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Biozide in Fassadenbeschichtungen
Auswaschung mit Folgen
 
Biozide vermeiden das Algen- und Pilzwachstum im Fassadenbereich so lange, bis die Giftstoffe ausgewaschen sind. Diese sind wasserlöslich und gelangen mit dem Regen und mit dem Kondenswasser von der Fassade in den Wasserkreislauf. Sie stellen also für die Gewässer und somit für Mensch, Tier und Umwelt eine gewisse Bedrohung dar. Der vorliegende Artikel trägt dazu bei, Nutzen und Problematik von Biozideinsätzen an Fassaden kritisch zu beurteilen und objektiv einzuschätzen.

Biozide sind Wirkstoffe und Mischungen verschiedener Wirkstoffe, die auf chemischem oder biologischem Weg Schadorganismen abtöten oder unschädlich machen. Ihre Wirkungsweise ist oft wenig spezifisch, das heisst sie können eine Vielzahl verschiedener Lebewesen schädigen. Das Wachstum der Schadorganismen kann überall dort zu einem Problem werden, wo übermässig viel Wasser (Feuchtigkeit) und Nährstoffe vorkommen.

Die Anwendung von Bioziden ist in der neuen Biozidprodukteverordnung der Schweiz, die am 1. August 2005 in Kraft getreten ist, für vier Hauptgruppen definiert: (1) Desinfektionsmittel und allgemeine Biozidprodukte, (2) Schutzmittel wie Topf-Konservierungsmittel und Beschichtungsschutzmittel), (3) Schädlingsbekämpfungsmittel und (4) sonstige Biozidprodukte (zum Beispiel Antifouling-Produkte).

Die Gruppe der Schutzmittel umfasst vor allem den Bereich des Materialschutzes. Geeignete Biozide für den Materialschutz sollten eine breite Wirkung gegen eine Vielzahl von Pilzen, Algen oder Bakterien aufweisen. Da ein einzelner Wirkstoff diesen Anforderungen meist nicht genügt, werden häufig Mischungen verschiedener Biozide eingesetzt. Dies ist auch darauf zurückzuführen, dass die im Materialschutz verwendeten Wirkstoffe in erster Linie für den Pflanzenschutz in der Landwirtschaft entwickelt wurden.

Einsatz im Bereich von Fassaden
Biozide Schutzmittel sind in Farben, Mörteln und Verputzen enthalten. Dabei ist zwischen Konservierungs- und Beschichtungsschutzmitteln zu unterscheiden. Konservierungsmittel werden den fertigen Produkten beigemischt, um diese während der Lagerung im Gebinde vor dem Verderb durch Bakterien und Pilze zu schützen (Topf-Konservierung), während Beschichtungsschutzmittel nach dem Aufbringen auf die Fassade den Befall durch Schadorganismen unterbinden sollen.

Günstige Lebensbedingungen (Wasser, Nährstoffe) für Pilze, Algen und Bakterien sind zum einen in Farben und Fertigputzen gegeben. Zum andern bieten Fassaden geeignete Lebensbedingungen, wenn sich Kondenswasser bildet. Diese Situation ist insbesondere auf Fassaden mit Wärmedämmverbundsystemen anzutreffen. Deshalb enthalten der grösste Teil von Dispersionsfarben und Putzen Konservierungs- und Beschichtungsschutzmittel.

Eine erste grobe Schätzung zeigt, dass die jährlich verbaute Menge an Bioziden in der Schweiz alleine für neue Fassadenbeschichtungen auf Aussenwärmedämmsystemen rund 1t Konservierungsmittel und 10t Beschichtungsschutzmittel erreichen dürfte. Darin nicht eingerechnet sind die Mengen für Sanierungs- und Renovationsarbeiten sowie den Innenbereich von Gebäuden.

Biozide für den Fassadenbereich sollen nicht nur wirksam gegen Schadorganismen sein. Sie sollen gleichfalls eine gute Verträglichkeit mit den anderen Inhaltsstoffen des Produkts und eine gute Materialverträglichkeit aufweisen sowie zu keiner Beeinträchtigung der anwendungstechnischen Eigenschaften führen. Ausserdem sollte die Wirksamkeit über eine längere Zeitdauer anhalten.

Die Dauer der Wirkung wird durch das Abbauverhalten und die Löslichkeit im Wasser bestimmt. Deshalb werden Biozide eingesetzt, bei denen der Abbau des Wirkstoffs in der Farbe und im Putz sowie der Übergang in das Kondenswasser gering sind. Der stetige Übergang von der Fassade in das Kondenswasser ist Grundvoraussetzung für die biozide Wirksamkeit, da Biozide nur in wässriger Lösung eine effiziente Wirkung auf die Schadorganismen ausüben. Eine hohe Wasserlöslichkeit würde zu einer vorzeitigen Auswaschung führen, so dass das Biozid frühzeitig seine Schutzwirkung verliert.

Zielkonflikt mit ökologischen Anforderungen
Durch die vorgängig beschriebenen materialspezifischen Anforderungen ergibt sich ein Zielkonflikt zur Umweltverträglichkeit von Biozidprodukten. Gelangen die Biozide aus der ursprünglichen Beschichtung in wässrige Lösung, können die Biozide durch Regenwasser ausgewaschen werden und in den Boden oder die Gewässer gelangen. Aus ökologischer Sicht sollte daher ein Biozid möglichst rasch abbaubar sein, sobald es von der Fassade ausgewaschen wurde. Denn je rascher der Abbau erfolgt, desto geringer ist das Risiko schädlicher Auswirkungen auf die Umwelt. Eine lang anhaltende Wirkung im zu schützenden Produkt und ein rascher Abbau in der Umwelt sind eigentlich sich gegenseitig ausschliessende Anforderungen. Ein langsamer Abbau der Biozide in den Fassaden dürfte oft mit einer länger anhaltenden Wirkung in Böden oder Gewässern einhergehen. Deshalb ist es notwendig, die Freisetzung von Biozidprodukten aus dem Materialschutz und das ökotoxikologische Risiko (das heisst Risiko für schädigende Effekte bei Organismen) aus ökologischer Sicht zu bewerten.

Auswaschung von Bioziden aus dem Materialschutz und Vorkommen in der Umwelt
Verschiedene Laborstudien haben nachgewiesen, dass Biozidprodukte aus Materialien wie Holz, Farbe und Kunststoff ausgewaschen werden. Aus der Baupraxis ist bekannt, dass auch mit Bioziden ausgerüstete Fassaden nach einigen Jahren wieder Algenbefall aufweisen können. Dies ist ein indirekter Hinweis auf die Auswaschung des Schutzmittels aus Farbe und Putz.

Abbildung 1 zeigt, auf welchen Wegen Biozide nach der Auswaschung in die Gewässer gelangen können. Es ist zu erwarten, dass diese entweder den Weg über die Misch- oder Trennkanalisation oder via Regenüberlaufbecken, Regenwasserkanal und Regenwasserversickerung nehmen (Abb. 1). Ein Wirkstoff, der in der Landwirtschaft, dem Materialschutz und auf Grünflächen im Siedlungsraum eingesetzt wird, kann die gleichen Pfade in die Gewässer nehmen. Daher ist es schwierig, den Weg von der Fassade bis in die Gewässer eindeutig nachzuweisen. Die Auswaschung von Biozidprodukten aus Fassaden gibt insbesondere dort zu Besorgnis Anlass, wo Siedlungsgebiete mittels Trennsystem entwässert werden. Dies bedeutet, dass das abfliessende Regenwasser von Gebäuden und undurchlässigen Flächen entweder versickert oder in den Regenkanal eingeleitet wird. Im zweiten Fall gelangt das Abwasser ungereinigt in die Gewässer.

Einzelne Biozide, in der Schweiz vor allem die Wirkstoffe Diuron, Carbendazim und Irgarol (S-Triazin), konnten unabhängig voneinander im gereinigten Abwasser und Klärschlamm von Abwasserreinigungsanlagen (ARA) sowie Gewässern nachgewiesen werden. Eine Untersuchung von Diuron deutet sogar eindeutig auf den Eintrag aus dem Siedlungsraum hin (Abb. 2). Dies lässt sich daran erkennen, dass auch ausserhalb der landwirtschaftlichen Anwendungszeit von Diuron eine Belastung der Gewässer nachweisbar war. Der Konzentrationsverlauf des Biozids schwankt daher deutlich weniger, als dies beim Pflanzenschutzmittels Isoproturon der Fall ist (Abb. 2). Für das Pflanzenschutzmittel sind die hohen Konzentrationsspitzen nach der Anwendung auf Getreideflächen im Frühling typisch. Im vorliegenden Beispiel der Mönchaltorfer Aa kann der Einsatz von Diuron in der Landwirtschaft sogar ausgeschlossen werden.

Ökotoxikologische Wirkung von Bioziden
In den Untersuchungen von kleineren und mittleren Fliessgewässern lagen die gemessenen Konzentrationen von Wirkstoffen wie Diuron vorwiegend unterhalb der ökotoxikologisch akzeptierten Schadschwelle. Eine unmittelbar schädigende Wirkung auf die Lebewesen im Wasser, in diesem Fall die Algen, ist somit nicht zu erwarten. Hingegen können sich die Einträge verschiedener algizid wirkender Stoffe aus der Landwirtschaft und dem Siedlungsbereich gemäss Abb. 1 summieren. Daher addieren sich bei Stoffen mit der gleichen Wirkung die schädigenden Effekte. Beispielsweise führt die Kombination von bis zu fünf Wirkstoffen dazu, dass Algen über eine längere Zeitdauer beeinträchtigt werden (Abb. 3). Deshalb drängt sich eine umfassende Bewertung der Einträge von Bioziden und Pflanzenschutzmitteln aus dem Siedlungsbereich und der Landwirtschaft auf.

Schlussfolgerungen
Gegenwärtig reichen die Kenntnisse nicht aus, um zumindest einen Teil der Gewässerbelastung mit Bioziden mit dem Materialschutz – insbesondere im Fassadenbereich – nachzuweisen. Daher ist derzeit eine Risikobeurteilung für die Fassadenbebeschichtungen nicht umsetzbar. Aufgrund der oben beschriebenen Zusammenhänge ist aber davon auszugehen, dass einzelne Biozide aus den Fassaden in die Gewässer eingetragen werden. Daher sollte im Sinne des Vorsorgeprinzips für die Gewässer bereits heute die Ausrüstung von Fassaden mit Bioziden vermindert werden.

Aufgrund der noch offenen Fragen wird an der Eawag ein Projekt im Bereich des bioziden Materialschutzes bearbeitet. Im Rahmen des einen Projektteils werden die Auswaschung von Bioziden aus Fassadenbeschichtungen und der Eintrag via Trennsystem in das Gewässer untersucht. Darüber hinaus soll im Labor untersucht werden, welche Faktoren die Freisetzung begünstigen (zum Beispiel Regenmenge, Temperatur) und welche Wirkung die gemessenen Konzentrationen auf Organismen haben. In einem weiteren Projektteil werden Biozide in Dachmaterialien untersucht. Mit den gewonnenen Kenntnissen und unter Berücksichtigung der Einträge aus der Landwirtschaft wird eine gesamthafte Bilanzierung und Gewicht-
ung der wichtigsten Quellen von Bioziden möglich.

Eawag

Die Eawag, das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs in Dübendorf, betreibt auf dem Gebiet des Wassers und der Gewässer Forschung, Lehre, Beratung sowie Aus- und Weiterbildung. Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Untersuchung von Stoffen aus der Landwirtschaft und dem Siedlungsraum sowie deren ökotoxikologischen Bewertung.

Eawag, Siedlungswasserwirtschaft
Überlandstrasse 133, 8600 Dübendorf
www.eawag.ch
 
 
Ausgabe "2005/7 - November" bestellen
 
Text Michael Burkhardt, Thomas Kupper, Luca Rossi, Nathalie Chèvre, Heinz Singer, Alfredo Alder, Markus Boller, Eawag
Bild Gregor Eigensatz
 
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