Besseres Raumklima durch Pflanzen? – MKUEM-Büros als „Versuchslabor“ – Klimaschutzministerium fördert PhytoSan-Projekt der Hochschule Trier mit rund 90.000 Euro „Das Thema Hitzebelastung und Arbeitsschutz ist allgegenwärtig. Denn der Klimawandel beschert uns vermehrt heiße und schwüle Tage, die eine körperliche Belastung auch bei der Arbeit in Büroräumen darstellen. Mit dem Projekt PhytoSan der Hochschule Trier fördern wir ein innovatives und spannendes Experiment im Bereich der Phytosanierung. In den Räumlichkeiten des Klimaschutzministeriums in Mainz als Forschungsstätte wird dabei der Frage nachgegangen, ob es gelingen kann, durch geeignete Pflanzen das Raumklima in den Büros nachhaltig zu verbessern“, sagte Klimaschutzstaatssekretär Michael Hauer heute in Trier. Dort überreichte er einen Förderbescheid des Ministeriums über 90.565 Euro an Prof. Dr. Georg Rock, Projektleiter und Prodekan am Fachbereich Informatik an der Hochschule Trier. Phytosanierung bezeichnet allgemein eine Methode zur Reinigung verschmutzter Böden, Gewässer und Luft mithilfe von Pflanzen, die Schadstoffe aufnehmen, abbauen und speichern können. Um den Effekt messen zu können, den die Pflanzen auf die Raumluft haben, werden bei dem anstehenden zwölfmonatigen PhytoSan-Projekt im Klimaschutzministerium insgesamt acht „Zwillingsbüros“ – zwei gleichgroße Büros in unmittelbarer Nähe und auf der gleichen Fensterseite – mit einer Sensortechnik ausgestattet. Ein „Zwillingsbüro“ wird mit ausgewählten Pflanzen ausgestattet, das zweite „Zwillingsbüro“ muss zur Vergleichsmessung pflanzenfrei sein. Nach einem halben Jahr werden die Pflanzen in den beiden Zwillingsbüros getauscht, sodass der Effekt der Phytosanierung analysiert werden kann. Die vom Fachbereich Informatik eigens entwickelten und eingesetzten Sensorboxen, die auch Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Feinstaub messen, zeigen mittels LED-Licht an, wann die CO2-Konzentration im Büro steigt und zur Verbesserung des Raumklimas und der Konzentrationsfähigkeit gelüftet werden sollte. „Durch den sicheren Einsatz unserer Sensorboxen werden kontinuierlich Daten zur Luftqualität erfasst und visualisiert. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit die subjektiven Eindrücke der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter hinsichtlich ihres Wohlbefindens zu dokumentieren. Das Zusammenführen dieser Daten in der abschließend geplanten Datenanalyse könnte zeigen, wie einfach und kostengünstig Pflanzen zur Verbesserung des Raumklimas beitragen können. Die Ergebnisse dieses Projekts werden wertvolle Erkenntnisse liefern, die sowohl für die Gestaltung zukünftiger Arbeitsumgebungen als auch für nachhaltige Praktiken von Bedeutung sein könnten“, erläuterte Projektleiter Prof. Dr. Georg Rock. „Wir haben eine Fürsorgepflicht gegenüber unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, damit diese sich in den Büros wohlfühlen und motiviert ihre Arbeit wahrnehmen können. Wir alle haben die Hoffnung, dass das Projekt PhytoSan dazu beitragen wird, eine kostengünstige, energieeffiziente und nachhaltige Lösung für die Verbesserung des Raumklimas in den Arbeitsräumen zu entwickeln. Lösungen, die über kurz oder lang auch allen anderen Beschäftigten in Büros zugutekommen“, so Michael Hauer.
Nikotinsaeure hat in der chemischen Industrie eine bedeutende Stellung. Die Nikotinsaeure ist das Provitamin zum Nikotinsaeureamid und hat die gleiche biologische Aktivitaet. Sie wird als Zusatzstoff in Nahrungs- und Futtermitteln eingesetzt. Ein herkoemmliches Verfahren zur Herstellung von Nikotinsaeure ist die homogen katalysierte Oxidation von 2-Methyl-5-ethyl-Pyridin mit HNO3 und anschliessender Decarboxylierung. Nachteil dieser zweistufigen Reaktion ist einerseits die anfallende Salzfracht und der Verlust von Geruestkohlenstoff durch Totaloxidation (Lonza-Verfahren). Das Nikotinsaeureamid wird zweistufig durch Ammoxidation des 3-Picolin zum 3-Cyanpyridin und Verseifung der Nitrilgruppe hergestellt. Beide Schritte sind heterogen katalyisiert (Degussa-Verfahren). Ein einstufiger Prozess durch Direktoxidation mit Sauerstoff ist oekonomisch wie oekologisch wuenschenswert. Die Oxidation von 3-Picolin zur Nikotinsaeure wird mit Sauerstoff bzw. Luft in einem Temperaturbereich von 250-400 Grad Celsius durchgefuehrt. In der heterogen katalysierten Oxidation von 3-Picolin wird Wasserdampf als Traegergas verwendet. Wasser ist bis auf den energetischen Aspekt ein unkritisches Loesemittel, und dient der Waermeabfuhr und der Erleichterung der Desorption des Produktes von der Katalysatoroberflaeche. Da bei der Direktoxidation keine Salzfrachten anfallen und die Nebenprodukte allein Wasser und CO2 sind, entfallen aufwendige Prozessschritte zur Reinigung des Produktes und die Entsorgung der Salze. Die Gasphasenoxidation wird in einem Integralfestbettreaktor durchgefuehrt. Im Festbett koennen wegen der exothermen Reaktion 'Hot Spots' entstehen, die eine Totaloxidation zu CO2 bevorzugen. Durch kurze Verweilzeiten und geeigneter Traegergase mit hoher Waermekapazitaet und/oder Waermeleitfaehigkeit koennen die 'Hot Spots' ganz oder teilweise vermieden werden. Die entstehenden Carbonsaeuren werden nach Austritt aus dem Reaktor aus dem Prozessgas kristallisiert und damit als Feststoff gewonnen.
Fuer das Verhalten organischer Schadstoffe im System Boden-Pflanze-Luft wurde ein auf einem Massenbilanzmodell basierendes Transfermodell entwickelt und fuer verschiedene Chemikalien (PCDD/F, Pestizide u.a.) verifiziert. Das Modell hat Eingang in die europaeische Risikorichtlinie, die multimediale Modellierung und die Expositionsanalyse von Altlasten gefunden. Insbesondere konnten die Beitraege von Wurzelaufnahme und atmosphaerischer Deposition zur Kontamination von Pflanzen als Funktion der Stoffeigenschaften geklaert werden. QSAR-Beziehungen zwischen der chemischen Struktur und der oekotoxischer Wirkung von chemischen Substanzen unterschiedlicher Strukturklassen auf Gefaesspflanzen konnten durch multivariate Methoden, u.a. Fuzzy-Clustering, ermittelt werden.