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Begasung

 
Die Gasarten:

Es gibt zwei Gruppen von Gasen, die angewendet werden:

  • Gase, deren Anwendung wegen ihrer hohen Toxizität (Giftigkeit) den Nachweis einer besonderen Befähigung des Anwenders erfordert.
  • Gase, die überwiegend erstickend wirken und keiner Anwendungsbeschränkung unterliegen. (Warnung: Unsachgemäßer Umgang kann zum Ersticken der (ungeschulten) Anwender führen!)

Auch mit Gasmischungen in modifizierten Varianten wird gearbeitet.

Anwendungsparameter:

Feuchtigkeit
Bei Begasungen muß ein Klima aufrecht erhalten werden, das den üblichen Raum- bzw. Aufbewahrungsbedingungen der Objekte entspricht. Andernfalls würde den zu behandeln­den Objekten schlagartig Feuchtigkeit entzogen, was zu Trockenschwundschäden vor allem an den Oberflächen führen kann.

Temperatur
Je höher die Temperatur, desto kürzer ist die Einwirkzeit. Unter 16°C ist selbst bei langer Einwirkzeit mit keinem befriedigenden Ergebnis zu rechnen, da der Stoffwechsel der Insekten eine zu geringe Aktivität aufweist. Ein Erwärmen fördert die Wirkung der Gase.

Diffusion
Zu berücksichtigen ist der Faktor der Diffusion, d.h. der Durchgang des Gases durch ein Objektgefüge. Dieser ist von verschiedenen Faktoren abhängig, aber berechenbar. Der Diffusionswiderstand des Holzes ist abhängig von der Holzart und der Durchdringungs­richtung, die dem Gas zur Verfügung steht, aber auch von Oberflächenbeschichtungen. Da der Widerstand quadratisch in die Berechnung eingeht, führt eine doppelte Materialdicke zu einer Vervierfachung der Diffusionszeit. Dies kann dazu führen, daß bei ungünstigen Zugangsbedingungen erst einige Tage nach Begasungsbeginn eine für die Insekten tödliche Dosis im Inneren des Materials vorliegt.

Gaskonzentration
Ausgedrückt in Gramm Gas oder Prozent Gasanteil je m3 Luftraum. Die Grenzen sind defi­niert. Bei zu hoher Gaskonzentration können am begasten Gut Schäden auftreten. Bei zu niedriger Konzentration ist die Wirksamkeit in Frage gestellt. Eine einmal eingestellte Kon­zentration muß gehalten werden. Dies erfordert je nach Begasungsraum und Abdichtung eine unterschiedlich hohe Nachdosierung.

Einwirkungszeit
Sie ist abhängig vom Begasungsgut (Material, Dimensionen, Oberflächen u.a.) und dem Be­handlungsraum (Volumen, Abdichtung u.a.). Zeit t und Konzentration c ergeben das „ct-Pro­dukt". Daraus kann bei einer bestimmten Gaskonzentration die notwendige Zeit berechnet werden, da die notwendige Gesamtdosierung in g x h / m3 Luft für jedes Gas aus Laborver­suchen bekannt ist.

Anforderungen an Räume
Die Anwendung von Gasen setzt in sich geschlossene Räume voraus. Solche sind:
  • Ganze Gebäude oder Räume davon.

Die Gebäude dürfen nicht in baulicher Verbindung mit weiteren Baulichkeiten stehen. Wenn das aber unvermeidlich ist, müssen diese anderen Baulichkeiten während der Begasung evakuiert und abgesperrt sein.

  • Mit gasdichten Folien abgeplante Bereiche

z.B. Raumteiler für "Teilbegasungen" oder Folienballons ("Bubbles"). Das umgebende Gebäude muss evakuiert und abgesperrt sein, die Gefährdung von angrenzenden Räumen ist zu überprüfen.

  • Spezielle Begasungsanlagen, dafür zugelassene Kammern oder Container. Die Dichtigkeit ist laufend zu überprüfen.

 

Toxische Gase:

Gase, deren Anwendung wegen Toxizität (Giftigkeit) den Nachweis besonderer Befähigung des Anwenders erfordert.

Charakteristik der toxischen Gase:
In der Gefahrstoffverordnung sind folgende zulässige toxische Begasungsmittel genannt, die für die Bekämpfung holzzerstörender Insekten in Frage kommen.

  • 1. Brommethan (Methylbromid)
  • 2. Cyanwasserstoff (Blausäure, Hydrogencyanid) bzw. Stoffe und Zubereitungen, die zum Entwickeln oder Verdampfen von Cyanwasserstoff oder leicht flüchtigen Cyanwasserstoffverbindungen dienen.
  • 3. Phosphorwasserstoff (Phosphin, Phosphortrihydrid) sowie Phosphorwasserstoff entwickel nde Stoffe u nd Zubereitungen
  • 4. Sulfuryldifluorid (früher Sulfurylfluorid), im Juli 2002 in die Gefahrstoffverordnung aufgenom men.

Brommethan [CH3Br]
Brommethan besitzt den Vorteil der besonders guten Durchdringung in Verbindung mit einer kurzen Einwirkungszeit. Die Lüftung kann problemlos ohne Zeitverzögerung erfolgen. Holz­zerstörende Insekten werden in allen Entwicklungsstadien zuverlässig abgetötet. Nachteilig wirkt sich aus, daß Brommethan mit textilen Geweben oder Kissenfüllungen aller Art (auch solchen aus Kunststoffen) Verbindungen eingehen kann, die sich durch unangenehme Gerüche auszeichnen.

Das bedingt, daß vor der Begasung mit Brommethan diese Gegenstände aus den zu begasenden Räumen zu entfernen sind. Dies ist durchaus möglich, ohne den Zweck der Begasung in Frage zu stellen (in den genannten Gegenständen sind keine holzzerstörenden Insekten aufzufinden).

Brommethan kann unter ungünstigen Klimabedingungen Farben und Bindemittel verändern. Das Gas wird als stark umweltschädlich eingestuft (Wirkung auf die Ozonschicht der Erd­atmosphäre), auch besteht Verdacht auf erbgutschädigende Wirkung. Daher ist die Anwen­dung beschränkt worden, ein Verbot der Produktion und Anwendung gilt ab 31.12.2004 (Verordnung (EG) Nr. 2037/2000 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29.6.2000 über Stoffe, die zum Abbau der Ozonschicht führen. Abl. L 244 vom 29.9.2000, S. 1-24).

Cyanwasserstoff [HCN]
HCN wurde früher vorrangig in Kirchen, Museen, Bibliotheken etc. verwendet. Die Vorteile liegen in der verhältnismäßig kurzen Einwirkungszeit. Der gravierende Nachteil zeigt sich u.U. erst bei der Lüftung: Durch die starke Affinität zu Feuchtigkeit, bedingt durch das starke Lösungsvermögen der gasförmigen Blausäure in feuchtem Milieu, kann die vorgesehene Lüftungszeit erheblich verzögert werden. Durch Säurebildung können Metallauflagen an

Ku nstgegenständen nachhaltig geschädigt werden. Deshalb kann Cyanwasserstoff nur dann verwendet werden, wenn keine erhöhte Feuchte im Objekt vorhanden ist. Dies wird im Zuge der Vorbereitungen der Begasung im/am Objekt geprüft.

Phosphorwasserstoff [PH3]
PH3 wird aus Festkörpern (Tabletten oder Platten) innerhalb von 72 Stunden entwickelt. Durch die zeitverschobene Gasentwicklung ergeben sich Einwirkungszeiten von bis zu 7 Tagen. Deshalb verlängert sich entsprechend der Begasungszeitraum gegenüber den anderen Begasungsmitteln. Phosphorwasserstoff besitzt keine Wasserlöslichkeit, evtl. vorhandene Feuchte im Gebäude spielt daher im Hinblick auf die Begasung nur eine untergeordnete Rolle. Ein gravierender Nachteil ist jedoch die Neigung des gasförmigen Phosphorwasserstoffes, unter ungünstigen Klimabedingungen bzw. Klimaveränderungen mit Metallen unter Farbveränderung zu reagieren.

Sulfuryldifluorid [SO2F2]
SO2F2 ist chemisch nahezu inert (reaktionsträge). Ebenso wie Methylbromid und Blausäure besitzt Sulfuryldifluorid den Vorteil der besonders guten Durchdringung in Verbindung mit einer kurzen Einwirkungszeit. Die Lüftung kann problemlos ohne Zeitverzögerung erfolgen. Holzzerstörende Insekten werden in den Stadien Larve, Puppe und Vollinsektk (Imago) voll­ständig abgetötet. Im Vergleich zu den anderen Entwicklungsstadien haben die Eier vieler holzzerstörender Insekten eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen SO2F2. Um eine voll­ständige Bekämpfung zu gewährleisten, wird eine Begasung entweder vor oder nach der Ausflugperiode empfohlen. Die Temperatur bei der Begasung mit Sulfurylfluorid sollte
>15°C betragen.

Das Gas enthält chemische Verunreinigungen, die zu Schäden an Kulturgut führen können. Durch die Einleitung von hochgereinigtem Gas in den Begasungsraum wird die Gefahr von Schäden stark verringert.

Sicherheitsmaßnahmen und Einschränkungen

Um sicherzustellen, daß niemand bei der Anwendung toxischer Gase zur Schädlingsbe­kämpfung zu Schaden kommt, wurden mit dem Chemikaliengesetz, der Gefahrstoffverord­nung und den Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS Nr. 512) strenge Sicherheits­grundsätze aufgestellt. So dürfen nur solche Firmen mit sehr giftigen Gasen umgehen, die eine von der hierfür zuständigen Behörde erteilte Erlaubnis besitzen und über besonders ausgebildete und qualifizierter Mitarbeiter mit Begasungsbefähigung („Befähigungsscheinin­haber") verfügen.

Gemäß den genannten Anwendungsvorschriften für giftige Gase ist u.a. folgendes zu beachten:

  • Vom Zeitpunkt unmittelbar vor Eingasung bis zur Freigabe des Objektes durch den Bega­sungsleiter ist ein Sicherheitsabstand rund um das Objekt freizuhalten.
  • Vor Begasung ist die hinreichende Gasdichtigkeit des Begasungsraumes herzustellen und zu prüfen, z.B. durch einen Drucktest.
  • Während der Einwirkzeit wird das begaste Gebäude durch den Begasungsleiter und - wenn erforderlich - besonders befähigte Mitarbeiter unter Beobachtung gehalten. Es werden laufend Kontrollmessungen vorgenommen.
  • Nach der Einwirkzeit beginnt die Lüftung in kontrollierter Weise. Erst wenn die Gas­konzentration unter dem MAK-Wert liegt, wird die Abdichtung entfernt und die Nachlüftung beginnt.
  • Die Freigabe eines begasten Gebäudes bzw. Raumes durch den Begasungsleiter erfolgt erst dann, wenn keinerlei Gasspuren mehr meßbar sind.
  • Im Vorfeld der Maßnahme sind die Materialeigenschaften von zu begasenden Gegenständen zu prüfen, insbesondere von Kunstwerken oder sakralen Gegenständen.

Eine Begasung darf nur durchgeführt werden, wenn es keinerlei Alternativen gibt. So darf ein Dachstuhl nicht begast werden, wenn die weitaus unproblematischere Heißluftbehandlung möglich ist.

Schutz von gebäudebewohnenden Tieren bei Begasung.

Gelegentlich werden zu begasende Gebäude von Tieren bewohnt, die es besonders zu schützen gilt. In vielen Fällen sind dies Vögel (z.B. Greifvögel oder Schwalben) bzw. Fleder­mäuse. Falls eine Umsetzung oder Fernhaltung dieser Tiere während der Gaseinwirkzeit nicht möglich ist, kommt die Einrichtung besonderer Belüftungssysteme - ggf. in Verbindung mit entsprechender Abklebung/Abschottung der Aufenthaltsplätze - in Betracht, die eine für diese Tiere gefährliche Gaskonzentration in ihren Aufenthaltsbereichen verhindert.

 

Erstickende Gase

Gase, die überwiegend erstickend wirken und keiner Anwendungsbeschränkung unterliegen.

Verwendet werden:

Sie bewirken eine Modifizierung der normalen Atmosphäre. Der Einsatz von modifizierten Gasatmosphären für den Holzschutz an musealen Objekten stammt aus dem Vorratsschutz und wird dort seit Jahrzehnten erfolgreich angewendet. In den USA und in Australien wurden die ersten Versuche, erstickende Gase im musealen Bereich einzusetzen, 1988 unternommen. Seither wurde diese Methode so weit entwickelt, das sie eine wirksame Alternative darstellt.

Grundsätzlich sind hier drei Verfahren zu unterscheiden, die sich in ihrer Wirkung und Anwendung unterscheiden. Bei diesen Verfahren ist die Einhaltung der Randbedingungen Temperatur, Feuchte, Gaskonzentration mit Hilfe geeigneter Meß- und Regeltechnik zu gewährleisten und zu dokumentieren.

Inert-Begasung mit Stickstoff und Edelgasen
Den Insekten wird der lebensnotwendige Sauerstoff entzogen durch Verdrängung mit ande­ren, inerten (reaktionsträgen) Gasen. Dies führt zum Zusammenbruch des Stoffwechsels der Insekten. Für eine Verdrängung des Sauerstoffs aus einem geschlossenen System eignen sich im Prinzip alle Gase. Interessant für einen objektschonenden Einsatz sind derzeit nur Stickstoff und Edelgase (z.B. Argon), weil ihre Anwendung sich nicht negativ auf die zu be­handelnden Objekte auswirkt und einen gefahrlosen Umgang ermöglicht. Aus Kostengrün­den wird Stickstoff als inertes Gas bevorzugt. Er ist zu ca. 80% in unserer Atemluft enthalten. Um zu gesichert erfolgreichen Anwendungen zu gelangen, muß die Temperatur über 15°C liegen. Die Stickstoffkonzentration muß über einen Zeitraum von ca. 4 bis 6 Wochen über 99 % liegen. Die Aufrechterhaltung dieser sauerstoffarmen Atmosphäre muß über den gesamten Zeitraum sichergestellt werden und setzt hochdichte Begasungsräume (geschlossene Container, Kammern) voraus.

Kohlendioxid-Begasung
Kohlendioxid löst sich in Wasser unter Bildung von Kohlensäure. Dadurch ergibt sich im Organismus der Insekten eine Blockierung pH-Wert-abhängiger Stoffwechselvorgänge, was letztlich zur Abtötung führt.

Auf Grund seiner höheren Dichte gegenüber der Luft hat Kohlendioxid gute Verdrängungs­eigenschaften. Eingesetzt wird es in einer Konzentration von ca. 60 %. Der Behandlungs­raum mul' ausreichend dicht sein. Die Einwirkzeit beträgt 4 bis 6 Wochen. Nachteilig ist, dal' ein Teil des Kohlendioxids sich mit Wasser zu Kohlensäure verbindet, unabhängig davon ob das Wasser in freier Form vorliegt oder im Objektgefüge gebunden ist. Durch die Acidität der Kohlensäure können Pigmente und Bindemittel wie Öle und Gummen, aber auch Überzugs­materialien, wie Schellack, nachhaltig verändert werden. Die relative Luftfeuchte darf daher 50 % nicht übersteigen. Für empfindliche Objekte ist Kohlendioxid somit nicht geeignet.

Modifizierte Atmosphären
Mit der Zunahme der Temperatur sinkt die Einwirkzeit für die Behandlung mit erstickenden Gasen wesentlich. Durch den Zusatz einer geringen Menge von Kohlendioxid zum Stickstoff läl't sich die Einwirkzeit reduzieren, da Kohlendioxid in dieser schwachen Konzentration für die Insekten stoffwechselanregend wirkt. Die zugegebene Menge Kohlendioxid reicht selbst bei hoher Feuchtigkeit nicht aus, Pigmente und Bindemittel zu verändern.

Die Kombination aus Wärme und Gas ermöglicht so eine wesentlich verkürzte Begasungs­dauer gegenüber der bisher üblichen reinen Stockstoff- und Kohlendioxidbehandlung. Modifizierte Gasatmosphären ermöglichen eine vollkommen objektbezogene Schädlings­bekämpfung.

 

Erfolgskontrolle
Die Erfolgskontrolle von Begasungen gem. TRGS 512 erfolgt zunächst durch die Überwa­chung und Protokollierung der bekannten Letaldosen bzw. letalen ct-Produkte. Darüber hin­aus ist sinnvollerweise zu empfehlen, geeignete Probekörper mit den Zielinsekten im Bega­sungsraum zu platzieren. Sie sollten nach der Begasung durch einen unabhängigen Gut­achter/Sachverständigen in Abstimmung mit dem Begasungsleiter und dem Auftraggeberhinsichtlich der Abtötungswirkung geprüft werden. Die Begasung hat lediglich eine momen­tane bekämpfende Wirkung. Eine anschließende vorbeugende Wirkung besteht nicht. Die Erfolgskontrolle ist also nur bezüglich der Schädlingsfreiheit unmittelbar nach der Begasung möglich. Die nach VOB bzw. BGB üblichen Gewährleistungsfristen sind deshalb nicht rele­vant



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