Aktuelles zum Thema Bioaerosole

Transkript

1 Platzhalter Grafik (Bild/Foto) Aktuelles zum Thema Bioaerosole ANECO- Fachtagung Die angepasste TA-Luft in der Praxis am 28. Juni 2016 in Mönchengladbach Dr. Andrea Gärtner, LANUV NRW

2 Übersicht Einführung Welche Regelungen gibt es zu Bioaerosolen? VDI-RL LAI-Leitfaden TA-Luft alt und neu Aktuelle Untersuchungsergebnisse Untersuchungsbedarf

3 Einführung - Was sind Bioaerosole? luftgetragene Partikel biologischer Herkunft (DIN EN 13098), z.b. organische Bestandteile von Tieren und Pflanzen (Hautschuppen, Haare, Federn, Einstreu, Pollen, Futtermittel.) Mikroorganismen wie Bakterien, Schimmelpilze, Viren oder Bestandteile von diesen (Mykotoxine, Endotoxine, ) andere Begriffe: Mikroben: Mikroorganismen (umgangssprachlich) Keime: Krankheitserreger (veraltet)

4 Einführung Größenverteilung nach Hoppenheidt, 2002 Bakterien: ca Arten bekannt Schimmelpilze: ca Arten bekannt

5 Einführung Es gibt natürliche und anthropogene Emissionsquellen Anthropogene Emissionsquelle sind: Abfallbehandlungs- und Entsorgungsanlagen Deponien, Kompostwerke, MBA, Wertstoffsortieranlagen, Altholzaufbereitungsanlagen, Kläranlagen, Landwirtschaftliche Anlagen Tierställe, Güllelagerung, futtermittelerzeugende Anlagen, Sonstige Anlagen Textilindustrie, Holzverarbeitung, Biotechnologie, Rückkühlwerke,.

6 Einführung Gesundheitliche Wirkungen von Bioaerosolen: Infektionen z.b. Legionärskrankheit, Zoonosen (Q-Fieber, Ornithose, Vogelgrippe..) Allergien und Atemwegserkrankungen allergisches Asthma, exogen-allergische Alveolitis (Farmerlunge, Befeuchterlunge) Toxische Wirkungen ODTS (Organic Dust Toxic Syndrome), grippeähnliche Symptome Atemwegs- und Leberkarzinome Bisher keine Dosis-Wirkungs-Beziehung ableitbar, daher auch keine Grenzwerte!

7 Einstufung von Bakterien in Risikogruppen TRBA 466 Anzahl Spezies RG 1: Biostoffe, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass sie beim Menschen eine Krankheit verursachen. RG 2: Biostoffe, die eine Krankheit beim Menschen hervorrufen können; eine Verbreitung in der Bevölkerung ist unwahrscheinlich; wirksame Vorbeugung oder Behandlung normalerweise möglich. RG 3: Biostoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen können. Die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung kann bestehen, doch ist normalerweise eine wirksame Vorbeugung und Behandlung möglich. RG 4: Biostoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen. Die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung ist unter Umständen groß; normalerweise ist eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung nicht möglich.

8 Welche Regelungen gibt es? VDI- Richtlinienreihen zu Bioaerosolen: VDI 4250: VDI 4251: VDI 4252: VDI 4253: VDI 4254: Wirkung mikrobieller Luftverunreinigungen auf den Menschen Planung von Immissionsmessungen und Ausbreitungsmodellierung Immissionsprobenahme von Bakterien und Schimmelpilzen Analytik von Bakterien und Schimmelpilzen Analyse von gasförmigen mikrobiellen Luftverunreinigungen VDI 4255: Emissionsminderung und Emissionsfaktoren VDI 4256 : Statistische Kenngrößen VDI 4257: Planung und Durchführung von Emissionsmessungen VDI 4258 : Herstellung von Prüfbioaerosolen

9 Welche Regelungen gibt es? Aktuell: Risikobeurteilung von legionellenhaltigen Aerosolen 4250 Bl.2, 11/15 Anlagenbezogene Ausbreitungsmodellierung 4251 Bl. 3, 08/15 Ermittlung Vorbelastung 4251 Bl. 4 E, 07/15 Ermittlung Hintergrundkonzentration 4251 Bl. 2, 08/15 Emissionsfaktoren für Ausbreitungsrechnung Geflügelhaltung 4255 Bl. 3 E, 08/14 Schweinehaltung 4255 Bl. 4 E, 04/16 Anforderungen an Prüfbioaerosole 4258 Bl. 3 E, 03/15

10 Welche Regelungen gibt es? TA-Luft 2002: Nr. 5.4 besondere Regelungen für bestimmte Anlagenarten Zusatzforderung Keime für: Anlagen zum Halten oder zur Aufzucht von Nutztieren Kottrocknungsanlagen Anlagen zur Erzeugung von Kompost aus organischen Abfällen Anlagen zur Vergärung von Bioabfällen und Anlagen, die Bioabfälle in Kofermentationsanlagen mitverarbeiten Die Möglichkeiten, die Emissionen an Keimen und Endotoxinen durch dem Stand der Technik entsprechende Maßnahmen zu vermindern, sind zu prüfen Nr. 4.8: Prüfung, ob Anhaltspunkte für schädliche Umwelteinwirkungen vorliegen und ggf. der Schutz der menschlichen Gesundheit nicht gewährleistet ist.

11 Welche Regelungen gibt es? Leitfaden zur Ermittlung und Bewertung von Bioaerosol-Immissionen der LAI* (Stand ) = LAI-Bioaerosol-Leitfaden Wurde in den LAI-Ausschüssen abgestimmt und der LAI bei der 127. Sitzung am 12./ vorgelegt Soll angewendet werden insbesondere für Anlagen nach Haltung und Aufzucht von Nutztieren Kottrocknung Kompostierung Biologische Behandlung von Abfällen Dient der Prüfung, ob schädliche Umwelteinwirkungen im Sinne des BImSchG hervorgerufen werden können Stellt Kriterien auf für die Notwendigkeit einer Sonderfallprüfung (SFP) auf Eingeführt in 5 Bundesländern, in 7 BL bekannt gegeben. *LAI - Bund/Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz

12 Welche Regelungen gibt es? LAI-Bioaerosol-Leitfaden - Inhalte Prüfung, ob Sonderfallprüfung durchzuführen ist 1. Stufe: Abstand zwischen Wohnort/Aufenthaltsort und Anlage (Beispiele: < 500 m zu Geflügelhaltungsanlagen, halboffenen und offenen Kompostierungsanlagen; < 350 m zu Schweinemastbetrieben; < 200 m zu geschlossenen Kompostierungsanlagen) ungünstige Ausbreitungsbedingungen, z. B. Kaltluftabflüsse in Richtung der Wohnbebauung weitere Bioaerosol emittierende Anlagen in der Nähe (1000 m-radius) empfindliche Nutzungen (z. B. Krankenhäuser) gehäufte Beschwerden der Anwohner wegen gesundheitlicher Beeinträchtigungen, die durch Emissionen aus Bioaerosol-emittierenden Anlagen verursacht sein können (spezifische Erkrankungsbilder)

13 Welche Regelungen gibt es? LAI-Bioaerosol-Leitfaden Inhalte Liegen Anhaltspunkte vor, weil eines oder mehrere dieser Kriterien (1.Stufe) erfüllt sind und aufgrund Gesamtschau der Situation 2. Stufe 2. Stufe: 1. Schritt: Prüfung auf Irrelevanz PM 10 (Zusatzbelastung 1,2 µg/m³ für PM 10 ) plus Gesamtwürdigung der Situation 2. Schritt: Abschätzung Gesamtbelastung nach VDI 4251 Bl. 3 (Vor- und Zusatzbelastung) 3. Schritt: Vergleich Gesamtbelastung mit Orientierungswerten 4. Schritt: Überschreitung Orientierungswerte Sonderfallprüfung

14 Welche Regelungen gibt es? LAI-Bioaerosol-Leitfaden Inhalte Tabelle 1: Leitparameter und LAI-Orientierungswerte Tierhaltung Staphylokokken 240 KBE/m³ Staphylococcus aureus Enterokokken Enterobakterien 240 KBE/m³ 240 KBE/m³ 240 KBE/m³ Abfallbereich Aspergillus spp. 300 KBE/m³ Aspergillus fumigatus Penicillium spp. 150 KBE/m³ 900 KBE/m³ KBE = Kolonie bildende Einheit Keine gesundheitsbasierten Werte!

15 Welche Regelungen gibt es? LAI-Bioaerosol-Leitfaden Inhalte Sonderfallprüfung Gewinnung vertiefter Informationen im Hinblick auf Gesamtbeurteilung Messungen unter Einbeziehung weiterer spezifischer Parameter Analyse der Immissionsdaten Bewertung Kurz- und Langzeitexposition Emissionsminderungsmaßnahmen empfindliche Nutzungen u. a. m. Gesundheitliche Bewertung durch Fachgutachten sehr kritisch, wenn Orientierungswert um Faktor 2 bis 3 bzw. max KBE/m³ überschritten * Beurteilungswerte überschritten schädliche Umwelteinwirkungen sind nicht auszuschließen *Die Überschreitungen des Orientierungswertes um Faktor 2 bis 3 bzw. max. 10³ KBE/m³ werden im NRW Erlass ( ) als Indizwerte bezeichnet.

16 Welche Regelungen gibt es? LAI-Bioaerosol-Leitfaden Erstellung Erfahrungsbericht durch Bundesländer Erarbeitung eines Fragebogens (Teil 1 und 2) Teil 1: Einführung des Leitfadens in den Bundesländern Teil 2: Bisherige Anwendungsbereiche Erstellung eines ersten (vorläufigen) Erfahrungsberichtes bisherige Auswertung Fragebögen Änderungsbedarf weiteres Fachgespräch Bioaerosole erforderlich

17 Welche Regelungen gibt es? Anpassung TA-Luft Neuer Unterpunkt Bioaerosole im Kapitel 4.8. Sonderfallprüfung Bei Vorliegen von Anhaltspunkten -> Anhang 10 heranziehen Neue Nummer Allgemeine Regelung für Bioaerosole und Legionellen: Emissionsminderung entsprechend Stand der Technik! Verdunstungskühlanlagen einschl. Naturzugkühltürme/Nassabscheider: Legionellen vermeiden oder möglichst gering halten. Neue Anhänge: Anhang 7 GIRL Anhang 8 FFH Anhang 9 Deposition Anhang 10 Bioaerosole - LAI-Bioaerosol-Leitfaden Anhang 11 Abgasreinigung bei Tierhaltungsanlagen

18 Welche Regelungen gibt es? Anpassung TA-Luft Neuer Anhang 10: Bioaerosole Er enthält stark verkürzte Auszüge aus dem LAI Bioaerosol-Leitfaden: Anhaltspunkte für die Sonderfallprüfung Strukturierung der Sonderfallprüfung mit zwei Bedingungen, die nicht beide gleichzeig erfüllt sein müssen Kenngröße der Zusatzbelastung für PM 10 Kenngröße der Gesamtbelastung der Leitparameter Tabelle 9 mit Leitparametern und Orientierungswerten für Bioaerosole (Folie 15) Hinweise auf die Obergrenze der Überschreitung des Orientierungswertes und ggfls. eine vertiefte Prüfung des Einzelfalls

19 Welche Regelungen gibt es? Anpassung TA-Luft (aktueller Referentenentwurf) Bioaerosole Bei Anlagen, die Keime und Endotoxine in relevantem Umfang emittieren können, sind Anforderungen zur Emissionsminderung durch dem Stand der Technik entsprechende Maßnahmen zu treffen. Dies gilt insbesondere für die Anlagen der Nummern 7.1, 7.15, 8.5 und 8.6 des Anhangs 1 der 4. BImSchV. Stationäre Verdunstungskühlanlagen inklusive Naturzugkühltürme sowie Nassabscheider, sind so zu errichten und zu betreiben, dass Verunreinigungen des Kühlwassers durch Mikroorganismen, insbesondere Legionellen, vermieden oder deren Konzentrationen so niedrig gehalten werden, wie dies nach dem Stand der Technik möglich ist.

20 Aktuelle Untersuchungsergebnisse Umfangreiche Untersuchungen in NRW und Bayern an Hähnchen- und Schweinemastanlagen Stichprobenartige Messungen in Sachsen an Legehennen- und Putenmastanlagen Emissionskonzentration [KBE/m³] Masthähnchen Legehennen Schweinemast Staphylokokken ,3 * * 10 5 Staphylococcus aureus Intestinale Enterokokken n.n. 5,5 *10 1 n.e ,4 * *10 4 Enterobakterien n.n. od. < BG n.n. od. < BG n.n. = nicht nachweisbar, n.e. = nicht ermittelt, BG = Bestimmungsgrenze Daten in VDI-Richtlinien 4255 Blatt 3 und Blatt 4

21 Aktuelle Untersuchungsergebnisse Es konnten Emissionsfaktoren bzw. Konventionswerte abgeleitet werden. Spezifische Fracht Schweinemast Stichprobenumfang Spezifische Fracht Hähnchenmast Stichprobenumfang [KBE/(s*Tp)] n [KBE/(s*Tp)] n Staphylokokken 2* * Enterokokken 4* * Staphylokokken: Emissionen aus Hähnchenmastanlagen >> Emissionen aus Schweinemastanlagen Daten in VDI-Richtlinien 4255 Blatt 3 und Blatt 4

22 Aktuelle Untersuchungsergebnisse Zu Emissionen [4,5]: Molekularbiologische Untersuchungen: Zusammensetzung der emittierten Bioaerosole sehr komplex. Viele bisher nicht beschriebene Arten. Gattung Staphylococcus Hauptbestandteil der Bakterienemissionen in Geflügelhaltungsanlagen, aber nicht in Schweinemastanlagen. Es treten auch Bakterien der Risikogruppe 2 auf (Einstufung Arbeitsschutz)

23 Aktuelle Untersuchungsergebnisse Zu Immissionsmessungen an Anlagen zur Geflügelhaltung [1,2]: Im Umfeld von Geflügelhaltungsanlagen können erhöhte Konzentrationen von Bakterien der Gattung Staphylococcus nachgewiesen werden. Intestinale Enterokokken meistens < BG, Staphylococcus aureus und Enterobakterien < NWG Als Leitparameter geeignet: Staphylokokken Analytik: Für Bakterien eingesetzte Selektivnährmedien zeigen bei Umweltproben häufig eingeschränkte Selektivität; für quantitative Analytik Bestätigung der Kolonien mit Hilfe weiterer (z.b. molekularbiologischer) Verfahren erforderlich.

24 Aktuelle Untersuchungsergebnisse Immissionsprognose : Immissionsprognose nach VDI 4251 Bl. 3 überschätzt in vielen Fällen erheblich die tatsächlich gemessenen Immissionskonzentrationen von Staphylokokken. Unterschreitung des Orientierungswertes häufig erst nach 2 km in Abstand von der Quelle. Abbildungen aus [1] übernommen Mögliche Ursachen für Abweichung: z.b.: Korngröße Tenazität

25 Aktuelle Untersuchungsergebnisse Emissionsminderung: Es existieren Abluftreinigungsanlagen für die Minderung von Gerüchen, Staub und Ammoniak. Bei der Minderung von Staubemissionen werden auch Bioaerosole abgeschieden. Messungen des LANUV und von [3] und [6] haben gezeigt, dass die Reinigungsleistung für Bakterien bei ca. 90 % liegt. Antibiotikaresistenz [4,5]: Hähnchenmastanlagen: MRSA tritt in der Abluft selten auf. Schweinemastanlagen: MRSA tritt in der Abluft häufig auf, Konz. ca. 10³ KBE/m³

26 Zusammenfassung 1. In den letzten Jahren wurden gesetzliche und untergesetzliche Regelungen erarbeitet, um Bioaerosole in Genehmigungsverfahren zu berücksichtigen. 2. Diese Regelungen werden in vielen Bundesländern angewendet und geprüft. 3. In mehreren Untersuchungsprojekten wurde eine Vielzahl an neuen Erkenntnissen zu Bioaerosolen gewonnen. 4. Es gibt jedoch immer noch viele offene Fragen zu beantworten. 5. Eine Überarbeitung/Präzisierung des LAI-Leitfadens in einigen Punkten ist erforderlich.

27 Literatur (Auswahl) [1] Bayerisches Landesamt für Umwelt: Ermittlung der Bioaerosolbelastung im Umfeld von Mastgeflügelanlagen; Endbericht Teil 1 zum Forschungsvorhaben P 2110 (2015). [2] Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie des Freistaates Sachsen: Bioaerosole aus Tierhaltungsanlagen, Bericht zum Sachstand; Abschlussbericht [3] Bayerisches Landesamt für Umwelt: Emissionsminderung durch Abgasreinigung in bayerischen Tierhaltungsanlagen. Endbericht Teil 2 zum Forschungsvorhaben P2110 (2015). [4] Gärtner, A., Gessner, A., Gromöller, S., Klug, K., Knust, S., Jäckel, U.: Emissionen aus der Schweinemast Untersuchungen zur Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft und Antibiotikaresistenz Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft 76 (2016) Nr. 1/2, [5] Gärtner, A., Gessner, A., Martin, E., Jäckel, U.: Emissionen aus der Hähnchenmast Untersuchungen zur Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft und Antibiotikaresistenz Teil 2: Ergebnisse. Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft 74 (2014) Nr. 9, [6] Abschlussbericht des F&E-Vorhabens Prüfung und Bewertung der biologischen Sicherheit von anerkannten Abluftreinigungsanlagen in der Nutztierhaltung 2807 UM003, 2013.

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Tel.: 0201/