Three common plant species (Dieffenbachia maculata, Spathiphyllum wallisii, and Asparagus densiflorus) were tested against their capacity to remove the air pollutants toluene (20.0 mg m-3) and 2-ethylhexanol (14.6 mg m-3) under light or under dark in chamber experiments of 48-h duration. Results revealed only limited pollutant filtration capabilities and indicate that aerial plant parts of the tested species are only of limited value for indoor air quality improvement. The removal rate constant ranged for toluene from 3.4 to 5.7 L h-1 m-2 leaf area with no significant differences between plant species or light conditions (light/dark). The values for 2-ethylhexanol were somewhat lower, fluctuating around 2 L h-1 m-2 leaf area for all plant species tested, whereas differences between light and dark were observed for two of the three species. In addition to pollutant removal, CO2 fixation/respiration and transpiration as well as quantum yield were evaluated. These physiological characteristics seem to have no major impact on the VOC removal rate constant. Exposure to toluene or 2-ethylhexanol revealed no or only minor effects on D. maculata and S. wallisii. In contrast, a decrease in quantum yield and CO2 fixation was observed for A. densiflorus when exposed to 2-ethylhexanol or toluene under light, indicating phytotoxic effects in this species. Quelle: Verlagsinformation
Die mittlere Niederschlagsverteilung liefert wesentliche Grundaussagen für das Niederschlagsgeschehen in einem Gebiet. Für einzelne Ereignisse können die Niederschlagsverteilungen jedoch erheblich von den mittleren Niederschlagsverteilungen abweichen. Dies gilt insbesondere für Starkregenereignisse, da diese in der Regel räumlich begrenzt und sehr inhomogen verteilt sind (vgl. Spektrum.de online 2016 ). Sie entstehen während der Sommermonate durch konvektive Luftströmungen, die sich selber verstärken. Wenngleich naturräumliche Eigenschaften die Entstehung von Starkregenzellen begünstigen können, unterliegt deren Entstehung einer starken Zufallskomponente. Starkregenereignisse können somit zu einer kleinräumigen Veränderung der jeweiligen Jahres- oder Halbjahresmittelwerte beitragen. Aufgrund der relativ seltenen und räumlich zufällig verteilten Starkregen ist der Effekt einzelner Ereignisse für den hier betrachteten langen Zeitraum von 30 Jahren jedoch relativ gering. Einen bedeutenden Einfluss auf die Witterungsverhältnisse in einem Gebiet hat die Oberflächengestalt der Erde. Gebirgs- und kleinere Hügelzüge, aber auch bereits niedrige Landrücken haben einen Einfluss auf die Niederschlagshöhe. Andere Einflussfaktoren stellen Wälder, Seen, Felder u. ä. dar (vgl. Flohn 1954). Auch Städte haben mit ihren Häuseransammlungen ab einer gewissen Flächengröße einen Einfluss auf die Höhe und Verteilung der Niederschläge. Die Erhöhung von Niederschlägen innerhalb eines begrenzten Gebietes, z. B. durch Steigungsregen, ist vor allem auf den Einfluss der Bodenreibung, den sogenannten Rauhigkeitsparameter, zurückzuführen. Die unteren Luftschichten werden durch Bodenreibung gebremst, sodass sich die nachfolgenden Luftmassen stauen und aufsteigen. Durch die adiabatische Abkühlung können Wolken und Niederschläge entstehen. Über Stadtgebieten treten zudem oft vermehrt Aerosole auf, welche als Kondensationskerne Einfluss auf die Wolken- und die Niederschlagsbildung haben. Ergänzend kann die durch ein Stadtgebiet bedingte Erwärmung unter speziellen Randbedingungen zu Konvektionsniederschlägen beitragen. Die vorliegenden Auswertungen basieren auf Rasterdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Für die Auswertung zur Referenzperiode 1981-2010 wurden die REGNIE-Daten des DWD genutzt. Dieses Produkt wurde jedoch eingestellt und wird nicht fortgeschrieben. Für die aktuelle Fortschreibung wurden daher die Niederschlagsdaten des HYRAS-DE-PRE Produktes verwendet. HYDRAS-DE-PRE ist das fachlich verbesserte Nachfolgeprodukt des DWD und ersetzt REGNIE vollständig. Aufgrund der geänderten Datenbasis sind die Ergebnisse nur eingeschränkt mit dem langjährigen Mittel der Niederschlagsverteilung 1981-2010 im Umweltatlas Berlin vergleichbar. Niederschläge sind ein essenzieller Bestandteil der Natur und für Tiere, Pflanzen und den Menschen überlebenswichtig. Die Auswirkungen von Niederschlägen müssen aber differenziert betrachtet werden. So bewirken Niederschläge eine Reinigung der Luft, führen aber aufgrund der starken Oberflächenversiegelungen und damit verbundenen Nutzungen gleichzeitig zu einem Ausspülen einer Reihe von Schadstoffen, welche in die Regen- und Mischwasserkanäle und damit mittelbar auch in die Gewässer gelangen. Das Ausbleiben von Niederschlägen beeinträchtigt Tiere und Pflanzen und führt vor allem bei einer in den letzten Jahren beobachteten Häufung der Trockenperioden zu dauerhaften Schäden. Die gleichzeitige Zunahme von Starkniederschlägen stellt in Bezug auf den Wasserhaushalt dabei keinen Ausgleich her. Die Böden können, insbesondere wenn diese trocken sind, die großen Niederschlagsmengen nicht oder nur in geringem Umfang aufnehmen, sodass das Niederschlagswasser zum Großteil oberflächig abfließt und nicht zu einer Regeneration des Bodenwasserspeichers beiträgt. Darüber hinaus kann Starkregen auch Bodenerosion verursachen. Die aus Starkregen resultierenden Sturzfluten bergen zudem eine Gefahr für Menschen, Tiere und Sachwerte. Im regionalen Maßstab werden die Niederschlagsverhältnisse Berlins durch die Lage im Übergangsbereich zwischen kontinental und überwiegend ozeanisch geprägtem Klima bestimmt. Berlin gehört im deutschlandweiten Vergleich zu den trockeneren Gebieten. So liegt in der internationalen Standard-Referenzperiode 1991-2020 die jährliche Durchschnittsniederschlagsmenge für Deutschland bei 782 mm pro Quadratmeter und in Berlin bei 579 mm pro Quadratmeter (vieljähriger Mittelwert der Kalenderjahre, vgl. Abbildung 1). Zusätzlich zu den oben genannten Einflussgrößen muss zukünftig auch verstärkt mit Auswirkungen der globalen Klimaänderungen auf das regionale Wasserdargebot gerechnet werden. Während der vergangenen 10.000 Jahre haben Klimaänderungen die geographische Verteilung der Niederschläge deutlich verändert. Prognosen über mögliche Entwicklungen hängen in großem Maße von den zukünftigen Treibhausgasemissionen ab und werden u. a. vom DWD untersucht (vgl. DWD 2022a ). Bis zum Ende des Jahrhunderts ist hiernach in Deutschland mit einer geringen Zunahme (+6 %) der Jahresniederschlagssummen zu rechnen. Für den Winter und die Übergangsmonate wird ein Anstieg der Niederschlagssummen prognostiziert, im Sommer reicht die Spannbreite je nach Szenario von geringen Zunahmen bis hin zu einer Abnahme des Niederschlags.
Die mittlere Niederschlagsverteilung liefert wesentliche Grundaussagen für das Niederschlagsgeschehen in einem Gebiet. Für einzelne Ereignisse können die Niederschlagsverteilungen jedoch erheblich von den mittleren Niederschlagsverteilungen abweichen. Dies gilt insbesondere für Starkregenereignisse, da diese in der Regel räumlich begrenzt und sehr inhomogen verteilt sind (vgl. Spektrum.de online 2016 ) Sie entstehen während der Sommermonate durch konvektive Luftströmungen die sich selber verstärken. Wenngleich naturräumliche Eigenschaften die Entstehung von Starkregenzellen begünstigen können, unterliegt deren Entstehung einer starken Zufallskomponente. Starkregenereignisse können somit zu einer kleinräumigen Veränderung der jeweiligen Jahres- oder Halbjahresmittelwerte beitragen. Aufgrund der relativ seltenen und räumlich zufällig verteilten Starkregen ist der Effekt einzelner Ereignisse für den hier betrachteten langen Zeitraum 1981-2010 jedoch relativ gering. Einen bedeutenden Einfluss auf die Witterungsverhältnisse in einem Gebiet hat die Oberflächengestalt der Erde. Gebirgs- und kleinere Hügelzüge aber auch bereits niedrige Landrücken haben einen Einfluss auf die Niederschlagshöhe. Andere Einflussfaktoren stellen Wälder, Seen, Felder u. ä. dar (vgl. Flohn 1954). Auch Städte haben mit ihren Häuseransammlungen ab einer gewissen Flächengröße einen Einfluss auf die Höhe und Verteilung der Niederschläge. Die Erhöhung von Niederschlägen, z. B. durch Steigungsregen, innerhalb eines begrenzten Gebietes ist vor allem auf den Einfluss der Bodenreibung, den sogenannten Rauhigkeitsparameter, zurückzuführen. Die unteren Luftschichten werden durch Bodenreibung gebremst, sodass sich die nachfolgenden Luftmassen stauen und aufsteigen. Durch die adiabatische Abkühlung können Wolken und Niederschläge entstehen. Über Stadtgebieten treten zudem oft vermehrt Aerosole auf, welche als Kondensationskerne Einfluss auf die Wolken- und die Niederschlagsbildung haben. Ergänzend kann die durch ein Stadtgebiet bedingte Erwärmung unter speziellen Randbedingungen zu Konvektionsniederschlägen beitragen. Anders als beim vorherigen Aktualitätsstand von 1990 für die Referenzperiode 1961-1990 basieren die Auswertungen in der aktuellen Fortschreibung auf Rasterdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Aufgrund der unterschiedlichen Datenbasis und der hieraus resultierenden methodischen Vorgehensweisen sind die Ergebnisse mit dem langjährigen Mittel der Niederschlagsverteilung 1961-1990 im Umweltatlas Berlin nur sehr eingeschränkt vergleichbar. Niederschläge sind ein essentieller Bestandteil der Natur und für Tiere, Pflanzen und den Menschen überlebenswichtig. Die Auswirkungen von Niederschlägen müssen aber differenziert betrachtet werden. So bewirken Niederschläge eine Reinigung der Luft, führen aber aufgrund der starken Oberflächenversiegelungen und damit verbundenen Nutzungen gleichzeitig zu einem Ausspülen einer Reihe von Schadstoffen, welche in die Regen- und Mischwasserkanäle und damit mittelbar auch in die Gewässer gelangen. Das Ausbleiben von Niederschlägen beeinträchtigt Tiere und Pflanzen und führt vor allem bei einer in den letzten Jahren beobachteten Häufung der Trockenperioden zu dauerhaften Schäden. Die gleichzeitige Zunahme von Starkniederschlägen stellt in Bezug auf den Wasserhaushalt dabei keinen Ausgleich her. Die Böden können, insbesondere, wenn diese trocken sind, die großen Niederschlagsmengen überhaupt nicht aufnehmen, sodass das Niederschlagswasser zum Großteil oberflächig abfließt und nicht zu einer Regeneration des Bodenwasserspeichers beiträgt. Darüber hinaus kann Starkregen auch Bodenerosion verursachen. Die aus Starkregen resultierenden Sturzfluten bergen zudem eine Gefahr für Menschen, Tiere und Sachwerte. Im regionalen Maßstab werden die Niederschlagsverhältnisse Berlins durch die Lage im Übergangsbereich zwischen kontinental und überwiegend ozeanisch geprägtem Klima bestimmt. Berlin gehört im deutschlandweiten Vergleich zu den trockeneren Gebieten. So liegt in der bisherigen internationalen Standard-Referenzperiode 1961-1990 die jährliche Durchschnittsniederschlagsmenge für Deutschland bei 789 mm pro Quadratmeter und in Berlin zwischen 551 und 600 mm pro Quadratmeter (vgl. Abbildung 1). Zusätzlich zu den oben genannten Einflussgrößen muss zukünftig auch verstärkt mit Auswirkungen der globalen Klimaänderungen auf das regionale Wasserdargebot gerechnet werden. Während der vergangenen 10.000 Jahre haben Klimaänderungen die geographische Verteilung der Niederschläge deutlich verändert. Prognosen über mögliche Entwicklungen hängen in großem Maße von den zukünftigen Treibhausgasemissionen ab und werden u.a. vom DWD untersucht (vgl. DWD 2020 ). Bis zum Ende des Jahrhunderts ist hiernach in Deutschland mit einer geringen Zunahme (+6 %) der Jahresniederschlagssummen zu rechnen. Für den Winter und die Übergangsmonate wird ein Anstieg der Niederschlagssummen prognostiziert, im Sommer reicht die Spannbreite je nach Szenario von keiner Änderung bis hin zu einer Abnahme des Niederschlags.
Den Niederschlag beeinflussende Faktoren Intensität und Verteilung von Niederschlägen bestimmen nicht nur maßgeblich die meteorologischen sowie die klimatischen Verhältnisse in einem Gebiet, sondern unmittelbar auch die Grundwasserneubildung und die Versorgung der Vegetation mit pflanzenverfügbarem Wasser . Darüber hinaus bestimmen sie Auswaschungen aus der Atmosphäre und — über das Transportmedium "Sickerwasser" — Schadstoffverlagerungen im Untergrund. Die mittlere Niederschlagsverteilung liefert wesentliche Grundaussagen für das Niederschlagsgeschehen in einem Gebiet. Für Einzelereignisse können die Niederschlagsverteilungen jedoch erheblich von den mittleren Niederschlagsverteilungen abweichen. So führten etwa die Starkregen im Anschluss an das Reaktorunglück in Tschernobyl im Mai 1986 zu einer sehr spezifischen zusätzlichen Belastungsverteilung der radioaktiven Kontamination in Europa aufgrund der unterschiedlichen Verteilung der Niederschläge (vgl. Karte 01.09, SenStadtUm 1992a). Einen bedeutenden Einfluss auf die Witterungsverhältnisse in einem Gebiet hat die Oberflächengestalt der Erde . Gebirgs- und kleinere Hügelzüge aber auch bereits niedrige Landrücken haben einen Einfluss auf die Niederschlagshöhe, wie die vorliegenden Karten mittlerer Niederschlagsverhältnisse eines Landes oder einer Landschaft zeigen. Andere Einflussfaktoren stellen Wälder, Seen, Felder u. ä. dar (vgl. Flohn 1954). Auch Städte haben mit ihren Häuseransammlungen ab einer gewissen Flächengröße einen Einfluss auf die Höhe und Verteilung der Niederschläge. Die Erhöhung von Niederschlägen, z. B. durch Steigungsregen, innerhalb eines begrenzten Gebietes ist vor allem auf den Einfluss der Bodenreibung, den sogenannten Rauhigkeitsparameter, zurückzuführen. Außerdem beeinflussen die über Stadtgebieten vermehrt auftretenden Aerosole, die als Kondensationskerne wirken, die Wolken- und Niederschlagsbildung. Zusätzliche Niederschläge verursacht die Erwärmung eines Stadtgebietes bei speziellen Wettersituationen (Konvektionsniederschlag). Bei den Betrachtungen der Wirkungen von Stadtlandschaften auf Höhe und Verteilung von Niederschlägen ist zu unterscheiden zwischen dem Einfluss der Stadtlandschaft auf die jeweils stattfindenden Niederschlagsprozesse und ihre Rolle als eigentlicher Auslöser von Niederschlägen. Auswirkung von Niederschlägen Bei der Wirkung von Niederschlagsereignissen ist ebenfalls zu differenzieren in die Atmosphäre reinigende Prozesse und die Belastungen für Teile der Natur. So bewirken starke Niederschläge nicht nur eine Reinigung der Luft. Durch die starke Oberflächenversiegelung als Folge aufwendiger Entsorgung von Regen und Abwasser erfolgt gleichzeitig ein Ausspülen einer Reihe von Schadstoffen, die konzentriert in die Regenwasserkanäle und damit in die Gewässer gelangen (vgl. Karte 02.09, SenStadtUm 1992b). Berlin besitzt im Bereich des Trennsystems etwa 3.000 km reine Regenwasserkanäle, über die das durch Staub, Luftschadstoffe, Abrieb der Straßendecke und Autoreifen, Ölverluste etc. stark verunreinigte Niederschlagswasser an ca. 730 Stellen direkt in kleinere und größere Oberflächengewässer geleitet wird. Innerhalb des Mischsystems, in dem häusliche, gewerbliche und industrielle Schmutzwässer sowie Regenwasser gemeinsam in einem Kanal gesammelt werden, können Starkregenereignisse zu einer kurzfristigen Überlastung des Entsorgungssystems führen, so dass das gesamte Mischwasser ungereinigt in die Gewässer fließt. Die Quantifizierung der Auswirkungen einer städtischen Struktur auf den Niederschlag setzt in jedem Fall den langjährigen Betrieb eines umfangreichen Messnetzes voraus, da anders als im ländlich geprägten Umland die Nutzungsstrukturen mit ihren Auswirkungen auf die vertikale Struktur der Stadt (Gebäude- und Vegetationshöhen) zusätzlich zu den topographischen Geländebewegungen zu betrachten sind. Regionale Einordnung der Niederschlagsverhältnisse Berlins Im regionalen Maßstab werden die Niederschlagsverhältnisse Berlins durch die Lage im Übergangsbereich zwischen kontinental und mehr ozeanisch geprägtem Klima bestimmt. Berlin gehört im deutschen Vergleich eher zu den trockenen Gebieten. So liegt hier die jährliche Durchschnittsniederschlagsmenge bei 568 mm pro Quadratmeter, während im gleichen Zeitraum auf dem Brocken ca. 1.400 mm niedergehen (vgl. Abb. 1). Zusätzlich zu den bisher genannten Einflussgrößen muss zukünftig auch mit Auswirkungen der globalen Klimaänderungen auf das regionale Wasserdargebot gerechnet werden. Während der vergangenen 10.000 Jahre haben Klimaänderungen die geographische Verteilung der Niederschläge deutlich verändert. Obwohl Klimaänderungen in gleicher Größenordnung — nur erheblich rascher — in den nächsten 100 Jahren erwartet werden, lassen sich deren Auswirkungen auf Verteilung und Menge des regionalen Niederschlags jedoch noch nicht abschätzen (vgl. Kleeberg et al. 1994).
Aller Kenntnis nach spielen die mit der Atmung ausgeschiedenen Aerosolpartikel eine wichtige Rolle bei der Verbreitung des 2019 erstmalig aufgetretenen Coronavirus SARS-CoV-2, insbesondere im Rahmen menschlicher Zusammenkünfte in Innenräumen. Diese Arbeit fasst die für den Schulbetrieb relevanten Sachverhalte und Maßnahmen zur Verminderung von Infektionen über den Aerosolpfad zusammen. Eine wichtige Maßnahme ist die Verstärkung der Raumlüftung, d. h. der Austausch möglicherweise kontaminierter Innenraumluft mit Außenluft. Neben der Verminderung der Konzentration infektiöser Aerosole ist Lüftung unabdingbar zur Abfuhr des in Klassenräumen erzeugten Kohlendioxids, der Luftfeuchte und anderer chemischer Stoffe in der Innenraumluft. Unabhängig von Lüftung erweist sich das Tragen von Mund-Nasen-Masken (medizinische Masken bzw. filtrierende Halbmasken) als wirksame Maßnahme. Eine für virushaltige Partikel wirksame Luftreinigung durch feste bzw. mobile Anlagen kann die genannten Maßnahmen unterstützen bzw. in Fällen aushelfen, wenn Räume trotz schlechter Lüftungsmöglichkeit genutzt werden müssen. Der Artikel gibt den Stand des Wissens im Oktober 2021 über verschiedene technische Schutzmaßnahmen wieder, die sich seit Beginn der Pandemie als sinnvoll erwiesen haben, wobei der Fokus auf der Reduzierung von indirekten Infektionen liegt. Neu hinzukommende Varianten von SARS-CoV-2, der Fortschritt der Impfkampagne bei Kindern und Jugendlichen sowie die Zunahme der allgemeinen Immunität werden möglicherweise eine Neubewertung der Maßnahmen erfordern. Neben kurzfristigen und schnell wirksamen Maßnahmen zum Infektionsschutz erscheint es auch geboten, die in Deutschland existierenden Defizite bei Raum- und Gebäudelüftung an Schulen durch eine langfristige Strategie zu beheben. Im Sinne einer dauerhaften Verbesserung der Innenraumluft und der Prävention gegen künftige luftübertragene Infektionskrankheiten erscheint die zunehmende Ausstattung von Schulen mit fest installierten Lüftungsanlagen bzw. raumlufttechnischen Anlagen - mit Option auf Wärme- und Feuchterückgewinnung - als nachhaltige gesellschaftliche Investition. © Autoren
Mobile Luftreiniger: Nur als Ergänzung zum Lüften sinnvoll Mobile Luftreinigungsgeräte versprechen, virushaltige Partikel in Innenräumen zu reduzieren. Ob die Minderungen ausreichen, eine Infektionsgefahr in dicht belegten Klassenräumen abzuwenden, ist nach jetzigem Wissensstand unsicher. Da die Geräte weder CO2 noch Wasserdampf aus der Raumluft entfernen, empfiehlt das UBA weiter auch in der kalten Jahreszeit die Fensterlüftung als prioritäre Maßnahme. Dieser Text bildet den Stand am 11.02.2021 ab. Hier finden Sie die aktuelle Einschätzung des UBA zur Thematik . Vor dem Hintergrund einer möglichen Übertragung des SARS-CoV-2-Virus über Aerosole in Klassenräumen werden mobile Luftreinigungsgeräte (d. h. frei im Raum aufstellbare Geräte) als Maßnahme diskutiert, um virushaltige Aerosolpartikel aus der Luft zu entfernen. Mobile Luftreinigungsgeräte sind je nach technischer Auslegung (Prinzip; Dimensionierung) in der Lage, Viren aus der Luft zu entfernen bzw. zu inaktivieren. Allerdings hängt ihre Wirksamkeit in realen Räumen neben den technischen Spezifikationen auch von den Aufstellbedingungen vor Ort und von der Luftausbreitung im Raum ab. Da mobile Luftreinigungsgeräte nicht das in Klassenräumen anfallende Kohlendioxid (CO 2 ) und den Wasserdampf aus der Raumluft entfernen, können sie nicht als vollständigen Ersatz für Lüftungsmaßnahmen eingesetzt werden, sondern allenfalls als Ergänzung ( Kommission Innenraumlufthygiene (IRK), Stellungnahme vom 16.11.2020 [1]). Priorisierung der Lüftungsmaßnahmen an Schulen aus Sicht des UBA Das Umweltbundesamt empfiehlt, Lüftungsmaßnahmen an Schulen in folgender Rangfolge zu betrachten: In Schulen mit raumlufttechnischen (RLT-)Anlagen sollen für die Dauer der Pandemie die Frischluftzufuhr erhöht werden, und die Betriebszeiten der Anlagen verlängert werden. Arbeitet die Anlage mit Umluft, ist der Einbau zusätzlicher Partikelfilter (Hochleistungsschwebstofffilter H 13 oder H 14) zu erwägen. In Schulen ohne RLT-Anlagen (schätzungsweise 90 % der Schulen) soll intervallartig über weit geöffnete Fenster gelüftet werden, wie in der gemeinsam mit der Kultusministerkonferenz (KMK) verfassten UBA-Handreichung zum Lüften in Schulen vom 15.10.2020 beschrieben. Diese Maßnahmen sind rasch und einfach umsetzbar und bieten einen wirksamen Schutz, weil die Außenluft nahezu virenfrei ist. Die im Winter unvermeidliche Abkühlung der Raumluft durch Stoßlüften hält nur für wenige Minuten an und ist aus medizinischer Sicht unbedenklich. CO2 -Sensoren können als Orientierung dienen, ob und wie rasch die Frischluftzufuhr von außen gelingt. Sofern sich Fenster in Klassenräumen nicht genügend öffnen lassen , sollte geprüft werden, ob durch den Einbau einfacher ventilatorgestützter Zu- und Abluftsysteme (z.B. in Fensteröffnungen) eine ausreichende Außenluftzufuhr erreicht werden kann. Sind die Maßnahmen unter 1 bis 3 nicht anwendbar, ist ein Raum aus innenraumhygienischer Sicht nicht für den Unterricht geeignet. Sollen solche Räume dennoch zum Unterricht genutzt werden, kann der Einsatz mobiler Luftreinigungsgeräte erwogen werden (Ausnahmefall). Um die Wahrscheinlichkeit einer Infektion über Aerosole wirksam zu vermindern, wird eine Reinigungsleistung des Geräts gefordert, die mindestens dem sechsfachen des Raumvolumens pro Stunde entspricht. Bei einem Klassenraumvolumen von zum Beispiel 200 m³ entspricht dies einer Reinigungsleistung von mindestens 1.200 m³ an keimfreier Luft pro Stunde. Technische Optionen bei mobilen Luftreinigungsgeräten Im Grundsatz sind vier Technologien bei Luftreinigern zu unterscheiden: Filtertechnologien UV-C Technologien Ionisations- und Plasmatechnologien Ozontechnologien Hierzu ist im Einzelnen anzumerken: Mobile Filtergeräte sollten möglichst mit hocheffizienten Gewebefiltern (Filterklassen H 13 oder H 14)) ausgestattet sein, da nur diese eine vollständige Entfernung von Viren aus der durch das Gerät gesaugten Luft gewährleisten. Feinfilter der Klassen F7 bis F9 (alte Bezeichnung) bzw. ISO ePM2,5 65% bis ISO ePM1 80% (neue Bezeichnung), wie sie z.B. in herkömmlichen raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) mit zwei Filterstufen zum Einsatz kommen, lassen einen Anteil der Aerosolpartikel in der behandelten Luft übrig. Filtergeräte mit hocheffizienten Filtern sind in der Lage, die Zahl der die Aerosolpartikel in einem Raum zu senken. Um die bestmögliche Wirkung mit Filtergeräten zu erzielen und über die Dauer der Betriebszeit zu erhalten, müssen die Filter in der Regel nach einer gewissen Betriebszeit gewechselt werden. Je nach Staub- und Partikelbelastung kann das nach einem halben bis einem Jahr der Fall sein. Hierzu sind Fachkenntnisse oder geschultes Personal erforderlich. Um keinen störenden Geräuschpegel im Raum entstehen zu lassen, sollten vor Beschaffungen entsprechende Kenndaten zur Geräuschentwicklung vom Hersteller eingeholt werden. UV-C Strahlung ist vom Grundsatz her in der Lage, Mikroorganismen wie Bakterien und Viren zu inaktivieren. Geräte mit UV-C Strahlungsquellen werden schon seit langem zur Entkeimung von Oberflächen z. B. in Laboren oder zur Raumluftdesinfektion in lebensmittelverarbeitenden Betrieben eingesetzt. Für die Wirksamkeit gegen infektiöse Aerosole in einem Innenraum ist entscheidend, ob ein Gerät einen ausreichend großes Luftvolumen desinfizieren und die gereinigte Luft gut im Raum zirkulieren kann. Die Wirksamkeit ist abhängig von der Bestrahlungsintensität und von der Bestrahlungszeit der Luft im Gerät. Für Augen und Haut stellt UV-C Strahlung ein gesundheitliches Risiko dar. Deshalb wird der Einsatz dieser Strahlungsquellen als offene UV-C Lampe und auch in mobilen Luftreinigern vom UBA für den nicht gewerblichen Einsatz als kritisch betrachtet. Geräte sollten in öffentlichen Bereichen wie Schulen nur eingesetzt werden, wenn gesichert ist, dass kein UV-Licht in den Raum freigesetzt werden kann. Die IRK empfiehlt in ihrer Stellungnahme vom 16.11.2020 daher a) den Nachweis der Gerätesicherheit und b) den Nachweis der Wirksamkeit – als Prüfung des eingesetzten mobilen Geräts. In privaten Wohnungen sieht das UBA den Einsatz solcher Geräte aus Sicherheitsgründen weiterhin kritisch, denn hier bestehen meist wenig Kontrollmöglichkeiten, was die sachgerechte Verwendung, Wartung und den bestimmungsgemäßen Gebrauch angeht. Mobile Geräte mit UV-C-Technik haben gegenüber solchen mit Filtration den Vorteil der meist geringeren Geräuschentwicklung im Betrieb. Auch Ionisation und Plasma sind in der Lage, Mikroorganismen wie Bakterien und Viren zu inaktivieren. Im Rahmen von Luftreinigungsanlagen findet diese Technologie seit vielen Jahren Anwendung. Tendenziell sind auch die Geräte wartungsärmer als solche mit Filtration, weil keine Filter zu ersetzen sind. Auch die Geräuschentwicklung ist im Allgemeinen geringer als bei filtrierenden Geräten. Dem UBA liegen derzeit jedoch keine Daten vor, ob die Effizienz der im Handel befindlichen Geräte ausreicht, um einen ausreichenden Schutz gegen eine Infektion mit SARS-CoV-2 in großen und dicht belegten Innenräumen wie Klassenräumen zu gewährleisten. Generell sollte vor Beschaffung entsprechender Geräte eine Wirksamkeitsprüfung vom Hersteller eingeholt werden. Bei Ionisations- und Plasmatechnologie kann aufgrund des physikalischen Prinzips im Gerät Ozon entstehen. Es wird empfohlen, Herstellerinformationen einzuholen, inwieweit Ozon als unerwünschtes Nebenprodukt bei einem bestimmten Gerät auch in den Innenraum gelangen kann. Eine gezielte Behandlung von Raumluft mit Ozon (auch während der Durchleitung der Luft durch einen mobilen Luftreiniger) lehnt das UBA grundsätzlich ab. Ozon ist ein Reizgas und kann mit anderen Stoffen, allen voran mit flüchtigen organischen Verbindungen ( VOC ), chemisch reagieren und dabei unbekannte Folgeprodukte bilden. Diese Kategorie von Luftreinigern ist ungeeignet für eine Anwendung in Räumen, in denen sich Personen befinden. Für eine größtmögliche Wirksamkeit von mobilen Luftreinigungsgeräten (egal mit welcher Technologie sie arbeiten) ist die sorgfältige Planung und Realisation des Aufstellungsortes im Raum und die Berücksichtigung der Raumgegebenheiten (Raumvolumen, Luftführung und Luftströmungen im Raum) von entscheidender Bedeutung. Die Reinigungsleistung muss in Abhängigkeit der Raumgröße und der Anzahl der Personen im Raum einstellbar sein. Bei Geräten, deren Wirkung auf einer Luftreinigung innerhalb des Geräts beruht (wie z.B. Filtergeräte), sind die Ansaug- und Abblasrichtung der Luft mit entscheidend dafür, dass die Geräte wesentliche Anteile der Mischluft im Raum erfassen und als gereinigte Luft wieder in den Raum abgeben können. In der Produktliteratur finden sich häufig Prüfberichte zu Luftreinigungsgeräten, wo zu Beginn des Experiments ein Raum einmalig mit Partikeln gefüllt wird, und anschließend Abklingkurven infolge der Luftreinigung ausgewertet werden. Solche Prüfberichte erwecken den Eindruck, man könne die Konzentration von Aerosolen in einem Realraum beliebig reduzieren. Die reale Situation ist jedoch verschieden, insofern eine infektiöse Person kontinuierlich virushaltige Aerosole in die Raumluft emittiert. Ein mobiles Gerät kann die Konzentration von Aerosolen in einer realen Situation somit reduzieren, aber zu keinem Zeitpunkt auf null bringen. Sind mehrere infektiöse Personen anwesend, würde die Reinigungswirkung mobiler Geräte in Bezug auf virushaltige Aerosole entsprechend weiter sinken. Mobile Luftreinigungsgeräte dürfen daher nicht als absoluter Schutz vor infektiösen Aerosolen angesehen werden. Fazit Zur Einschätzung der Leistungsfähigkeit mobiler Luftreinigungsgeräte benötigt man Prüfnachweise, dass ein Gerät die geforderte Menge an keimfreier Luft (sechsfaches Raumvolumen pro Stunde) breitstellen kann. Im Fall von Techniken, welche ihre Wirkung durch Inaktivierung der Erreger entfalten, erfordern diese Prüfungen Versuche mit echten Erregern (Bakterien, Viren) unter den geplanten Betriebsbedingungen und nicht nur den grundsätzlichen Nachweis des Effekts unter Laborbedingungen. Vor Beschaffungen wird empfohlen, entsprechende Prüfnachweise der Geräte unter Realbedingungen von den Herstellern einzuholen. Da mobile Luftreinigungsgeräte nicht das in Klassenräumen anfallende Kohlendioxid und den Wasserdampf aus der Raumluft entfernen, können sie nicht als vollständigen Ersatz für Lüftungsmaßnahmen eingesetzt werden, sondern allenfalls als Ergänzung Das Umweltbundesamt empfiehlt daher weiter auch in der kalten Jahreszeit die Fensterlüftung als prioritäre Maßnahme. Die Kommission für Innenraumhygiene (IRK) ist in Ihrer Stellungnahme vom 16.11.2020 zum selben Schluss gekommen und hat die hier beschriebenen Empfehlungen weiter detailliert [1]. Langfristige und nachhaltige Ziele Aus gesundheitlichen und Nachhaltigkeits-Gründen sollten perspektivisch alle dicht belegten Veranstaltungsräume in Schulen und Bildungseinrichtungen mit raumluft-technischen (RLT)-Anlagen ausgerüstet bzw. nachgerüstet werden [7]. Solche Anlagen beseitigen die Vielzahl innenraumhygienischer Probleme in dicht belegten Räumen (Luftgetragene Erreger, Kohlendioxid, Wasserdampf, Gerüche) in einem Gang. Stand der Technik sind Anlagen mit Wärmerückgewinnung, welche die Außenluft energiesparend mittels der Abluft anwärmen. Als „Komfortlüftung“ werden Systeme bezeichnet, die eine kontrollierte Erwärmung oder auch Abkühlung (Sommer) erlauben. Solche Systeme sind auch als dezentrale Anlagen verfügbar, mit denen Räume einzeln ausgestattet werden können. Quellen [1] IRK (2020): Einsatz mobiler Luftreiniger als lüftungsunterstützende Maßnahme in Schulen während der SARS-CoV-2 Pandemie. Stellungnahme der Kommission Innenraumlufthygiene (IRK) am Umweltbundesamt. https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/corona-in-schul... [2] Kähler, C. J., T. Fuchs, B. Mutsch, R. Hain (2020): Schulunterricht während der SARS-CoV-2 Pandemie ‒ Welches Konzept ist sicher, realisierbar und ökologisch vertretbar? doi: 10.13140/RG.2.2.11661.56802 [3] Curtius, J., M. Granzin, J. Schrod (2020): Testing mobile air purifiers in a school classroom: Reducing the airborne transmission risk for SARS-CoV-2. medRxiv 2020.10.02.20205633; doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.02.20205633 [4] Exner, M. et al. (2020): Zum Einsatz von dezentralen mobilen Luftreinigungsgeräten im Rahmen der Prävention von COVID-19. Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene (DGKH), Stand 25.9.2020. [5] Gunschera, J., Markewitz, D., Bansen, B., Salthammer, T., Ding, H., 2016. Portable photocatalytic air cleaners: efficiencies and by-product generation. Environ Sci Pollut Res 23, 7482–7493. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5992-3 [6] Siegel, J.A., 2016. Primary and secondary consequences of indoor air cleaners. Indoor Air 26, 88- 96. https://doi.org/10.1111/ina.12194 [7] IRK (2015): Stellungnahme der Innenraumlufthygiene-Kommission zu Luftreinigern, Bundesgesundheitsblatt 58, S. 1192 [8] UBA (2017): Anforderungen an Lüftungskonzeptionen in Gebäuden. Teil I: Bildungseinrichtungen https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/anforderungen-an-lueftungsk...
Biologische Vielfalt im Boden schützen Ein Teelöffel Boden enthält mehr Organismen als Menschen auf der Erde leben. Im und auf dem Boden leben u.a. Bakterien, Pilze, Insekten, Ameisen, Regenwürmer, Maulwürfe. Diese Bodenvielfalt ist für Klimaschutz und Landwirtschaft von herausragender Bedeutung und trägt zur Reinigung von Luft und Wasser bei. Ein aktuelles Positionspapier fordert deshalb einen stärkeren Schutz der Bodenbiodiversität. 45 Prozent der Böden in Europa haben durch intensive landwirtschaftliche Nutzung deutlich an organischer Substanz, also an Humus und Bodenlebewesen verloren. Das Bodenleben erstickt mehr und mehr infolge großflächiger Versiegelung unserer Böden durch Asphalt und Beton und ungebremster Flächen-Neuinanspruchnahme. So sind in Deutschland etwa 46 Prozent der Siedlungs- und Verkehrsflächen versiegelt, das heißt bebaut, betoniert, asphaltiert, gepflastert oder anderweitig befestigt. Deshalb fordern die Kommission Bodenschutz beim Umweltbundesamt (KBU) sowie eine Vielzahl weiterer im Boden- und im Naturschutz tätiger Gremien, Einrichtungen und Verbände in einem gemeinsamen Positionspapier eine verstärkte Wahrnehmung der Bodenbiodiversität und ein entsprechendes Handeln in der Politik. Vier Forderungen zeigen, wie die Vielfalt im und auf dem Boden geschützt und vor weiteren Verlusten bewahrt werden kann. Ein gemeinsames Handeln von Boden- und Naturschutz mit Land- und Fortwirtschaft sowie Wasserwirtschaft, welches durch die Politik unterstützt wird. Hierzu bedarf es geeigneter Rahmenbedingungen innerhalb der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) der EU und auf nationaler Ebene, welche die Biodiversität im Boden und somit den Boden als Lebensgrundlage auch für den Menschen verbessern. Dazu gehören u.a. ein Verbot des Grünlandumbruchs und die Förderung der Rückumwandlung von Acker in Dauergrünland an geeigneten Standorten, der Erhalt verbliebener und Förderungen neuer ökologischer Vorrangflächen unter der Prämisse der ökologischen Vielfalt auf mindestens zehn Prozent der Fläche sowie die gezielte Entwicklung des ökologischen Landbaus durch attraktive Fördermaßnahmen. Die Berücksichtigung der Sustainable Development Goals (SDGs) der UN durch die EU in ihrer Bodenschutzstrategie und in einer bodenschützenden EU-Agrarpolitik. Auf Insektenarten oder bestimmte Standorte wie Moore abzielende politische Programme sind unzureichend, Schutzziele und -strategien, vor allem in der Landwirtschaft, müssen an Nachhaltigkeit und Funktionalität ausgerichtet werden. Ein stärkeres Bewusstsein der Politik für den Wert des Bodens als sensiblen und unverzichtbaren Lebensraum und als begrenzte Ressource. Politische Maßnahmen müssen um Maßnahmen der Bildung, Kommunikation und Partizipation ergänzt werden. Diese sollten die Perspektiven unterschiedlicher Gruppen zusammenbringen, den Teilnehmenden eine informierte Meinungsbildung ermöglichen und möglichst konkrete Handlungsperspektiven eröffnen. Referenzdaten für einen guten ökologischen Bodenzustand. Bestehende Monitoring -Programme müssen hierzu dringend um bodenbiologische Erfassungen erweitert, stärker miteinander vernetzt und mit Blick auf die Funktionen der Bodenorganismen ausgewertet werden. Unterzeichnende sind neben der KBU das Bundesamt für Naturschutz, die in Deutschland im Bodenschutz aktiven Fachverbände wie die Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft und der Bundesverband Boden, der BUND (Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V.), der WWF Deutschland, die Zukunftsstiftung Landwirtschaft und das Museum Senckenberg für Naturkunde Görlitz. Die Bedeutung des gemeinsamen Positionspapiers unterstreicht der vom Europäischen Rechnungshof Anfang Juni 2020 vorlegte Sonderbericht „Biodiversität landwirtschaftlicher Nutzflächen: Der Beitrag der GAP hat den Rückgang nicht gestoppt“ . Er kommt zu dem Schluss, dass ein Großteil der Finanzierungen der GAP nur geringe positive Auswirkungen auf die biologische Vielfalt hat. Die meisten Direktzahlungen tragen nicht zum Erhalt oder zur Verbesserung der biologischen Vielfalt von Agrarland bei. Die Übernahme Deutschlands für die EU-Ratspräsidentschaft am 1. Juli 2020 eröffnet die Chance, den Schutz des Bodens und damit der Bodenbiodiversität stärker in den Fokus der politischen Arbeit auf europäischer Ebene zu rücken. Mit der im Mai 2020 von der Europäischen Kommission vorgelegten EU-Biodiversitätsstrategie für 2030 ist ein erster Anfang gemacht. Grundsätzlich müssen Schutzziele und -strategien, vor allem in der Landwirtschaft, an Nachhaltigkeit und Funktionalität ausgerichtet werden. Der langfristige Erhalt des Bodenlebens und der Bodenfruchtbarkeit muss Vorrang vor kurzfristigen Produktivitätssteigerungen haben. Der Bodenschutz muss auch Ziel der EU-Agrarpolitik in der neuen Förderperiode, sowie des europäischen Green Deals und der „ Vom Hof auf den Tisch-Strategie “ sein.
Indikator: Mischwälder Die wichtigsten Fakten Der Anteil der Mischbestände an der Gesamtwaldfläche ist zwischen 2002 und 2012 von 55 % auf 58 % gestiegen. Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Anteil der Mischwälder an der Waldfläche zu erhöhen. Es wird noch viele Jahrzehnte dauern, bis der Waldumbau abgeschlossen ist. Welche Bedeutung hat der Indikator? Wälder bedecken ungefähr ein Drittel der Landfläche Deutschlands. Sie haben neben der Bereitstellung von Holz vielfältige Funktionen für die Umwelt, beispielsweise die Reinigung der Luft und den Schutz des Bodens. Außerdem dienen sie vielen Tier- und Pflanzenarten als Lebensraum. Der Wald sollte deshalb so vital und widerstandsfähig wie möglich sein. Jedoch hat sich in den letzten Jahren zunehmend gezeigt, dass Monokulturen besonders anfällig sind. Dies betrifft vor allem die sich ändernden Standortbedingungen, zum Beispiel durch den Klimawandel . Dadurch besteht für diese Wälder unter anderem eine erhöhte Gefahr, ihre Schutz- und Ausgleichsfunktion zu verlieren. Mischkulturen mit einer größeren Anzahl von Baumarten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Ansprüchen erhöhen die strukturelle und genetische Vielfalt. Naturnahe Mischbestände bieten zudem den waldtypischen Pflanzen- und Tierarten einen Lebensraum. Allerdings: Aus Sicht des Natur- und Umweltschutzes sind Mischungen nicht automatisch wertvoll. Auch Mischbestände können sich aus Baumarten zusammensetzen, die nicht der natürlichen Waldgesellschaft entsprechen bzw. nicht an den Standort angepasst sind. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Der Anteil der Mischwälder an der Gesamtwaldfläche ist zwischen 2002 und 2012 gewachsen: Er stieg von 54,9 % auf 57,8 %. Besonders erfreulich: Vor allem der Anteil der Bestände mit vier oder mehr Baumarten ist von 24,4 % auf 26,1 % gewachsen. Diese Entwicklung zeigt, dass die Forstwirtschaft zunehmend Abstand von Monokulturen („Reinbestände“) nimmt. Deren Anteil ist seit 2002 von 40,3 % auf 37,3 % gesunken. Der Anteil naturnaher Reinbestände ist konstant geblieben. Die Bundesregierung hat sich in der „Anpassungsstrategie an den Klimawandel“ (BReg 2008) sowie in der „Waldstrategie 2020“ ( BMELV 2011) zum Ziel gesetzt, die Baumarten-Vielfalt der Wälder zu erhöhen. Ein konkreter Zielwert wurde jedoch nicht gesetzt. Der Anteil des Mischwaldes mit vielen Baumarten sollte deshalb weiter steigen. Allerdings wird dieser Waldumbau noch Jahrzehnte dauern. Wie wird der Indikator berechnet? Die Indikator -Werte basieren auf den Ergebnissen der zweiten und dritten Bundeswaldinventur . Dabei ist „Wald“ im Wesentlichen definiert als „[…] unabhängig von den Angaben im Kataster oder ähnlichen Verzeichnissen, jede mit Forstpflanzen bestockte Grundfläche.“ Diese Definition sowie ausführliche Beschreibungen der Vorgehensweise finden sich in einem Arbeitsbericht des Thünen-Instituts (Schmitz et al. 2008) sowie der „Aufnahmeanweisung für die dritte Bundeswaldinventur“ ( BMELV und vTI 2011). Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel "Strukturvielfalt der Wälder" .
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