Feinstaubbelastung in Schulen - Untersuchungsergebnisse und Lösungsansätze am Beispiel der Stadt Frankfurt am Main

Zusammenfassung

Hintergrund: Über mangelnde Hygiene in Schulen und Kindereinrichtungen in Deutschland wird allenthalben von Umweltmedizinern und Hygienikern geklagt. Erforderliche Maßnahmen, wie ausreichendes Reinigen und Lüften, werden häufig nicht umgesetzt. Nachfolgend werden die Daten aus zwei größeren Untersuchungsreihen zur Feinstaubbelastung in der Raumluft in Frankfurter Schulen vorgestellt, vor und nach Intenisivierung der Reinigung.

Material und Methode: Im Winter 2006 wurden über drei Unterrichtswochen in jeweils zwei Klassenräumen einer in der Innenstadt gelegenen Schule und einer eher peripher gelegenen Schule in Frankfurt Untersuchungen der Raumluft durchgeführt. Der alveolengängige Staub, PM10, wurde mit direktanzeigender Laser-Messung ermittelt. Die Messwerte wurden alle 5 min. protokolliert, parallel dazu wurden die Anzahl der Personen im Raum, deren Aktivitäten und die Raumlüftung nach einem standardisierten Schema dokumentiert. In der ersten Untersuchungswoche wurde wie bisher 2x/Woche feucht gereinigt, danach wurde intensiviert, d. h. täglich feucht gereinigt. Diese Untersuchungen wurden im Winter 2007 in 2 Klassenräumen einer Passivhausschule mit integrierter Raumlüftung über eine Woche fortgeführt.

Ergebnisse: In der ersten Untersuchungsserie während 2x wöchentlicher Feuchtreinigung wurden im Mittel 86 μg PM10/m³ (Median: 60 μg/m³) gemessen, während bei täglicher Feuchtreinigung in den beiden darauf folgenden Wochen 60 μg/m³ (Median 53 μg/m³) gemessen wurden - mit erheblichen Unterschieden an einzelnen Tagen. U. a. wurden durch Basteln o. ä. Maximalwerte bis > 1000 μg/m³ erreicht. Haupteinflussfaktoren der Feinstaubbelastung im Innenraum waren Anzahl und Aktivität der Personen im Raum, geringere - negative - Assoziationen wurden zur Reinigung und Lüftung gefunden. Im Jahr 2007 wurden in den Klassenräumen - bei niedrigerer Außenluftbelastung - Mittelwerte von 42 μg PM10/m³ (Median 40 μg/m³) gemessen. Über die gesamte Messzeit ergab sich orientierend - nach Abzug der herrschenden Außenluftbelastung ein „Innenraumbeitrag” von ca. 50 μg PM 10/m³, der durch intensiviertes Reinigen auf ca. 30 μg/m³ vermindert werden konnte. Detailuntersuchungen zeigten, dass in der Raumluft die Partikel >1 μm vorherrschen, diese können durch Reinigen und Lüften gut vermindert werden. Demgegenüber wurde durch Lüften die Konzentration der Partikel <0,5 μm im Raum erhöht.

Schlussfolgerung: In Klassenräumen werden stets sehr viel höhere Feinstaubkonzentrationen als in (Nichtraucher)-Wohnungen gemessen, bedingt durch die vielen Personen im Raum und deren (Bewegungs)-Aktivitäten. Während diese schultypische Nutzung nicht veränderbar ist, zeigte sich, dass durch verbessertes Feuchtreinigen - für Partikel >1μm auch durch verbessertes Lüften - die Feinstaubbelastung vermindert werden kann. Feinstaub im Klassenraum kann als Indikator für mangelnde Hygiene eingestuft werden und stellt ein vermeidbares Risikopotential dar. Verfahren, die sich als effektive Minderungsmaßnahmen herausgestellt haben, sollten zur Risikominderung für die Kinder und Lehrer unbedingt umgesetzt werden.

Abstract

Background: Indoor air quality in schools, especially the levels of particulate matter in classrooms, have become a matter of great public concern in Germany, Convenient recommendations to improve the hygienic situation in classrooms via cleaning and ventilation are often not followed. Here, data on particulate matter in the indoor air of classrooms, before and after intensified cleaning, are reported.

Material and Methods: In the winter of 2006, analyses for particulate matter were done in two primary schools in Frankfurt/M, one of them located in a rural area the other one in an inner city area of Frankfurt/M. Particulate matter (PM10) was analysed by laser beam technology, the data documented every five minutes from 8 am to 2 pm. In parallel, a documentation of the number of persons present in the room, their activity and ventilation was done according to a standardised protocol. Measurements were collected for a period of three weeks. During the first week, the normal school situation was analysed, i.e., the classrooms were ventilated as usual and were cleaned by wet wiping twice a week. During the second and third weeks, the rooms were cleaned every day, so that the effect of intensified cleaning could be studied. In winter 2007, these measurements were continued for one week in two classrooms of a passive house school, following the identical study protocol.

Results: During the first week - wet cleaning twice a week - mean particulate concentrations of 86 μg/m³ (median 60 μg/m³) were obtained, during the 2^nd and 3^rd weeks - wet cleaning every school day mean concentrations of 60 μg/m³ (median 53 μg/m³) - with great differences on different days. Especially during and after handicraft (casting candles) lessons, maximum levels up to >1000 μg/m³ were analysed. Although an impact of cleaning on levels of indoor particles could be established, indoor PM10 levels were dominated by indoor factors, such as occupancy and activity of the persons in the room. After substraction of the outdoor PM10 levels from the indoor levels, the “indoor part” was ca. 50 μg/m³ before, and ca. 30 μg/m³ during intensified cleaning. Further detailed investigations showed the predominance of particles >1 μm indoors, which could easily be diminished by cleaning and ventilation. Indoor particles <0.5 μm, however, were increased via ventilation.

Conclusion: In classrooms, generally higher indoor levels of air particulate matter are detected than outdoors. Particulate matter in the indoor air of classrooms is to be considered as an indicator of low hygiene and of increased and avoidable heath risk for pupils and teachers. Our data indicate the relevance of cleaning - and with regard to PM <1 μm also of ventilation - for the reduction of particulate matter in classrooms. Therefore, these measures should be taken to improve indoor air quality in schools.

Schlüsselwörter

Schulen - Hygiene - Raumluftqualität - Feinstaub - PM10 - Reinigung

Key words

school - classroom - indoor air quality - particulate matter - cleaning - ventilation

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