Person: Daniels, Anja
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Veröffentlichung Vorkommen und Quellen ultrafeiner Partikel im Innenraum und in der Außenluft - aktueller Kenntnisstand(2020) Birmili, Wolfram; Daniels, Anja; Hoffmann, Stephan; Kura, Jürgen; Niemeyer, Thomas; Pietsch, AxelUltrafeine Partikel (UFP) sind als Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 100 Nanometer definiert. Aufgrund ihrer toxikologischen Eigenschaften stellen sie ein ungebrochen aktuelles Thema in der Luftreinhaltung dar. Diese Arbeit stellt die wichtigsten Grundlagen zu UFP in der Umwelt zusammen und schafft einen Überblick über Messtechniken und vorhandene Messdaten. Hierbei liegen die Schwerpunkte auf der Innenraumluft und der Außenluft. Inzwischen stehen eine Reihe standardisierter Messverfahren für UFP zur Verfügung. Zukünftige messtechnische Entwicklungen sind jedoch notwendig, um mehr personenbezogene bzw. flächenhafte Daten von UFP zu gewinnen. Mit dem German Ultrafine Aerosol Network (GUAN) besteht seit 2009 ein kooperatives Messnetz für die Außenluft, aus dem Mittelwerte, räumliche Schwankungen und zeitliche Trends für UFP abgeleitet werden konnten. Für den Innenraum werden Ergebnisse aus zwei neuen Studien vorgestellt: Die Innenraum-/Außenluftstudie des Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS), sowie die Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen (GerES V). Aus beiden Studien wird klar, dass auch die Partikelanzahlkonzentration im Innenraum großen Schwankungen unterliegen kann, und dass Innenraumquellen, wie Feuerquellen, Kerzenabbrand, Tabakrauch und Kochaktivitäten, zu erhöhten UFP-Konzentrationen beitragen. Aus zweijährigen Messungen in 40 Wohnungen konnten jedoch keine Anzeichen abgeleitet werden, dass die UFP-Belastung im Innenraum systematisch höher wäre als in der Außenluft. Generell fehlt es momentan an einer belastbaren Dosis-Wirkungs-Beziehung für UFP sowohl im Innenraum als auch in der Außenluft. Daraus ergibt sich für die kommenden Jahre der Auftrag an die Wissenschaft, gezielte Studien zur Erforschung der gesundheitlichen Wirkungen von UFP aus der Umwelt durchzuführen. Quelle: Vorkommen und Quellen ultrafeiner Partikel im Innenraum und in der Außenluft - aktueller Kenntnisstand / W. Birmili [und neun weitere]. - 1 Onlineressource (Seiten 33-43). In: Gefahrstoffe, Reinhaltung der Luft / Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit. - 80 (2020), Heft 1-2, Seite 33Veröffentlichung Anforderungen an Lüftungskonzeptionen in Gebäuden(Umweltbundesamt, 2020) Schulze Darup, Burkhard; Daniels, Anja; Kah, Oliver; Moriske, Heinz-Jörn; Deutschland. UmweltbundesamtDie Menschen in Mitteleuropa halten sich zunehmend in geschlossenen Räumen auf, ein Großteil davon in der eigenen Wohnung. Das betrifft neben Erwachsenen zunehmend auch Kinder und Jugendliche. Für eine gute Innenraumluftqualität zu sorgen, ist somit für das Wohlbefinden und die Gesundheit von entscheidender Bedeutung. Lüften ist ein wesentliches Element, um eine gute Innenraumluftqualität zu erreichen oder um diese aufrechtzuerhalten. Aus Energieeffizenzgründen ist eine dichte Bauweise gefordert. Infiltrationen, wie sie noch in alten, undichten Gebäuden vorhanden waren, sind in modernen, energieeffizienten Gebäuden deutlich minimiert. Regelmäßiges aktives Lüften über Fenster oder das Betreiben von Lüftungsanlagen ist somit erforderlich. Lüftungsanlagen haben dabei den Vorteil, dass die Frischluftzufuhr von außen nutzerunabhängig erfolgen kann und ein aktives Lüften durch Anwesende im Raum nicht notwendig ist. Welche Anlagentechniken es gibt und welche für die Nachrüstung im Bestand oder für den Neubau am besten geeignet sind, beschreibt die Broschüre "Anforderungen an Lüftungskonzeptionen in Gebäuden - Teil 2: Wohngebäude". Quelle: https://www.umweltbundesamt.deVeröffentlichung Stickstoffdioxid im Innenraum: Aktueller Kenntnisstand(2020) Birmili, Wolfram; Daniels, Anja; Eichler, PhilippBefinden sich im Innenraum keine Quellen für Stickstoffdioxid (NO2), stellt die Außenluft die Haupteintragsquelle für NO2 in den Innenraum dar. In verschiedenen umfangreichen Feldstudien wurde gezeigt, dass die NO2-Konzentration im Innenraum statistisch 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 Abhängigkeit 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. Quelle: UMID : Umwelt und Mensch - Informationsdienst ; Umwelt & Gesundheit, Umweltmedizin, Verbraucherschutz / Boden- und Lufthygiene (Berlin) Institut für Wasser- (2020), Heft 1, Seite 49Veröffentlichung Phthalate metabolites in urine of children and adolescents in Germany. Human biomonitoring results of the German Environmental Survey GerES V, 2014-2017(2020) Conrad, André; Daniels, Anja; Kolossa-Gehring, Marike; Lange, Rosa; Rucic, Enrico; Schmied-Tobies, Maria Irene Hilde; Schulz, Christine; Schwedler, GerdaDuring the population representative German Environmental Survey of Children and Adolescents (GerES V, 2014-2017) 2256 first-morning void urine samples from 3 to 17 years old children and adolescents were analysed for 21 metabolites of 11 different phthalates (di-methyl phthalate (DMP), di-ethyl phthalate (DEP), butylbenzyl phthalate (BBzP), di-iso-butyl phthalate (DiBP), di-n-butyl phthalate (DnBP), di-cyclohexyl phthalate (DCHP), di-n-pentyl phthalate (DnPeP), di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), di-iso-nonyl phthalate (DiNP), di-iso-decyl phthalate (DiDP) and di-n-octyl phthalate (DnOP)). Metabolites of DMP, DEP, BBzP, DiBP, DnBP, DEHP, DiNP and DiDP were found in 97-100% of the participants, DCHP and DnPeP in 6%, and DnOP in none of the urine samples. Geometric means (GM) were highest for metabolites of DiBP (MiBP: 26.1 my g/L), DEP (MEP: 25.8 my g/L), DnBP (MnBP: 20.9 my g/L), and DEHP (cx-MEPP: 11.9 my g/L). For all phthalates but DEP, GMs were consistently higher in the 3-5 years old children than in the 14-17 years old adolescents. For DEHP, the age differences were most pronounced. All detectable phthalate biomarker concentrations were positively associated with the levels of the respective phthalate in house dust. In GerES V we found considerably lower phthalate biomarker levels than in the preceding GerES IV (2003-2006). GMs of biomarker levels in GerES V were only 18% (BBzP), 23% (MnBP), 23% (DEHP), 29% (MiBP) and 57% (DiNP) of those measured a decade earlier in GerES IV. However, some children and adolescents still exceeded health-based guidance values in the current GerES V. 0.38% of the participants had levels of DnBP, 0.08% levels of DEHP and 0.007% levels of DiNP which were higher than the respective health-based guidance values. Accordingly, for these persons an impact on health cannot be excluded with sufficient certainty. The ongoing and substantial exposure of vulnerable children and adolescents to many phthalates confirms the need of a continued monitoring of established phthalates, whether regulated or not, as well as of potential substitutes. With this biomonitoring approach we provide a picture of current individual and cumulative exposure developments and body burdens to phthalates, thus providing support for timely and effective chemicals policies and legislation. © 2020 The Authors. Published by Elsevier GmbH.Veröffentlichung Lüftungskonzepte in Schulen zur Prävention einer Übertragung hochinfektiöser Viren (SARS-CoV-2) über Aerosole in der Raumluft(2021) Birmili, Wolfram; Daniels, Anja; Moriske, Heinz-Jörn; Selinka, Hans-Christoph; Straff, WolfgangAller 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. © AutorenVeröffentlichung Particle mass concentrations and number size distributions in 40 Homes in Germany: Indoor-to-outdoor relationships, diurnal and seasonal variation(2020) Zhao, Jiangyue; Birmili, Wolfram; Daniels, Anja; Wehner, BirgitFew studies investigated residential particle concentration levels with a full picture of aerosol particles from 10 nm to 10 Ìm size range with size-resolved information, and none was performed in central Europe in the long-term in multiple homes. To capture representative diurnal and seasonal patterns of exposure to particles, and investigate the driving factors to their variations, measurements were performed in 40 homes for around two weeks each in Leipzig and Berlin, Germany. These over 500 days' measurements combined PM10 and PM2.5 mass concentrations, particle number concentration and size distribution (PNC and PNSD, 10-800 nm), CO2 concentration, and residential activities diary into a unique dataset. Natural ventilation was dominated, the mean ventilation rate calculated from CO2 measurements was 0.2 h-1 and 3.7 h-1 with closed and opened windows, respectively. The main findings of this study showed that, the residents in German homes were exposed to a significantly higher mass concentration of coarse particles than outdoors, thus indoor exposure to coarse particles cannot be described by outdoors. The median indoor PNC diurnal cycles were generally lower than outdoors (median I/O ratio 0.69). However, indoor exposure to particles was different in the cold and warm season. In the warm season, due to longer opening window periods, indoor sources' contribution was weakened, which also resulted in the indoor PNC and PNSD being very similar to the outdoors. In the cold season, indoor sources caused strong peaks of indoor PNC that exceeded outdoors, along with the relatively low penetration factor - 0.5 for all size ranges, and indoor particle losses, which was particularly effective in reducing the ultrafine PNC, resulting in a different particle exposure load than outdoors. This study provides a detailed understanding of residential particle exposure in multiple homes, facilitating future studies to assess health effects in residential environments. Quelle. https://aaqr.org/Veröffentlichung Formaldehyde, aliphatic aldehydes (C2-C11), furfural, and benzaldehyde in the residential indoor air of children and adolescents during the German Environmental Survey 2014-2017(2022) Bethke, Robert; Birmili, Wolfram; Brasse, Gregor; Conrad, André; Daniels, Anja; Debiak, Malgorzata; Kolossa-Gehring, Marike; Hurraß, Julia; Schechner, NadineIndoor air concentrations of formaldehyde, furfural, benzaldehyde, and 11 aliphatic aldehydes (C2-C11) were measured in residences of 639 participants in the German Environmental Survey for Children and Adolescents 2014-2017 (GerES V). Sampling was conducted using passive samplers over periods of approximately seven days for each participant. The most abundant compounds were formaldehyde and hexanal with median concentrations of 24.9 (micro)g m-3 and 10.9 (micro)g m-3, respectively. Formaldehyde concentrations exceeded the Guide Value I recommended by the German Committee on Indoor Guide Values (Ausschuss für Innenraumrichtwerte - AIR) (0.10 mg m-3) for 0.3% of the participating residences. The sum of aliphatic n-aldehydes between C4 (butanal) and C11 (undecanal) exceeded their Guide Value (0.10 mg m-3) for 2.0% of the residences. The geometric mean concentrations of most aldehydes were lower than in the earlier GerES IV (2003-2006) study. Formaldehyde and hexanal concentrations, however, were comparable in both studies and showed no significant difference. Indoor aldehyde concentrations did not exhibit significant correlations with factors collected in questionnaires, such as the age of the participants, their socio-economic status, the location of the residence (former East/West Germany), migration background, tobacco exposure, and the type of furniture used. The validity of the passive sampler measurements was verified against active sampling techniques in a test chamber experiment. © 2021 The AuthorsVeröffentlichung Metabolites of 4-methylbenzylidene camphor (4-MBC), butylated hydroxytoluene (BHT), and tris(2-ethylhexyl) trimellitate (TOTM) in urine of children and adolescents in Germany - human biomonitoring results of the German Environmental Survey GerES V (2014-2017)(2021) Daniels, Anja; Kolossa-Gehring, Marike; Murawski, Aline; Rucic, Enrico; Schmied-Tobies, Maria Irene Hilde; Schwedler, GerdaThe UV filter 4-methylbenzylidene camphor (4-MBC), used in cosmetics, the antioxidant butylated hydroxytoluene (BHT), used inter alia as a food additive and in cosmetics, and the plasticizer tris(2-ethylhexyl) trimellitate (TOTM), used mainly in medical devices as substitute for di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), are suspected to have endocrine disrupting effects. Human biomonitoring methods that allow for assessing the internal exposure of the general population to these substances were recently developed in a German cooperation to enhance the use of human biomonitoring. First-morning void urine samples from 3- to 17-year-old children and adolescents living in Germany were analysed for metabolites of 4-MBC (N = 447), BHT (N = 2091), and TOTM (N = 431) in the population-representative German Environmental Survey on Children and Adolescents 2014-2017 (GerES V). 4-MBC metabolites were found in quantifiable amounts only in single cases and exposure levels remained well below health-based guidance values. In contrast, ubiquitous exposure to BHT became evident with a geometric mean (GM) urinary concentration of the metabolite BHT acid of 2.346 (my)g/L (1.989 (my)g/gcreatinine) and a maximum concentration of 248 (my)g/L (269 (my)g/gcrea). The highest GM concentration was found in young children aged 3-5 years, yet no specific sources of exposure could be identified. Also, TOTM metabolites were found in quantifiable amounts only in very few samples. None of these findings could be related to previous hospital treatment or exposure via house dust. The presented results will be the basis to derive reference values for exposure of children and adolescents in Germany to BHT and will facilitate to identify changing exposure levels in the general population. © 2020 The Author(s).