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Indoor nitrogen dioxide: current state of knowledge (Stickstoffdioxid im Innenraum: Aktueller Kenntnisstand), in German

Authors:

Abstract

This article provides a brief summary of indoor concentrations of nitrogen dioxide (NO2) and their relevant sources. It covers the situation in European residential environments, and is adressed to policy makers and members of the public health service. English abstract: In the absence of specific indoor sources of nitrogen dioxide, ambient air is the main source of NO2 occurring indoors. Various field studies suggest that the indoor concentration of NO2 is approximately half of the corresponding outdoor air concentration. The correlation between the concentrations indoors and outdoors depends on factors such as the infiltration from outside emissions from indoor sources and the decay behavior of NO2 in the room. Cooking and baking with a gas stove or smoking in an apartment can cause high levels of NO2 for short time periods which, however, decrease quickly depending on the ventilation of the rooms. In contrast to the ambient air residents can influence their indoor NO2 concentrations themselves in order to keep NO2 pollution as low as possible. When assessing health-related exposure, it is important to distinguish between long-term and short-term exposure.
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Stickstoffdioxid im Innenraum: Aktueller Kenntnisstand
Indoor nitrogen dioxide: Current state of knowledge
EINLEITUNG
Unter Stickstoffoxiden fasst man gasförmige
Verbindungen zusammen, die aus den Ato-
men Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) aufge-
baut sind. Bei der Betrachtung der gesund-
heitlichen Wirkungen von Stickstoffoxiden
(NOx) nimmt Stickstoffdioxid (NO2) eine be-
sondere Rolle ein (UBA 2019). NO2 ist ein
ZUSAMMENFASSUNG
Befinden sich im Innenraum keine Quellen für Stickstoffdioxid (NO2), stellt die Außen-
luft die Haupteintragsquelle für NO2 in den Innenraum dar. In verschiedenen umfang-
reichen Feldstudien wurde gezeigt, dass die NO2-Konzentration im Innenraum statis-
tisch gesehen etwa halb so groß ist, wie in der Außenluft. Die Korrelation zwischen der
Konzentration im Innenraum und in der Außenluft hängt von Faktoren wie dem Eintrag
von außen, der Emission durch Quellen im Innenraum und dem Abklingverhalten von
NO2 im Innenraum ab. Durch das Kochen und Backen mit Gasherden oder das Rauchen
in der Wohnung können kurzzeitig hohe NO2-Belastungen entstehen, die in Abhängig-
keit der Belüftung der Räume aber schnell wieder absinken. Im Gegensatz zur Außenluft
können Bewohnerinnen und Bewohner selbst Einfluss auf die NO2-Konzentration im
Innenraum nehmen, um die Belastungen mit NO2 so gering wie möglich zu halten. Bei
der Beurteilung der Belastungssituation für die Gesundheit der Menschen ist es wichtig,
zwischen Langzeit- und Kurzzeitexpositionen zu unterscheiden.
ABSTRACT
In the absence of specific indoor sources of nitrogen dioxide, ambient air is the main source
of NO2 occurring indoors. Various field studies have shown that the indoor concentration of
NO2 is approximately half of the corresponding outdoor air concentration. The correlation
between the concentrations indoors and outdoors depends on factors such as the infiltra-
tion from outside emissions from indoor sources and the decay behavior of NO2 in the room.
Cooking and baking with a gas stove or smoking in an apartment can cause high levels of NO2
for short time periods which, however, decrease quickly depending on the ventilation of the
rooms. In contrast to the ambient air residents can influence their indoor NO2 concentrations
themselves in order to keep NO2 pollution as low as possible. When assessing health-
related exposure, it is important to distinguish between long-term and short-term exposure.
Reizgas und wirkt als reaktive Verbindung
(Oxidationsmittel) besonders an den unteren
Atemwegen. Aus der Reizwirkung und dem
damit verbundenen oxidativen Stress entste-
hen entzündliche Prozesse, die auch in ande-
ren Organen schädigende Wirkungen entfal-
ten können. NO2 hat in der Luftreinhaltung,
und damit für den Gesundheitsschutz der
Bevölkerung, eine wichtige Indikatorfunk-
ANJA DANIELS,
PHILIPP EICHLER,
WOLFRAM BIRMILI
STICKSTOFFDIOXID IM INNENRAUM: AKTUELLER KENNTNISSTAND
INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
SEITE 50 NR.1/2020
tion für den Mix aus Luftschadstoffen, dem
der Mensch in städtischen Gebieten ausge-
setzt ist. Zuletzt ist NO2 auch eine Vorläufer-
substanz für die Bildung von sekundärem
Feinstaub (PM) und Ozon (O3) in bodenna-
hen Luftschichten.
Stickstoffoxide entstehen hauptsächlich bei
Verbrennungsprozessen in Anlagen und Mo-
toren, das heißt vor allem durch Kfz-Verkehr,
aber auch bei bestimmten Industrieprozessen
und in der Landwirtschaft. Im Innenraum
stellen der Gebrauch von Gasherden und das
Rauchen von Tabak die bedeutendsten Emis-
sionsquellen dar. Es wird daher oft gefragt, ob
nicht das Kochen und Backen mit Gasherden
oder das Heizen mit Gasthermen einen ähnli-
© Ponsulak Kunsub/
EyeEm, GettyImages.
chen Einfluss auf die Raumluftbelastung ha-
ben wie Diesel-Pkw in der Außenluft.
Im vorliegenden Artikel werden die Ergeb-
nisse ausgewählter Studien zusammengefasst,
die das Vorkommen von NO2 in Innenräu-
men, das Verhältnis der NO2-Konzentration
zwischen der Innenraumluft und Außenluft,
sowie die Abhängigkeit der NO2-Konzentra-
tion in der Raumluft vom Betrieb von gasbe-
triebenen Geräten untersucht haben.
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INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
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tergrundwert von NO2. Dieser Hintergrund-
wert liegt bei entsprechenden Häusern ohne
Gasherd zwischen 25 und 75 ppb (47 bis
141 µg/m³). In Haushalten mit Gasherd kön-
nen die Spitzenwerte in der Küche 200 bis
1.000 ppb (376 bis 1.880 µg/m³) errei-
chen. Die Studie von Marbury et al. (1988)
zeigt, dass die NO2-Konzentrationen in
Aktivitätsräumen, die an die Küche an-
grenzen, und im Kinderzimmer in Häu-
sern mit Gasherden um das Fünffache
höher waren als in Häusern, in denen mit
einem Elektroherd gekocht wurde.
Auch Wade III et al. (1975) konnten
zeigen, dass die NO2-Werte in Innenräumen
in direktem Zusammenhang mit der Verwen-
dung des Gasherdes stehen. Die Ergebnisse
der zeitaufgelösten Messungen zeigen rapide
ansteigende NO2-Konzentrationen in den
Küchen der untersuchten Häuser, wenn der
Gasherd in Gebrauch ist. NO2 wurde von den
Gasherden in den Häusern in ungefähr glei-
chen Mengen erzeugt. Die gemessenen Kon-
zentrationen in den Innenräumen waren aus-
nahmslos höher als in der wohnungsnahen
Außenluft. Der normale Betrieb des Gasher-
des führte häufig zu NO2-Konzentrationen
in der Küche, die im Durchschnitt während
einer zweiwöchigen Probenahmezeit über
100 µg/m³ lagen.
Auch Kaulbach und Hogh (1991) konn-
ten den Effekt von Gasherden auf die In-
nenraumkonzentration an NO2 bestätigen
(ABBILDUNG 1). Bei einer Feldstudie unter-
suchten sie die NO2-Konzentration im Kinder-
zimmer von 581 Wohnungen. In einer Unter-
stichprobe von 87 Haushalten wurde neben
dem Kinderzimmer auch das Wohnzimmer
und die Küche beprobt. Hier war festzuhalten,
dass die Küche am deutlichsten von der NO2-
Quelle beeinflusst wurde. Andere Räume der
Wohnungen wie Wohn- und Kinderzimmer
waren bereits weit weniger betroffen.
Beim normalerweise zeitlich begrenzten Be-
trieb eines Gasherdes entstehen im Raum
hohe, kurzzeitige Spitzenbelastungen an NO2.
Lebret et al. (1987) bestimmten entspre-
chende Konzentrationswerte von bis zu
3.800 µg/m³ in der Küche. Doch bereits nach
QUELLEN FÜR NO2 IM
INNENRAUM
Die Luftqualität im Innenraum setzt sich
immer aus Beiträgen aus der Außenluft und
Beiträgen von Quellen aus dem Innenraum
zusammen. Je nach Schadstoff und dem
Vorhandensein von Quellen im Innenraum
können sich die relativen Anteile stark unter-
scheiden. Bei NO2 ist generell zu beobachten,
dass es durch Lüftung in relevanten Mengen
aus der Außenluft in den Innenraum gelangt.
Zu den wichtigsten Quellen für NO2 im
Innenraum gehören offene Flammen bezie-
hungsweise Geräte und Anlagen, in denen
Verbrennungsprozesse ablaufen. Technische
Anlagen wie Heizungsboiler und Kaminöfen
müssen so ausgelegt sein, dass Abgase nicht
in den Innenraum gelangen, sondern über
den Kamin nach außen abgeleitet werden. Bei
korrekter Funktionsweise ist kein wesentli-
cher Beitrag für den Innenraum zu erwarten.
Bei offenen Flammen, wie sie zum Beispiel
beim Kerzenabbrand, bei Gasherden oder bei
Ethanolöfen auftreten, tritt das NO2-haltige
Abgas jedoch direkt in die Raumluft ein.
Cyrys et al. (2000) beschreiben in ihrer
umfassenden Feldstudie in über 400 deut-
schen Wohnungen in Erfurt und Hamburg
folgende Einflussfaktoren als bedeutsam für
die NO2-Konzentration:
das Kochen mit einem Gasherd,
die Art der Belüftung des Haushalts,
die Höhe der NO2-Konzentration in der
wohnungsnahen Außenluft,
Tabakrauch.
Bei Cyrys et al. (2000) traten die höchsten
Konzentrationswerte an NO2 in Haushalten
auf, in denen mit einem Gasherd gekocht
wurde und/oder geraucht wurde.
Zahlreiche weitere Feldstudien, die teil-
weise bis in die 1970er Jahre zurückgehen,
belegen die Effekte von Gasherden auf die
NO2-Konzentration im Innenraum. Nach Al-
berts et al. (1994) besteht in Haushalten mit
Gasherd ein Überschuss von 15 bis 25 ppb
(28 bis 47 µg/m³) zum jeweils üblichen Hin-
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INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
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DAS VERHÄLTNIS VON
NO2 IM INNENRAUM ZUR
AUSSENLUFT
Cyrys et al. (2000) untersuchten in ihrer Feld-
studie in 405 deutschen Wohnungen auch das
Verhältnis der NO2-Konzentration zwischen
Innenraum und Außenluft. Demnach kommt
NO2 im Wohn- und Schlafzimmer statistisch
betrachtet in weniger als der halben Konzen-
tration verglichen mit der Außenluft vor.
Kein einziger Wochenmittelwert in einer
Wohnung lag oberhalb 40 µg/m³, dem Jah-
resmittelwert des EU-Außenluftgrenzwerts.
Eine Fortsetzung dieser Studie in 631
Wohnungen konnte diese Verhältnisse der
Konzentrationen von NO2 in der Innen-
einer Stunde konnte ein Abfall der Konzentra-
tionswerte beobachtet werden (TABELLE 1).
Zwar lagen die NO2-Werte über 24 Stunden
nach dem Kochvorgang teilweise noch im er-
höhten Bereich vor, doch stellten sie nur noch
einen Bruchteil der Ausgangskonzentration
dar.
Moriske und Turowski (2000) weisen dar-
auf hin, dass Stickstoffoxide auch beim Ab-
brand von Kerzen oder beim Gebrauch von
Lampenölen in die Raumluft abgegeben wer-
den. Gerade in der vorweihnachtlichen Zeit,
in der häufig auch weniger gelüftet wird, kön-
nen in kleineren Räumen kurzfristig erhöhte
NO2-Gehalte entstehen.
TABELLE 1
Spannweite der maxi-
malen 1-Minuten-,
1-Stunden- und
24-Stunden-Mittelwerte
in 12 niederländischen
Haushalten (nach Lebret
et al. 1987).
Messstandort Maximum NO2-Konzentration (µg/m³)
1-min-Mittelwert 1-h-Mittelwert 24-h-Mittelwert
Küche 400–3.808 230–2.055 53–478
Wohnzimmer 195–1.007 101–879 49–259
Schlafzimmer 57–806 48–718 22–100
ABBILDUNG 1
NO
2
-Konzentration in
Innenräumen, getrennt
nach Nutzungsart und
verwendetem Herdtyp.
Die Erhebung beruht auf insgesamt 87 Haushalten in 5 Städten der ehemaligen DDR (Kaulbach, Hogh 1991).
NO2-Konzentration [µg m³]
Elektroherd I Elektroherd II Gasherd I Gasherd II
70
50
30
60
40
20
10
0
Wohnzimmer
Kinderzimmer
Küche
STICKSTOFFDIOXID IM INNENRAUM: AKTUELLER KENNTNISSTAND
INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
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beziehungsweise Außenluft bestätigen (Topp
et al. 2004).
Die Tatsache, dass NO2 im Innenraum am
häufigsten in etwa der halben Konzentration
auftritt wie in der Außenluft, bestätigte auch
die Studie von Meier et al. (2015). Hier wur-
den 80 Wohnungen in der Schweiz aus vier
überwiegend städtischen Bereichen unter-
sucht. Auch hier war die Höhe der Innenraum-
konzentration im Median gleich oder weniger
als die Hälfte der Konzentration in der Außen-
luft. Bei dieser Feldstudie wurde bei 198 Mes-
sungen nur ein einziges Mal ein Wochenmit-
telwert von mehr als 40 µg/m³ gemessen.
Wie stark der Außenlufteintrag die Innen-
raumluftkonzentration beeinflusst, hat 2010
das Umweltbundesamt in einer Studie mit
acht Berliner Wohnungen untersucht (Fiedler
et al. 2010; ABBILDUNG 2). Befinden sich im
Innenraum keine weiteren NO2-Quellen, so
stellt der Eintrag aus dem Straßenverkehr in
die Außenluft die wesentlichste Quelle für
NO2 im Innenraum dar. Deshalb wurden
Wohnungen im Innenstadtbereich, in der
Nähe der Stadtautobahn – einem „Bereich
der durch örtlichen Verkehrsbeitrag gepräg-
ten NO2-Belastungen“ – ausgewählt. Fiedler
et al. (2010) bestätigten ebenfalls, dass die
NO2-Konzentration im Innenraum deutlich
geringer war als in der wohnungsnahen Au-
ßenluft. Die einzige Ausnahme stellte eine
Wohnung dar, in der aktiv geraucht wurde.
Bei dieser Wohnung wurden unter sommerli-
chen Witterungsverhältnissen vergleichbare
Werte im Innenraumbereich wie in der Au-
ßenluft gemessen.
Die Korrelation zwischen der Konzen-
tration im Innenraum und in der Außenluft
hängt von Faktoren wie dem Schadstoffein-
trag von außen, der Emission von Quellen im
Innenraum und dem Abklingverhalten von
NO2 im Innenraum ab. So sind zum Beispiel
die Korrelationen zwischen den Werten im
Innenraum und in der Außenluft im Sommer
höher, bedingt durch die Tatsache, dass wäh-
rend der warmen Jahreszeit häufiger über
ABBILDUNG 2
Verteilung der
NO2-Konzentration in
bzw. an Wohnungen in
der Nähe der Berliner
Stadtautobahn (nach
Fiedler et al. 2010).
STICKSTOFFDIOXID IM INNENRAUM: AKTUELLER KENNTNISSTAND
INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
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durch den Abbau des reaktiven NO2 an den
Oberflächen von Innenräumen (Spicer et al.
1989). Die Absorption an Oberflächen, die
offenbar auch stark materialabhängig ist,
entzieht der Raumluft NO2 und sorgt somit
bei Abwesenheit von Innenraumquellen für
systematisch niedrigere Konzentrationen im
Innenraum. Numerische Simulationen der
NO2-Konzentration in Innenräumen führen
bei den in Deutschland typischen Luftwech-
selraten ebenfalls zu I/O-Verhältnissen in der
Größenordnung von 0,5 und weniger (Salt-
hammer et al. 2018).
GRENZ- UND RICHTWERTE
FÜR NO2
Zum Schutz der menschlichen Gesundheit
wurden von einigen Organisationen Grenz-
und Richtwerte abgeleitet, anhand derer be-
urteilt werden kann, ob in einem konkreten
Fall eine gesundheitliche Gefährdung vorliegt
(TABELLE 2).
Für die Einschätzung einer Belastungssitu-
ation ist es wichtig, die zutreffende Belas-
tungsdauer (d. h. den Betrachtungszeitraum)
zu kennen. Denn für die Ableitung der Lang-
zeit-Richt- und Grenzwerte wurden zum Teil
andere Studien verwendet als für die Ablei-
tung der Kurzzeitwerte. Deshalb dürfen
„Kurzzeitwerte nicht für die Beurteilung der
die Fenster gelüftet wird. Fiedler et al. (2010)
konnten bestätigen, dass aufgrund der un-
terschiedlichen Belüftung in den beiden Jah-
reszeiten die Differenz der Außenluft- und
Innenraumkonzentration in den Sommermo-
naten geringer ist als in den Wintermonaten.
Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse dieser
Studie, dass die Lage der Wohnung – zur Stra-
ßenseite zu- oder abgewandt („vorne“ bzw.
„hinten“ in ABBLIDUNG 2) – und auch örtliche
Winde und Windrichtungen die NO2-Konzen-
tration im Innenraum beeinflussen können.
Im Gegensatz zu den anderen vorgestellten
Studien, bei denen Mittelwerte aus Passiv-
messungen über mehrere Tage ermittelt wur-
den, gehören Krause et al. (2019) zu den we-
nigen Studien, die tatsächlich auch das
zeitaufgelöste Verhalten von NO2 im Innen-
raum untersucht haben. Diese Studie unter-
suchte drei exemplarische Wohnungen in
Berlin über je eine Woche. Zum Einsatz ka-
men im Innenraum und in der Außenluft
zwei tragbare Messsysteme. Die zeitlichen
Konzentrationsverläufe in ABBILDUNG 3 zei-
gen starke zeitliche Schwankungen, wobei
Innenraum- und Außenluftwerte zeitlich eng
aufeinander folgten. Dies ist ein klarer Hin-
weis, dass in solchen Fällen die Außenluft die
Quelle für NO2 im Innenraum darstellt.
Auch in dieser Studie war das Verhältnis
NO2 (Innenraum) / NO2 (Außenluft) (I/O-Ver-
hältnis) letztlich im statistischen Mittel un-
ter 1. Generell ist diese Tatsache erklärbar
ABBILDUNG 3
Zeitlicher Verlauf der
NO2-Konzentration im
Innenraum und in der
angrenzenden Außenluft
in einem ruhigen Wohn-
gebiet (nach Krause et
al. 2019).
05.09.2018 07.09.2018 09.09.2018 11.09.2018
0
3
6
9
12
15
18
[NO
2
] in µg/m³
Außenluft
Innenraum
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INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
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Langzeitbelastung und umgekehrt herange-
zogen werden“ (UBA 2019).
Bei den EU-Außenluftgrenzwerten handelt
es sich um gesetzlich festgelegte Werte, auf
deren Grundlage die Luftqualität kontinuier-
lich überwacht und Maßnahmen zur Verbes-
serung der Luftqualität durchgeführt werden.
Bei Einhaltung dieser gesetzlich bindenden
Grenzwerte geht man davon aus, dass die Ge-
sundheit der Bevölkerung durch diesen Luft-
schadstoff nicht beeinträchtigt wird, auch
wenn man diesem ein Leben lang ausgesetzt
ist. Basierend auf den Empfehlungen der
Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat die
EU einen Jahresmittelwert von 40 µg/m³ für
NO2 in der Außenluft festgelegt. Für die Be-
wertung einer Kurzzeitbelastung hat die EU
einen Einstundenmittelwert von 200 µg/m³
festgelegt, der – entgegen den WHO-Emp-
fehlungen – nicht öfter als 18-mal im Kalen-
derjahr überschritten werden darf. Die WHO
hingegen erlaubt keine Überschreitung des
Stundenmittelwertes. Um eine akute Belas-
tungssituation durch erhöhte NO2-Konzen-
TABELLE 2
Beurteilungswerte; Aus-
zug aus “Häufig gestellte
Fragen (FAQ) zum
Thema Stickstoffdioxid –
gesundheitliche Bedeu-
tung und die Rolle von
Grenzwerten“ (UBA
2019).
EU-Außenluftgrenzwerte Arbeitsplatzgrenzwerte Innenraumrichtwerte
Langzeitwerte
Immissionsgrenzwert
40 µg/m³
Jahresmittel -
40 µg/m³
Jahresmittel1
Kurzzeitwerte
Immissionsgrenzwert
200 µg/m³
Einstundenmittel2
Alarmschwelle
400 µg/m³
3 Stundenmittel3-
Kurzzeitrichtwert I
Vorsorgewert
80 µg/m³
Einstundenmittel4
Kurzzeitwert II
Gefahrenwert
250 µg/m³
Einstundenmittel4
Arbeitsschicht -
950 µg/m³
Schichtmittel
(meist 8 Stunden) -
Schützt: Gesamtbevölkerung
Arbeitnehmende
an speziellen
Arbeitsplätzen Gesamtbevölkerung
1 Der Langzeitwert basiert auf einer Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation. Dieser ist für die Au-
ßenluft und Innraumluft identisch.
2 Darf nicht mehr als 18-mal pro Jahr überschritten werden.
3 Messungen in drei aufeinander folgenden Stunden.
4 Ableitungen durch den Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR).
trationen zu erkennen, wurde von der EU
der Alarmschwellenwert von 400 µg/m³ als
3 Einstundenmittel abgeleitet. Das heißt: In
drei aufeinanderfolgenden Stunden darf der
Stundenmittelmittelwert 400 µg/m³ nicht
überschreiten. Andernfalls müssen die zu-
ständigen Behörden Reduzierungsmaßnah-
men ergreifen.
Für die Bewertung der Innenraumbelas-
tung durch NO2 werden die Innenraumricht-
werte angewendet. Diese Beurteilungswerte
werden vom Ausschuss für Innenraumricht-
werte (AIR) abgeleitet, einem Gremium von
Fachleuten des Bundes und der Länder (AIR
2019). Die Innenraumrichtwerte haben im
Gegensatz zu den Außenluftgrenzwerten kei-
nen gesetzlichen Charakter. Für die Beurtei-
lung einer langfristigen Belastungssituation
hat der AIR als Jahresmittelwert einen Richt-
wert von ebenfalls 40 µg/m³ abgeleitet.
Für die Beurteilung der kurzfristigen Belas-
tungen wurde zum einen ein Vorsorgewert,
auch Richtwert I genannt, von 80 mg/m³,
einem Einstundenwert abgeleitet. Bei Unter-
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INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
SEITE 56 NR.1/2020
FAZIT
Feldstudien unter Berücksichtigung einer
großen Zahl an Wohnungen zeigen, dass die
NO2-Konzentration im Innenraum im sta-
tistischen Mittel etwa halb so hoch ist wie
in der Außenluft, sofern keine bedeutenden
NO2-Quellen im Innenraum vorhanden sind.
Zeitauflösende Studien, welche die NO2-
Konzentration während und nach Gebrauch
einer NO2-Quelle gemessen haben, zeigen
teils sehr hohe kurzzeitige Spitzenwerte für
NO2. Diese fallen je nach Grad der Belüftung
des Raumes aber in aller Regel wieder relativ
schnell ab.
Werden NO2-Quellen im Innenraum ge-
nutzt, sollte aus Vorsorgegründen auf eine
ausreichende Belüftungsmöglichkeit geach-
tet werden. Beim Einbau eines Gasherdes
kann zum Beispiel eine Dunstabzugshaube
mit einer Abluftführung nach draußen plane-
risch berücksichtigt werden.
Erhöhte Konzentrationen aufgrund der
Nutzung von Innenraumquellen stellen zwar
kurzfristig erhöhte Belastungen mit NO2
dar, sie sind aber nicht mit den Auswirkun-
gen einer lebenslangen niedrigen Belastung
zu vergleichen. Kurzfristige und seltene Be-
lastungen bleiben im Allgemeinen ohne ge-
sundheitliche Folgen. Liegt beim Menschen
bereits eine Erkrankung vor, so können diese
Belastungen zu einer Verschlechterung des
Gesundheitszustandes führen.
Insgesamt ist es aus Vorsorgegründen wich-
tig, bei Anwesenheit von Innenraumquellen
für eine ausreichende Belüftung zu sorgen.
Im Gegensatz zur Außenluft kann jeder Be-
wohner selbst Einfluss auf die NO2-Konzen-
tration im Innenraum nehmen.
schreitung dieses Wertes ist davon auszuge-
hen, dass auch bei lebenslanger Exposition
mit NO2 keine Beeinträchtigung der Gesund-
heit, insbesondere bei empfindlichen Perso-
nen, zu erwarten ist. Zum anderen gibt es den
Gefahrenwert, auch Richtwert II genannt,
von 250 µg/m³ ebenfalls ein Einstundenwert.
Bei NO2-Konzentrationen ab 250 µg/m³ kann
eine gesundheitliche Beeinträchtigung von
empfindlichen Personen nicht mehr ausge-
schlossen werden und es müssen Reduzie-
rungsmaßnahmen ergriffen werden.
Neben den EU-Außenluftgrenzwerten und
den Innenraumrichtwerten wurden zum
Schutz der Gesundheit von Beschäftigten
Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) abgeleitet.
Diese Werte werden für die Beurteilung der
Belastungssituation am Arbeitsplatz her-
angezogen. Für NO2 wurde ein AGW von
950 µg/m³ als Mittelwert einer Arbeits-
schicht (in der Regel 8 Stunden) festgelegt.
Bei Unterschreitung dieses Wertes sind bei
einer 8-stündigen Schicht und einer Wochen-
arbeitszeit von 40 Stunden keine gesundheit-
lichen Beeinträchtigungen zu erwarten.
STICKSTOFFDIOXID IM INNENRAUM: AKTUELLER KENNTNISSTAND
INDOOR NITROGEN DIOXIDE : CURRENT STATE OF KNOWLEDGE
SEITE 57 NR.1/2020
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KONTAKT
Dr. Wolfram Birmili
Umweltbundesamt
Fachgebiet II 1.3 "Innenraumhygiene, gesundheitsbezo-
gene Umweltbelastungen"
Corrensplatz 1
14195 Berlin
E-Mail: wolfram.birmili[at]uba.de
[UBA]
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10.1080/08940630.1988.10466388.
Meier R, Eeftens M, Phuleria HC et al. (2015): Differences
in indoor versus outdoor concentrations of ultrafine
particles, PM2.5, PM absorbance and NO2 in Swiss
homes. Journal of Exposure Science & Environmental
Epidemiology 25(5): 499–505. DOI: 10.1038/jes.2015.3.
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Until now, only a few studies have addressed the effects of climatic changes on the microclimate in indoor areas. Although global warming presents a problem worldwide, the extent of climate change varies greatly according to region. In this work, climatic changes and their influences on indoor areas in Germany are discussed. Air temperatures, quantity of summer days, sunshine hours and precipitation were extracted from the databases of the German National Meteorological Service. In addition, data on ozone, nitrogen dioxide, PM10 and PM2.5 were collected from eight monitoring stations in different urban locations. With the aid of single-box models, the effects of these parameters on indoor air were assessed. Furthermore, temperature and humidity measurements were performed in a thermally insulated house during a 14-day period of fine weather. Finally, trends for the indoor temperature through to the year 2040 were estimated. With the current thermal insulation standards, effects of climate change are associated with an increase in indoor temperatures, which can easily lead to overheating in the event of heatwaves. Nitrogen oxides and ozone are subject to strong daily and seasonal fluctuations. Particle concentrations are declining in Germany. The entry of outdoor air contaminants into the indoor area is essentially dependent on the air exchange. On the whole, measurements and simulations show that climate change substantially influences the indoor air quality. This will have consequences in the medium term as regards measures for thermal insulation and for regulation of the air exchange in private and public buildings.
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Indoor air quality is a growing concern as we spend the majority of time indoors and as new buildings are increasingly airtight for energy saving purposes. For a better understanding of residential indoor air pollution in Switzerland we conducted repeated 1-2-week-long indoor and outdoor measurements of particle number concentrations (PNC), particulate matter (PM), light absorbance of PM2.5 (PMabsorbance) and nitrogen dioxide (NO2). Residents of all homes were enrolled in the Swiss Cohort Study on Air Pollution and Lung and Heart Diseases in Adults (SAPALDIA). Indoor levels were comparable in urban areas and generally low in rural homes. Average indoor levels were 7800 particles/cm(3) (interquartile range=7200); 8.7 μg/m(3) (6.5) PM2.5 and 10.2 μg/m(3) (11.2) NO2. All pollutants showed large variability of indoor/outdoor ratios between sites. We observed similar diurnal patterns for indoor and outdoor PNC. Nevertheless, the correlation of average indoor and outdoor PNC between sites as well as longitudinal indoor/outdoor correlations within sites were low. Our results show that a careful evaluation of home characteristics is needed when estimating indoor exposure to pollutants with outdoor origin.Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology advance online publication, 11 February 2015; doi:10.1038/jes.2015.3.
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In preparation for a prospective study of the relationship of residential nitrogen dioxide exposure and respiratory infections in infants, we conducted a pilot study to assess NO2 concentrations in a sample of homes in Albuquerque, New Mexico. The methods used to characterize concentrations are described. Three locations in 144 homes were monitored with passive diffusion samplers for two two-week cycles during November and December 1984. Two-week average NO2 concentrations in the activity room ranged from 2.0 to 168.7 ppb. NO2 concentrations in the activity room and the infant’s bedroom were fivefold higher in homes with gas stoves than in homes with electric stoves. Sixty-four percent of homes with gas stoves had activity room concentrations that exceeded the highest outdoor concentration. Multiple regression models Indicated that the outdoor concentration, use of a gas stove, particularly one with pilot lights, presence of a gas dryer in the living area, and use of a floor or wall furnace contributed to NO2 concentrations. Use of a toaster or microwave oven in a house with a gas stove reduced NO2 concentrations. The results of this study demonstrate a broad range of NO2 concentrations in Albuquerque. We conclude with suggestions for an exposure assessment strategy that would be valid and feasible in the context of a large epidemiologic study of the health effects of NO2.
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As part of a larger program to investigate indoor sources of air pollution, an indoor/outdoor sampling program for NO, NO/sub 2/ and CO was conducted in 4 private houses having gas stoves and representing different surrounding land use, lifestyles, and house age and layout. The pollutant gases were measured essentially simultaneously at 3 indoor and 1 outdoor locations. Indoor levels of NO and NO/sub 2/ were found to be directly related to stove use. In some instances, the levels of NO/sub 2/ and CO in the kitchen exceeded the outdoor air-quality standards for these pollutants. A diffusion experiment conducted in one of the houses showed that the half-life for NO/sub 2/ was less than one-third that for either NO or CO. Oxidation of NO to NO/sub 2/ (based upon comparing the half-life of NO to CO) does not appear to occur to a significant degree indoors.
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Here we report indoor and outdoor concentrations of NO2 for Erfurt and Hamburg and assess the contribution of the most important indoor sources (e.g. the presence of gas cooking ranges, smoking) and outdoor sources (traffic exhaust emissions). We examined the relative contribution of the different sources of NO2 to the total indoor NO2 levels in Erfurt and Hamburg. NO2 indoor concentrations in Hamburg were slightly higher than those in Erfurt (i.e. living room: 15 microg m(-3) for Erfurt and 17 microg m(-3) for Hamburg). A linear regression model including the variables, place of residence, season and outdoor NO2 levels, location of the home within the city, housing and occupant characteristics accounted for 38% of the NO2 variance. The most important predictors of indoor NO2 concentrations were gas in cooking followed by other characteristics, such as ventilation or outdoor NO2 level. Residences in which gas was used for cooking, or in which occupants smoked, had substantially higher indoor NO2 concentrations (41 or 18% increase, respectively). An increase in the outdoor NO2 concentration from the 25th to the 75th-percentile (17 microg m(-3)) was associated with a 33% increase in the living room NO2 concentration. Multiple regression analysis for both cities separately illustrated that use of gas for cooking was the major indoor source of NO2. This variable caused a similar increase in the indoor NO2 levels in each city (43% in Erfurt and 47% in Hamburg). However, outdoor sources of NO2 (motor vehicle traffic) contributed more to indoor NO2 levels in Hamburg than in Erfurt.
Rates and mechanisms of NO 2 removal from indoor air by residential materials
  • C W Spicer
  • R W Coutant
  • G F Ward
Spicer CW, Coutant RW, Ward GF et al. (1989): Rates and mechanisms of NO 2 removal from indoor air by residential materials. Environment International 15 (1-6): 643-654. DOI: 10.1016/01604120(89)900871.
Indoor and out door air concentrations of BTEX and NO 2 : correlation of repeated measurements
  • R Topp
  • J Cyrys
  • I Gebefügi
Topp R, Cyrys J, Gebefügi I et al. (2004): Indoor and out door air concentrations of BTEX and NO 2 : correlation of repeated measurements. Journal of Environmental Monitoring 6(10): 807-812. DOI: 10.1039/B405537C. UBA -Umweltbundesamt (2019): Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Thema Stickstoffdioxid -gesundheit liche Bedeutung und die Rolle von Grenzwerten. Hrsg.: Umweltbundesamt und Kommission Umweltmedizin und Environmental Public Health. https://www.umwelt bundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffeimueberblick/ stickstoffoxide/stickstoffdioxidgesundheitlichebedeu tungvon, Stand vom 31.01.2019 (Zugriff am 12.02.2020).
Wolfram Birmili Umweltbundesamt Fachgebiet II 1.3 "Innenraumhygiene, gesundheitsbezo gene Umweltbelastungen
  • Kontakt Dr
KONTAKT Dr. Wolfram Birmili Umweltbundesamt Fachgebiet II 1.3 "Innenraumhygiene, gesundheitsbezo gene Umweltbelastungen" Corrensplatz 1 14195 Berlin EMail: wolfram.birmili[at]uba.de
  • Stickstoffdioxid Richtwerte Für
Richtwerte für Stickstoffdioxid (NO 2 ) in der Innenraum luft. Mitteilung des Ausschusses für Innenraumricht werte (AIR). Bundesgesundheitsbl. 62(5): 664-676. DOI: 10.1007/s00103019028914.