Schadstoffe im Bauwesen

 

Schadstoffe sind in der Umwelt vorhandene Stoffe, die schädlich für Menschen oder andere Organismen sowie ganze Ökosysteme sein können. Nach § 325 Strafgesetzbuch (StGB) werden Schadstoffe definiert als Stoffe, die in bedeutendem Umfang in die Luft freigesetzt, geeignet sind

Die Definition der Schadstoffe zeigt mit der Beschreibung "in bedeutendem Umfang" auch die Schwierigkeiten in der Bewertung. Ein bestimmter - potenziell schädlicher - Stoff muss je nach emittierter Menge und Umgebungssituation nicht zwingend der Kategorie Schadstoff zugeordnet werden. Das Auftreten und die Wirkung eines Stoffes müssen daher über Versuche, Messungen und Analysen untersucht und dokumentiert werden. Grundsätzlich lassen sich Schadstoffe im Bauwesen dabei in zwei Gruppen unterteilen:

Die Bewertung von Schadstoffen in Bezug auf ihre Umweltwirkungen ist ein andauernder und sich stetig fortschreibender Prozess. So ist es zu erklären, dass Baustoffe, die ursprünglich als innovative Neuerung im Bauwesen angesehen wurden, erst später als Schadstoffquelle erkannt wurden. Ein Beispiel dazu ist Asbest. Das in den 50er bis 70er Jahren häufig und gern eingesetzte Material war vor allem mit seinen Brandschutzeigenschaften einzigartig. Erst langsam entstand in der Folge die Einsicht, dass Asbest-Fasern ein kanzerogen wirkendes Material sind. Bezüglich von Schadstoffen im Bauwesen kann man daher in (rückwirkend) bekannte Problemfelder und gerade neu entstehende Problemfelder trennen.

Schadstoffquellen

Häufig werden Schadstoffe durch ein Produkt in das Gebäude eingebracht. Sind die Produkte jedoch erst einmal in das Gebäude verbaut, so lassen sie sich als Schadstoffquellen nicht immer ohne weiteres ermitteln, da über Materialvielfalt und Materialverbund eine Suche im Detail durchgeführt werden muss. Dabei erfolgt in der Regel eine Rückverfolgung der Belastung im Raum (z.B. Raumluft, Staub), woraus der relevante Schadstoff ermittelt wird. Dieser kann potenziell emittierenden Baustoffen zugeordnet werden und durch Materialproben im untersuchten Bauteil nachgewiesen werden.

Je länger eine Schadstoffquelle im Gebäude ist, desto eher ist es möglich, dass auch andere Bauteile mit einem Schadstoff kontaminiert sind, ohne dass sie selbst ursprünglich mit diesem Stoff versetzt waren. Es muss daher auch die Art der Schadstoffbelastung unterschieden werden:

Dabei können sowohl nutzungsbedingte als auch primäre Schadstoffbelastungen bei anderen Bauteilen zu sekundären Belastungen führen. Innerhalb der Entwicklung des Bauwesens haben sich so einige bekannte Schadstoffthemen in Innenräumen entwickelt, die in der Regel auch einzelnen Bauzeiten zugeordnet werden können. Grundsätzlich sind dabei die primären Quellen zu vermeiden, die je nach Materialgruppe z.B. in folgenden typischen Belastungen liegen kann:

Sekundäre Schadstoffquellen können auch dazu führen, dass nach der Entfernung einer primären Schadstoffquelle die Schadstoffbelastung im Gebäude nicht sofort abklingt.

Einschätzung von bestehenden Schadstoff-Belastungen in Innenräumen

Nachdem Indikatoren (z.B. Unwohlsein beim Aufenthalt im Raum) auf mögliche Schadstoffe im Raum hinweisen, lässt sich die tatsächliche Schadstoffbelastungen in einem Gebäude nur durch eine Messung nachweisen. Je nach Schadstoff kann dieser über eine Raumluftmessung, Staubmessung, Abklatschprobe oder Materialprobe nachgewiesen werden. Grundsätzlich empfiehlt sich ein gestaffeltes Untersuchungskonzept, bei dem zunächst über einfache und günstige Tests das Suchfeld eingeschränkt wird. Ein Beispiel hierzu ist der BIO CHECK Formaldehyd, in dem vor Ort die Konzentration von Formaldehyd abgeschätzt werden kann oder einfache VOC-Sensoren.

In einem zweiten Schritt können dann genauere Messverfahren angewendet werden, die in der Regel über ein Fachlabor abgewickelt werden. Hier lassen sich z.B. im Detail Stoffe aus der Stoffgruppe der VOC ermitteln und so ein genaueres Bild des potenziellen Emittenten zeichnen. Eine zielgerichtete Probenahmestrategie kann darüber hinaus schon die Probenahme einzelner visuell schon als potenzielle Schadstoffquelle erkannter Bauteile in Form einer Rückstellprobe beinhalten. Diese werden zunächst nicht analysiert sondern erst auf Basis der detaillierten Messung gegebenenfalls für die weitere Ermittlung der Schadstoffquellen genutzt.

Für Schadstoffe in Innenräumen gibt es bis auf wenige Ausnahmen keine gesetzlich festgelegten Grenzwerte. Um trotzdem die Gefährlichkeit eines Schadstoffs bewerten zu können, werden zwei unterschiedliche Bewertungskonzepte verfolgt:

Die toxikologische Bewertung geht in der Regel von Experimenten aus, in denen hohe Konzentrationen eines einzelnen Stoffes überprüft werden. Mit Hilfe solcher Versuche kann eine Dosis ermittelt werden, ab der erkennbare  Organveränderungen oder Stoffwechselstörungen auftreten können. Aus den Ergebnissen werden dann inklusive eines Unsicherheitsfaktors Grenzwerte berechnet, bei deren Überschreitung eine Gesundheitsgefahr nicht auszuschließen ist. Toxikologische Grenzwerte bieten eine gute Grundlage, um das Schadenspotenzial eines Stoffes zu bewerten. Sie sind aber in der Regel nicht in der Lage, Summenkonzentrationen verschiedener Stoffe und ihr Zusammenwirken abzubilden. Ebenso erschwert wird die Bewertung durch die im Bauwesen typische langfristige Exposition mit sehr geringen Dosen.

Darauf aufbauend entwickelt sich das Richtwertkonzept der ad-hoc Arbeitsgruppe aus Mitgliedern der Innenraumlufthygiene–Kommission des Umweltbundesamtes (IRK)  und der Arbeitsgemeinschaft der obersten Gesundheitsbehörden der Länder (AOLG). Hier werden jeweils zwei Richtwerte beschrieben. Der Richtwert II (RW II) ist ein wirkungsbezogener Wert, der auf dem gegenwärtigen Kenntnisstand zur Wirkungsschwelle eines Schadstoffs basiert. Er stellt die Konzentration dar, bei der ein unverzüglicher Handlungsbedarf besteht und bei der ein Raum nicht mehr als Aufenthaltsraum nutzbar ist. Je nach Wirkungsweise des betrachteten Schadstoffs kann der Wert als Kurzzeitwert (RW II K) oder Langzeitwert (RW II L) ausgewiesen werden. Der Richtwert I (RW I) beschreibt die Schwelle zwischen dem Bereich, an dem nach aktuellem Erkenntnisstand auch bei lebenslanger Exposition keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind und dem Bereich, an der aus Vorsorgegründen Maßnahmen getroffen werden sollten. Er wird vom RW II durch einen als Konvention eingeführten Faktor (typischerweise 10) abgeleitet. Der Richtwert I kann so z.B. als Maximalwert für eine Sanierung dienen.

Statistisch abgeleitete Orientierungswerte ergeben sich aus möglichst vielen, vergleichenden Raumluftmessungen. Aus den Messungen werden Daten für einzelne Schadstoffe erhoben und Orientierungswerte ermittelt, deren Überschreitung eine Auffälligkeit darstellt. Die auch Referenzwerte genannten Werte sagen jedoch zunächst nichts über das spezifische Gesundheitsrisiko aus.

Aus den statistischen Unterlagen hat die Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsinstitute e.V. (AGÖF) - ein Verband von Beratungs- und Dienstleistungsunternehmen, die in den Bereichen Schadstoffmessungen, ökologische Produktprüfung, umwelt- und gesundheitsverträgliche Gebäudekonzepte und effiziente Energiesysteme aktiv sind – ein Konzept für die Schadstoffbewertung in Innenräumen entwickelt. Die Orientierungswerte beruhen auf einem Datenpool eines Forschungsprojektes aus den Jahren 2002 bis 2006. Die Daten stammen dabei aus anlassbezogenen Messungen, bei denen erhöhte Werte für einen oder mehrere Parameter erwartet wurden. Um mit diesen Ergebnissen unbelastete Räume abbilden zu können, wurde ein 50 Perzentilwert als Grundlage für den sogenannten Normalwert und der 90 Perzentilwert als Abgrenzung des Auffälligkeitswerts gewählt. Er beschreibt eine deutliche Überschreitung üblicher Konzentrationen und ist damit ein Indikator für die Existenz einer entsprechenden Emissionsquelle im Raum.

Erst die Nutzung toxikologisch und statistisch abgeleiteter Daten ermöglicht die umfassende Einschätzung einer vorgefundenen Situation und die Grundlage für eine sachliche Bearbeitung der Schadstoff-Problematik. Beispielhaft lässt sich dies an der Summenkonzentration von flüchtigen organischen Substanzen (TVOC) in der Luft darstellen.

Statistische Daten:
Normalkonzentration (AGÖF 2008): 300 μg/m³
Auffälligkeitswert (AGÖF 2008): 1636 μg/m³
Orientierungswert (AGÖF 2008): 1000 μg/m³

Toxikologische Daten:
Hygienisch noch unbedenklich > 300-1000 μg/m³
Hygienisch bedenklich > 3000-10.000 μg/m³

Daraus ergibt sich als Empfehlung der ad-hoc Arbeitsgruppe, dass als langfristiger Zielwert eine TVOC-Konzentration von 200-300 μg/m³ angestrebt werden sollte. Konzentrationen über 1000 μg/m³ deuten einen grundsätzlichen Handlungsbedarf an. Konzentrationen über 10.000 μg/m³ weisen auf eine hygienisch inakzeptable Situation hin und bedürfen sofortigen Handlungsbedarfs.

Vorgehen bei neu einzubauenden Produkten

Grundlegende Informationen zu Schadstoffen in einem Produkt liefert der Hersteller mit dem technischen Produktdatenblatt und ggf. auch Sicherheitsdatenblatt. Es beschreibt die Inhaltsstoffe und den Umgang mit dem Produkt. Hier müssen Gefahrstoffe gelistet werden, deren Auswirkungen in der Verarbeitung, im eingebauten Zustand, sowie bei der Entsorgung Gefahrenpotenzial bergen. Insbesondere sogenannte SVHCs (substances of very high concern, besonders besorgniserregende Schadstoffe) müssen benannt werden, die schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen oder auf die Umwelt haben (z.B. krebserregend sind). Diese werden in der Kandidatenliste der Echa (European Chemicals Agency) mit zugehöriger CAS- und EC-Nummer gelistet.

Eine weitere Hilfestellung bietet das Gefahrstoff-Informationssystem der BG BAU (GISBAU) über den sogenannten GISCODE. Die Produktgruppen-Codes fassen Produkte mit vergleichbarer Gesundheitsgefährdung zusammen, wobei jedoch nicht alle bei der Wahl eines gesundheitsunbedenklichen Produkts relevanten Faktoren berücksichtigt werden. So gibt der GISCODE u.a. Auskunft über den Lösemittelgehalt, nicht jedoch über den VOC-Gehalt. Die Codierungen müssen nicht zwingend in Produktbroschüren oder Datenblättern benannt werden. Über die Nachfrage bei Herstellern lässt sich der GISCODE jedoch in der Regel schnell ermitteln. Je höher die Zahl hinter der Produktgruppe, desto höher ist dabei die Gefährdung. Beispielhaft lässt sich diese Staffelung z.B. an der Produktgruppe Epoxidharz-Beschichtungsstoffe darstellen:

GISBAU stellt darüber hinaus auch Empfehlungen für den Umgang mit den Baustoffen in der Verarbeitung zur Verfügung.

Umweltzeichen, Labels oder eigene Schadstoffmessungen der Hersteller bieten außerdem die Möglichkeit, ganze Anwendungsbereiche zu vergleichen und so schadstofffreie oder schadstoffreduzierte Produkte auszuwählen. Die Informationsfülle ist jedoch immens und nicht jedes Label hat die zunächst vermutete Aussagekraft. Belastbare Umweltzeichen schaffen Transparenz über die Prüfung zur Vergabe des Labels, z.B. durch Beschreibung der umfassenden Prüfkriterien. Darüber hinaus werden in der Regel auch die zertifizierten Produkte benannt, die als Orientierungshilfe dienen können. Folgende Labels bieten sich im Bauwesen für eine schadstofffreie oder schadstoffreduzierte Bauweise besonders an:

Eine umfassende Beschreibung der Labels liegt auch über das Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit Nordrhein-Westfalen (APUG NRW) vor.