Pflanzen in Innenräumen: Einfluss auf Raumluft und Behaglichkeit aktuelle Untersuchungsergebnisse

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Pflanzen in Innenräumen: Einfluss auf Raumluft und Behaglichkeit – aktuelle Untersuchungsergebnisse

Vanessa Hörmann

¹

, Klaus-Reinhard Brenske

²

, Christian Ulrichs

¹

1

Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät, FG Urbane Ökophysiologie der Pflanzen

2

Umweltbundesamt, FG II 1.3 Innenraumhygiene, gesundheitsbezogene

Umweltbelastungen

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Pflanzen, wahre Alleskönner?

http://www.thisoldhouse.com/toh/photos/0,,20452423,00.html

http://www.rodalesorganiclife.com/garden/7-plants-purify- indoor-air

http://green-24.de/forum/zimmerpflanzen-gegen- schlechte-luft-im-buero-t49956.html

http://www.gkr-

hydrokulturen.de/schadstoffreduzierende-pflanzen/

http://www.gkr-hydrokulturen.de/schadstoffreduzierende-pflanzen/

http://www.zentrum-der-gesundheit.de/luftqualitaet-pflanzen-ia.html

http://www.bewusstes-lernen.de/durch-mehr-sauerstoff- weniger-krank-sein-und-produktiver-werden-die-richtigen- pflanzen-fur-den-arbeitsplatz/

Vanessa Hörmann 23. WaBoLu-Innenraumtage 2

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VOC-Aufnahme von Pflanzen

Dela Cruz et al. 2014

Blätter:

• Oberflächlich (Kutikula)

• Spaltöffnungen (Stomata)

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Vanessa Hörmann 4

• Kammerversuche

 Unterschiede Filtervermögen

– zw. verschiedenen Pflanzenarten – unter Dauerlicht und Dauerdunkel

 Einfluss von und auf Pflanzenphysiologie

(Photosynthese, Transpiration etc.)

• Feldversuch

 Verbesserung der Luftqualität durch Pflanzen

 Psychologische Wirkung auf den Menschen Untersuchungen

23. WaBoLu-Innenraumtage

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• in gasdichter Ganzpflanzenküvette aus Plexiglas (Biobox), V = 240 l

• Toluol (20 mg/m³), 2-Ethylhexanol (15 mg/m³); 48 Stunden (n=4)

• Dauerdunkel / Dauerlicht

• Umweltbedingungen:

– Temperatur  22°C

– Lichtintensität  180 ± 10 µmol/m²*s – Luftfeuchte  70 %

– CO

₂

-Konz.  Aufgabe wenn < 500 vpm

• Luftprobenahme mittels Sorptions- röhrchen (Tenax TA), Analyse mit GC/MS und FID (Umweltbundesamt)

Kammerversuch - Versuchsaufbau

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Vanessa Hörmann 6

Kammerversuch - Testpflanzen

Dieffenbachja

„compacta“

Asparagus densiflorus

Spathiphyllum wallisii

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Kammerversuch - Ergebnisse

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50

Toluene conc.

[%]

time [h]

empty chamber Dieffenbachia sp.

S. wallisii A. densiflorus

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50

2- ethylhexanol

conc.

[%]

time [h]

empty chamber Dieffenbachia sp.

S. wallisii A. densiflorus

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Vanessa Hörmann 8

Kammerversuch - Ergebnisse

a A a A a A

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Dieffenbachia sp. S. wallisii A. densiflorus Toluene

µg/m²*h light

dark

a A a A a A

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Dieffenbachia sp. S. wallisii A. densiflorus 2-ethylhexanol

µg/m²*h light

dark

*

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• Filterleistung aus Kammerversuchen nicht realistisch für Innenräume

• Umweltbedingungen (Luftfeuchte, Lichtintensität etc.)

• Luftzirkulation, einmalige VOC - Aufgabe

• VOC-Konzentration, -Zusammensetzung

• Langzeiteffekte – VOC-Aufnahme kontinuierlich?

• Untersuchungsmethode / Testdesign

• Bsp.: Filterleistung Toluol für S. wallisii: Angaben von 2,5 (Yang et al. 2009) bis 21800 µg/m ³ m ² h (Orwell et al. 2006), hier ca. 325 µg/m ³ m ² h

Kammerversuch - Filterleistung

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Vanessa Hörmann 10

Kammerversuch – Physiologie

5 10 15 20

H₂O ml/h*m²

Kontrolle Toluol

2-Ethylhexanol

0 2 4 6 8 10 12 14

H₂O ml/h*m²

Kontrolle Toluol

2-Ethylhexanol

0 1 2 3 4 5

CO₂ µmol/h*m²

Kontrolle Toluol

2-Ethylhexanol

0 1 2 3

CO₂ ml/h*m²

Kontrolle Toluol

2-Ethylhexanol

Transpiration und Photosynthese von S. wallisii, Dauerlicht

Transpiration und Respiration von S.

wallisii, Dauerdunkel

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Ein Placebo-Effekt? - Schadstofffilterung von Pflanzen im Innenraum und deren psychische und physiologische

Wirkung auf den Menschen

Feldversuch

Johann von Neumann – Haus, Adlershof

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Vanessa Hörmann 12

Feldversuch - Büros

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• Einfluss auf Temp. und rH (Datalogger)

• Reduktion VOC?

 Passive Probenahme

(PN) der Luft in 19 Büros (12 mit und 7 ohne

Pflanze)

 PN vor Installation der Pflanzen, nach 4 und 8 Wochen

Feldversuch - Luftqualität

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Vanessa Hörmann 14

Ergebnisse Luftqualität

0 5 10 15 20 25

Temperatur [C°]

+ plant - plant

0 10 20 30 40 50

Luftfeuchte [%]

+ plant - plant

a A a A a A

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

- 1 week + 4 weeks + 8 weeks TVOC

[µg/m³]

before treatment +plant

-plant

(15)

Ergebnisse Luftqualität

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

- 1 week + 4 weeks + 8 weeks

toluene [µg/m³] before treatment

+plant -plant

* *

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

ethylbenzene [µg/m³] before treatment

+plant -plant

* *

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

mp-xylene [µg/m³] before treatment

+plant -plant

* Analyse Einzel – VOC

Unterschiede:

Toluol, Ethylbenzol, mp-Xylol Keine Unterschiede:

2-Ethylhexanol, o-Xylol, Styrol, a- Pinen, Hexanal

Besonderheit:

Zeitweise sehr hohe Limonen-Konz.

(bis 160 µg/m³)

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Vanessa Hörmann 16

• begrünten Büros: deutliche Erhöhung der

– Arbeitsplatzzufriedenheit

– selbst berichteten Konzentration

– subjektiv wahrgenommenen Luftqualität (Nieuwenhuis et al. 2014)

 Placebo oder durch tatsächliche Luftverbesserung?

• Fragebögen

 subjektiv wahrgenommene Luftqualität

 subjektives Wohlbefinden

 subjektives Stressniveau

• das objektive Stressniveau

 Bestimmung des Haarkortisols vor Installation der Pflanzen und 8 Wochen danach

Feldversuch – Wirkung auf den Menschen

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• subjektiv wahrgenommene Parameter (Luftqualität, Wohlbefinden, Stressniveau):

 45 % der Probanden empfinden eine Änderung des Raumklimas durch die Pflanze

–Abgestandene Luft – Trockene Luft

– Unangenehmer Geruch

 Stressniveau steigt weniger stark vor

Weihnachten (bei hoher Naturverbundenheit)

 Wohlbefinden steigt (bei niedriger Naturverbundenheit)

Wirkung auf den Menschen - Ergebnisse

Einzel-

fälle

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Vanessa Hörmann 18

• Kammerversuche sind schlecht geeignet um das Filtervermögen von Pflanzen zu quantifizieren

• Filterleistung von vielen Faktoren abhängig:

– VOC-Identität, VOC-Konzentration, VOC-Mischeffekte – Lichtintensität, Temperatur, Luftfeuchte

– Luftbewegung, Expositionsdauer

– Pflanzenart, Blattoberfläche, Substrat

(Dela Cruz et al. 2014)

• Heterogene Untersuchungsmethoden

• Einfluss von und auf die Pflanzenphy- siologie lassen sich gut untersuchen

Zusammenfassung Kammerversuche

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Luftqualität:

• keine Verbesserung der Luftqualität bzgl. TVOC, Luftfeuchte und Temperatur

• signifikante Reduktion von Toluol, Ethylbenzol und mp- Xylol in begrünten Büros  Einfluss Pflanze???

Psychologische Wirkung:

• subjektiv wahrgenommene Ver- änderung der Luftqualität

• z. T. vermindertes Stressniveau und erhöhtes Wohlbefinden

Zusammenfassung Feldversuch

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Vanessa Hörmann 20

Effektive Luftverbesserung nur durch sehr viele Pflanzen oder in Kombination mit Technik

„Zu aufwendig, sagt Projektleiter Michael Mohrlang, "wir brauchten allein 2000 Liter Wasser in der Woche". Zudem nehmen die

Pflanzen viel teuren Büroraum ein“

http://www.sueddeutsche.de/karriere/das-buero-der-zukunft-nie-mehr-allein-1.980015-5)

Pflanzen als Luftverbesserer - Fazit

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Innenraumbegrünung ja, aber angemessen Empfehlung

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Vanessa Hörmann 22

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

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•Dela Cruz, M., Christensen, J.H., Thomsen, J.D. & Müller, R. (2014) Can ornamental potted plants remove volatile organic compounds from indoor air? - a review. Environmental Science and Pollution Research, pp.13909–13928.

•Orwell, R.L., Wood, R.A., Burchett, M.D., Tarran, J. & Torpy, F., 2006. The potted-plant microcosm substantially reduces indoor air VOC pollution: II. laboratory study. Water, Air, and Soil Pollution, 177, pp.59–80.

•Yang, D.S., Pennisi, S. V, Son, K.-C. & Kays, S.J., 2009. Screening indoor plants for volatile organic pollutant removal efficiency.

Horticultural Science, 44, pp.1377–1381.

•Nieuwenhuis, M., Knight, C., Postmes, T. & Haslam, A. (2014) The relative benefits of green versus lean office space: Three field experiments. Journal of Experimental Psychology: Applied, 20, pp.199–214.

•Mohrlang, M. Das grüne Büro. Eine Studie für gesunde und moderne Lebensräume.

Pflanzen in Innenräumen: Einfluss auf Raumluft und Behaglichkeit aktuelle Untersuchungsergebnisse