Innenraumschadstoffe in Wohn- und Arbeitsräumen

Einleitung

Die meisten Menschen halten sich die meiste Zeit des Tages in Innenräumen auf. Neben dem eigenen Wohnraum befinden sich die Arbeitsplätze überwiegend ebenfalls innerhalb von Gebäuden. Kinder und Jugendliche sind tagsüber in Kindertageseinrichtungen und Schulen, ältere Menschen gegebenenfalls in Pflegeeinrichtungen und kranke Menschen in Krankenhäusern. Demzufolge hat die Innenraumluftqualität einen profunden Einfluss auf die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen.

Bis vor einigen Jahrzehnten waren die Gebäude oft noch so „luftdurchlässig“, dass ständig ein geringer passiver Luftaustausch gegeben war. Im Zuge der Energieeinsparverordnung werden die Gebäude heutzutage immer dichter gebaut und die verschiedenen Innenraumschadstoffe können sich stärker in der Wohnung oder an der Arbeitsstätte ansammeln. Daher ist ein bewusstes Lüften unabdingbar, um eine gute Luftqualität in den Innenräumen zu erreichen.

In Anlehnung an das Sondergutachten des Sachverständigenrates für Umweltfragen (1987; s. „Weitere Infos“) werden als Innenräume bezeichnet:

• private Wohn- und Aufenthaltsräume (z. B. Wohn-, Schlaf- und Badezimmer, Küche, Bastel-, Sport- und Kellerräume),
• Räume in öffentlichen Gebäuden (z. B. Schulen, Kindertageseinrichtungen, Krankenhäuser, Sporthallen, Bibliotheken, Gaststätten und andere Veranstaltungsräume),
• Arbeitsräume und Arbeitsplätze in Gebäuden, die nicht im Hinblick auf Luftschadstoffe den Regelungen des Gefahrstoffrechts (insbesondere zu Arbeitsplatzgrenzwerten) unterliegen,
• Fahrgasträume von Kraftfahrzeugen und öffentlichen Verkehrsmitteln.

Die Innenraumluftqualität kann durch verschiedene Innenraumschadstoffe aus zahlreichen Quellen sowohl im Innenraum als auch aus der Außenluft negativ beeinflusst werden ( Abb. 1).

Zu den Quellen im Innenraum zählt zum einen die Bausubstanz des Gebäudes mit den verwendeten Baumaterialien wie Holz, Beton oder Dämmmaterialien. Zum anderen können auch die Einrichtungsmaterialien wie Fußbodenbeläge, Raumtextilien und Möbel chemische Stoffe freisetzen.

Daneben stellt der Mensch selbst z. B. durch Atmung oder Transpiration eine Quelle dar. Seine Aktivitäten, wie die Benutzung von Deos oder Haarwaschmitteln, die Verwendung von Duftölen, Koch- und Heizvorgänge sowie die Nutzung als Wohn- oder Arbeitsraum, können ebenfalls die Innenraumluftqualität beeinträchtigen.

Des Weiteren können biologische Quellen wie Pflanzen, Pflanzsubstrate, Tiere und Wasserschäden (mit einem Schimmelpilzbefall als Folge) vorkommen. Als Quellen in der Außenluft kommen unter anderem Emissionen durch Industrie und Gewerbe, den Straßenverkehr und die Landwirtschaft in Frage.

Die typischen Innenraumschadstoffe stammen aus einer breiten Palette an organischen und anorganischen Verbindungen. Die folgende Auflistung zeigt eine Auswahl verschiedener Innenraumschadstoffe, die die Luftqualität beeinträchtigen können:

• Flüchtige organische Verbindungen (VOC, „volatile organic compounds“)
• Schwerflüchtige organische Verbindungen (SVOC, „semi volatile organic compounds“)
• Aldehyde
• Weichmacher
• Polychlorierte Biphenyle (PCB)
• Flammschutzmittel
• Holzschutzmittel
• Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
• Kohlendioxid (CO₂)
• Kohlenmonoxid (CO)
• Schwermetalle
• Staub

Einzelne Innenraumschadstoffe werden weiter unten näher erläutert.

Gesundheitliche Effekte

Eine unzureichende Luftqualität kann zu gesundheitlichen Beschwerden und Befindlichkeitsstörungen führen. Dabei darf nicht außer Acht gelassen werden, dass auch andere Faktoren wie eine schlechte Beleuchtung, Lärm oder psychosoziale Faktoren die Ursache von gesundheitlichen Beschwerden in Innenräumen sein können.

Die gesundheitlichen Beschwerden äußern sich in erster Linie durch Reizungen der Schleimhäute, der Augen und der Atemwege, durch Müdigkeit, Kopfschmerzen, Konzentrationsschwierigkeiten, allgemeines Unwohlsein oder Schwindelgefühle. Innenraumschadstoffe können neben diesen unspezifischen, allgemeinen Symptomen auch Irritationen, Entzündungsreaktionen und Allergien hervorrufen oder in seltenen Fällen ein z. B. kanzerogenes Potenzial aufweisen. Allerdings stehen aufgrund der normalerweise sehr niedrigen Konzentrationen in Innenräumen die unspezifischen Wirkungen im Vordergrund.

Im Zusammenhang mit Innenräumen tauchen auch häufig Begriffe wie Sick Building Syndrome (SBS) und Building Related Illness (BRI) auf (Zwiener 2012).

Der Begriff SBS wurde insbesondere von der WHO und Mølhave für gebäudebezogene, unspezifische gesundheitliche Beschwerden von Personengruppen geprägt. Die Beschwerden lassen nach, sobald sich die betroffenen Personen eine gewisse Zeit außerhalb des Gebäudes aufhalten. Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Gebäude und den auftretenden Symptomen ist allerdings nicht nachweisbar. Die Symptomatik bezieht sich hauptsächlich auf Reizungen der Atemwege, der Augen und der Haut und auf Störungen des zentralen Nervensystems ( Tabelle 1).

Im Gegensatz zu SBS handelt es sich bei der Building Related Illness um klar definierte, spezifische Krankheitsbilder, die durch gebäudebedingte Ursachen verursacht wurden. Dazu zählen Allergien (z. B. durch Schimmel oder Milben), Infektionen (z. B. Legionärskrankheit) oder Krebserkrankungen (z. B. durch Radon).

Regulierung der Innenraumluft

Die Beurteilung der Qualität der Innenraumluft gibt immer wieder Anlass für Diskussionen, da für die Mehrheit der auftretenden Stoffe keine gesetzlichen Bestimmungen vorliegen. An Arbeitsstätten greift die Verordnung über Arbeitsstätten. Diese fordert, dass in Arbeitsräumen ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft vorhanden sein muss. Dies wird in der Technischen Regel für Arbeitsstätten ASR A3.6 „Lüftung“ insoweit konkretisiert, dass gesundheitlich zuträgliche Luft in der Regel Außenluftqualität entspricht (s. „Weitere Infos“).

Als wesentlicher Indikator für ausreichende Luftqualität in Innenräumen gilt nach der ASR A3.6 die Kohlendioxidkonzentration, wenn der Mensch selbst die Hauptemissionsquelle ist und andere Quellen von untergeordneter Bedeutung sind. Eine Kohlendioxidkonzentration unter 1000 ppm ist dabei als hygienisch unbedenklich anzusehen. Bei Überschreitung einer Momentankonzentration von 1000 ppm Kohlendioxid soll, bei Überschreitung eines Wertes von 2000 ppm muss gelüftet werden ( Tabelle 2).

Weitere Werte z. B. zur Beurteilung der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen in der Innenraumluft finden sich in der ASR A3.6 nicht. Doch welchen Vergleichsmaßstab zieht man heran, wenn neben Kohlendioxid weitere Stoffe auftreten und die Außenluft z. B. in einem innerstädtischen Bereich stark belastet ist?

Der Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR) des Umweltbundesamtes leitet Vergleichswerte für Stoffe, die die Innenraumluft belasten können, auf Basis toxikologischer und epidemiologischer Kenntnisse ab. Diese so genannten Innenraumrichtwerte erfüllen am ehesten die Kriterien für eine valide Beurteilung der Luftqualität in Innenräumen. Dabei handelt es sich üblicherweise um Langzeitwerte (24 Stunden an sieben Tagen pro Woche), die aufgrund der Berücksichtigung von Unsicherheitsfaktoren auch für Kinder und Kranke gelten. Grundsätzlich wird zwischen zwei Richtwerten unterschieden:

Der Vorsorgerichtwert RW I gibt die Konzentration eines Stoffes an, unterhalb derer keine gesundheitliche Beeinträchtigung zu erwarten sind. Er wird auch als Sanierungszielwert angesehen. Wird der RW I überschritten können unerwünschte Belastungen auftreten. Bei Überschreitung des höheren Gefahrenrichtwertes RW II können insbesondere bei empfindlichen Personen und Daueraufenthalt in den Räumen gesundheitliche Gefährdungen auftreten. Die gültigen Richtwerte werden auf der Hompage des AIR ( veröffentlicht (s. „Weitere Infos“).

Einen wichtigen Parameter zur Beurteilung der Innenraumluftqualität stellt die Summe der flüchtigen organischen Verbindungen, die als TVOC („total volatile organic compounds“) bezeichnet wird, dar. Obwohl gesicherte Dosis-Wirkungs-Beziehungen fehlen und TVOC-Konzentrationen sich nicht als alleiniges Kriterium für eine gesundheitliche Bewertung der Innenraumluftqualität eignen, lassen sich dennoch anhand der TVOC-Konzentrationen Beeinträchtigungen durch VOC in der Innenraumluft bewerten. So ist beispielsweise festzustellen, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Reizwirkungen und Geruchswahrnehmungen mit steigender TVOC-Konzentration zunimmt. Der Ausschuss für Innenraumrichtwerte empfiehlt, für die Beurteilung der TVOC-Konzentration das fünfstufige Konzept von Seifert aus dem Jahre 1999 heranzuziehen ( Tabelle 3

Eine Überschreitung der Referenzwerte ist kein Hinweis auf eine gesundheitliche Beeinträchtigung

; Umweltbundesamt 2007).

Neben den epidemiologisch toxikologisch abgeleiteten Richtwerten können auch statistisch abgeleitete Referenzwerte zur Bewertung der Innenraumluftqualität herangezogen werden. Unter einem Referenzwert versteht man nach einer international anerkannten Konvention die 95-Perzentilwerte eines hinreichend großen Datenkollektivs. Referenzwerte ermöglichen – im Gegensatz zu den Richtwerten – keine Beurteilung der gesundheitlichen Gefährdung. Eine wesentliche Überschreitung des Wertes kann jedoch ein Hinweis darauf sein, dass in dem Raum Emissionsquellen vorhanden sind, die möglicherweise zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können.

Im Rahmen der Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit stellt das Umweltbundesamt seit 1987 regelmäßig Referenzwerte auf (s. „Weitere Infos“). Im Jahr 2013 hat die Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsinstitute (AGÖF) Orientierungswerte aus selbsterhobenen Daten (u. a. aus Schadensfällen) abgeleitet und online veröffentlicht (s. „Weitere Infos“). All diese Studien und Untersuchungen wurden in verschiedenartigen Innenräumen einschließlich Wohnräumen durchgeführt. Im Jahr 2004 wurden erstmals Referenzwerte zur Beurteilung der Luftqualität an Innenraumarbeitsplätzen (Innenraumarbeitsplatz-Referenzwerte, IRW), basierend auf Messdaten der Unfallversicherungsträger, vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) abgeleitet. Diese Werte wurden im Jahr 2010 überprüft und aktualisiert (von Hahn 2011). Zurzeit werden die Daten zusammen mit den bis zum heutigen Tage erhaltenen Messergebnissen erneut analysiert. Mit den Ergebnissen ist im Laufe dieses Jahres zu rechnen.

Typische Innenraumschadstoffe

In der Öffentlichkeit sind immer wieder verschiedene chemische Verbindungen in Wohnräumen und an Arbeitsplätzen in der Diskussion, die die Gesundheit negativ beeinflussen können. Nachfolgend sollen einige solcher Innenraumschadstoffe und -schadstoffgruppen, die typischerweise in Innenräumen vorkommen können, näher erläutert werden. Dabei muss immer bedacht werden, dass die Konzentrationen von Innenraumschadstoffen normalerweise nur sehr gering sind und somit gesundheitliche Probleme nicht zu erwarten sind.

Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Die VOC umfassen die größte Anzahl an chemischen Verbindungen, die die Luftqualität in Wohnräumen und an Arbeitsplätzen beeinflussen können. Unter dem Begriff werden alle organischen Verbindungen mit einem Siedebereich von ca. 50 °C bis ca. 260 °C zusammengefasst.

Viele VOC werden als Lösemittel in den unterschiedlichsten Materialien und Produkten eingesetzt. Daher können sie aus vielen verschiedenen Quellen wie Bauprodukten, Materialien der Innenraumausstattung oder Hobbyprodukten stammen. Aber auch Kosmetika, Hygieneartikel oder Duftkerzen stellen typische Innenraumquellen dar. Selbst in Nahrungsmitteln können VOC enthalten sein. In  Tabelle 4 sind beispielhaft verschiedene VOC und ihre mögliche Quellen aufgeführt.

Normalerweise treten VOC in Innenräumen nur in geringen Konzentrationen auf, so dass gesundheitliche Beeinträchtigungen nicht zu erwarten sind. Nach Umbau- und Renovierungsarbeiten können die Konzentrationen deutlich höher sein, weswegen über einen gewissen Zeitraum vermehrt gelüftet werden sollte.

Formaldehyd

Formaldehyd wird seit einigen Jahrzehnten bei der Herstellung verschiedener Materialien und Produkte als Grundchemikalie eingesetzt. Es ist unter anderem in Körperpflegemitteln enthalten oder wird als Desinfektions- und Konservierungsmittel verwendet. Hauptquellen sind Dämmmaterialien wie z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Ortsschäume und Holzwerkstoffe. Holzwerkstoffe sind z. B. Spanplatten, Sperrholzplatten und Holzleimplatten, bei denen Formaldehyd ein Bestandteil des Leims ist.

Im Juni 2014 wurde Formaldehyd durch die EU als wahrscheinlich krebserzeugend beim Menschen eingestuft (Kategorie 1B nach CLP-Verordnung). Akut kann es zu einer Reizung der oberen Atemwege führen. Vom Ausschuss für Innenraumrichtwerte wurde daher ein Richtwert RW I von 0,1 mg/m³ Innenraumluft festgelegt. Des Weiteren regelt die Chemikalien-Verbotsverordnung (ChemVerbotsV) das Inverkehrbringen von Materialien und Produkten, die Formaldehyd freisetzen können durch Vorgaben, wie viel Formaldehyd emittiert werden darf.

Siloxane

Siloxane kommen sowohl in Bauprodukten als auch in Verbraucher- und Medizinprodukten zum Einsatz. Im Bereich der Bauprodukte sind die Hauptverwendungen in Fugendichtmassen, Farben und Lacken. Im Bereich der Verbraucherprodukte finden sie sich in Körperpflegemitteln, Kosmetika, Schnullern oder Silikonbackformen wieder.

Aufgrund ihrer vielfältigen Verwendungen sind sie heutzutage oft in der Innenraumluft enthalten. Zu den Siloxanen zählen z. B. Hexamethylcyclotrisiloxan (D3) und Decamethylcyclopentasiloxan (D5). Aus Vorsorgegründen hat der Ausschuss für Innenraumrichtwerte einen Summenrichtwert RW I von 0,4 mg/m³ veröffentlicht.

Weichmacher

Weichmacher werden eingesetzt, um Materialien weich, biegsam oder dehnbar zu machen. Sie sind in vielen Produkten wie Bodenbelägen, Dichtungsmassen, Lebensmittelverpackungen oder Spielzeug enthalten. In der Industrie sind als Weichmacher sehr unterschiedliche Verbindungen in Gebrauch. Phthalate stellen dabei die größte und am häufigsten verwendete Substanzgruppe dar. Da diese nicht im Material fest gebunden sind, können sie nach und nach in die Innenraumluft freigegeben werden und setzen sich zum Teil auch auf dem Hausstaub ab.

Das Di(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP) wurde früher am häufigsten verwendet, wird aber aufgrund seiner fortpflanzungsgefährdenden Eigenschaften immer mehr durch andere Phthalate ersetzt. Dazu zählen hauptsächlich Diisodecylphthalat (DIDP) und Diisononylphthalat (DINP). DEHP, DINP und aus Vorsorgegründen auch DIDP dürfen allerdings nicht in Babyartikeln oder Kinderspielzeug, das in den Mund genommen wird, verwendet werden.

Flammschutzmittel

Flammschutzmittel kommen in den unterschiedlichsten brennbaren Materialien und Produkten, sowohl Bauprodukte als auch Konsumgüter, zur Anwendung, um Brände zu verhindern oder zu verlangsamen. Zwei der am häufigsten verwendeten Gruppen an Flammschutzmitteln sind Phosphorsäureester und polybromierte Diphenylether. Phosphorsäureester werden z. B. in Polyurethan-Schäumen, Polstern, Farben und Lacken benutzt, während polybromierte Diphenylether überwiegend in elektrischen und elektronischen Produkten eingesetzt werden.

Insbesondere die polybromierten Diphenylether stehen in der Diskussion, da diese persistent in der Umwelt, bioakkumulierend und gesundheitsschädlich oder toxisch sein können.

Zusammenfassung

Innenraumschadstoffe können aus vielen unterschiedlichen Quellen stammen und die Luftqualität in Wohn- und Arbeitsräumen negativ beeinflussen. Dies kann gesundheitliche Auswirkungen auf die Personen in diesen Innenräumen haben. Allerdings gibt es kaum gesetzliche Regelungen, um die Luftqualität in Innenräumen zu beurteilen. Umso wichtiger ist es, dass bei Beschwerden mit den betroffenen Personen gesprochen wird und ihre Anliegen ernst genommen werden. Bei der Ermittlung möglicher Ursachen für die gesundheitlichen Beschwerden sollten neben Innenraumschadstoffen auch andere Faktoren wie Lärm, Beleuchtung oder psychosoziale Aspekte berücksichtigt werden. Eine Hilfestellung bei der Ermittlung an Innenraumarbeitsplätzen bietet das Innenraumportal des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA; s. „Weitere Infos“). Die dort vorgestellte Vorgehensempfehlung lässt sich auch auf Wohnräume anwenden.

Literatur

Umweltbundesamt, Ad-hoc-Arbeitsgruppe Innenraumrichtwerte der IRK/AOLG: Beurteilung von Innenraumluftkontaminationen mittels Referenz- und Richtwerten. Bundesgesundheitsbl Gesundheitsforsch Gesundheitsschutz 2007; 50: 990–1005.

von Hahn N et al.: Ableitung von Innenraumarbeitsplatz-Referenzwerten. Gefahrstoffe – Reinhalt Luft 2011; 71: 314–322.

Zwiener G, Lang F-M: Handbuch Gebäude-Schadstoffe und Gesunde Innenraumluft. Berlin: Erich Schmidt Verlag, 2012.