Untersuchungsbericht Nr. MAIC AIRY GreenTech GmbH, Hamburg.

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1 Fraunhofer Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut WKI Fraunhofer WKI Bienroder Weg 54 E 3818 Braunschweig AIRY GreenTech GmbH Attn: Herr Helge B. Knickmeier Elbchaussee Hamburg Deutschland - Germany Institutsleiter Prof. Dr. -Ing. Bohumil Kasal Bienroder Weg 54 E 3818 Braunschweig Germany Dr. Tobias Schripp Materialanalytik & Innenluftchemie Phone Fax sample_info@wki.fraunhofer.de Braunschweig, Untersuchungsbericht Nr. MAIC Auftraggeber: Gegenstand der Untersuchungen: AIRY GreenTech GmbH, Hamburg. Bestimmung der Luftreinigungseffektivität von AIRY Pflanzentopfsystemen für ausgewählte Luftschadstoffe. Inhalt: 1. Probenbeschreibung Seite 2 2. Experimentelles Seite 3 3. Ergebnisse Seite 4 4. Fazit Seite 12 Dieser Bericht umfasst 12 Seiten. Der Untersuchungsbericht darf nur ungekürzt weitergegeben oder vervielfältigt werden. Eine auszugsweise Veröffentlichung ist nur mit schriftlicher Genehmigung des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung Wilhelm- Klauditz-Instituts (WKI) gestattet. Die Prüfergebnisse beziehen sich ausschließlich auf die untersuchten Prüfgegenstände. Das untersuchte Material wurde verbraucht. A18125 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.v., München Vorstand Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. Reimund Neugebauer, Präsident Prof. (Univ. Stellenbosch) Dr. rer. pol. Alfred Gossner Dr. rer. publ. ass. iur. Alexander Kurz Prof. Dr. rer. nat. Georg Rosenfeld Bankverbindung Deutsche Bank, München Konto BLZ IBAN DE BIC (SWIFT-Code) DEUTDEMM USt-IdNr. DE Steuernummer 143/215/2392

2 Probenbeschreibung WKI Nr. Eingangsdatum Probenbezeichnung Produkt-Nr. Hersteller- Code Datums- Stempel P AIRY Pflanzentopf/Erde/Drachenbaum n.a. n.a. n.a. P AIRY Pflanzentopf/Granulat/Drachenbaum n.a. n.a. n.a. P Reg. Pflanzentopf/Erde/Drachenbaum n.a. n.a. n.a. (Probe P5146: n.a./nicht verpackt; Probe P51461: n.a./nicht verpackt; Probe P51462: n.a./nicht verpackt;) Achtung: Probenmaterialien werden nach Erstellung des Untersuchungsberichts für 2 Monate aufbewahrt und danach entsorgt. Bitte setzen Sie sich mit uns in Verbindung, wenn eine längere Aufbewahrungszeit oder eine Rücksendung des Probenmaterials notwendig ist. Bei Probenmaterial für Emissionsprüfungen ist eine Rückstellung und damit eine Wiederholungsmessung normalerweise nicht möglich, dieses Material wird nur für spätere Identifikations- und Dokumentationszwecke aufbewahrt. Vorbereitungen für die Untersuchung des AIRY-Pflanzentopfsystems mit Blumenerde (links, P51461) und dem System mit Spezialsubstrat (rechts, P51461) Seite 2 von 12

3 Untersuchung des Systems mit einem regulären Pflanzentopf (P51462) Experimentelles Die drei Proben bestehen aus je einem Pflanzentopf, der mit jeweils zwei Drachenbaumpflanzen bestückt war. Aufgrund der geringen Höhe der Kammer mussten von jedem Pflanzentopf die jeweils höhere Pflanze entfernt werden. Der verbliebene Pflanzenstumpf wurde mit emissionsarmen Aluminiumklebeband abgeklebt. Die Experimente wurden in einer 1 m³ Emissionsprüfkammer aus Glas durchgeführt. Die Kammer wurde bei einer Temperatur von 25 C betrieben. Die initiale relative Luftfeuchte lag bei 5%. Durch die Einbringung der Pflanzentöpfe wurde die Feuchte unterschiedlich stark beeinflusst. Kondensation wurde nicht beobachtet. In der Emissionsprüfkammer wurde ein Glasgefäß mit einer stabilen, definierten Atmosphäre aus Toluol und Xylol eingebracht. Aus diesem Gefäß wurden mit einem Massenflussregler die beiden Substanzen in die Kammerluft eindosiert. Die Kammer wurde außerdem mit einer 15 W LED-Pflanzenlampe (nur blaue und rote LEDs) ausgestattet, die den Kammerinhalt für 12 h am Tag beleuchtete. Für die Bewertung des Lichtanteils wurde das Licht der Pflanzenlampe vor dem Versuch mit einem UV-Meter (Hönle UV Technology) mit den Flächensensoren UVA (33 nm - 4 nm), UVB (29 nm - 33 nm) und VIS (38 nm - 55 nm) vermessen. Dabei zeigte sich, dass die Lampe keine Lichtanteile im UVA bzw. UVB-Spektrum emittierte. Da lediglich diese Anteile von der Abdeckung der Glaskammer absorbiert werden können, konnte die Lampe außerhalb der Kammer betrieben werden, um störende Einflüsse der Lampe (z.b. Emissionen aus Platinen) zu vermeiden. In die Kammer wurde zwischen dem Ventilator, der die Luft in der Kammer umwälzt (Zielgeschwindigkeit an der Probenoberfläche von,3 m/s) und dem jeweiligen Pflanzentopf ein Ablenkblech platziert, um eine gerichtete Luftströmung auf den Topf zu vermeiden und eine zusätzliche Verwirbelung zu erreichen. Seite 3 von 12

4 Jede der drei Proben wurde für 12 h in der Kammer getestet. Die Entwicklung der Konzentrationen von Toluol und Xylol wurden mit einem Protonen-Transfer-Reaktionsmassenspektrometer (PTR-MS, Ionicon) mit einer Zeitauflösung von 1 min über die beiden Massenspuren m/z 93 (Toluol) und m/z 17 (Xylol) aufgezeichnet. Nach jedem Versuch wurde die Kammer entladen und für mindestens 24 h ohne Inhalt betrieben, um die dauerhafte Konstanz der Dosierung zu überprüfen (siehe Abbildung 1). 12 h 24 h 12 h 24 h 12 h 24 h AIRY-System/Drachenbaum/Erde Leere Kammer (1) AIRY-System/Drachenbaum/Substrat Leere Kammer (2) Reg. Pflanzentopf/Drachenbaum/Erde Leere Kammer (3) Abbildung 1: Ablaufschema des Versuchs Die Ergebnisse der Untersuchungen der drei Proben wurden anschließend im Verhältnis zu den Konzentrationen, die in der jeweiligen leeren Kammer gemessen wurden bewertet und daraus ein Minderungsfaktor berechnet. Ergebnisse: Die Untersuchungsergebnisse sind auf den folgenden Seiten tabellarisch zusammengefasst. Seite 4 von 12

5 Dosierung Die Entwicklung der jeweiligen Konzentration in der leeren Kammer erlaubt Rückschlüsse auf die Effektivität der Dosierung (Abbildung 2-3). Für die flüchtigen organischen Verbindungen wurden sehr hohe Konzentrationen angestrebt, die für Toluol mit ca. 4 ppm und für Xylol mit ca. 1 ppm erreicht wurden. Während die Dosierung von Toluol über die gesamte Versuchsdauer nahezu konstant war (Abbildung 2), zeigte sich bei Xylol nach der Entladung von Probe 2 eine deutlich niedrigere Ausgleichskonzentration (Abbildung 3). Die Dosierung wurde daraufhin angepasst. Konzentration Toluol (m/z 93) [ppb] Leere Kammer (1) Leere Kammer (2) Leere Kammer (3) Zeit [h] Abbildung 2: Entwicklung der Toluol-Konzentration in der leeren Kammer nach Entladung der jeweiligen Probe Seite 5 von 12

6 Konzentration Xylol (m/z 17) [ppb] Leere Kammer (1) Leere Kammer (2) Leere Kammer (3) Zeit [h] Abbildung 3: Entwicklung der Xylol-Konzentration in der leeren Kammer nach Entladung der jeweiligen Probe Toluol- und Xylolexposition Hinsichtlich des Einflusses der getesteten Systeme auf die Emissionen in der Prüfkammer weichen die beiden AIRY-Systeme deutlich vom regulären Pflanzentopf ab. Bei beiden Systemen, die mit einem AIRY Pflanzentopf ausgestattet waren, wurde im Vergleich zur leeren Kammer eine geringere Konzentration von Toluol und Xylol in der Kammerluft festgestellt (Tab. 2). Im Gegensatz dazu ist die Konzentration von beiden Substanzen jeweils höher bei Verwendung des regulären Pflanzentopfs im Vergleich den Blindversuchen. Die Tatsache, dass es sich hierbei nicht um ein Artefakt durch Änderungen in der Dosierung handelt, ist aus Abbildung 7, welches die Entwicklung der Toluolkonzentration in der leeren Kammer vor und nach dem Experiment zeigt, ersichtlich. Aufgrund der Konzentrationsschwankungen ist eine Abschätzung der Reduktionswirkung mit Unsicherheiten behaftet. Auf Basis der drei Leerkammer-Experimente lässt sich der notwendige Konzentrationsunterschied für eine signifikante Abweichung abschätzen. Für Toluol ergibt sich ein Konfidenzintervall von 447±453 ppb (8% Wahrscheinlichkeit). Die Mediane der beladenen Kammern liegen außerhalb dieses Intervalls und daher ist mit einer 8%igen Wahrscheinlichkeit von einem signifikanten Unterschied auszugehen. Im Fall von Xylol ist das Intervall 771±173 ppb (8% Wahrscheinlichkeit). Hier liegen nur die Mediane des AIRY-Pflanzentopfs mit Substrat (P51461) sowie des regulären Pflanzentopfs (P51462) außerhalb dieses Intervalls. Daher ist für den AIRY-Pflanzentopf mit Blumenerde (P5146) die Möglichkeit nicht auszuschließen, dass die Differenz Seite 6 von 12

7 auf Zufall zurückzuführen ist. Aus diesem Grund wird eine Reduktionswirkung nur für die beiden Proben P51461 und P51462 berechnet. Tab. 2: Statistik der Konzentrationsentwicklung von Toluol und Xylol in den durchgeführten Experimenten. Alle Konzentrationen sind in ppb angegeben. Toluol Xylol Median Max. Mittelwert* / Mittelwert* / Median Max. Standardabweichung Standardabweichung AIRY Pflanzentopf/Erde ± 336 (11%) ± 93 (13%) Leere Kammer (1) ± 789 (19%) ± 156 (18%) AIRY Pflanzentopf/Substrat ± 213 (8%) ± 5 (1%) Leere Kammer (2) ± 888 (27%) ± 134 (24%) Reg. Pflanzentopf/Erde ± 536 (12%) ± 166 (16%) Leere Kammer (3) ± 746 (21%) ± 152 (21%) * inkl. Anstieg der Konzentration; Auswertung nicht auf Gleichgewichtskonzentration beschränkt. Die Berechnung der Reduktionswirkung auf Basis des Konzentrationsmedians liefert für beide AIRY- Pflanzentopfsysteme für Toluol eine ähnliche Reduktionswirkung von ca. 3% (P5146: 29%, P51461: 27%). Für Xylol ist die kalkulierte Reduktionswirkung mit ca. 17% (P51461) etwas geringer. Dabei muss berücksichtigt werden, dass die eingestellten Konzentrationen gewollt erheblich oberhalb typischer Innenraumkonzentrationen für diese Substanzen lagen. Aufgrund der Tatsache, dass im Fall des regulären Pflanzentopfsystems eine höhere Konzentration beobachtet wurde als in der leeren Kammer, kann hier die mögliche Adsorptionswirkung nicht bestimmt werden. Da kein Artefakt bei der Dosierung vorlag, steht zu vermuten, dass die Pflanze, der Topf oder die Blumenerde die Substanzen freigesetzt haben. Das System P51462 wurde vor dem Test in einem Besprechungszimmer für zwei Wochen konditioniert bevor es in der Kammer getestet wurde. Daher ist eine Aufnahme von Toluol und Xylol durch vorhergehende Kontamination unwahrscheinlich. Die in Abbildung 4-6 verwendeten Box-Whisker-Plots zeigen mit den beiden Punkten das 95er Percentil (,d.h. die kleinsten 5 % der Datenwerte sind kleiner als dieser oder gleich diesem Wert) und das 5er Percentil. Die Box und die Whisker zeigen (von oben nach unten) das 9er Percentil, das 75er Percentil, den Median (5er Percentil), das 25er Percentil und das 1er Percentil. Seite 7 von 12

8 leere Kammer, Toluol leere Kammer, Xylol AIRY-System mit Blumenerde, Toluol AIRY-System mit Blumenerde, Xylol Konzentration [ppb] Zeit [h] Abbildung 4: Entwicklung der Konzentrationen von Toluol und Xylol bei der Untersuchung des Systems AIRY- Pflanzentopf/Blumenerde/Drachenbaum (P5146) im Vergleich zur leeren Prüfkammer. Seite 8 von 12

9 leere Kammer, Toluol leere Kammer, Xylol AIRY-System mit Spezialsubstrat, Toluol AIRY-System mit Spezialsubstrat, Xylol Konzentration [ppb] Zeit [h] Abbildung 5: Entwicklung der Konzentrationen von Toluol und Xylol bei der Untersuchung des Systems AIRY- Pflanzentopf/Spezialsubstrat/Drachenbaum (P51461) im Vergleich zur leeren Prüfkammer. Seite 9 von 12

10 leere Kammer, Toluol leere Kammer, Xylol Reg. Pflanzentopf mit Blumenerde, Toluol Reg. Pflanzentopf mit Blumenerde, Xylol Konzentration [ppb] Zeit [h] Abbildung 6: Entwicklung der Konzentrationen von Toluol und Xylol bei der Untersuchung des Systems Regulärer Pflanzentopf/Blumenerde/Drachenbaum (P51462) im Vergleich zur leeren Prüfkammer. Seite 1 von 12

11 6 5 Leere Kammer (2) Reg. Pflanzentopf Leere Kammer (3) Toluol-Konzentration [ppb] Zeit [h] Abbildung 7: Entwicklung der Toluolkonzentration während des Experiments mit einem regulären Pflanzentopf im Vergleich zur Dosierung in die leere Kammer vor und nach dem Experiment. Seite 11 von 12

12 Fazit Der AIRY-Pflanzentopf mit zwei unterschiedlichen Substraten sowie ein regulärer Pflanzentopf mit Blumenerde mit jeweils einem Drachenbaum wurden bei deutlich erhöhten Konzentrationen von Toluol, Xylol getestet. Die Konzentrationen der beiden Schadstoffe liegen erheblich oberhalb der für einen normalen Innenraum üblichen Konzentrationen. Die beiden AIRY-Systeme bewirkten eine Reduktion der Konzentrationen von Toluol um ca. 3% 1. Für den AIRY-Pflanzentopf mit Substrat ergibt sich eine Reduktionswirkung von 17% 1 für Xylol. Im Fall des AIRY- Pflanzentopfs mit Blumenerde ist eine Verringerung der Xylol-Konzentration zu erkennen, die jedoch nicht statistisch abgesichert werden kann. Eine Verringerung der Konzentration von beiden Substanzen wurde bei dem regulären Pflanzentopf- System nicht festgestellt. Sachbearbeiter Für den Fachbereich Dr. T. Schripp Dr. E. Uhde 1 statistische Sicherheit >8% (siehe Seite 6) Seite 12 von 12