Projektbericht Feinstaub und Allergene in - Roesebeckstr. 4-6 30449 Hannover
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Abschlussbericht
Niedersächsisches
Landesgesundheitsamt
„Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen“
Abschlußbericht
Umwelt und Gesundheit Report 7
Projektbericht
Niedersächsisches Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Allergene in
Roesebeckstr. 4-6
30449 Hannover
niedersächsischen Schulen
Herbert Grams
Hannover, Oktober 2009Herausgeber: Niedersächsisches Landesgesundheitsamt Roesebeckstr. 4-6, 30449 Hannover Dezember 2009 Erstellt von: Herbert Grams Satz und Layout: Petra Neitmann
Niedersächsisches Landesgesundheitsamt Projektbericht Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
2. Ziele des Untersuchungsprojektes 1
3. Projektdurchführung 1
3.1 Vorbereitung/ Messrahmenbedingungen 1
3.2 Material und Methoden 1
3.3 Erhebungsbögen 2
4. Ergebnisse 3
4.1 Ergebnisse der gravimetrischen Untersuchungen (PM10 + 2,5) 3
4.2 Ergebnisse der chemischen Feinstaub-Untersuchungen 4
4.3 Ergebnisse der Laserpartikelzähler-Untersuchungen 4
4.4 Allergene (Boden- und Textilstaub) 9
4.5 Allergene (Luftstaub) 9
4.6 VOC und Formaldehyd 9
5. Diskussion 10
5.1 Vergleichende Betrachtung von PM10 und PM2,5 10
5.2 Statistische Auswertung / Reinigungseffekte 12
5.3 Chemische Staubuntersuchungen 12
5.4 Allergene 12
5.5 TVOC und Formaldehyd 13
6. Zusammenfassung 13
7. Empfehlungen 14
8. Zukünftige Forschungsschwerpunkte 14
Exkurs: Statistische Bewertung eines möglichen Reinigungseffektes 14
4. Literaturübersicht 16
Bisherige Berichte des NLGA aus dem Themengebiet Umwelt und Gesundheit 18Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen 1
1. Einleitung 3. Projektdurchführung
Mit Erlass der Richtlinie 1999/30/EG entstand in den EU-Staaten Die Messungen erfolgten über einen Zeitraum von 4 Wochen vom
die Notwendigkeit, Feinstaub im Außenluftbereich nach festge- 5.2. – 2.3.07 in zwei Räumen einer Grundschule (2. Grundschul-
legten Standards zu messen und bei Bedarf tätig zu werden. Die klasse, Raum P39 und 4. Grundschulklasse, Raum P41). Vor Mess-
intensive öffentliche Diskussion, die durch das Thema Feinstaub in beginn wurden Informationen für die Eltern der Schüler erstellt, in
der Außenluft ausgelöst wurde, weitete sich nach kurzer Zeit auf denen die Dauer und Ziele der Messreihe erläutert wurden. Diese
die Frage aus, welche Relevanz Feinstäube auch in nicht gewerb- Informationen wurden über die beteiligte Schule zur Verfügung
lich genutzten Innenräumen haben. gestellt.
Zur Abklärung dieser Frage erfolgten unter anderem Feinstaub- Es erfolgten folgende Messungen in den Untersuchungsräumen:
messungen in Bayern, Baden-Württemberg und Berlin in schuli- • Feinstaubmessungen mit Hilfe gravimetrischer und laseropti-
schen Innenräumen. Es zeigte sich allerdings, dass eine Bewertung scher Verfahren.
der Ergebnisse nur sehr eingeschränkt möglich war, da anders als • Chemische Analysen des gravimetrisch erfassten Feinstau-
für den Außenluftbereich weder die Messtechnik, Details der Pro- bes.
benahme noch die Beurteilungszeiträume festgelegt waren und • Allergologische Analysen (Katzen-, Milbenallergene in Luft-
toxikologisch einschätzbare Informationen über die Zusammenset- und Bodenstaub).
zung von Innenraumstäuben nur in geringerem Maße vorlagen. • Chemische Luftanalytik: VOC- und Formaldehydmessungen
Im Sommer 2006 fanden Vorbereitungsgespräche zwischen Ver-
• Begleitend CO2-, Temperatur- und Luftfeuchtemessungen.
tretern von Gesundheitsbehörden aus Bayern, Berlin, Baden-
Die gravimetrischen Messungen und die chemischen Feinstau-
Württemberg und Niedersachsen statt um Feinstaubmessungen in
banalysen erfolgten durch Mitarbeiter der Zentralen Unterstüt-
Schulen in vergleichbarer Weise durchzuführen („Länderuntersu-
zungsstelle des Gewerbeaufsichtsamt Hildesheim (ZUS LG) und
chungsprogramm in öffentlichen Einrichtungen [LUPE]“). An die-
die Staubprobennahmen für die allergologischen Untersuchungen
sem Messprojekt, das bis zu 4 Messreihen im Zeitraum eines Jahres
durch Mitarbeiter der Abteilung Arbeits- und Sozialmedizin der
vorsah, beteiligte sich das NLGA mit der Durchführung von Mes-
Georg-August-Universität Göttingen.
sungen im Februar/März 2007. Zusätzlich zu den im Rahmen von
LUPE verabredeten, gemeinsamen Feinstaubmessungen, sollten
im Rahmen der NLGA-Untersuchungen auch die Konzentration 3.1 Vorbereitung/ Messrahmenbedingungen
von Allergenen (Katze, Milbe), flüchtige organische Verbindungen
Die Klassenräume, in denen die Messungen stattfanden, wur-
(VOC) und Formaldehyd in Klassenräumen bestimmt werden. Das
den in den ersten 2 Wochen gemäß dem Leistungsverzeichnis
Projekt gibt Hinweise auf mögliche allergene Belastungen und so-
für Schulreinigungen gereinigt. Dies sah wöchentlich 1x Nass-, 2x
wie Feinstaubkonzentrationen in Grundschulen und knüpft an die
Feucht- und 2x Sichtreinigung (punktuelle Schmutzentfernung bei
hygienisch orientierten Untersuchungen des 1. NLGA-Schulprojek-
sichtbarer Verschmutzung) vor. Tische und Fensterbänke wurden
tes (NLGA, 2002) an.
wöchentlich gereinigt. In den folgenden 2 Untersuchungswochen
wurden die Räume durch 1x Nass- und 4x Feuchtwischen verstärkt
2. Ziele des Untersuchungsprojektes gereinigt. Neben der Lüftung durch eine raumlufttechnische Anla-
ge (Abluftanlage), die in unregelmäßigen Abständen durch Zusatz-
Die Untersuchungen wurden im Februar/März 2007 in zwei Räu- lüftung der Lehrkräfte unterstützt wurde, erfolgte in der zweiten
men einer Grundschule mit folgenden Zielsetzungen durchge- und vierten Messwoche regelmäßig in den „großen“ Pausen eine
führt: Bestimmung Lüftung durch die vor Ort tätigen Projektmitarbeiter.
• von Feinstaubkonzentrationen in Klassenräumen jeweils 14
Tage vor und nach einer Reinigungsintervention und Ver- 3.2 Material und Methoden
gleich mit Außenluftwerten.
• der chemischen Zusammensetzung der Innenraumstäube Staubuntersuchungen:
und Vergleich mit Außenluftstäuben. • Pro Klassenraum Einsatz je eines Kleinfiltergerätes mit Vor-
• der Allergenkonzentrationen in Luft-, Boden- und Sitzmöbel- abscheider und Gasvolumenzähleinheit zur Erfassung von
staub („Kuschelecke“). Stäuben der Größen PM10 und PM2,5 auf Quarzfiltern mit ei-
nem Filterdurchmesser von 50 mm. Die gravimetrische Be-
• der Konzentration von flüchtigen organischen Verbindungen
stimmung erfolgte in einem Wägelabor gemäß EN 12341.
(VOC) und Formaldehyd in der Raumluft der zu untersuchen-
An Staubbestandteilen wurden untersucht: Schwermetalle
den Klassenräume.
1
In der Richtlinie 1999/30/EG wird die Messung von PM10 vorgeschrieben; zukünftig soll noch die Messung von PM2,5 hinzukommen. Als PM10 (PM vom Englischen „Parti-
culate Matter“) bezeichnet man Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 10 µm eine Abscheide-
wirksamkeit von 50 % aufweist. Mit abnehmender Wahrscheinlichkeit werden aber auch noch Partikel > 10 µm, bis hin zu ca. 20 µm erfasst. Die Definition von PM2,5 oder
anderen PM-Fraktionen ist entsprechend.2 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
5
mit (Blei,
E-Staub-Messköpfen nach BIA
Arsen, Cadmium, Nickel), organischer für die allergologischen
und elementarer Chemische Luftanalytik: Luftstaubmessungen
(Erfassung
Kohlenstoff der
(OC und durch Mund undIonen
EC), partikelgebundene Nase einatembaren
(Chlorid, • Messung Stäube). Die Flussrate
flüchtiger organischer Verbindungen des(VOC): Luft-
Nitrat, Sulfat) sowie Ammonium. Messintervall: Wenn mög-
Volumenstroms war auf 2,5 L/min eingestellt und wurde vor und nach der Messung mitprobenahmepumpe SKC 224-PCEX8, Fa. Analyt-MTC (Dop-
lich angenähert an den Unterrichtstag, maximale Dauer von pelbeprobung der Klassenräume), Flussrate 100 ml/min, Pro-
einem kalibrierten Rotameter geprüft. Als Filter wurden
ca. 8-17 Uhr. In den ersten 3 Messtagen wurden zusätzlich
Cellulose-Nitrat-Filter der Fa.
benahmevolumen ca. 4 l; Adsorbens: Tenax TA; Messung: 1x/
Sartorius AG Göttingen mit einem
gravimetrische Messungen für den Zeitraum nach Unterricht- PorendurchmesserWoche von 8 m verwendet.
(Messintervall: Schulwoche,
sende – Unterrichtsbeginn jeweils
am Folgetag Unterrichtszeitraum/Tag).
durchgeführt. BodenstaubLuftprobenahmepumpe
• Formaldehydmessungen: wurde mittels SKC
schuleigenem
• Pro Klasse Betrieb Staubsauger (Bodenstaubsauger,
je eines Grimm-Aerosolspektrometers, Mo- Leistung 1000
224-PCEX8, Watt), in(2 Stück
Fa. Analyt-MTC welchen eineinen Klas-
für jeweils
dell 1108. Erfassung der Messdaten im ´Massemodus´ über
handelsübliches Staubprobennahmebehältnis (Allergopharma, Reinbek
senraum); Flußrate bei Hamburg) ca. 100 l.
2,5 l/min, Probenahmevolumen
16 Kanäle von 0,23 - > 20 µm; Darstellung der Daten in PM- Die
eingehängt
Größenklassen wurde, gewonnen.
(PM10; 2,5; Die Bestimmung
1) bzw. Einzelfraktionen; Messin- desFlussraten der VOC- undFel
Katzenallergens Formaldehydpumpen
d 1 sowie deswurden mit
einem kalibrierten Durchflussmessgerät überprüft (Durchfluss-
Hausstaubmilbenallergens
tervall: 1 Minute. Der p 1 erfolgte mittels ELISA (Indoor Biotechnologies Ltd.,
messgerät DC-Lite, Fa. Analyt-MTC); Temperatur-, Luftfeuchte- und
UK); (Messintervall: Woche).
Allergenmessungen: Luftdruckmessungen erfolgten mit Geräten der Firma testo (testo
Chemische
Bestimmung vonLuftanalytik:
Katzen- und Milbenallergenen: Pro Klasse Betrieb 400) mit angeschlossenem CO2- und Temperatur-/Luftfeuchtefüh-
je eines
- GilMessung
Air 3sp-ex sowie in einem Klassenraum
flüchtiger organischerVerwendung ei-
Verbindungen
ler für die(VOC): Luftprobenahmepumpe
Messung von CO2, Temperatur und Luftfeuchte; Mes-
nes PSP5-Gerät (Firma Gilian) ausgerüstet mit E-Staub-Messköpfen
SKC 224-PCEX8, Fa. Analyt-MTC (Doppelbeprobung
sintervall: 1 Minute. der Klassenräume),
nach BIA für die allergologischen Luftstaubmessungen (Erfassung
Flussrate 100 ml/min, Probenahmevolumen ca. 4 l; Adsorbens: Tenax TA;
der durch Mund und Nase einatembaren Stäube). Die Flussrate des
Messung: 3.3 Erhebungsbögen
Volumenstroms war auf 1x/Woche
2,5 l/min eingestellt und wurde vor und
Formaldehydmessungen:
nach- der Messung Luftprobenahmepumpe
mit einem kalibrierten Rotameter geprüft. Als SKC 224-PCEX8,
Dokumentationskräfte des NLGA fülltenFa.an Analyt-
den Untersuchungs-
MTC
Filter wurden (2 Stück
Cellulose-Nitrat-Filter für
der Fa. jeweils
Sartorius einen tagen
AG Göttingen Klassenraum);
ein Formblatt zur Protokollierung2,5
Flußrate aus, inl/min,
dem die Zahl der
mit einemProbenahmevolumen ca. 100 (Messintervall:
Porendurchmesser von 8 µm verwendet. l. Unterrichtstunden, die jeweils anwesende Personenzahl und das
Schulwoche, jeweils Unterrichtszeitraum/Tag). Bodenstaub wurde
Die Flussraten der VOC- und Formaldehydpumpen wurdendermit
Durchschnittsalter einem
Schüler kalibrierten
dokumentiert wurde. Darüber hin-
mittels schuleigenem Staubsauger (Bodenstaubsauger, Leistung aus wurden, DC-Lite,
ebenfalls stundenbezogen, die Aktivität der Schüler
Durchflussmessgerät überprüft (Durchflussmessgerät
1000 Watt), in welchen ein handelsübliches Staubprobennah-
Fa. Analyt-MTC);
protokolliert. Die Aktivitätsangaben erfolgten als Freitextangabe,
Temperatur-, Luftfeuchte-
mebehältnis (Allergopharma, Reinbek und Luftdruckmessungen
bei Hamburg) eingehängt erfolgten mit Geräten der Firma
in der neben einer Kurzangabe zur Art der Aktivität (z.B. Stuhlkreis
testo (testo 400) mit angeschlossenem
wurde, gewonnen. Die Bestimmung des Katzenallergens Fel2d 1 CO - und Temperatur-/Luftfeuchtefühler für die
bilden, Spielaktivität, Bücher/Materialien aus Regalen nehmen
Messung von CO2, Temperatur
sowie des Hausstaubmilbenallergens Der p 1 und Luftfeuchte;
erfolgte mittels ELISA Messintervall:
etc.) auch Angaben1zur Minute.
entsprechenden Dauer dieser Tätigkeit ge-
(Indoor Biotechnologies Ltd., UK); (Messintervall: Woche). macht wurden.
Abb. 1: Messstelle mit PM10+2,5-Messköpfen, Laserpartikelzähler sowie Messgerät mit CO2-, Temperatur- und Luftfeuchtefühler in einem der beiden
untersuchten Klassenräume
Abbildung 1: Messstelle mit PM10+2,5-Messköpfen, Laserpartikelzähler sowie Messgerät4. Ergebnisse
4.1 Ergebnisse der gravimetrischen Untersuchungen (PM10 + 2,5)
Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
Während der Unterrichtszeit lag die PM10-Konzentration im Wochenmittel in Raum 39 3
zwischen 78 - 144 g/m3 und Raum 41 zwischen 89 –136 g/m3. Die zeitgleich an der
städtischen Außenluftmessstation (Station HRSW in Hannover-Linden) gemessenen
PM10-Konzentrationen schwankten zwischen 15 – 35 g/m3 (Abb. 2). Der PM10-Quotient
der Innen-/Außenkonzentration schwankte im Wochenmittel ca. von 3,6 – 7,7. Die
Minima bzw. Maxima der PM10-Konzentrationen
4. Ergebnisse variierten
41 zwischen während
2,6 – 11,0. der Unterrichtszeit
Im unterrichtsfreien Zeitraum (gemessen
in Raum 39 zwischen 49 – 164 g/m und in Raum 41 zwischen 71 – 178 g/m3. hingegen
3 an 3 Tagen) lagen die PM -Innenraumkonzentrationen
10 Der
bei ca. 80% des Außenluftwertes.
für4.1Raum 39 ermittelte Quotient der Innen-/Außenkonzentration
Ergebnisse der gravimetrischen Untersuchungen Die PM -Innenraumkonzentrationen
2,5
schwankte
variierten imzwischen
Wochenmittel
2,7 – (PM 11,2 und )
10 + 2,5
Raum 41 zwischen 2,6 – 11,0. inIm der unterrichtsfreien
Unterrichtszeit in Raum 39 Zeitraum (gemessen
von 18,5 – 37,9 µg/m und in
3
Raum 41 zwischen 21,1 – 35,6 µg/m . Die Minima bzw. Maxima
anWährend
3 Tagen) lagen lag diedie PM -Innenraumkonzentrationen hingegen bei ca. 80% des
3
der Unterrichtszeit PM 10 -Konzentration
10
im Wo- der PM -Konzentration variierten während der Unterrichtszeit in
Außenluftwertes.
2,5
chenmittel in Raum 39 zwischen 78 - 144 µg/m und Raum 41 3
Raum 39 zwischen 5,4 – 45,1 µg/m und in Raum 41 zwischen
3
zwischen 89 –136 µg/m . Die zeitgleich an der städtischen Außen-
Die PM2,5-Innenraumkonzentrationen variierten10,2
im– 46,8
Wochenmittel in der Unterrichtszeit
3
µg/m . PM -Außenluftwerte
3
2,5
lagen nicht vor.
luftmessstation (Station HRSW in Hannover-Linden)3 gemessenen Während der Unterrichtszeit war die Relation des Quotienten PM /
inPMRaum
10
39 von schwankten
-Konzentrationen 18,5 – zwischen
37,9 g/m und(Abb.
15 – 35 µg/m in Raum
3 41 zwischen 21,1 – 35,6 g/m3. Die
PM im Vergleich zur unterrichtsfreien Zeit deutlich erhöht. Der
10
Minima bzw. Maxima der PM2,5-Konzentration variierten während der Unterrichtszeit in
2,5
2). Der PM -Quotient
10
der Innen-/Außenkonzentration schwank- Quotient PM /PM lag im Mittel des 4-wöchigen Untersuchungs-
10 2,5
te im Wochenmittel ca. von 3,6 – 7,7. Die Minima bzw.3 Maxima bei ca. 34,5
Raum 39 zwischen 5,4 – 45,1 g/m und in zeitraumes
der PM -Konzentrationen variierten während der Unterrichtszeit
Raum 41 zwischen
für Raum 10,2
39 bei ca. 4,4 – 46,8
und für Raum 41g/m .
und variierte bezogen auf die einzelnen Unterrichtstage in Raum
PM -Außenluftwerte
39 zwischen 49 – 164lagen nicht vor.
10
in 2,5
Raum µg/m und 3
in Raum 41 zwischen 39 zwischen 3,0 – 12,8 und in Raum 41 zwischen 2,4 – 7,3. In der
Während der Unterrichtszeit war die Relation unterrichtsfreien
71 – 178 µg/m . Der 3
für Raum 39 ermittelte Quotient der Innen-/ des Quotienten PM
Zeit betrug der10/PM2,5PMim/PMVergleich
Quotient 10
für Raum 39
2,5
Außenkonzentration schwankte zwischen 2,7 – 11,2 und Raum
zur unterrichtsfreien Zeit deutlich erhöht. Der Quotient PM10/PM2,5 lag im Mittel des 4-
ca. 1,3 und für Raum 41 ca. 1,8.
wöchigen Untersuchungszeitraumes für Raum 39 bei ca. 4,4 und für Raum 41 bei ca.
4,5 und variierte bezogen auf die einzelnen Unterrichtstage in Raum 39 zwischen 3,0 –
12,8 und in Raum 41 zwischen 2,4 – 7,3. In der unterrichtsfreien Zeit betrug der
Quotient PM10/PM2,5 für Raum 39 ca. 1,3 und für Raum 41 ca. 1,8.
Abb. 2: PM10-Wochenmittelwerte in den Untersuchungsräumen bzw. in der Außenluft von Hannover (ZUS LG, 2007)
Abbildung 2: PM10-Wochenmittelwerte in den Untersuchungsräumen bzw. in der4 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
4.2 Ergebnisse der chemischen Feinstaub-
Untersuchungen
Mit Hilfe der Kleinfiltergeräte konnte für jeden Unterrichtstag je-
weils eine Probe/Klasse für den Unterrichtszeitraum gesammelt
werden. Neben diesen insgesamt 20 Proben/Klasse, die für che-
mische Untersuchungen zur Verfügung standen wurden zusätzlich
jeweils 3 Proben/Klasse für den Zeitraum nach Unterrichtsende bis
zum Unterrichtsbeginn am nächsten Tag gesammelt wurde. Die
Einzelergebnisse der Analysen wurden zu einem mittleren Ergebnis
für beide Klassen zusammengefasst.
Die mittlere Schwermetallkonzentration der PM10-Stäube lag im
Untersuchungszeitraum im Unterricht für Blei/Arsen/Cadmium bei
18,9/0,7/0,4 ng/m3. Metalluntersuchungen an Außenluftstaub la-
gen nicht für Hannover sondern von der Messstation OKCC, Osna-
brück, vor (städtische Hintergrundkonzentration; 11/0,6/0,2 ng/
m3). Der Anteil organischen Kohlenstoffs (OC) der PM10-Fraktion
lag in der unterrichtsfreien Zeit (3 Untersuchungstage) mit 8,1 µg/
m3 im Bereich der Außenluftkonzentration und betrug in der Un-
terrichtszeit 32,2 µg/m3, der elementare Kohlenstoff (EC, „Ruß-
bestandteile“) waren nicht nachweisbar (Nachweisgrenze EC: 1,7
µg/m3).
Die PM10-Konzentrationen von Chlorid, Nitrat, Sulfat und Ammo-
nium betrugen in der unterrichtsfreien Zeit 0,5/1,7/2,8/0,3 µg/
m3 und in der Unterrichtszeit 0,8/4,5/5,2/0,1 µg/m3. Direkte Au-
ßenluft-Vergleichswerte wurden nicht erhoben. Im Rahmen eines
Untersuchungsprogramms (NLÖ, 2003) wurden für Hannover fol-
gende Werte für die genannten Stoffe ermittelt: 0,1/4,7/7,2/2,9
µg/m3.
4.3 Ergebnisse der Laserpartikelzähler-
Untersuchungen
Mit Hilfe der Laserpartikelmessung kann die Partikelkonzentration
in wesentlich höherer zeitlicher Auflösung dokumentiert werden.
So wurden im Rahmen des Projektes eine zeitliche Auflösung von
1 Messwert/Minute gewählt. Hierdurch wurden 45 Messwerte/
Unterrichtsstunde gewonnen und somit ein differenziertes Bild der
Veränderung der Feinstaubkonzentration aufgezeichnet. In Abbil-
dung 4 - 7 sind die Mediankonzentrationen der Unterrichtsstunden
vor bzw. nach der Reinigungsintervention dargestellt. Die Zahlen
auf der Abszisse stehen für die jeweiligen Unterrichtsstunden, die
an einem Schultag stattfanden. Dargestellt sind in jeder Abbildung
2 Unterrichtswochen. In Abbildung 8 und 9 sind die PM10-Medi-
ankonzentrationen der jeweils 3. Unterrichtsstunde vor bzw. nach
der Reinigungsintervention gegeneinander aufgetragen.Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen 5
9
9
Abb. 3: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 2. Grundschulklasse vor der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der Median-
konzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Abbildung 3: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 2.
Abbildung 3: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 2.
Grundschulklasse vor der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der
Grundschulklasse vor der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Abb. 4: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 2. Grundschulklasse nach der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Abbildung 4: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 2.
Abbildung 4: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 2.
Grundschulklasse nach der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der
Grundschulklasse nach der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)6 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
10
10
Abb. 5: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 4. Grundschulklasse vor der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der Medi-
ankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Abbildung 5: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 4.
Grundschulklasse
Abbildung 5: vor der Reinigungsintervention
Feinstaubkonzentrationen (jeder Balken entspricht
im Unterrichtszeitraum einer der
4.
Mediankonzentration
Grundschulklasse voreiner
derUnterrichtsstunde; Messung (jeder
Reinigungsintervention im Winter)
Balken entspricht der
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Abbildung 6: Feinstaubkonzentrationen im Unterrichtszeitraum einer 4.
Grundschulklasse
Abbildung 6: nach
Abb. 6: Feinstaubkonzentrationen imder Reinigungsintervention
Unterrichtszeitraum
Feinstaubkonzentrationen einer 4. Grundschulklasse(jeder Balken entspricht
nach der Reinigungsintervention
im Unterrichtszeitraum der
(jeder Balken
einer entspricht der
4.
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung
Grundschulklasse nach der Reinigungsintervention (jeder Balken entspricht der im Winter)
Mediankonzentration einer Unterrichtsstunde; Messung im Winter)Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen 7
11
11
Abbildung 7: PM10-Mediankonzentrationen
Abb. 7: PM -Mediankonzentrationen
10 vor bzw.(vI/nI)
vor bzw. nach der Reinigungsintervention nach der2. Grundschulklasse
in einer Reinigungsintervention
(P39) in der jeweils 3. Unterrichts-
stunde. In der Interventionsphase fand zusätzlich eine regelmäßige Lüftung durch die Projektmitarbeiter statt.
(vI/nI) in einer
Abbildung 7: PM2. 10 Grundschulklasse
-Mediankonzentrationen (P39) in vor derbzw.
jeweilsnach 3. der
Unterrichtsstunde.
Reinigungsintervention In der
Interventionsphase fand zusätzlich
(vI/nI) in einer 2. Grundschulklasse (P39)eine in derregelmäßige Lüftung durch In der
jeweils 3. Unterrichtsstunde. die
Projektmitarbeiter
Interventionsphasestatt. fand zusätzlich eine regelmäßige Lüftung durch die
Projektmitarbeiter statt.
Abb. 8: PM10-Mediankonzentrationen vor bzw. nach der Reinigungsintervention (vi/nI) in einer 4. Grundschulklasse (P41) in der jeweils 3. Unterrichts-
stunde.
Abbildung 8: PM10-Mediankonzentrationen vor bzw. nach der Reinigungsintervention
(vi/nI) in einer
Abbildung 4. 10
8: PM Grundschulklasse (P41) in vor
-Mediankonzentrationen derbzw.
jeweils
nach3. der
Unterrichtsstunde. In der
Reinigungsintervention8 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
In der Interventionsphase fand zusätzlich eine regelmäßige Lüftung durch die Projektmitarbeiter statt.
In den Tabellen 1 und 2 finden sich statistische Verteilungsangaben zu den mit Hilfe der Laserpartikelzähler im Unterricht gemessenen
Feinstaubkonzentrationen bezogen jeweils auf die Unterrichtswochen (n=1.070 (P39) bzw. 1.025 (P41) Unterrichtsminuten). Beispiel zu
Tabelle 1: Die minimalste PM10-Konzentration in der ersten/zweiten Woche vor der Reinigungsintervention (vI) betrug 26/17 µg/m3.
(µg/m3) Min. 5. Perz. 25. Perz. 50. Perz. Mittelwert 75. Perz. 95. Perz. Max
PM10 (vI) 26/17 57/43 167/106 215/148 245/162 301/200 523/328 1086/ 649
PM2,5 (vI) 12/9 17/13 27/19 36/23 37/24 45/27 61/45 81/83
PM10 (nI) 74/13 103/41 163/102 208/153 251/165 300/213 460/327 1348/ 642
PM2,5 (nI) 16/4 19/7 34/14 44/19 45/20 55/25 69/33 140/59
Tab. 1: Feinstaubverteilung im Unterrichtszeitraum in Raum P39 (jeweils 1./2. sowie 3./4. Unterrichtswoche vor/nach Intervention (vI/nI); n=1.070
Unterrichtsminuten/Woche).
(µg/m3) Min. 5. Perz. 25. Perz. 50. Perz. Mittelwert 75. Perz. 95. Perz. Max.
PM10 (vI) 7/24 78/76 132/122 186/171 208/186 273/219 374/384 837/655
PM2,5 (vI) 3/3 12/10 21/19 31/26 31/26 39/30 51/45 159/64
PM10 (nI) 27/26 74/40 114/95 162/137 212/158 256/200 451/334 1701/ 911
PM2,5 (nI) 13/4 17/7 25/13 32/18 35/20 42/27 66/37 127/70
Tab. 2: Feinstaubverteilung im Unterrichtszeitraum in Raum P41 (jeweils 1./2. sowie 3./4. Unterrichtswoche vor/nach Intervention (vI/nI); n=1.025
Unterrichtsminuten/Woche)
Für Tabelle 3 wurde für jede Unterrichtsstunde der Quotient PM10:PM2,5 gebildet und als Wochenmittelwert aufgeführt. In Klammern
befinden sich die jeweils niedrigsten bzw. höchsten Quotienten im entsprechenden Wochenzeitraum.
PM10/PM2,5 vor Intervention nach Intervention
P39 (Schwankungsbereich) 6,2/6,7 (2-9,3)/(1,7-17) 5,9/7,9(2,3-16)/(4,5-11,2)
P41(Schwankungsbereich) 6,6/7,1(4,5-10,4)/(4,6-9,6) 5,6/7,3(3,4-10,6)/(4,2-9,7)
Tab. 3: PM10/PM2,5-Quotient für die 1./2. bzw. 3./4. Unterrichtswoche auf der Grundlage von Medianangaben für die Unterrichtsstunden (in Klammern:
Minima und Maxima)Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen 9
In der nutzungsfreien Zeit ist nach Ende des Unterrichts ein konti- die für diesen Tag an der städtischen Außenluftmessstation ge-
nuierliches Absinken der Feinstaubkonzentrationen festzustellen, messene PM10-Feinstaubkonzentration wurde mit in die grafische
gleichzeitig nähert sich der Quotient aus PM10/PM2,5 dem Wert „1“ Darstellung aufgenommen. Die Feinstaubkonzentrationen zeigten
an. Auch an den Wochenenden liegen die PM10/PM2,5-Quotienten aktivitätsbezogene Veränderungen: Mit „stärkeren“ Aktivitäten
bei ca. „1“ (Einzelauswertungen, keine Abbildungen). In Abbil- im Raum gingen höhere Feinstaubkonzentrationen einher. Diese
dung 9 ist exemplarisch eine PM10-Messreihe im Klassenraum der Beobachtung bestätigte sich auch bei den anderen, nicht darge-
2. Klasse für einen Tag von 6 – 18 Uhr dargestellt; von 9.55 – 10.15 stellten Messtagen. Die Protokollierung der Aktivitäten erfolgte
14
Uhr erfolgten kurzzeitig Außenluftmessungen mit dem Laserpar- ausschließlich deskriptiv und konnte statistisch nicht ausgewertet
tikelzähler. Einige der protokollierten Unterrichtsaktivitäten sowie werden.
Abb. 9: Darstellung der PM10-Fraktion im Tagesverlauf (6.00 bis 18.00 Uhr) unter besonderer Berücksichtigung der Aktivitäten während der Unter-
richtszeit im Klassenraum einer 2. Grundschulklasse (P39) sowie Darstellung der PM10-Außenluftkonzentrationen.
Abbildung 9: Darstellung der PM10-Fraktion im Tagesverlauf (6.00 bis 18.00 Uhr) unter
besonderer
4.4 Allergene Berücksichtigung
(Boden- und Textilstaub) der Aktivitäten 4.5während Allergene der Unterrichtszeit im
(Luftstaub)
Klassenraum einer 2. Grundschulklasse (P39) sowie Darstellung der PM10-
Hausstaubmilbenallergene (Der p 1): Hausstaubmilbenallergene In den Luftproben waren keine Hausstaub- oder Katzenallergene
Außenluftkonzentrationen.
ließen sich nicht in den insgesamt 18 Bodenstaubproben nachwei- nachweisbar (Nachweisgrenze 2 ng/m3 Luft).
sen (6 Proben in Raum P39 und 12 Proben in Raum P41). In 3 von
6 Proben des Sofas der „Kuschelecke“ wurden Hausstaubmilben- 4.6 VOC und Formaldehyd
4.4 Allergene (Boden- und Textilstaub)
allergene nachgewiesen. Der maximale Wochenmittelwert lag bei
Hausstaubmilbenallergene
76 ng/g Staub. Die Nachweisgrenze lag bei (Der p 1):
0,4 ng/g Hausstaubmilbenallergene
Staub. Die Summen der flüchtigenließen sichVerbindungen
organischen nicht in (TVOC) va-
den insgesamt
Katzenallergene (Fel d181): Bodenstaubproben nachweisen
Die Bodenstaubwerte (Wochenmittel- (6 zwischen
riierten Proben9 –in Raum
49 µg/m 3
undP39 und 12
die Formaldehydkonzentratio-
Proben inzwischen
werte) lagen Raum40P41). Inbei3denvon
- 350 ng/g 6 der
6 Proben Proben
2. Klas- desnenSofas
zwischender „Kuschelecke“
0,01-0,02 wurden pro Klasse
ppm (jeweils 7 Probenahmen
se sowie 90 – 520 ng/g in den 12 Proben der 4. Klasse. Im Sofa der auf
Hausstaubmilbenallergene nachgewiesen. Der maximale Wochenmittelwert lag bei 76VOC und Formaldehyd).
„Kuschelecke“
ng/g Staub. waren in allen 6 Proben Katzenallergene
Die Nachweisgrenze lag bei 0,4zu finden,
ng/g Staub.
die zwischen (4.400 ng/g – 12.960 ng/g) lagen. Die Nachweisgren-
Katzenallergene (Fel d 1): Die Bodenstaubwerte (Wochenmittelwerte) lagen zwischen
ze lag bei 0,2 ng/g Staub.
40 - 350 ng/g bei den 6 Proben der 2. Klasse sowie 90 – 520 ng/g in den 12 Proben der
4. Klasse. Im Sofa der „Kuschelecke“ waren in allen 6 Proben Katzenallergene zu
finden, die zwischen (4.400 ng/g – 12.960 ng/g) lagen. Die Nachweisgrenze lag bei 0,2
ng/g Staub.10 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
5. Diskussion im Winter zwischen 16 – 313 µg/m3 (Tagesmedian: 92 µg/m3) und
im Sommer zwischen 18-178 µg/m3 (Tagesmedian: 65 µg/m3). In
Für Messungen im Außenluft- und den Arbeitsschutzbereich kön- Grundschulklassen ließen sich statistisch signifikant höhere Fein-
nen Normen herangezogen werden, in denen unter anderem staubgehalte finden als in der Klassenstufe 8-11. In Grundschul-
• Anforderungen an Messgeräte und Festlegungen zum Mes- klassen variierten die Konzentrationen zwischen 67 – 313 µg/m3
sort formuliert werden, (Median: 142 µg/m3) und in der Klassenstufe 8-11 zwischen 27
• festgelegt wird, welche Staubfraktion zu messen ist (Arbeits- – 124 µg/m3 (Median: 72 µg/m3). Als ein möglicher Grund für die
schutz: PM4; Außenluft: PM10 und zukünftig auch PM2,5) gefundenen Konzentrationsunterschiede wurde das unterschiedli-
• welcher Zeitraum mit der Angabe eines Messwertes ver- che Aktivitätsniveau der verschiedenen Jahrgangsstufen genannt
knüpft ist (Arbeitsschutz: Schichtmittelwert; Außenluft: Bil- (Fromme, 2006a+b und 2008a). Eine Zunahme von Partikeln > 1
dung eines 24-Stunden-Mittelwertes aus den Ergebnissen µm bei steigenden Raumaktivitäten wird in der Untersuchung des
stündlicher Staubmessungen) und hierauf fußend wurde für Stadtgesundheitsamtes Frankfurt (2007) festgestellt. Auch in die-
den Arbeitsschutz und für die Außenluft gesundheitsbezoge-
ser Untersuchungen konnte auf qualitativer Basis gezeigt werden
ne Grenzwerte festgelegt.
das die Aktivität der Raumnutzer einen deutlichen Anteil an den
Vergleichbare Festlegungen liegen für nicht gewerbliche Innen-
PM10-Konzentrationen hat (s. Abb. 9).
räume bisher nicht vor. Dies schränkt die Vergleichbarkeit von
Hinweise auf die konzentrationserhöhende Wirkung von Innen-
Untersuchungsergebnissen ein und beschränkt die Aussage ge-
raumaktivitäten finden sich wiederholt in der Literatur. Im Rahmen
sundheitlicher Bewertungen auf die Rahmenbedingungen des stu-
einer Untersuchung an französischen Schulen wurden Vergleichs-
dienbezogenen Messansatzes. Ergebnisse chemischer Staubunter-
werte für die Partikelfraktionen von 0,3 – 20 µm erfasst: Die Auto-
suchungen weisen allerdings darauf hin, dass Innenraumstäube in
ren stellen fest, das in 12 von 13 untersuchten Schulen der Indoor/
Schulen eine geringere toxikologische Relevanz als Außenluftstäu-
Outdoor-Quotient (I/O) in nicht genutzten Räumen bei allen Frak-
be haben. Beiträge zur Diskussion der gesundheitlichen Einschät-
tionen leichte Schwankungen um den Wert 1 und bei genutzten
zung von Feinstäuben in Innenräumen finden sich unter anderem
Räumen zwischen 1 – 2,5 (0,5 – 0,8 µm) bzw. 10 – 100 (7,5 –
in einer aktuelle Veröffentlichung der ad-hoc AG (2008) sowie bei
15 µm) zeigte. In genutzten Räumen war ein Ansteigen des I/O-
Fromme et al. (2009).
Quotienten von den kleinen zu den größeren Partikelfraktionen zu
In dem folgenden Abschnitt werden Ergebnisse, die in der Nut-
beobachten. Das Ansteigen der Partikelkonzentration wurde mit
zungsphase der Schule (Unterrichtszeit) sowie in der unterrichts-
der Aktivität der Raumnutzer in Verbindung gebracht (Blondeau
freien Zeit gewonnen wurden, diskutiert.
et al. 2005).
Bei Ferro et al. (2004) wird angegeben, dass Aktivitäten am stärk-
5.1 Vergleichende Betrachtung von PM10 und PM2,5
sten auf die größten gemessenen Partikel wirken (> 5µm) und in
Auf der Basis von Wochenmittelwerten variierten die gravimetrisch den meisten Fällen im Partikelbereich von 0,3-0,5 µm nicht mehr
ermittelten PM10-Messwerte zwischen ca. 80-140 µg/m3 (Raum 39) nachweisbar waren. Die in mg/Minute angegebenen Quellstärke
bzw. ca. 90-140 µg/m3 (Raum 41). Auf der Basis von Tageswerten bei der Aktivität „2 Personen laufen/sitzen“ war 3 mal höher als
ergaben sich Varianzen von ca. 50-160 µg/m3 (Raum 39) bzw. von die Quellstärke bei einer Person (Bezugsgröße: PM 2,5+5). Die
ca. 70-180 µg/m3 (Raum 41). Quellstärke von Tanzen auf einem Läufer (Teppich) war 3x höher
Die eingesetzten Laserpartikelzähler ermöglichen eine höhere zeit- als gehen auf dem Läufer. Weiter war die Quellstärke von Tanzen
liche Auflösung der Ergebnisse. Die Wochen-Medianwerte (PM10) auf dem Läufer 7-9 x höher als Tanzen auf einem Holzboden.
schwankten für Raum 39 (Tab. 1) zwischen 148 µg/m3 (2. Woche) Im Rahmen des Umwelt-Surveys 1990/92 (Umweltbundesamt
- 215 µg/m3 (1 Woche) und für Raum 41 (Tab. 2) zwischen 137 µg/ 1990/92) wurden Sedimentationsproben in Haushalten gewon-
m3 (4. Woche) -186 µg/m3 (1. Woche). Die unterschiedlichen Er- nen. Im Median wurde ein Staubniederschlag von 4,4 mg/m2*Tag
gebnisse, die mit Hilfe der gravimetrischen bzw. der Messung mit bestimmt (95. Perzentil/Maximum: 15,9/264,9 mg/m2*Tag). Für
dem Laserpartikelzähler ermittelt wurden, sind vermutlich in den Haushalte mit 1/2/3/4/5 und mehr Personen/Haushalt wurden im
unterschiedlichen Messtechniken und im unterschiedlichen Mit- Median 3,4/4,1/4,5/4,6/6,5 mg/m2*Tag bestimmt. „Ländliche Re-
telungszeitraum begründet sein. Die gravimetrischen Messungen gionen“ wiesen eine höhere Mediankonzentration als „verdichtete
wurden unabhängig vom Unterrichtsbeginn jeweils für beide Klas- Regionen“ auf, bei „1-2 Familienhäusern“ fanden sich niedrigere
sen um 8 Uhr morgens gestartet und zeitnah zum Unterrichtsende Hausstaubkonzentrationen als bei „Blockbebauung ohne Grün“.
gestoppt. Hierdurch wurden, anders als bei der Auswertung der Mit dem Alter der Häuser stieg die Median-Hausstaubmenge
Daten der Laserpartikelzähler, Pausenzeiten sowie zum Teil Zeiten an: Baujahr „1974-1986“/“bis 1919“ (3,9 mg/m2*Tag/5,6 mg/
vor und nach Unterrichtsbeginn mit erfasst. m2*Tag). Auch wenn diese Zahlen augenblicklich nicht quantifi-
Im Rahmen eines Untersuchungsprojektes in Bayern wurden ziert werden können und Informationen zum Beispiel auf Reini-
2004/2005 Feinstaubmessungen in Grund- und weiterführenden gungsaktivitäten fehlen, so geben sie doch Hinweise darauf, das
Schulen durchgeführt. Die PM10-Konzentrationen bewegten sich „Staub“ ein allgemeines Phänomen von Innenräumen ist und dasFeinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen 11
mit dem Alter eines Objektes und der Zahl der Nutzer ein Anstei- ßenordnung (Bayrisches Landesamt für Gesundheit und Lebens-
gen von Staubmengen in Räumen zu erwarten ist. mittelsicherheit, 2007).
Die Autoren einer finnischen Untersuchung in Büroräumen konn- Der Quotient PM10/PM2,5 variierte bei den NLGA-Messungen im
ten 24-55% der Partikelvariation zwischen 1-25 µm über Mitar- Wochenmittel während der Unterrichtszeit zwischen 5,2 (3. Wo-
beiterbewegungen (Gehen) erklären. Partikel < 1 µm waren nach che, P41) - 7,9 (4. Woche, P39) und im Stundenmittel zwischen
Meinung der Autoren wenig mit den Bewegungsaktivitäten korre- 1,7 – 17 (Tab. 3). In einer Veröffentlichung aus Baden-Württem-
liert. Der Feinstaub-Beitrag der Raumnutzer auf die Partikelfraktion berg werden für einen etwa 2-monatigen Untersuchungszeitraum
5-25 µg/m3 durch Bewegungsaktivitäten wie gehen wird mit 10 ein PM10/PM2,5-Verhältnis von 5 genannt (Gabrio et al. 2008).
µg/m *Person eingeschätzt. (Luoma et al. 2001), eine vergleich-
3 Während Raumnutzungsaktivitäten wie Kochen, Saugen, Bewe-
bare Einschätzung war für die Schüler der untersuchten Klassen- gungsaktivitäten und anderes als Beitrag zu in Räumen feststellba-
ren Feinstaubkonzentration wiederholt genannt werden, sind kon-
räume nicht möglich, da die Bewegungsaktivitäten nicht ausrei-
krete Angaben zur Stärke von Feinstaubquellen seltener publiziert
chend kategorisierbar waren.
worden. Als Quellen kommen Einträge von der Außenluft, z.B.
Ein Zusammenhang zwischen steigender Raumnutzeraktivität und
durch Penetration sowie Innenraumquellen wie Partikelbildung bei
steigenden Feinstaubkonzentrationen ist für schulische Innenräu-
Kochvorgängen in Frage. Bezogen auf schulische Unterrichtsräu-
me auch in einer Untersuchung von Diapouli et al. (2005) beschrie-
me ist allerdings unklar, in welcher Menge Stäube in schulischen
ben worden. Hier werden „sehr hohe“ PM10- Indoor-/Outdoor-
Räumen trotz Reinigungsmaßnahmen verbleiben bzw. in welcher
Relationen in Phasen hoher Aktivität genannt. Weitere Hinweise
Menge sie frisch durch den Raumnutzer eingebracht werden (z.B.
zum Zusammenhang von Feinstaubkonzentrationen in schulischen
durch Schuhwerk, Kleidung oder in Form von Hautschuppen oder
Innenräumen und Innenraumaktivitäten finden sich auch bei Jans-
Ähnliches).
sen et al. 1997 und dem Stadtgesundheitsamt Frankfurt, 2007 Neben der Bildung bzw. dem Eintrag von Feinstaub kann dieser
und für andere Räume u.a. bei Hu et al. 2005; Hussein et al. 2006; auch durch verschiedene Prozesse reduziert werden. In Abb. 10
Kruppa et al. 1996; Chao et al. 1998 oder Thatcher et al. 1995. sind Transport- und Transformationsvorgänge für Innenraumpar-
Die Veränderung der PM10-Konzentration die im Tagesverlauf tikel dargestellt (Fromme et al. 2009). Eine Bilanzierung von Ein-
der NLGA-Messungen (Unterrichtszeit bzw. unterrichtsfreie Zeit) trags- und Austragsmengen für Klassenräume und eine differen-
zu beobachten war, findet sich auch in den deutlichen Verände- zierte Betrachtung der Staubquellen ist bisher nur unzureichend
rungen des I/O-Quotienten von PM10 wieder. Während der Unter- möglich.
richtszeit lagen die gravimetrisch erfassten PM10-Konzentrationen
im Wochenmittel 3,6-7,7x höher als die Außenluftkonzentration
während sie in der unterrichtsfreien Zeit bei ca. 80% der Außen-
luft lagen.
Franck et al. (2003) kommt ebenfalls zu der Schlußfolgerung, dass
in der Abwesenheit von signifikanten Innenraumaktivitäten die Au-
ßenluftpartikel eine wichtige Quelle zur Erklärung der Innenraum- 18
partikel darstellen. In diesem Fall sei die Innenraumkonzentration
im Bereich oder kleiner als die Außenluftkonzentration, wobei die
Differenz mit steigender Außenluftkonzentration ansteigt. Dieser
Effekt sei bei „kleineren Partikeln“ weniger stark ausgeprägt.
Eine erste Auswertung der im Rahmen des LUPE-Untersuchungs-
programms in Grundschulen durchgeführten Messungen in den
Ländern Bayern, Baden-Württemberg, Berlin und Niedersachsen in
der Zeit zwischen Dezember 2006 und März 2007 zeigt 2-Wochen
Medianwerte auf der Basis von Tagesmedianangaben für Bayern
von 252/216 µg/m3 (2 Klassen, vor der Reinigungsintervention)
und 245/212 µg/m3 (2 Klassen, nach der Reinigungsintervention)
für Berlin 258/290 µg/m3 (vor/nach der Intervention) und für Nie-
dersachsen 170/186 µg/m3 (2 Klassen, vor der Intervention) und
181/145 µg/m3 (2 Klassen, nach der Intervention). Die Grundschu-
len in Bayern und Niedersachsen befinden sich in Schulzentren
im städtischen Gebiet mit überwiegender Wohnnutzung abseits
Abbildung 10: Übersichtsdarstellung
Abb. 10: Übersichtsdarstellung vonvon Transport-
Transport- und Transformatio
und Transformationsvor-
vielbefahrener Hauptstrassen. Die Werte, die in Schulen in Baden- gängen, die Einfluss auf Partikelkonzentrationen in Innenräu-(Quelle:
die Einfluss auf Partikelkonzentrationen in Innenräumen nehmen
Württemberg ermittelt wurden, lagen in einer vergleichbaren Grö- men nehmen (Quelle: Fromme et al. 2008a)
2008a)
5.2 Statistische Auswertung / Reinigungseffekte12 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
5.2 Statistische Auswertung / Reinigungseffekte ren weisen allerdings auch darauf hin, dass in der entsprechenden
Untersuchungswoche der nicht näher klassifizierte „Aktivitätsle-
Die statistische Auswertung ergab für beide Klassen bei der PM10- vel“ geringer war.
Fraktion keinen signifikanten Effekt der intensivierten Reinigung
gegenüber der Standardreinigung.
5.3 Chemische Staubuntersuchungen
Eine Auswertung der Daten der im LUPE-Untersuchungprojekt teil-
nehmenden Bundesländer zeigte für die im Winterzeitraum durch- Chemische Staubuntersuchungen sollen einen Beitrag zur Beant-
geführten PM10-Messungen ebenfalls keinen Effekt der intensivier- wortung der Frage leisten, aus welchen Quellen Innenraumstäube
ten Reinigung auf die PM10-Konzentration (Bayrisches Landesamt stammen. Auch wenn die hohen Konzentrationen in genutzten
für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit, 2007). Unterrichtsräumen vermutlich eine Folge der Bewegungsaktivi-
In einer Auswertung von PM10- und PM2,5-Untersuchungen in ei- täten ist, so stellt sich die Frage nach den Staubquellen und in-
ner 4. Grundschulklasse in Baden-Württemberg in der Zeit vom wieweit sich Außenluftstäube im Innenraum nachweisen lassen.
20.11.06 – 26.7.07 kommen die Autoren zu dem Schluss, das der Als Indikatorsubstanzen für Außenluftstaub werden üblicherweise
Einfluss des intensivierten Reinigens auf „die Feinstaubkonzentra- Sulfat und elementarer Kohlenstoff (EC) untersucht, die als Ver-
tion“ zu vernachlässigen sei. Bei dieser Untersuchung erfolgte je- brennungsprodukte typische Außenluftbestandteile darstellen.
weils eine Reinigung in Anlehnung an die DIN 77400 [2x wöchent- Zusätzlich wurden im Rahmen der vorliegenden Untersuchung
liche Feuchtreinigung des Bodens] bzw. als Interventionsmaßnah- Außen-/Innenrelationen von weiteren Stoffen und Verbindungen
me eine intensivierte Reinigung [schultägliches Feuchtreinigen des bestimmt (z.B. Nitrat und andere anorganische Substanzen sowie
Bodens] im regelmäßigen Wechsel (Gabrio et al. 2008). organischer Kohlenstoff (OC) ).
Zu anderen Ergebnissen kommen die Autoren einer bayrischen Im Rahmen der NLGA-Untersuchung konnte festgestellt werden,
Studie: Im Rahmen dieser Studie wurde die übliche Reinigung (2x/ das Sulfat während der Unterrichtszeit leicht gegenüber der un-
Woche feuchtes Reinigen) mit verstärkter Reinigung (2x/Woche terrichtsfreien Zeit erhöht war. Elementarer Kohlenstoff (EC bzw.
saugen [Sauger mit Feinstaubfilter] und anschließendes feuchtes Ruß) wiederum konnte weder für die Unterrichts- noch für die un-
Wischen) verglichen und eine signifikante Staubminderung fest- terrichtsfreie Zeit nachgewiesen werden. Arsen und Cadmium la-
gestellt. Die PM10-Reduktion wird mit 28% angegeben (Fromme gen in den Klassenräumen bei 6µg/m3 bzw. 5 µg/m3 und bewegen
et al. 2008a). sich im Bereich der analytischen Nachweisgrenze. Die Bleikonzen-
Die vorliegenden Untersuchungen lassen insgesamt noch nicht trationen im Staub lagen bei insgesamt niedrigem Niveau während
deutlich erkennen, ob intensivierte Reinigung einen Einfluss auf der Unterrichtszeit etwas höher als während der unterrichtsfreien
Feinstäube (PM10) hat oder haben kann. Die Auswertung der LUPE- Zeit. Chlorid, Nitrat und Ammonium waren insgesamt in niedrigen
Wintermessungen zeigt keine signifikanten Effekte intensivierter Konzentrationen bestimmbar. Mangels Außenluftdaten vor dem
Feuchtreinigung; abzuwarten sind die weiteren LUPE-Untersu- Schulgebäude ist ein direkter Vergleich und damit der Versuch der
chungsergebnisse für die noch nicht ausgewerteten Messzeiträu- Quellenzuordnung nur eingeschränkt möglich. Das Fehlen von EC
me (=Jahreszeiten). Die im Rahmen der Frankfurter Untersuchun- weist darauf hin, dass der Außenlufteinfluss für die untersuchten
gen festgestellten Reinigungseffekte werden als Veränderung in Klassenräume als gering einzustufen ist.
Relation zu den Außenluftwerten dargestellt: „Im Mittel lagen In 2 bayrischen Untersuchungen zu Stäuben im Schulbereich
die Raumluftkonzentrationen in den Klassenräumen bei täglicher konnten im Innenraum deutlich erhöhte Ca-, K- und Mg-Kon-
Feuchtreinigung etwa 30µg/m3 über der Außenluftbelastung, zentrationen im Vergleich zur Außenluft gefunden werden. Der
während sie im Vorjahr bei 2xwöchentlicher Feuchtreinigung noch überwiegende Anteil der Partikel aus Klassenräumen bestehe aus
etwa 50 µg/m3 über der Außenluftbelastung gelegen hatte.“ Silikaten, organischen Bestandteilen und Calciumkarbonat. Nach
(Stadtgesundheitsamt Frankfurt, 2007). Da die Außenluftwerte Ansicht der Autoren weisen die Untersuchungsergebnisse darauf
fortlaufend Schwankungen unterliegen und die Innenraumwerte hin, das aufgewirbelte Bodenpartikel einen wesentlichen Anteil an
aktivitätsabhängig starken (außenluftunabhängigen) Schwankun- den PM-Gehalten in Schulräumen haben (Fromme et al, 2009).
gen unterliegen, wird dieses Ergebnis als Hinweis gewertet, das In einer schwedischen Untersuchung wurden Innen-/Außenquoti-
ggf. bei weiteren Untersuchungen auf Reproduzierbarkeit geprüft enten für zahlreiche Elemente in Schulen und Kindereinrichtungen
werden sollte. Die im Rahmen der oben genannten bayrischen bestimmt. Eine signifikant erniedrigte Innenraumkonzentration
Untersuchung in Schulen festgestellten positiven Effekte auf die fand sich für S, Ni, Br und Pb während Ti und Ca erhöht waren
PM10-Konzentration wurden nach Staubsaugen mit einem Sau- (Molnar et al. 2007).
ger mit Feinstaubfilter vor dem üblichen Feuchtwischen erzielt. In
eine ähnliche Richtung weist die Untersuchung von Kildeso et al.
5.4 Allergene
(1998), in der die Effekte unterschiedlicher Interventionsmaßnah-
men untersucht wurden. In der Veröffentlichung wird festgestellt, Die Konzentration des Hausstaubmilbenallergens „Der p 1“ von
das signifikante Reinigungsresultate sich lediglich bei der Reini- maximal ca. 80 ng/g Bodenstaub, die im Rahmen der Untersu-
gungsintervention „Staubsaugerverwendung“ zeigten. Die Auto- chungen ermittel wurden, liegt unterhalb eines Wertes von 400Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen 13
ng/g, der von Allergologen als „geringfügig belastet“ eingestuft 6. Zusammenfassung
wird (Renz, 1998).
Die Konzentration des Katzenallergens „Fel d 1“ im Bodenstaub Die Ergebnisse des durchgeführten Untersuchungsprojektes haben
von maximal 520 ng/g Staub liegen im Bereich der Mediankon- aufgrund der Projektbeschränkung auf einen Zeitraum von 4 Wo-
zentration von 485 ng/g, die bei Schuluntersuchungen in Bayern chen und der Untersuchung in 2 Klassenräumen einen orientieren-
(Fromme, 2008b) bzw. von Konzentrationen, die bei 2 Untersu- den Charakter. Zusammengefasst lässt sich feststellen:
chungen in schwedischen Schulen ermittelt wurden: < 16-567 • In der unterrichtsfreien Zeit (Wochenende, Abend- und
ng/g bzw. 868-2325 ng/g Staub (Munir et al. 1993; Zhao et al, Nachtzeit) liegen die PM10- Feinstaubkonzentrationen in den
2006). Renz (1998) stuft Katzenhaarallergen-Konzentration > 400 Klassenräumen in Höhe oder unterhalb der Außenluftkon-
ng/g Katzenhaarallergene als „geringfügig belastet“ ein. zentrationen und der Quotient von PM10/PM2,5 liegt bei ca.
Im Staub des Sofa der „Kuschelecke“ wurden „Fel d 1“-Konzen- „1“.
trationen von 4.400 ng/g – 12.960 ng/g ermittelt, was nach Renz • In der Unterrichtszeit ist der Quotient von PM10/PM2,5 zugun-
(1998) als „sehr hohe Belastung“ gilt. Somit erweist sich das Sofa sten von PM10, das heißt in Richtung der gröberen Partikel
als eine Staubsenke mit einer hohen Konzentration von Katzen- verschoben.
haarallergenen. Dies ist nicht unerwartet, da das Sofa nicht zu der • Der Anstieg der PM10-Konzentrationen in Innenräumen wäh-
vom Schulbetreiber bereitgestellten Einrichtung des Klassenrau- rend der Nutzungsphase scheint eng mit der Zahl und der
mes gehört und auch nicht im Reinigungsplan der Klasse berück- Aktivität der Raumnutzer verbunden zu sein. Hierdurch er-
sichtigt wurde. folgt die Aufwirbelung vor allem der gröberen, durch Aktivi-
tät beeinflussbarer Feinstaubfraktionen während der Unter-
richtszeit.
5.5 TVOC und Formaldehyd
• Die im Rahmen der NLGA-Untersuchung gemessenen Fein-
Die TVOC-Konzentrationen variierten zwischen 9 – 49 µg/m3 und staubwerte liegen in einem Konzentrationsbereich, der in
die Formaldehydkonzentrationen zwischen 0,01-0,02 ppm und la- ähnlicher Höhe auch bei Schuluntersuchungen in anderen
gen damit in sehr niedrigen Konzentrationsbereichen. Bundesländern gefunden wurde.
• Minderungseffekte auf die PM10-Feinstaubkonzentration
durch die intensivierte Reinigung waren im Rahmen dieser
Untersuchung nicht festzustellen. Wie gezeigt wurde, gibt
es eine Reihe von Faktoren wie von Schultag zu Schultag
differierende Bewegungsaktivitäten, der unterschiedliche
Eintrag von Feinstaub durch die Raumnutzer oder auch die
wechselnden Außenluftkonzentrationen, die Einfluss auf die
Feinstaubkonzentrationen in Innenräumen nehmen. Es ist
vorstellbar, dass der Effekt intensivierter Reinigung durch die
genannten Faktoren „überdeckt“ wird und erst bei längerer
Durchführung von möglichst gleichbleibenden Interventions-
maßnahmen erkennbar würde.
• Elementarer Kohlenstoff (EC) als ein typischer Außenluftbe-
standteil war nicht in den untersuchten Innenräumen nach-
weisbar.
• Die Allergenkonzentrationen in der Raumluft oder am Boden
waren unauffällig, im untersuchten „Kuschelbereich“ war die
Katzenallergenkonzentration allerdings hoch.
Weiter lässt sich feststellen:
• Die Hauptquelle der in den Klassenräumen gemessenen Fein-
stäube kann im Augenblick nicht benannt werden. Wesent-
liche Quellen könnten der tägliche Neueintrag durch Schüler
und Lehrer sein (zum Beispiel Verschleppung mit Schuhen;
Abrieb von Kleidung; Hautschuppen) aber auch die Resus-
pension von Stäuben, die sich bereits in Reservoiren im Raum
befinden (Fußbodenritzen oder Ähnliches). Der Beitrag von
Raumnutzern auf die Feinstaubkonzentration in Innenräumen
wird in der Chipherstellung durch vielfältige Maßnahmen,
unter anderem durch das Tragen spezieller Schutzkleidung
berücksichtigt und in der Literatur mit dem Begriff „perso-14 Feinstaub und Allergene in niedersächsischen Schulen
nal cloud“ beschrieben. Eine Quantifizierung des „personal • Der Einfluss einer längeren Phase intensivierter Reinigung und
cloud“ auf die Feinstaubkonzentration im Raum war aller- der Vergleich der Wirkung von Saug- und Wischverfahren
dings nicht möglich. wäre zu testen (Einsatz von Saugern mit Hepa-Feinstaubfil-
• Die bisher vorliegenden Ergebnisse von Feinstaubmessungen tern).
lassen noch keine abschließende Antwort auf die Wirksam-
keit verstärkter Reinigungsmaßnahmen auf Feinstaubkonzen- Exkurs: Statistische Bewertung eines möglichen
trationen in Innenräumen zu. Die Notwendigkeit regelmäßi- Reinigungseffektes
ger, dem Bedarf angepasster und damit gegebenenfalls auch
täglicher Klassenraumreinigung ergibt sich aber unabhängig Während sich der Bericht, bedingt durch den explorativen Cha-
von dieser Frage bereits aus hygienischen Überlegungen. rakter des Messprojektes, vornehmlich auf die reine Deskription
der Messwerte (grafisch sowie in Form von Lageparametern der
jeweiligen empirischen Verteilung) beschränkt, stellt sich bei der
7. Empfehlungen Intervention in den Reinigungsintervallen die weitergehende Fra-
ge, ob sich anhand der Daten ein „statistisch signifikanter Reini-
Maßnahmen zur Reduzierung von Staubeinträgen bzw. -freiset-
gungseffekt“ nachweisen ließe. Hierzu sind einige Vorbemerkun-
zungen in Innenräumen sollten nach Möglichkeit durchgeführt
gen notwendig:
werden auch wenn zur Zeit noch kein standardisiertes Mess- und
1. Es kann lediglich überprüft werden, ob die Staubkonzentrati-
Bewertungsverfahren für Innenräume zur Überprüfung von Ef-
on nach der Reinigungsintervention geringer ausfallen als vor
fekten vorliegt. Neben den üblichen Reinigungsmaßnahmen, die
der Intervention, nicht jedoch ob die Reinigung dafür ursäch-
helfen, eingebrachte Stäube zu entfernen, wären folgende Maß-
lich verantwortlich ist.
nahmen zu berücksichtigen:
2. Beim Vergleich der Werte „vor – nach Intervention“ ist zu
• Die Reduzierung des Staubeintrages in Schulklassen zum Bei-
spiel durch Auslegen von Fußabstreifmatten im Schulgebäu- berücksichtigen, dass die Messwerte voneinander statistisch
de, Tragen von Haus- statt Straßenschuhen in Klassenräumen abhängen; insbesondere hängt die Konzentration zum Zeit-
sowie durch Aufhängen von Jacken und Mänteln möglichst punkt t+1 von der Konzentration zum Zeitpunkt t ab.
außerhalb des Klassenraumes. 3. Es können keine Verteilungsannahmen für die gemessenen
• „Blinde Flecken“ im Bereich der Klassenraumreinigung sind Konzentrationen getroffen werden.
zu vermeiden. Werden zum Beispiel „Kuschelecken“ einge- Um dennoch eine orientierende statische Aussage treffen zu kön-
richtet, so ist sicherzustellen, dass auch diese regelmäßig ge- nen, ob die Konzentrationen in der dritten bzw. vierten Woche
reinigt werden. statische auffällige unterhalb den der ersten beiden Wochen lie-
• Schüler sollten während der aktivitätsintensiven und damit gen, ist wie folgt vorgegangen worden:
feinstauberzeugenden Pausenzeit möglichst nicht in Klassen- a) Pro Tag wird nur ein Messpunkt bzw. Messzeitraum ausge-
räumen bleiben (mit Ausnahme zum Beispiel von Lüftungs- wählt; diese Messpunkte können aufgrund der zwischenzeit-
diensten). lichen Reinigung sowie des zeitlichen Abstands als statistisch
• Klassen sollten regelmäßig, zumindest in den Pausen gelüf- unabhängig angesehen werden. Es liegen somit zehn Messun-
tet werden, was neben einer Feinstaub- auch zu einer CO2- gen vor (x1i, i = 1 ...10) sowie zehn nach der Reinigungsinter-
Absenkung führt. vention (x2i, i = 1 ...10) vor. In den Grafiken 7 und 8 wurde die
dritte Unterrichtsstunde als Messpunkt gewählt.
b) Um etwaige Einflüsse des Wochentages (unterschiedlicher
8. Zukünftige Schulbeginn; Schulfächer) heraus zu konditionieren, werden
paarweise Differenzen über die Tage gebildet, i.e. (di = x1i -
Forschungsschwerpunkte x2i, i = 1 ...10). Unter der These, dass ein Reinigungseffekt
Im Rahmen des durchgeführten Untersuchungsprojektes konnten stattgefunden hat, sind diese Differenzwerte positiv.
eine Reihe Fragen nicht untersucht werden. Weiterer Untersu- c) Es werden zwei nicht-parametrische Tests durchgeführt (für
chungsbedarf wird vor allem für folgende Punkte gesehen: den Einstichprobenfall):
• Die Quantifizierung von Feinstaubfreisetzungen in Abhängig- • i. Der Median-Test (H0: Median(d1..d10) = 0) basiert auf
keit von der Kleidung und der Bewegungsaktivität. der Teststatistik „Anzahl der positiven Differenzwerte“.
• Quantifizierung von Partikelmassen in Staubdepots (z.B. Fuß- Sind mindestens 8 der 10 Differenzwerte positiv , so wäre
bodenritzen oder Oberflächen) und deren Freisetzung bei ver- von einer statistischen Auffälligkeit (Irrtumswahrscheinlich-
schiedenen Nutzeraktivitäten. keit 1. Art: 5%) zu sprechen [Exakter p-Wert: 0,045]
• Die Entwicklung von Modellen für verschiedene Feinstaub- • ii. Der Wilcoxon-Rangsummentest sortiert die Absolutwerte
klassen zur Bestimmung der wesentlichen Einflussgrößen auf der Differenzwerte der Größe nach, vergibt die Ränge dieser
Innenraum-Feinstaubkonzentrationen (Resuspension, Depo- Absolutwerte (von eins bis zehn) an die Differenzwerte und
sition, Lüftung, Aktivitätsstärken von Raumnutzern u.a.). addiert anschließend die Rangsumme über die positiven Dif-Sie können auch lesen
