Ultrafeine Partikel im Innenraum: Entstehung und Vorkommen

Transkript

1 Fortbildung für f r den Öffentlichen Gesundheitsdienst Berlin, März M 27 Ultrafeine Partikel im Innenraum: Entstehung und Vorkommen Dieter Bake Umweltbundesamt Fachgebiet Innenraumhygiene dieter.bake@uba.de 1

2 Worum geht es? Partikelgröß ößen im Vergleich 2

3 Warum? Depositionswahrscheinlichkeit im Atemtrakt Prozent 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Bereich der ultrafeinen Partikel Bereich PM 1,1,1, Partikeldurchmesser in µm 3

4 Vorkommen ultrafeiner Partikel im Innenraum Eintrag aus der Außenluft Quellen im Innenraum Verbrennung oder thermische Prozesse Kondensation 4

5 Verhältnis von Außenluft zu Innenraumluft Außenluft Innenraumluft Partikel / cm³ : : : : : : :24 Datum / Zeit 5

6 Jahreswechsel 26/27 Veränderung der Partikelanzahlkonzentrationen in der Außenluft und in einem abgeschlossenen Innenraum Partikel / cm³ 1. Außenluft Ultrafeine Partikel (1-35nm) Innenraumluft Ultrafeine Partikel (1-35nm) Innenraumluft Feine Partikel (,3-2µm) : : : : : : : : : : Datum / Uhrzeit 6

7 Silvester 26 / 27 Partikelgrößen im Innenraum gemessen Partikel / cm³ ,1,1,1,1,1 Messgerät für Feine Partikel Messgerät für Ultrafeine Partikel Partikeldurchmesser in nm Ultrafeine Partikel vorher Ultrafeine Partikel 1.1., -2 Uhr Ultrafeine Partikel nachher Feine Partikel vorher Feine Partikel 1.1.7, -2 Uhr Feine Partikel nachher 7

8 Partikel / Liter Gesamtkonzentration der Feinen Partikel im Partikelgrößenbereich,3-2 µm abgeschlossenes Labor über Silvester; mittlere Konzentration: 2,6 * 1 4 Part. / l Maximum , 1 Uhr Durchzuglüftung Raucherwohnung; mittlere Konzentration: 3,8 * 1 6 Part. / l : : 1.1. : : 2.1. : : 3.1. : : 4.1. : : 5.1. : : Datum / Zeit 8

9 Unterschiedliche Konzentrationen von ultrafeinen Partikel an der Straßen- und Hofseite eines Hauses Partikel / cm³ Straßenseite Hofseite (Gründonnerstag) nachmittags Straße (Gründonnerstag) nachmittags Hof (Gründonnerstag) abends Straße (Karfreitag) mittags Straße (Ostersonnabend) mittags Straße (Dienstag) mittags Straße (Dienstag) mittags Hof Messort und Messzeit 9

10 Vorkommen ultrafeiner Partikel im Innenraum Eintrag aus der Außenluft Quellen im Innenraum Verbrennung oder thermische Prozesse Kondensation 1

11 Partikel / cm³ Konzentration ultrafeiner Partikel in einem Innenraum ohne interne Quellen gemessen über eine Woche Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Aug 5. Aug 6. Aug 7. Aug 8. Aug 9. Aug 1. Aug 11. Aug 12. Aug 11

12 Verschiedene Konzentrationen in einer Wohnung Partikel / cm³ Ende Nacht Beginn Rauchen 1/2 h nach Beginn Rauchen Kuchenbacken 1/2 h Lüften Partikeldurchmesser in nm Außenluft mittags Straße 12

13 Partikel / cm³ Ultrafeine Partikel: Senkeneffekt Leere Wohnung (ohne Möbel) Beginn: Uhr Ende: 7.42 Uhr Bewohnt (Raucher) Beginn: Uhr Ende: 7.41 Uhr Lfd. Nr. der Messungen 13

14 Partikel / cm³ Konzentration ultrafeiner Partikel in Abhängigkeit von der Anzahl brennender Teelichter Laborluft normal Anzahl der Teelichter 14

15 Relative Steigerung der Konzentration Vergleich der Partikelgrößenspektren: Kerzen, Zigaretten- und Pfeifenrauch 3 Teelichter 1 Teelichter alle Teelichter aus Zigarettenrauch (15 min) Pfeifenrauch (15 min) Partikeldurchmesser in nm 15

16 Partikel / cm³ Zeitlicher Verlauf der Messungen in einer Wohnung mit Gasherd Gasherd an Innenraum Außenluft Innen mit Gasherd : : : :52 Datum / Zeit : : :36 16

17 Ultrafeine Partikel in einer Wohnung: Einfluss eines Gasherdes Partikel / cm³ (dn/dlogdp) Innen (vorher für 1 min Gasherd an) Außen Innen mit Gasherd für 2 min an Normalerweise: Konzentration Innen < Außen Partikeldurchmesser Dp in nm 17

18 Änderungen der Partikelkonzentrationen beim Betrieb verschiedener Staubsauger Faktor (Faktor der Konzentrationserhöhung beim Wirksamwerden der Quelle) Staubsauger 4 mit HEPA-Filter am Luftausgang Staubsauger 1 Staubsauger 2 Staubsauger 3 Staubsauger 4-1,1,1 1 1 Partikeldurchmesser in µm 18

19 Partikel / cm³ Tagesbetrieb Büroraum (ca. 5 m³) Konzentration ultrafeiner Partikel Nachtruhe Tagesbetrieb Tür, Fenster zu Nachtruhe Tagesbetrieb Tür offen Spitzenwerte: jeweils Drucken von 2 Seiten : 3.1. : : : : Datum / Zeit 19

20 Partikel / cm³ 14. Ultrafeine Partikel (UFP) Größenverteilungen in einem Büro Anfang Drucken Nacht Lüften Partikeldurchmesser in nm 2

21 21

22 Partikel / cm³ (dn/dlog Dp) Partikelgrößenverteilungen verschiedener Spraydosen (zum Vergleich mit denen von Pumpsprühflaschen) Spraydosen Pumpsprühflaschen Partikeldurchmesser Dp in nm Nano Bad+WC Spray Insektenspray Möbelpflegespray Imprägnierspray A Imprägnierspray B Imprägnierspray C Haarspray Nano Bad+WC Pumpflasche Glasreiniger A Pumpflasche Glasreiniger B Pumpflasche Badreiniger Pumpflasche Powerreiniger Pumpflasche 22

23 Faktor ,7 Verschiedene Quellen ultrafeiner Partikel Faktor der Konzentrationszunahme nach Wirksamwerden der Quelle 21, 16, 12, Die Partikel haben je nach Quelle unterschiedliche Zusammensetzungen und können somit auch ein unterschiedliches gesundheitliches Risiko darstellen ,7 5,2 2,5,6 Apfelsineschälen Rauchen Kuchenbacken Kerzenlicht (5 Teelichter) Laserdrucker im Büro Staubsaugen (ohne Feinstfilter) Silvester 26 Innenraumluft Staubsaugen (mit Feinstfilter) 23

24 Fazit Es gibt die vielfältigsten ltigsten Quellen für f r ultrafeine Partikel im Innenraum: Eintrag aus der Außenluft Partikel bei Verbrennungsvorgängen ngen oder thermischen Prozessen Partikel aus Kondensaten Mit Hilfe der Spektren der Partikelgröß ößen (Partikelgröß ößenverteilung) lassen sich möglicherweise m Quellen erkennen Bei unbekannten Partikeln ist dieses schwierig, denn eine chemische oder morphologische Analyse der ultrafeinen Partikel ist i noch schwieriger. Laser für f weiche Röntgenstrahlung, Blitz: 25 Femtosekunden (1-15 s) : 11 nm Teilchen sichtbar (Inst. f. Optik u. Atomare Physik, TU Berlin, Nov. 26) 24

25 Zusammenfassung Auf den Innenraum wirkt auch die Staubkonzentration der Außenluft ein. Emissionen zusätzlicher Quellen (Rauchen, Kerzen, Staubsaugen, BürogerB rogeräte, etc.) können k im Innenraum die Staubkonzentration erheblich erhöhen, hen, besonders im Bereich der ultrafeinen Partikeln, bzw. die Zusammensetzung des Staubes ändern. Minimierungsgebot: Solche zusätzlichen Emissionen sollten daher minimiert werden: z. B. durch technische Maßnahmen und geänderte eigene Verhaltensweisen Auf sinnvolles Lüften L ist zu achten. 25