marker eines ent- Dies wird unterstützt durch die in Ka-
deraten bis starken Zusammenhang zwi- zündlichen Geschehens, war verknüpft pitel 5 beschriebenen Studien.
schen den Feinstaubgehalten der Innen- mit der PM2,5-Konzentration im Innen- F Allerdings ist darauf hinzuweisen,
raumluft von Wohnungen und den Au- raum [37]. dass es „den Innenraum“ nicht gibt:
ßenluftgehalten sowie den Ergebnissen In einer Vielzahl von Tierexperimenten Die bisherigen Untersuchungen in
des Personal-Monitoring [8, 9, 32, 33, 34]. und In-vitro-Untersuchungen wurde ver- Wohnungen, Kindertagesstätten,
Aufgrund der Verschiedenartigkeit der sucht, Wirkungen von Reinsubstanzen Schulen, Gaststätten, Diskotheken
Studienregionen, der meteorologischen und typischen Umweltpartikeln aufzuklä- und Fahrzeuginnenräumen weisen
und baulichen Bedingungen sowie des ren, wobei hinsichtlich der Zuordnung auf sehr stark variable Konzentrati-
persönlichen Expositionsmusters sind die von Effekten zu verschiedenen Feinstaub- onen in Innenräumen hin.
Unterschiede auf individueller Ebene fraktionen und Staubinhaltsstoffen noch F Epidemiologische Studien weisen da-
groß. Insbesondere für die Partikelfrakti- erhebliche Wissenslücken bestehen. Dem- rauf hin, dass Feinstaub aus unter-
on PM2,5 ergibt sich trotzdem eine gute gegenüber wurde bisher in nur sehr weni- schiedlichen Quellen zu unterschied-
Assoziation, während gröbere Fraktionen gen Studien ein Vergleich zwischen Stäu- lichen Gesundheitseffekten führt.
und auch die Partikelanzahlkonzentrati- ben aus dem Innenraum und der Außen- Z. B. scheint vornehmlich Feinstaub,
onen einen deutlich geringeren Zusam- luft vorgenommen (Zusammenfassung in stammend von Fahrzeugabgasen oder
menhang zeigten. Die Korrelation wird [3]). Die Ergebnisse aus In-vitro-Tests von Verbrennungsprozessen, für die
besser, wenn verbrennungstypische Para- sind dabei nicht einheitlich und zeigen in kardiovaskulären Wirkungen verant-
meter wie Sulfat, Black Smoke oder Ruß einer Studie stärkere Effekte von Innen- wortlich zu sein [38, 39, 40, 41].
einbezogen werden. Die vorgenannten raumluftstäuben aus Wohnungen und in F Um Studien einbeziehen zu können,
Zusammenhänge trafen insbesondere einer anderen stärkere von Feinstäuben bei denen PM10 oder PM2,5 gemessen
1376 | Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 11 · 2008wurde, legte die WHO auf der Basis vielen Innenräumen beitragen werden. Tagesmittelwerte für Feinstaub in der
der weltweit verfügbaren Studien ein Ob dies auch zu einem veränderten Umgebungsluft können als generelle
festes Verhältnis von PM10/PM2.5 von Rauchverhalten in Wohnräumen führen Beurteilungswerte für die Innenraum-
2 zugrunde. Die WHO regt jedoch für wird, bleibt abzuwarten. luft verwendet werden.
den Fall, dass entsprechende Daten Angesichts der dargestellten Kenntnis- F In Abwesenheit spezifischer eigener
vorhanden sind, an, landesspezifische lücken sieht die Ad-hoc-Arbeitsgruppe Staubquellen werden die Konzentrati-
Werte für das Verhältnis von PM10/ folgenden Forschungsbedarf: onen an PM2,5 in reinen Wohninnen-
PM2.5 einzusetzen [31]. Die bisherigen F Erarbeitung von Strategien zur Mes- räumen maßgeblich durch Feinstäube
Messungen zu PM10 und PM2.5 in der sung von Feinstäuben in Innenräu- aus der Außenluft bestimmt. Daher
Innenraumluft unterschiedlicher men, erscheint es vertretbar, den von der
deutscher Gebäude zeigen, dass das F Etablierung von Messverfahren zur WHO abgeleiteten PM2,5-Tagesmittel-
Verhältnis von PM10 zu PM2.5 in be- qualitativen und quantitativen Be- wert für reine Wohninnenräume
stimmten Innenräumen (z. B. in stimmung der Exposition durch In- ohne spezifische eigene Quellen zur
Schulen) mit 5 (Tagesmittel) bis 10 nenraumfeinstaubquellen, Orientierung heranzuziehen.
(Einzelwerte) deutlich höher als 2 F Ermittlung relevanter Innenraum- F Der vorgenannte Bewertungsmaßstab
liegt, in anderen Innenräumen, wie quellen und Untersuchung des Ver- der WHO kann jedoch grundsätzlich
z. B. Gaststätten, jedoch um 1 (vgl. haltens von Feinstäuben in Innenräu- nicht auf andere Innenräume wie Kü-
. Tabellen 3–6). men, chen, Kellerräume, Räume, in denen
F Über die gesundheitliche Bedeutung F Untersuchung der chemischen und Bastel- und Hobbyarbeiten ausgeführt
ultrafeiner Stäube liegt derzeit weder biologischen Zusammensetzung der werden, Gemeinschaftseinrichtungen
für die Außenluft noch für die Innen- Innenraumfeinstäube, ihrer Korngrö- oder Verkehrsmittel-Innenräume
raumluft ausreichendes Wissen vor. ßenverteilung und morphologischen übertragen werden.
Das geeignete Expositionsmaß hierfür Struktur, F Das derzeitige Fehlen geeigneter Be-
wäre die Partikelanzahlkonzentration F Entwicklung von In-vitro-Versuchen wertungsmaßstäbe, die für alle Innen-
oder ggf. auch die Partikeloberfläche. zur Abschätzung des von einer Fein- räume anwendbar sind, bedeutet je-
staubquelle ausgehenden Risikos, doch in keinem Fall, dass Feinstaub in
Die WHO hat angekündigt, Innenraum- F Klassifizierung des von den Innen- der Innenraumluft als „gesundheitlich
richtwerte für Feinstaub festlegen zu wol- raumfeinstaubquellen ausgehenden unbedenklich“ einzustufen ist. So-
len, und dabei auf die bereits vorhandenen Risikos, lange noch keine gültige Bewertung in
Interims- und Zielwerte für Feinstaub in F Erarbeitung von Kriterien zur ge- Form von Richt- oder Grenzwerten
der Umgebungsluft verwiesen [42]. Nach sundheitlichen Beurteilung von Fein- möglich ist, sollte auf die üblichen
Ansicht der WHO können die 2006 vor- stäuben in Innenräumen, Maßnahmen zur Verbesserung der
geschlagenen globalen Interims- und F Untersuchung der Möglichkeiten, die Innenraumluftqualität verwiesen wer-
Zielwerte für Feinstaub in der Umge- Feinstaubbelastung zu minimieren. den. So dürften in vielen Fällen geeig-
bungsluft (siehe auch . Tabelle 7) grund- nete Lüftungsregime auch zur Minde-
sätzlich auch für Innenraumsituationen Zur Messmethodik hat sich bereits eine rung der Feinstaubproblematik
angewendet werden [31], jedoch wird die- Arbeitsgruppe „Planung von Innenraum- beitragen. Die Kohlendioxid-Konzen-
se Aussage in dem WHO-Papier primär luftmessungen“ bei der Kommission tration der Innenraumluft kann hier-
auf Partikel bezogen, die aus Verbren- Reinhaltung der Luft im VDI und DIN bei als geeigneter Luftqualitätsindika-
nungsquellen emittiert werden. Dies sind etabliert, die eine VDI-Richtlinie „Mes- tor für die Lüftungssituation
zumeist Partikel der Fraktion PM2.5 oder sungen von Innenraumluftverunreini- herangezogen werden. Insofern ist auf
noch kleinere Partikel (z. B. Dieselruß). gungen – Messstrategie für die Erfassung die Einhaltung der Richtwerte für
Verbrennungsvorgänge treten in In- von Feinstaub“ erarbeitet. Kohlendioxid in der Innenraumluft
nenräumen in unterschiedlichem Maße abzustellen [43]. Darüber hinaus
auf, in manchen Innenräumen (z. B. Klas- 7 Zusammenfassende Bewertung könnten innenraumtypische Quellen
senräumen) sind sie von untergeordneter aufgespürt und ihre Emissionen mini-
Bedeutung. Für viele Innenräume stellt Vor diesem Hintergrund stellt die Ad- miert werden.
das Rauchen den wesentlichen Einfluss- hoc-Arbeitsgruppe Innenraumrichtwerte
faktor auf die Feinstaubbelastung der fest: 8 Anmerkungen
Raumluft dar. Es ist davon auszugehen, F Weder die Immissionsgrenzwerte der
dass die im 2. Halbjahr 2007 bzw. 2008 in 22. Bundes-Immissionsschutz-Ver- Der Text dieser Empfehlung wurde feder-
den deutschen Bundesländern wirksam ordnung, mit der die europäische führend von Dr. Hermann Fromme, Dr.
werdenden Regelungen zum Nichtrau- Richtlinie 1999/30/EG [1] in natio- Norbert Englert und Dr. Helmut Sagunski
cherschutz in öffentlich zugänglichen Ge- nales Recht umgesetzt wurde, noch mit Beiträgen von Dr. Thomas Gabrio,
bäuden zu einer wesentlichen Verringe- die von der WHO [31] vorgeschla- Thomas Lahrz, Dr. Inge Mangelsdorf und
rung der Feinstaubkonzentrationen in genen Jahresdurchschnittswerte oder Friederike Neisel erarbeitet. Die Literatur-
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