Luchtfilters, binnenmilieu & gezondheid

Transcriptie

1 ISSO-studiedag - 'Luchtfilters voor comfortinstallaties 6 oktober 2005 MediaPlaza te Utrecht Luchtfilters, binnenmilieu & gezondheid ir. Atze Boerstra BBA Boerstra Binnenmilieu Advies bba@binnenmilieu.nl

2 Filters: vriend of vijand? Bedoeld effect: Onbedoeld effect: reinigen toevoerlucht, beschermen klimaatinstallatie + bevorderen gezondheid gebouwgebruikers verontreinigen toevoerlucht, negatieve invloed op olfactisch comfort (geur), verminderen productiviteit Foto's blad 1 & 3: Philo Bluyssen, TNO

3 Reinigen toevoerlucht

4 Deeltjes in de buitenlucht Filters reinigen bij voorkeur alle schadelijke stoffen in de buitenlucht: Stof Zouten Gassen Rook Nevel Damp Schimmels Pollen Bacteriën (incl. fijn stof, ultrafijn stof)

5 Intermezzo (ultra) fijn stof 1 Grootte van stof varieert van < 0,1 tot 25 µm: PM 10 = < 10 µm = fijn stof PM 2,5 = < 2,5 µm = respirabel stof PM 0,1 = < 0,1 µm = ultrafijn stof (nano-particles)

6 Intermezzo (ultra) fijn stof 2 Bronnen: Deels van natuurlijke oorsprong, o.a. zeezout en bodemstof Deels antropogeen, o.a. (diesel)verkeer, industrie, roken In steden: verdeling ca. 50/50 voor fijn stof Antropogene bronnen dominant voor ultrafijn stof Effecten op gezondheid: Deeltjes < 2,5 µm dringen door in luchtwegen Deeltjes < 0,1 µm zelfs direct in bloedbaan (waarbij aan stof geadsorbeerde gassen gelijk mee liften ) Inademing leidt tot verergering astma, hoesten, luchtwegaandoeningen en zelfs vroegtijdige sterfte

7 Intermezzo (ultra) fijn stof 3 Normen: 2 grenswaarden fijn stof (PM 10) buiten: Jaargemiddelde < 40 µg/m 3 Daggemiddelde < 50 µg/m 3 max. 35 dagen per jaar Laatste wordt in West en Zuid NL > 50 dagen per jaar overschreden Maatregelen: Roetfilters (m.n. dieselmotoren) Vervanging dieselmotoren door benzine motoren; Bouwverbod (m.n. scholen, kdv, ziekenhuizen e.d.) in zone 200 m van snelwegen e.d. Luchtinlaten gebouwen hoog en zo ver mogelijk van bron Filteren van de ventilatielucht? (weinig gegevens over filter efficiency ultrafijn stof)

8 Filter efficiency per deelaspect Zakkenfilter F7 Compactfilter F7 Koolstoffilter Elektrost. filter Fijn stof (PM10) Ultrafijn stof (0,1) 0? 0? -? +? Zouten Vezels Roet Pollen Sporen Bacteriën Verbrandingsgassen Gassen overig Damp Nevel

9 Verontreinigen toevoerlucht Foto's blad 4 & 10: Ineke Thierauf, Universiteit Utrecht

10 Effect gebruikte (zakken) filters op de ervaren luchtkwaliteit (Perceived Air Quality) Bron: Fitzner, 2000

11 Verklaring Ook andere studies hebben negatief effect aangetoond van (gebruikte) filters op de waargenomen luchtkwaliteit (PAQ, Perceived Air Quality): Pejtersen et al, 1989 Pasanen et al, 1994 Clausen et al, 2002 Bluyssen et al, 2002 (EU Airless project)

12 Effect gebruikte (zakken) filters op de productiviteit: gemiddelde gespreksduur in callcenter als functie van de verse luchttoevoer, bij gebruik van oud vs. nieuw filter Bron: Wargocki, 2003

13 Verklaring Hoe kan dit? Waarom verslechtering van de ervaren luchtkwaliteit direct achter filtersecties? Terwijl filters aantoonbaar deeltjes uit de lucht halen. En wat verklaart het negatief effect op de productiviteit? Zelfs al bij 3-6 maanden oude filters..

14 Biologische Hypothese Elixman, 1989: Sporen die afgevangen worden door het filter groeien uit tot schimmelkolonies, na verloop van tijd weer sporulatie aan schone zijde Schleibinger et al, 1999: Microbiologische verontreiniging zakkenfilters niet gerelateerd aan buitenlucht, wel sterk aan (periodieke) vochtigheid filter (> 90% = risico) Mőritz et al, 1999: Zakkenfilters m.n. verontreinigd door schimmels en bacteria; concentratie beduidend lager indien voor filter is voorzien in voorverwarming; voorfilters verlagen concentratie in hoofdfilters sterk Kokotti et al, 2002: bij continu bedrijf in filter minder microbiele verontreiniging dan bij s nachts uitschakelen

15 Biologische Hypothese (vervolg) Hake et al, 1999: Filter efficiency voor bacteria en schimmels varieert van 20-93% (G4 - F7); in een enkel geval echter concentratie na filter hoger dan ervoor! Bluyssen et al, 2000: Bij hoge vochtigheid van filter neemt geur intensiteit toe; echter, geurintensiteit besmet en radioactief behandeld filter (= alle micro-organismen gedood) is gelijk (!); nieuwe filters vaak sterk geurend m.n. 1 e twee weken (glasvezel filters het minste) Johansson, 1999: Bij labanalyse geven gebruikte filters vluchtige organische stoffen af, mogelijk van biologische oorsprong (MVOC s); in het veld echter niet te meten

16 Chemische Hypothese Hujanen, 1991: Emissie sterkte gebruikte filters hangt samen met hoeveelheid en kwaliteit afgevangen stof Hyttinen, 2002: Meetbare emissie van o.a. aldehyden en phtalaten uit stofmonster afkomstig van gebruikte filters; emissie varieert zomer-winter Hyttinen, 2005: Nieuwe filters verwijderen geen Ozon, gebruikte wel; m.n. roet in filters verwijdert Ozon Weschler, 2004: Op 1 m 2 gebruikt filter vaak wel 2000 m 2 aan stof oppervlak; aan dit filter cake oppervlak zijn diverse organische stoffen geadsorbeerd; deze reageren periodiek met Ozon, waarbij aldehyden (o.a. formaldehyde) vrijkomen die in binnenlucht komen; aldhyden zijn sterk irriterend bij inademing

17 Chemische Hypothese Filter efficiency voor Ozon (op filtercake) voor en na wassen van een F7 filter (1 jaar oud) Bron: Beko et al, 2003

18 Samenvatting Theoretisch model verloop van de filter emissie over de tijd: C Sterkte van de emissie B A 0 Gebruikstijd filter A = chemische emissie van het filtermateriaal zelf B = emissie door chemische reacties op de filtercake C = emissie van schimmels, bacteria maanden

19 Vragen... - Wat is de filter efficiency van standaard filters voor ultrafijn stof / nanoparticles? - Wat gebeurt er nou precies in gebruikte filters (biologische vs. chemische hypothese vs. 3e weg) - Welke verschillen zijn er tussen filtermaterialen? - Hoe zit filteremissie eruit onder dynamische omstandigheden (droog/nat, systeem wel/niet uit s nachts, wel/niet recirculeren, idem voorverwarmen)? - Hoe zit het met de invloed op de luchtkwaliteit van gebruikte koolstoffilters, elektrostatische filters, compactfilters?

20 Vragen... - Is Ozon verwijderen nu wel of niet gunstig? - Is filter vervangen alleen op filterdruk indicatie voldoende? Is jaarlijks vervangen voldoende? - Is gebruik van cascade opstellingen een oplossing (waarbij voorfilter elke 3 maanden vervangen wordt)? - Is totaal nieuwe filtertechniek nodig m.n. als (klasse A gebouwen) emissie-arme filtersectie nodig is? - Welke adviezen ter beperking van filter emissies zijn op basis van de huidige (beperkte) kennis verder te geven? (Zie ook TNO publicatie Een schone en energie- efficiënte klimaatinstallatie )