Gesunde Luft in Schulen Teil 3

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2 Gesunde L Gesunde Luft in Schulen Teil 3 -Schimmelpilze im Sedimentationsstaub von Klassenräumen- Heinz-Dieter Neumann 1), Martin Buxtrup 2), Andreas Sander 3), Klaus Klus 4) 1) Dr.-Ing. Heinz-Dieter Neumann, ehemals Unfallkasse NRW, Düsseldorf 2) Martin Buxtrup, Unfallkasse NRW, Münster 3) Andreas Sander, I Cee u clinical solutions, Essen 4) Dr. rer. nat. Klaus Klus, BMA-Labor, Bochum

3 3 Inhaltsangabe: Zusammenfassung Seite 4 1. Einleitung Seite 5 2. Material und Methoden Seite 5 3. Ergebnisse Seite Ergebnisse aller Räume Seite Räume mit Auffälligkeiten Seite Routine zur Beurteilung von Auffälligkeiten Seite Diskussion Seite Schlussfolgerungen Seite Literatur Seite Danksagung Seite 41 Anhang Seite 42

4 4 Zusammenfassung Die Beurteilung von Schimmelpilzbefall in Innenräumen, sei es durch Feuchteschäden oder eingetragene Quellen, ist eine komplexe Aufgabe. Als Beurteilungsmethoden dienen Luftmessungen, Materialproben und Staubproben. Bei Staubproben ist es allerdings bislang nicht gelungen, ein standardisiertes Verfahren zur Analytik und Beurteilung zu erarbeiten. Daher können Ergebnisse von Staubuntersuchungen nicht eindeutig interpretiert werden. Ziel dieser Arbeit war es daher, durch eine Langzeitaufnahme von luftgetragenen Schimmelpilzen im Sedimentationsstaub auf höher gelegenen Ablagerungsflächen eine Interpretationshilfe zu erarbeiten. Die Untersuchungen erfolgten über einen Zeitraum von sechs Jahren in 371 Räumen von 111 Schulen in Nordrhein-Westfalen, in denen es keine Beschwerden über eine unzureichende Raumluftqualität gab. Um sicherzustellen, dass der Staub luftgetragen war, wurden als Staubsammelfläche höher gelegene Flächen in Klassenräumen ausgesucht. In der Regel waren es Tafelkonsolen, die vor Beginn der Staubsammlung intensiv gereinigt wurden. Die Sammelzeit betrug zwei Monate, so dass eine jahreszeitliche Zuordnung der Ergebnisse möglich war. Im Rahmen der Standardauswertung wurden 105 Schimmelpilzspezies und -gattungen differenziert. Als Ergebnis ist festzustellen, dass die Methode geeignet ist, Schimmelpilzbefall in Innenräumen aufzuspüren. Maßgeblich für die Beurteilung mit Hilfe der Methode sind dabei der Nachweis der nicht oder selten ermittelten Feuchtezeiger sowie das Überschreiten der 95-Perzentilwerte der ermittelten Hintergrundwerte.

5 5 1. Einleitung Gesundheitliche Beschwerden in Innenräumen werden häufig mit vermuteten oder erkennbaren Schimmelpilzbelastungen in Verbindung gebracht. Wenngleich Dosis- Wirkungsbeziehungen für solche Beschwerden durch Schimmelpilze in Innenräumen bislang noch nicht abgeleitet werden konnten, sollten Schimmelpilzbelastungen in Innenräumen sachgerecht beurteilt werden können. Da Schimmelpilze aber ubiquitär vorhanden sind, ist die Beurteilung von Schimmelpilzbefall in Innenräumen, sei es durch Feuchteschäden oder eingetragene Quellen, eine komplexe Aufgabe. In der Regel dient dazu eine punktuelle Probenahme der Schimmelpilze in den betroffenen Räumen und in der Außenluft. Dabei ist es oft zweifelhaft, ob das Ergebnis aussagekräftig ist, da die gemessenen Konzentrationen vom Sporenflug zum Messzeitpunkt abhängt. Alternativ zu den Luftproben können Materialproben, Abklatsch- oder Klebefilmproben sowie Staubproben genommen werden. Bei Staubprobenahmen auf Fußböden werden allerdings auch die Schimmelpilze erfasst, die durch Verschmutzungen in den Raum eingetragen werden. Ziel dieser Arbeit war es daher, ein Beurteilungsverfahren zu entwickeln, das die beschriebenen Nachteile von Luft- und Staubproben nicht enthält. Dazu wurde im Rahmen des Projektes Gesunde Luft in Schulen der Unfallkasse NRW, eine Langzeitaufnahme von luftgetragenen Schimmelpilzen im Sedimentationsstaub auf höher gelegenen Ablagerungsflächen in Klassenräumen durchgeführt. Die Probenahmezeit betrug jeweils zwei Monate. Der Sporenflug von Spezies aus Innenraumquellen wird somit sicherer erfasst als bei Luft- oder Bodenstaubproben und ist nicht vom Messzeitpunkt abhängig. Dabei ist sichergestellt, dass die Schimmelpilze luftgängig und somit inhalativ verfügbar waren. Ferner ist das Alter des Staubes bekannt, sodass die Ergebnisse der Staubproben jahreszeitlich interpretiert werden können. Im Gegensatz zu Bodenstaubproben unterbleiben Kontaminationen durch eingetragenen Staub und das Gewicht und die Zusammensetzung des Staubes sind nicht abhängig von der Art, dem Alter und dem Zustand des Bodenbelages. 2. Material und Methoden Die Untersuchungen erfolgten über einen Zeitraum von 6 Jahren in 371 Räumen von 111 Schulen in Nordrhein-Westfalen, in denen es keine Beschwerden über eine unzureichende Raumluftqualität gab. Vertreten waren 41 Grundschulen, zwölf Hauptschulen, 13 Realschulen, 19 Gymnasien, acht Gesamtschulen, neun Berufskollegs und neun Sonderschulen. Um eine Kontamination durch Bodenstaub zu vermeiden und sicherzustellen, dass der Staub luftgetragen war, wurden als Staubsammelfläche höher gelegene Flächen in Klassenräumen ausgesucht. In der Regel waren es Tafelkonsolen, die vor Beginn der Staubsammlung intensiv feucht gereinigt wurden. Standen keine Tafelkonsolen zur Verfügung, erfolgte die Staub-

6 6 sammlung auf der Deckenplatte von Klassenraumschränken oder auf höher gelegenen Regalflächen. Die Sammelzeit betrug zwei Monate. Diese wurde so geplant, dass längere Leerzeiten des Raumes in Ferienzeiten ausblieben. Nach der Sammelzeit von zwei Monaten wurden die Oberflächen mittels eines Industriestaubsaugers der Firma Kärcher Typ 2701 mit einer Luftmenge von 68 l/s abgesaugt. Die Abscheidung des Staubes erfolgte auf einem Gelatinefilter mit einem Durchmesser von 50 mm in einem Filterhalter der Firma Sartorius. Die Ansaugöffnung hatte einen Durchmesser von 7mm. Durch die strömungsgünstige Formgebung war eine gleichmäßige Mikroorganismen- und Partikelbelegung gegeben (Abbildung 1). Das Stützsieb des Filters wurde im Heißluftsterilisator für vier Stunden bei 180 C sterilisiert. Abbildung 1: Probenahmekopf Die Analytik der Proben erfolgte in der BMA-Labor GbR in Bochum mit einer Standardauswertung auf 105 Schimmelpilzspezies. Die Auswertungsmethode richtete sich nach dem abgestimmten Arbeitsergebnis Schimmelpilze in Innenräumen Nachweis, Bewertung, Qualitätsmanagement des Arbeitskreises Qualitätssicherung Schimmelpilze im Innenraum am Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg (1) sowie nach der Methode des 4. Ringver-

7 7 suchs Differenzierung von innenraumrelevanten Schimmelpilzen des Landesgesundheitsamtes Baden-Württemberg (2). Der Staub wurde einschließlich der Filter mit jeweils dem 100-fachen seines Gewichts mit einer NaCl / Tween-Lösung (0,9% / 0,01%) versetzt und 30 min bei 35 C auf einem 2D- Schüttler in dem Gefäß geschüttelt, das zuvor zur Probengewinnung mit dem Filter ausgewogen worden war. Staubmengen unter 100 mg wurden in 10 ml suspendiert. Von der erhaltenen Suspension und weiteren Verdünnungsstufen dieser Suspension (1:10 und 1:100) wurden pro Verdünnungsstufe 100 µl auf jeweils drei DG-18-Agarplatten und drei Malzextrakt-Agarplatten zur Inkubation bei C sowie pro Verdünnungsstufe auf weitere drei Malzextrakt-Agarplatten zur Inkubation bei C ausgespatelt. Zur Bestimmung der kultivierbaren Schimmelpilzeinheiten und zur Differenzierung der Schimmelpilz-Spezies erfolgte die Auszählung der Schimmelpilzkolonien zwischen dem 2. und dem 10. Tag. Zur Bestimmung der Gesamt-KBE wurde in der Regel das Ergebnis der DG-18-Agarplatten verwendet. Schimmelpilze, die auf DG-18-Agar nicht kultiviert werden konnten, wurden auf Malzextrakt-Agar ausgewertet und zu der auf DG-18-Agar ermittelten KBE-Zahl zur Gesamt- KBE zusammengeführt. Für die Gesamt-KBE wurden die Platten der Verdünnungsstufe mit möglichst zwischen 10 und 100 KBE pro Platte ausgewertet. Zur Quantifizierung der einzelnen Arten wurden alle Platten der Verdünnungsstufe ausgewertet, auf denen 1 bis 50 (in Ausnahmen bis 100) KBE dieser Spezies auszählbar waren. Die Ergebnisse der DG-18-Agarplatten wurden vollständig wiedergegeben und die der Malzextrakt-Agarplatten nur für die Spezies, die auf DG-18-Agar nicht kultiviert werden konnten. Dieses erfolgte z.b. für die Art Stachybotrys chartarum oder Chaetomium spp. sowie für die Ergebnisse der bei 37 C kultivierten Agarplatten zur Differenzierung der thermophilen Schimmelpilze wie z.b. Aspergillus fumigatus. Die Differenzierung der Schimmelpilzspezies erfolgte aufgrund der Morphologie des makroskopischen und mikroskopischen Bildes anhand üblicher Differenzierungsschlüssel (1, 3; 4, 5). Es wurden die Schimmelpilzarten differenziert, deren Konzentration mindestens KBE / g beträgt, d.h. die in der Ausgangssuspension von 1 g Staub pro 100 ml Suspension mit mindestens 1 KBE pro Agarplatte vertreten waren. Zur Darstellung des Konzentrationsspektrums der Schimmelpilze im Staub wurden die mit der beschriebenen Methode erhobenen Messdaten aus 371 Klassenräumen in 111 Schulen statistisch ausgewertet. Die Auswertung erfolgte mithilfe eines Excel-Programms. Bestimmt wurden die Minimal- und Maximalwerte, die Medianwerte sowie die 90- und 95- Perzentilwerte. Die Medianwerte verdeutlichen dabei die mittlere Schimmelpilzbelastung des

8 8 gesammelten Staubes. Die 95-Perzentilwerte dokumentieren eine vergleichsweise hohe Konzentration, wobei Ausreißer ausgeblendet werden. 3. Ergebnisse 3.1 Ergebnisse aller Räume Tabelle 1 zeigt die Rangordnung der Bestimmungen sortiert nach Anzahl der Nachweise. Demnach wurden in dem gesammelten Staub 70 Schimmelpilzspezies und gattungen von den 105 Standardauswertungen nachgewiesen. Dabei handelte es sich neben den Hefen um 50 konkret zu benennende Spezies, zwölf undefinierte Spezies und fünf Gattungen bzw. Gruppen. Nicht identifizierbare Spezies wurden unter andere Spezies oder unter nicht bestimmte Schimmelpilzart subsumiert. Schimmelpilze der Gattung Cladosporium und Penicillium wurden am häufigsten nachgewiesen. Die am häufigsten nachgewiesene Spezies war Aspergillus fumigatus, gefolgt von Penicillium brevicompactum, Penicillium chrysogenum und Aspergillus versicolor. Häufig nachgewiesen wurden ebenfalls die Hefen. Nur zehn der ausgewerteten Spezies und Gattungen wurden inklusive der nicht definierbaren und der Hefen mehr als 100-mal nachgewiesen. Nachgewiesene Pilzspezies und gattungen mit hoher Indikation für Feuchteschäden (1, 19), kurz auch Feuchtezeiger genannt, sind in der Tabelle grau hinterlegt dargestellt. So wurden Feuchtezeiger aus den Gattungen Aspergillus und Penicillium häufig nachgewiesen, andere wie Stachybotrys chartarum nur zweimal, davon einmal in höherer Konzentration von mehr als KBE/g. Die Ursache hierfür konnte nicht ermittelt werden. Die Feuchtezeiger Phialophora spp. und Tritirachium album fanden keinen Nachweis. Schimmelpilze sortiert nach Zahl der Nachweise (n=371) n>bg Maximalwert Min>BG Median 90-Perz 95-Perz andere Spezies Cladosporium spp Penicillium spp Aspergillus fumigatus Hefen Penicillium brevicompactum Penicillium chrysogenum Aspergillus versicolor Eurotium sp Aspergillus spp Aureobasidium pullulans Penicillium aurantiogriseum-gruppe

9 9 Aspergillus niger Alternaria sp Penicillium sp Botrytis cinerea Pencillium olsonii Eurotium amstelodami Wallemia sebi Rhizopus stolonifer Penicillium glabrum Aspergillus restrictus Trichoderma sp Aspergillus ochraceus oder Aspergillus westerdijkiae Aspergillus sydowii Eurotium herbariorum Mucor hiemalis Penicillium variabile Mucor plumbeus Cladosporium cladosporioides Mucor racemosus Aspergillus penicillioides oder Aspergillus restrictus Aspergillus ustus Scopulariopsis sp Eurotium spp Paecilomyces variotii Penicillium corylophilum Phoma glomerata Rhizopus oryzae Ulocladium sp Penicillium rugulosum Alternaria alternata Aspergillus flavus Mucor circinelloides Penicillium digitatum Aspergillus sp Chaetmomium globosum Penicillium nalgiovense Rhizopus sp Trichothecium roseum Acremonium strictum Absidia corymbifera Aspergillus candidus Aspergillus penicillioides Chrysonilia sitophila Eine nicht bestimmte Schimmelpilzart

10 10 Fusarium sp Mucor sp Penicillium chrysogenum oder Penicillium expansum Stachybotrys chartarum Acremonium sp Chaetomium sp Chromelosporium fulvum Cladosporium herbarum Paecilomyces farinosus Penicillium camemberti Penicillium expansum Penicillium funiculosum Trichoderma viride Ulocladium chartarum KBE-Gesamt Außenluftschimmelpilze KBE-Gesamt-Außenluftschimmelpilze Tabelle 1: Nachgewiesene Schimmelpilze in KBE/g Staub nach Anzahl der Nachweise sortiert (Feuchtezeiger grau hinterlegt) In Tabelle 2 sind die Schimmelpilzkonzentrationen in der Rangfolge nach dem 95- Perzentilwert dargestellt. Acht der zehn am meisten nachgewiesenen Spezies und Gattungen befinden sich auch unter den zehn höchsten nach der Rangfolge der 95-Perzentilwerte. Die höchsten 95-Perzentilwerte fanden sich für die Gattung Cladosporium und Hefen. Höchste 95-Perzentilwerte für einzelne Spezies wurden für Penicillium chrysogenum und Penicillium brevicompactum sowie für Aspergillus versicolor und Aspergillus fumigatus ermittelt. Schimmelpilze sortiert nach dem 95-Perzentilwert (n=371) n>bg 95-Perz Maximalwert Min>BG Median 90-Perz Cladosporium spp andere Spezies Hefen Penicillium chrysogenum Penicillium brevicompactum Penicillium spp Penicillium aurantiogriseum-gruppe Aspergillus versicolor Aspergillus fumigatus Aureobasidium pullulans Penicillium sp Eurotium sp

11 11 Pencillium olsonii Botrytis cinerea Aspergillus niger Alternaria sp Aspergillus spp Aspergillus restrictus Eurotium amstelodami Penicillium glabrum Wallemia sebi Rhizopus stolonifer Absidia corymbifera Acremonium sp Alternaria alternata Aspergillus candidus Aspergillus flavus Aspergillus penicillioides Aspergillus penicillioides oder Aspergillus restrictus Aspergillus sp Aspergillus sydowii Aspergillus ustus Chaetmomium globosum Chaetomium sp Chromelosporium fulvum Chrysonilia sitophila Cladosporium cladosporioides Cladosporium herbarum Eine nicht bestimmte Schimmelpilzart Eurotium herbariorum Eurotium spp Fusarium sp Mucor circinelloides Mucor racemosus Mucor sp Paecilomyces farinosus Paecilomyces variotii Penicillium camemberti Penicillium chrysogenum oder Penicillium expansum Penicillium corylophilum Penicillium digitatum Penicillium expansum Penicillium funiculosum Penicillium nalgiovense Penicillium rugulosum

12 12 Phoma glomerata Rhizopus oryzae Rhizopus sp Scopulariopsis sp Stachybotrys chartarum Trichoderma sp Trichoderma viride Trichothecium roseum Ulocladium chartarum Ulocladium sp Aspergillus ochraceus oder Aspergillus westerdijkiae Mucor hiemalis Mucor plumbeus Penicillium variabile Acremonium strictum KBE-Gesamt Außenluftschimmelpilze KBE-Gesamt-Außenluftschimmelpilze Tabelle 2: Nachgewiesene Schimmelpilze in KBE/g Staub nach 95-Perzentilwert sortiert Der Tabelle 3 sind die Schimmelpilzkonzentrationen sortiert nach dem Maximalwert zu entnehmen. Sie ist von den Probenahmen in Räumen geprägt, die Auffälligkeiten aufwiesen, wie an späterer Stelle noch erläutert wird. Schimmelpilze sortiert nach Maximalwert (n=371) n>bg Maximalwert Min>BG Median 90-Perz 95-Perz Aspergillus penicillioides Penicillium chrysogenum Penicillium aurantiogriseum-gruppe Hefen Aspergillus versicolor andere Spezies Cladosporium spp Wallemia sebi Acremonium strictum Aspergillus restrictus Pencillium olsonii Penicillium variabile Penicillium brevicompactum Penicillium sp Mucor plumbeus

13 13 Penicillium spp Penicillium glabrum Mucor hiemalis Aspergillus candidus Penicillium digitatum Aspergillus ochraceus oder Aspergillus westerdijkiae Aspergillus fumigatus Aspergillus penicillioides oder Aspergillus restrictus Penicillium corylophilum Penicillium funiculosum Aureobasidium pullulans Eine nicht bestimmte Schimmelpilzart Eurotium amstelodami Rhizopus stolonifer Penicillium nalgiovense Eurotium sp Cladosporium cladosporioides Penicillium rugulosum Aspergillus ustus Alternaria sp Rhizopus sp Acremonium sp Botrytis cinerea Eurotium herbariorum Paecilomyces farinosus Aspergillus sp Aspergillus spp Aspergillus niger Penicillium camemberti Aspergillus flavus Stachybotrys chartarum Aspergillus sydowii Trichoderma sp Paecilomyces variotii Chaetmomium globosum Trichothecium roseum Eurotium spp Mucor sp Scopulariopsis sp Ulocladium chartarum Rhizopus oryzae Mucor racemosus Phoma glomerata Absidia corymbifera

14 14 Penicillium expansum Mucor circinelloides Cladosporium herbarum Ulocladium sp Chrysonilia sitophila Alternaria alternata Penicillium chrysogenum oder Penicillium expansum Fusarium sp Trichoderma viride Chromelosporium fulvum Chaetomium sp KBE-Gesamt Außenluftschimmelpilze KBE-Gesamt-Außenluftschimmelpilze Tabelle 3: Nachgewiesene Schimmelpilze in KBE/g Staub nach Maximalwert sortiert Zusätzlich zu der Gesamtauswertung wurden die Schimmelpilzkonzentrationen auch in Zwei- Monatsintervallen ausgewertet. Stichtag für die Zuordnung zu einem Zwei-Monatsintervall war dabei der Zeitpunkt der Hälfte der Probenahmezeit, also ein Monat nach der Säuberung der Sammelfläche. Abbildungen 2 bis 6 zeigen die Zwei-Monatsauswertungen für die Konzentration der fünf am meisten gefundenen Schimmelpilzgattungen und spezies inklusive der nicht identifizierten Spezies (Andere Spezies). Die Zahl der Auswertungen ist dabei in den Monaten Januar und Februar sowie Juli und August am geringsten, da Ferienzeiten ausgespart wurden. Die Gesamtübersicht der Zwei-Monatsauswertungen ist dem Anhang zu entnehmen. Die jahreszeitliche Abhängigkeit der Ergebnisse ist bei den Schimmelpilzen der Gattung Cladosporium deutlich erkennbar. Die Medianwerte unterscheiden sich zwischen den Winterund Sommermonaten um deutlich mehr als den Faktor zehn, wobei die Mediane der Konzentrationen in den Wintermonaten in einer Größenordnung von 10 4 KBE/g und in den Sommermonaten bei 10 5 KBE/g liegen. Die 95-Perzentilwerte erreichen die Größenordnung von 10 6 KBE/g. Alle anderen Spezies und Hefen zeigen einen gleichmäßigeren Verlauf über das Jahr. Der Medianwert für Andere Spezies liegt bei 10 5 KBE/g, der für die Gattung Penicillium und für die Hefen bei 10 4 KBE/g, wobei der Medianwert der Hefen im Juli und August aufgrund der geringen Nachweise unterhalb der Bestimmungsgrenze liegt. Die Medianwerte für alle anderen Gattungen und Spezies liegen darunter, zumeist unterhalb der Bestimmungsgrenze (s. Anlage).

15 15 Andere Spezies Median Minimum>BG 95-Perzentil KBE / g Staub Cladosporium spp. Median Minimal > BG 95-Perzentil KBE / g Staub

16 16 Penicillium spp. Median Minimum > BG 95-Perzentil KBE / g Staub Aspergillus fumigatus Median Minimum > BG 95-Perzentil KBE / g Staub

17 17 Hefen Median Minimum>BG 95-Perzentil KBE / g Staub Abbildungen 2-6: Konzentrationsverläufe in 2-Monatsintervallen für die fünf am meisten nachgewiesenen Spezies und Gattungen Gesamtschimmelpilze Median Minimum>BG 95-Perzentil KBE / g Staub Abbildung 7: Konzentrationsverlauf in 2-Monatsintervallen für Gesamtschimmelpilze

18 18 Analog zur Konzentration der Gattung Cladosporium verhält sich auch der Jahresgang der Gesamtschimmelpilzkonzentration, wenn auch nicht so ausgeprägt wie bei den Cladosporien (Abbildung 7). Im Median liegen die Konzentrationen in der Größenordnung 10 5 KBE/g und als 95-Perzentilwert in der Größenordnung 10 6 KBE/g gesehen über das gesamte Jahr. So war die Gesamtschimmelpilzkonzentration in den Sommermonaten wohl insbesondere von den Schimmelpilzen geprägt, die in der Außenluft auftraten und durch Lüftung eingetragen wurden. Neben den Cladosporien sind dies unter anderem Aureobasidium spp., Alternaria spp., Fusarium spp. und Botrytis cinerea (1). Diese waren jedoch hinsichtlich ihrer Konzentration und Zahl der Nachweise deutlich weniger auffällig als Cladosporium spp.. In den 371 Proben wurde Aureobasidium pullulans insgesamt nur 97-mal nachgewiesen, Alternaria sp. 47-mal und Botrytis cinerea 43-mal. Die Mehrzahl der Nachweise entstammten dabei den 259 Proben aus den Monaten März bis Oktober. Darin wurden Aureobasidium pullulans 80-mal, Alternaria sp. 42-mal und Botrytis cinerea 37-mal nachgewiesen. Andere Außenluftschimmelpilze wie Fusarium spp.(zwei Nachweise) oder Epicoccum nigrum (kein Nachweis) fanden im Sedimentationsstaub keinen Niederschlag. Der Jahresgang der Summe dieser Außenluftschimmelpilze ist in Abbildung 8 dargestellt. So war die Konzentration der Außenluftschimmelpilze in den Sommermonaten im Vergleich zum Winter im Median mehr als zehnfach höher.

19 19 Außenluftschimmelpilze Alternaria sp. und alternata, Aureobasidium pullulans, Botrytis cinerea, Cladosporium spp., Fusarium sp. Median Minimum>BG 95-Perzentil KBE /g Staub Abbildung 8: Konzentrationsverlauf in 2-Monatsintervallen für die Summe der Außenluftschimmelpilze Cladosporium spp., Alternaria sp., Aureobasidium pullulans, Botrytis cinerea und Fusarium sp. Reduziert man die Konzentration der Gesamtschimmelpilze um die der Außenluftschimmelpilze, ergibt sich ein deutlich gleichmäßigerer Jahresgang für die Restkonzentration (Abbildung 9). Diese ist in den Sommermonaten nunmehr um mehr als die Hälfte niedriger als die der Gesamtschimmelpilze. Die Gesamtschimmelpilzkonzentration war in dieser Zeit somit zu mehr als 50% durch Außenluftschimmelpilze geprägt, wobei die Gattung Cladosporium überwog. Auf den Abzug von Hefen, die ebenfalls durch Lüftung eingetragen werden können, wurde verzichtet, da diese in dieser Studie im Jahresgang einen relativ konstanten Verlauf darstellten und keine jahreszeitliche Abhängigkeit zu erkennen war. Ferner wurden sie auch in Räumen mit Auffälligkeiten häufiger in höherer Konzentration gemessen, wie an späterer Stelle noch gezeigt wird.

20 20 Gesamtschimmelpilze ohne Außenluftschimmelpilze KBE / g Staub Median Minimum>BG 95-Perzentil Abbildung 9: Konzentrationsverlauf in 2-Monatsintervallen für Gesamtschimmelpilze ohne Cladosporium spp., Alternaria sp., Aureobasidium pullulans, Botrytis cinerea und Fusarium sp. In Abbildung 10 sind die Konzentrationen für die Gesamtschimmelpilze und der fünf am meisten nachgewiesenen Gattungen und Spezies in Abhängigkeit von der Lage der Schule dargestellt. Demnach waren die Ergebnisse im Bereich der Innenstadt und an viel befahrenen Straßen deutlich niedriger als in den anderen Gebieten. Dieses gilt insbesondere für die Konzentrationen der Gesamtschimmelpilze und Cladosporium spp.. Ursächlich hierfür können ein geringerer Grünflächenanteil im Umfeld der Schule oder ein schlechteres Lüftungsverhalten wegen Lärmbelästigungen von außen sein. Das Baujahr der Räumlichkeit erscheint für die Schimmelpilzkonzentration in den Räumen dagegen von geringerer Bedeutung gewesen zu sein als die Lage (Abbildung 11). Die Medianwerte der um die Außenluftschimmelpilze bereinigten Gesamtschimmelpilzkonzentration sind, über die Baujahre gesehen, annähernd gleich. Nur der Medianwert der in den letzten zwei Jahren vor der Probenahme errichteten Räume ist leicht höher als die Medianwerte in den Vorjahren. Allerdings ist hier die Fallzahl auch deutlich geringer im Vergleich zu den anderen Baujahren, sodass sich daraus keine gesicherte Tendenz ableiten lässt. Der 95- Perzentilwert für die Räume der Baujahre 1950 bis 1985 ist durch die hohe Fallzahl der

21 21 Räume aus dieser Zeit geprägt. Median Hefen Median Aspergillus fumigatus Median Penicillium spp. Median Cladosporium spp. Median andere Spezies Median Gesamtschimmelpilze 95-P Hefen 95-P Aspergillus fumigatus 95-P Penicillium spp. 95-P Cladosporium spp 95-P andere Spezies 95-P Gesamtschimmelpilze Median-und 95-Perzentilwerte in KBEx10 3 /g Staub Innenstadt n=75 viel befahrene Straße n=18 Wohngebiet n=179 Mischgebiet n= ländlich n=41 Stadtrand n= alle Gebiete n=369 Abbildung 10: Medianwerte und 95-Perzentilwerte für Schimmelpilze nach Lage der Schule

22 22 Median 95-Perzentil Gesamt schiimelpilze - Außenluftschimmelplze in KBEx10 3 / g Staub vor 1950 (n=49) (n=213) nach 1985 (n=76) innerhalb der letzten 2 Jahre (n=27) Abbildung 11: Medianwerte und 95-Perzentilwerte für die Gesamtschimmelpilzkonzentration ohne Außenluftschimmelpilze in Abhängigkeit von dem Baujahr der Räumlichkeit Median 95-Perzentil Gesamtschimmelpilze in 10 3 x KBE / g Staub Holz (n=21) PVC (n=153) Linoleum (n=101)kautschuk(n=51) Teppich (n=39) Abbildung 12: Medianwerte und 95-Perzentilwerte für die Gesamtschimmelpilzkonzentration in Abhängigkeit von der Fußbodengestaltung des Raumes

23 23 Auch die Art des Fußbodens im Raum hat keinen erkennbaren Einfluss auf die Gesamtschimmelpilzkonzentration im Sedimentationsstaub. Trotz unterschiedlicher Reinigungsarten zeigten Räume mit Teppichfußböden keine erhöhten Konzentrationen im Vergleich zu Räumen mit einer glatten Fußbodengestaltung (Abbildung 12). Bestimmungsgrenze in KBE/g Staub ; Staubmenge in g Abbildung 13: Abhängigkeit der Bestimmungsgrenze für Gesamtschimmelpize von der gesammelten Staubmenge Abbildung 13 zeigt die Abhängigkeit der Bestimmungsgrenze der Gesamtschimmelpilzkonzentration von der gesammelten Staubmenge. 90 % der Probenahmen hatten eine Staubmenge von mindestens 10 g bei einem Medianwert von 46 g. Man erkennt einen deutlichen Anstieg der Bestimmungsgrenze bei geringer Staubmenge. Wenngleich ein gravierender Einfluss auf die Gesamtschimmelpilzkonzentration dadurch in der Mehrzahl der Fälle nicht zu verzeichnen war, sollten Probenahmen mit geringer Einwaage daher kritisch betrachtet und im Falle von Auffälligkeiten nachgemessen werden. 3.2 Räume mit Auffälligkeiten Als Räume mit Auffälligkeiten werden hier solche bezeichnet, die im Rahmen der Besichtigung durch Besonderheiten auffielen oder deren Ergebnis bemerkenswert war. 15 der 371

24 24 Räume wiesen derartige Auffälligkeiten auf. In der Tabelle 4 sind diese sortiert nach der Höhe des Ergebnisses für die Gesamtschimmelpilze dargestellt. Weitere Kennzahlen zur Beurteilung sind die Gesamtschimmelpilzkonzentration reduziert um die Außenluftschimmelpilze, die Zahl der Nachweise als Maximalwert und über dem 95-Perzentilwert sowie die Zahl der nachgewiesenen Feuchtezeiger gemäß dem neuen Leitfaden des Umweltbundesamtes (19). In elf der 15 Räume lagen mindestens die Hälfte der Ergebnisse der nachgewiesenen Gattungen und Spezies sowie der Gesamtschimmelpilzkonzentration mit und ohne Außenluftschimmelpilze über den 95-Perzentilwerten der Hintergrundkonzentration. Ferner wurden in sieben der 15 Räume 20 Maximalwerte ermittelt. Davon zählen 17 zu den 20 höchsten in der Rangfolge der Maximalwerte. In allen Räumen wurden Schimmelpilzarten ermittelt, die einen Hinweis auf Feuchteschäden geben. Die dabei am häufigsten ermittelten Arten waren Aspergillus versicolor sowie Penicillium brevicompactum und Penicillium chrysogenum. Die mit Abstand höchsten Werte im gesammelten Staub wurden im Raum 1 ermittelt, in dem vorher eine offensichtlich unsachgemäße Sanierung eines Wasserschadens im Bereich der Klassenraumdecke und an der Wand stattgefunden hatte. Hier wurden acht Maximalwerte in sehr hoher Konzentration nachgewiesen. Bis auf eine nachgewiesene Spezies lagen alle Ergebnisse oberhalb der 95-Perzentilwerte. Fünfmal wurden Feuchtezeiger nachgewiesen, zweimal davon als Maximalwert. Im Raum 2 war ein deutlich sichtbarer Schimmelpilzbefall auf der Außenwand erkennbar. Es handelte sich um ein verputztes Bruchsteinmauerwerk wohl ohne ausreichende Isolierung zum Fundament. Wahrscheinlich war aufsteigende Feuchtigkeit der Grund für die sehr hohen Konzentrationen von Schimmelpilzen aus der Penicillium-aurantiogriseum-Gruppe, von Penicillium chrysogenum und Hefen, jeweils als Maximalwert. Im Raum 3 wurde ein Schimmelpilzbefall hinter einem Schrank festgestellt. Hier ergab sich ein sehr hoher Wert für eine Spezies aus der Penicillium-aurantiogriseum-Gruppe. Ferner wurden zwei Feuchtezeiger nachgewiesen. Da eine weitere zur Kontrolle durchgeführte Zwei-Monatsstaubprobenahme jedoch unauffällig ausfiel, können auch andere Faktoren wie z. B. vergessene Lebensmittel ursächlich für die hohen Werte gewesen sein. Im Raum 4 waren die hohen Gesamtschimmelpilzkonzentrationen dagegen wohl eher auf die Außenluft zurückzuführen. Die Staubeinwaage war hoch. Jahreszeitlich bedingt wurden

25 25 die Außenluftschimmelpilze und hier insbesondere die Gattung Cladosporium sowie Hefen und andere Spezies deutlich über den 95-Perzentilwerten nachgewiesen. Schimmelpilzbefall an der Außenwand des Raumes 5 war die wahrscheinliche Ursache für die Nachweise der Feuchtezeiger Aspergillus versicolor und Penicillium chrysogenum in einer Konzentration oberhalb des 95-Perzentilwertes sowie Penicillium brevicompactum als Maximalwert. Ferner lagen drei weitere Schimmelpilzkonzentrationen oberhalb der 95- Perzentilwerte. Bei dem Raum 6 handelte es sich um einen neubezogenen Klassenraum in einer Grundschule in Passivhausbauweise mit einer raumlufttechnischen Anlage. Hier wurden die Maximalwerte für Mucor hiemalis und Mucor plumbeus festgestellt. Da diese Spezies, wie die ebenfalls nachgewiesene Art Aspergillus flavus, insbesondere auch auf Lebensmitteln und Obst wachsen, könnte hier vergessene Nahrung die Ursache gewesen sein. Bauliche Mängel wurden nicht festgestellt. Eine weitere zur Kontrolle durchgeführte Zwei-Monatsstaubprobenahme war unauffällig. Im Raum 7 erfolgte die Probenahme nach der Sanierung eines Feuchteschadens an der Außenwand im Souterrain. Hier wurde u.a. der Feuchtezeiger Aspergillus restrictus als Maximalwert nachgewiesen. Da Aspergillus restrictus besonders häufig auch bei Sommerkondensatschäden bedingt durch hohe relative Luftfeuchtigkeit von häufig über 70 % in Keller- oder Souterrainräumen auf Inventar aus Leder, Holz oder Pappe auftritt, könnte auch im Zuge der Sanierung entferntes Inventar zur Belastung der Raumluft beigetragen haben (21). Die zur Kontrolle nach drei Monaten durchgeführte Probenahme ergab deutlich niedrigere Werte, was darauf hindeutet, dass die Raumluftbelastung wohl sanierungsbedingt war. Im Raum 8 war ein offener Sack mit Blumenerde in einer Heizungsnische die wahrscheinliche Ursache für die vergleichsweise hohen Werte für die Schimmelpilze insbesondere der Gattung Penicillium. Bei der Nachmessung nach der Entfernung des Sackes wurden keine Auffälligkeiten mehr festgestellt. Ein verrottender Apfel hinter der Tafelkonsole im Raum 9, die als Staubsammelfläche diente, war Grund für die vergleichsweise hohen Nachweise von Spezies aus den Gattungen Aspergillus und Penicillium, hier insbesondere Penicillium variabile. Die Räume 10, 11 und 14 hatten Schimmelbefall hinter Wandschränken bzw. Feuchteflecken in den Platten der abgehängten Decken, was auf Wasserschäden im Bereich der Lichtkup-

26 26 peln hinwies. Wenngleich die Schadensflächen geringeren Ausmaßes waren, wurden hier zahlreiche Spezies oberhalb der 95-Perzentilwerte nachgewiesen, darunter auch die Feuchtezeiger Aspergillus versicolor, Chaetomium globosum und Penicillium brevicompactum. Raum 12 ist durch eine hohe Konzentration einer Spezies aus der Pencilliumaurantiogriseum-Gruppe gekennzeichnet. Da der Raum keine Auffälligkeiten aufwies, wurden auch hier verrottende Lebensmittel als Ursache vermutet, die jedoch nicht gefunden wurden. Selbst nach der Entfernung verrottender Lebensmittel im Rahmen turnusmäßiger Reinigungen, können die dadurch entstandenen Sporenbelastungen unter Umständen aber länger vorliegen. Das Auftreten der für Verrottungsprozesse typischen Arten Aspergillus ochraceus und/oder Aspergillus westerdijkiae untermauert diese Vermutung. Im Raum 13 wurde eine deutlich über dem 95-Perzentilwert liegende Konzentration von Aspergillus versicolor festgestellt. Ein Feuchteschaden war jedoch nicht zu ermitteln, so dass die Ursache unklar blieb. Der Nachweis von Aspergillus versicolor über dem 95-Perzentilwert ist ein Hinweis auf den Schimmelpilzbefall hinter dem Wandschrank im Raum 15. Die Gesamtschimmelpilzkonzentration war jedoch überwiegend Außenluft bedingt, wie die Gesamt-KBE-Zahl nach Abzug der Außenluftschimmelpilze zeigt.

27 27 Schulart Realschule Gymnasium Realschule Grundschule Realschule Grundschule Grundschule Raum Auffälligkeit n Nachw eise 95-Perzentil Maximalw ert Nch Sanierung Feuchteschaden Dach und Wand Acremonium strictum Sichtbarer Schimmel Außenw and Schimmel hinter Schrank Viel Bew uchs vor Raumfenstern Ausblühungen an Außenw and hohe GSP- Konzentration Nach Sanierung Feuchteschaden Außenw and Soterrain Monatsintervall Reinigung Alternaria sp Aspergillus flavus Aspergillus fumigatus Aspergillus niger Aspergillus ochraceus Aspergillus penicillioides Aspergillus restrictus Aspergillus sydow ii Aspergillus ustus Aspergillus versicolor Aspergillus spp Aureobasidium pullulans Botrytis cinerea Chaetmomium globosum Cladosporium spp Eurotium amstelodami Eurotium herbariorum Eurotium sp Mucor hiemalis Mucor plumbeus Penicillium aurantiogriseum- Gruppe Penicillium brevicompactum Penicillium chrysogenum Penicillium glabrum Pencillium olsonii Penicillium variabile Penicillium sp Penicillium spp Phoma glomerata Wallemia sebi Rhizopus oryzae Penicillium camemberti Penicillium rugulosum Hefen andere Spezies KBE-Gesamt KBE-Gesamt- Außenluftpilze Außenluftpilze Bestimmungs-grenze Staubmenge in mg Sammelfläche in qm Zahl Nachw eise sp. und spp Davon Zahl Feuchtezeiger n>95-perzentil n=maximalw ert

28 28 Schulart Grundschule Gymnasium Gymnasium Gesamtschule Realschule Grundschule Gesamtschule Grundschule Paderborn Raum Auffälligkeit n Nachw eise 95-Perzentil Maximalw ert Acremonium strictum Wasserflecken Decke / Fenster_ Sack Blumenerde an Heizkörpern Apfel hinter Tafelkonsole Schimmel im Wasserschade Bereich n im Bereich Wandschrank Lichtkuppel hohe GSP- Konzentration hohe GSP- Wasserschade Schimmel hinter Konzentration n auf Deckenplatte Wandschrank Monatsintervall Reinigung Alternaria sp Aspergillus flavus Aspergillus fumigatus Aspergillus niger Aspergillus ochraceus Aspergillus penicillioides Aspergillus restrictus Aspergillus sydow ii Aspergillus ustus Aspergillus versicolor Aspergillus spp Aureobasidium pullulans Botrytis cinerea Chaetmomium globosum Cladosporium spp Eurotium amstelodami Eurotium herbariorum Eurotium sp Mucor hiemalis Mucor plumbeus Penicillium aurantiogriseum- Gruppe Penicillium brevicompactum Penicillium chrysogenum Penicillium glabrum Pencillium olsonii Penicillium variabile Penicillium sp Penicillium spp Phoma glomerata Wallemia sebi Rhizopus oryzae Penicillium camemberti Penicillium rugulosum Hefen andere Spezies KBE-Gesamt KBE-Gesamt- Außenluftpilze Außenluftpilze Bestimmungsgrenze Staubmenge in mg Sammelfläche in qm 0,24 0,33 0,16 0,22 0,18 0,29 0,22 0,13 Zahl Nachw eise sp. und spp Davon Zahl Feuchtezeiger n>95-perzentil n=maxim alw ert 1 2 Tabelle 4: Übersicht über Schimmelpilze in Räumen mit Auffälligkeiten (Feuchtezeiger grau hinterlegt)

29 Routine zur Beurteilung von Auffälligkeiten Auf der Basis der ermittelten Hintergrundwerte für Schimmelpilzkonzentrationen im Sedimentationsstaub bezogen auf das gesamte Jahr und bezogen auf Zwei-Monats-Intervalle wurde eine EXCEL-Routine entwickelt, mit Hilfe derer die Messwerte mit den jeweiligen Hintergrundwerten verglichen werden können. Die Grafiken erlauben einen unmittelbaren Vergleich der nachgewiesenen Spezies und Gattungen mit den jeweiligen 95-Perzentilwerten der Jahresauswertung und des jeweiligen Zwei-Monats-Intervalls. Abweichungen von diesen Hintergrundwerten und somit Auffälligkeiten sind dadurch auf einen Blick erkennbar. Darüber hinaus können die Messwerte aller nachgewiesenen Gattungen und Spezies eingebettet in das Hintergrundwertespektrum dargestellt werden, sodass jeder Messwert mit den jeweiligen Zwei-Monatswerten und Jahreswerten verglichen werden kann. Die Abbildungen 14 bis 16 zeigen beispielhaft die Darstellung der Ergebnisse für die Räume 4 und 7 aus Tabelle 4. Vergleicht man die Ergebnisse der beiden Räume, so stellt man fest, dass in beiden Räumen die Ergebnisse für die Gesamtschimmelpilze über dem 95-Perzentilwert lagen. Beide Räume wiesen äußerlich keine Auffälligkeiten auf. Das Ergebnis der Probenahme im Raum 7 (Abbildung 14) war dabei durch den hohen Wert des Feuchtezeigers Aspergillus restrictus geprägt. Außenluftschimmelpilze waren nur gering vertreten, was auch in dem hohen Summenwert für Gesamtschimmelpilze ohne Außenluftschimmelpilze zum Ausdruck kommt. Ursache für die hohen Werte war, dass, wie bereits erwähnt, eine wohl unsachgemäße Schimmelpilzsanierung durchgeführt worden war. Abbildung 15 zeigt dagegen sowohl im Jahres- wie auch im Zwei-Monatsvergleich einen hohen Anteil von Außenluftschimmelpilzen und Hefen im Raum 4. Der Messwert von Aureobasidium pullulans war hier der Maximalwert des Zwei- Monatszeitraums und lag auch im Jahresvergleich deutlich über dem 95-Perzentilwert (Abbildung 16). Schimmelpilze der Gattungen Aspergillus und Penicillium waren dagegen vergleichsweise unauffällig. Es ist insofern davon auszugehen, dass die hohe Gesamtschimmelpilzkonzentration hier überwiegend durch Eintrag von außen verursacht wurde.

30 30 Raum nach Schimmelpilzsanierung 95 % Perzentil (Jahreswert) 95 % Perzentil (2-Monats-Wert) Messwert Aspergillus fumigatus (Nov-Dez) Aspergillus restrictus (Nov-Dez) Aspergillus versicolor (Nov-Dez) Cladosporium spp. (Nov-Dez) Eurotium sp. (Nov-Dez) Penicillium chrysogenum (Nov-Dez) Penicillium spp. (Nov-Dez) Phoma glomerata (Nov-Dez) Wallemia sebi (Nov-Dez) Hefen (Nov-Dez) andere Spezies (Nov-Dez) KBE-Gesamt (Nov-Dez) Außenluftpilze (Nov-Dez) KBE-Gesamt ohne Außenluftpilze (Nov-Dez) KBE x 10 3 /g Abbildung 14: Darstellung der Schimmelpilzbewertung in KBE x 10 3 /g nach Monats- und Jahreswerten für Raum 7 aus Tabelle 4 (Feuchtzeiger = ; Außenluftschimmelpilze = ) Raum mit hohem Außenluftschimmelpilzanteil 95 % Perzentil (Jahreswert) 95 % Perzentil (2-Monats-Wert) Messwert Alternaria sp. (Mai-Juni) Aspergillus fumigatus (Mai-Juni) Aspergillus versicolor (Mai-Juni) Aureobasidium pullulans (Mai- Juni) Cladosporium spp. (Mai-Juni) Penicillium spp. (Mai-Juni) Hefen (Mai-Juni) andere Spezies (Mai-Juni) KBE-Gesamt (Mai-Juni) Außenluftpilze (Mai-Juni) KBE-Gesamt ohne Außenluftpilze (Mai-Juni) KBE x 10 3 /g Abbildung 15: Darstellung der Schimmelpilzbewertung in KBE x 10 3 /g nach Monats- und Jahreswerten für Raum 7 aus Tabelle 4 (Feuchtzeiger = ; Außenluftschimmelpilze = )

31 31 Aureobasidium pullulans Max Min>BG Median 95% Perz Messwert 1000 KBE x 10 3 /g Jan-Feb Mär-Apr Mai-Jun Jul-Aug Sep-Okt Nov-Dez Jahresübersicht Abbildung 16: Darstellung des Messwertes von Aureobasidium pullulans im Raum 4 aus Tabelle 4 in KBE x 10 3 /g eingebettet in das Hintergrundwertespektrum (Feuchtzeiger = ; Außenluftschimmelpilze = ) 4. Diskussion Schimmelpilze werden mit verschiedensten Geruchsbelästigungen und gesundheitlichen Beschwerden in Verbindung gebracht. Dieses sind z.b. Sensibilisierungen, Allergien, irritative Wirkungen und Befindlichkeitsstörungen. Bislang ist es allerdings nicht möglich, Expositionen gegenüber Schimmelpilzbestandteilen in der Innenraumluft quantitativ mit gesundheitlichen Wirkungen zu korrelieren (6, 7, 8). Daher gilt das Minimierungsgebot. Laut der Arbeitsstättenverordnung (9) muss an Arbeitsplätzen ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft vorhanden sein. Gesundheitlich zuträgliche Atemluft sollte aber nicht mit Schimmelpilzen über das ubiquitäre Maß hinaus belastet sein. Zahlreiche Autoren haben sich daher bereits mit der Frage befasst, wie dieses Maß bestimmt werden kann.