Staub
Auszug aus: Leitfaden für die Innenraumlufthygiene in Schulgebäuden - Im Wesentlichen lassen sich die Aussagen auf andere Innenräume übertragen
Staub ist die Sammelbezeichnung für feste Teilchen (Partikel), die in der Luft längere Zeit verteilt bleiben (schweben) oder binnen kurzer Zeit sich am Boden und auf Flächen absetzen (sedimentieren). Staubpartikel können bezüglich ihrer Größe sehr unterschiedlich sein. Partikel kleiner als 100 nm werden als Ultrafeinstaub bezeichnet, Partikel bis 2,5 μm als Feinstaub und
Partikel größer 2,5 μm (bis ca. 10 μm) als gröberer Feinstaub. Schwebstaub (TSP–Total Suspended Particulates) sind alle Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 30 μm. Abhängig von der Größe und Dichte der Staubpartikel bleiben diese eine bestimmte Zeit in der Schwebe. Partikel ab einer Größe von 10 μm und mehr sedimentieren z. T. innerhalb weniger Minuten. Feinere Partikel, z. B. von 1 μm, können mehrere Tage im Zustand der Schwebe verbleiben. Sehr feine Partikel, z. B. von 10 nm, reagieren in der Luft miteinander
und bilden größere Partikel bzw. lagern sich an größere Partikel an.
Je kleiner Partikel sind, desto tiefer können sie in die Atemwege eindringen. Partikel über 10 μm Teilchengröße kommen kaum über den Kehlkopf hinaus, nur ein kleiner Teil davon kann die Bronchien und die Lungenbläschen erreichen. Ultrafeine Partikel können über die Lungenbläschen in die Blutbahn gelangen und sich über den Blutweg im Körper verteilen.
Entscheidend für die gesundheitliche Wirkung von Stäuben ist nicht nur ihre Partikelgröße, sondern auch ihre chemische und biologische Zusammensetzung sowie ihre morphologische Struktur und Form. Wie die Partikelgröße wird die Zusammensetzung, Struktur und Form der Partikel von der Art der Quelle geprägt von der sie abgegeben werden.
Bezüglich der Einteilung der Stäube ist zwischen den Feinstäuben der Außenluft und der Innenraumluft zu unterscheiden. Im Außenluftbereich ist davon auszugehen, dass sich die Konzentration der Partikel in der Luft sehr schnell verdünnt. Die Partikelkonzentrationen und -zusammensetzungen ähneln sich oft, ausgenommen bei speziellen Wettersituationen und bei speziellen örtlichen Gegebenheiten.
Ganz anders die Situation in Innenräumen: hier sind die Verteilungsräume wesentlich geringer. Verdünnungseffekte kommen bei weitem nicht so zum Tragen wie in der Außenluft und sind hier insbesondere abhängig vom Lüftungsverhalten und von Luftströmungen im Gebäude. Zudem muss in Innenräumen damit gerechnet werden, dass Partikel verstärkt untereinander reagieren oder auf Wandflächen abgeschieden werden. Elektrostatische Vorgänge in der Luft beeinflussen ebenfalls die Partikelverteilung und –abscheidung. Die Quellen sind im Innenraum vielfältig und abhängig von der individuellen Nutzung. Sedimentierte Partikel können aufgrund mechanischer Verwirbelungen vorübergehend wieder in den Schwebezustand übergehen. Dabei können sich Struktur und Eigenschaften der Partikel ändern. Die genannten Prozesse sind in starkem Maße von den vor Ort vorliegenden baulichen Gegebenheiten abhängig. Dies alles führt dazu, dass die Höhe der Feinstaubbelastung und ihre Zusammensetzung in der Innenraumluft sehr variabel sind und stark von den jeweiligen Einzelbedingungen geprägt werden.
In Schulinnenräumen treten eine Vielzahl von Feinstaubquellen auf. Hierbei handelt es sich vor allem um gröberen Feinstaub. Als Quellen zu nennen sind:
- Außenluft
- Staubeinträge über die Schuhe und die Kleidung
- Partikelfreisetzung von Haut und Haaren
- Partikelfreisetzung beim Kochen und Backen in Lehrküchen (zum Teil gröbere Partikel)
- Arbeiten im Werkunterricht, besonders Schleif- und Sägearbeiten.
Daneben treten auch kleinere Partikel auf. Die Quellen hierfür sind:
- Außenluft
- Bunsenbrennergebrauch, Kerzenabbrand
- Rauchentwicklung bei chemischen und physikalischen Experimenten
- Partikelfreisetzung beim Kochen und Backen in Lehrküchen (zum Teil kleinere Partikel)
- Kopierer und Laserdrucker. Besonders ultrafeine Partikel spielen hierbei eine wichtige Rolle, wie jüngste Untersuchungen, unter anderem Umweltbundesamt, zeigen (die Ergebnisse der Studie sind abrufbar unter: www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3016.pdf)
Die Außenluftkonzentrationen mit Feinstaub beeinflusst wesentlich auch die Konzentrationen feinerer Partikel in Schulen, der gröbere Feinstaubanteil stammt meist aus Innenraumquellen (siehe oben). In Schulräumen, die regelmäßig genutzt werden, kann die Feinstaukonzentration innen deutlich höher als in der Außenluft sein. Dies gilt besonders für den Anteil des gröberen Feinstaubs. Die Staubkonzentration in Schulinnenräumen hängt unter anderem von der Nutzungsfrequenz (Zahl der Schüler, Häufigkeit der Raumnutzung), der Raumgröße und der Art der Raumnutzung (Klassenzimmer für theoretische Fächer, Räume für physikalische, biologische und chemische Experimente, Bastelräume etc.) ab. Im Werkunterricht entstehen Stäube bei Schleif- und Sägearbeiten. In Chemie- und Physikräumen entstehen Stäube bei Experimenten mit Rauchentwicklung und bei der Benutzung von Bunsenbrennern. Durch intensives Lüften, Absaugvorrichtungen bei speziellen Schleifvorgängen und – falls erforderlich – das Tragen eines einfachen Mund- und Nasenschutzes (z. B. aus dem Baumarkt) lassen sich die Staubbelastungen bei naturwissenschaftlichen Experimenten und Bastelarbeiten verringern.
An Staub in Schulen sind neben chemischen Stoffen auch biologische Stoffe gebunden wie z. B. Mikroorganismen, Bakterien und deren Stoffwechselprodukte und Zellbestandteile, aber auch Pollen und deren Bestandteilen sowie von Tieren abgegebene Allergene.
Bei den biologischen Stäuben handelt es sich überwiegend um gröbere Stäube, von denen aber z. T. sehr spezifische Wirkungen, insbesondere bei entsprechend disponierten Menschen (z. B. Allergikern) ausgehen können. Zellbestandteile, die allergene oder toxische Wirkungen hervorrufen können, können auch Teil von Feinstäuben oder Ultrafeinstäuben sein.
Bei Verbrennungsprozessen werden vor allem feine und z. T. auch ultrafeine Stäube in die Raumluft abgegeben. Auch bei der Nutzung von Laserdruckern und -kopierern können in geringem Umfang feine und ultrafeine Partikel frei werden. Bei den durch mechanische Aktivitäten, z. B. während des Unterrichts im Klassenzimmer, wieder verwirbelten sedimentierten Partikeln handelt es sich dagegen überwiegend um gröbere Partikel, wobei nicht nur der auf dem Fußboden oder den Schulbänken liegende Staub wieder aufgewirbelt wird, sondern auch der, der sich auf der Haut, den Haaren, der Kleidung usw. befindet. Zu bedenken ist auch, dass ein Teil dieses Staubes z. B. an den Schuhen von Außen eingetragen wird.
Eine gesundheitliche Bewertung von Feinstaub in Innenräumen ist schwierig, da die bevölkerungsbezogenen Studien zur Wirkung von Feinstaub weitgehend auf Daten zur Belastung der Außenluft mit Feinstaub zurückgreifen. Es wurden überzeugende Zusammenhänge zwischen der Feinstaubkonzentration in der Außenluft und den Auswirkungen auf die Gesundheit gefunden – und dies, obwohl sich die Menschen, dort wo die Studien gemacht wurden, überwiegend in Innenräumen aufhalten. Daraus kann man folgern, dass der Feinstaubanteil aus der Außenluft auch im Innenraum einen wichtigen Beitrag zu den beobachteten Wirkungen leistet. Welchen weiteren Beitrag die Innenraumquellen liefern, ist derzeit noch ungeklärt.
Auch die Ad-hoc-Arbeitsgruppe IRK/AOLG kommt in ihrer aktuellen Stellungnahme zu dem Schluss, dass Stäube in Innenräumen derzeit gesundheitlich nur schwer zu bewerten sind (Ad-hoc-AG IRK/AOLG, 2008: Gesundheitliche Bedeutung von Feinstaub in der Innenraumluft, Bundesgesundhbl-Gesundheitsforsch-Gesundheitsschutz, im Druck). Die Beurteilungskriterien (Grenzwerte), die im Außenluftbereich zur Beurteilung von Partikeln genutzt werden, sind im Schulbereich aufgrund der anderen Quelllage und Zusammensetzung der Feinstäube nicht anwendbar.
So wurden in Klassenzimmern bei aktuellen Untersuchungen vor allem gröbere Feinstaubpartikel nachgewiesen. Nach heutigem Wissen kommt jedoch gerade den kleineren Partikeln (besonders PM 2,5 und noch kleinere Partikel) unter gesundheitlichen Aspekten eine besondere Bedeutung zu. Eine Ausnahme spielen möglicherweise biologische Partikel.
Trotz der Unsicherheiten bei der gesundheitlichen Bewertung von Feinstäuben in Innenräumen erscheint es angeraten, die Staubkonzentration in diesen Räumen unter Beachtung der Verhältnismäßigkeit zu minimieren. Verschiedene Studien in Deutschland haben gezeigt, dass in Schulen nur bei regelmäßigem intensiven Lüften und bei genauer Beachtung der Reinigungsempfehlungen eine Reduzierung der Staubbelastung zu erwarten ist.
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