Flüchtige organische Verbindungen (FOV)

Sie werden auch Volatile Organic Compounds (VOC) genannt. Die Summe aller VOC wird als TVOC (total VOC) bezeichnet. Eine Untergruppe bilden mikrobielle flüchtige Verbindungen (MVOC).

Beschreibung

In dieser Gruppe werden chemisch ganz unterschiedliche, mittelflüchtige organische Substanzen zusammengefasst, deren Siedebereich zwischen 50^o bis 100^o C als unterer Grenze und 240^o bis 260^o C als oberer Grenze liegt. Zu den FOV/VOC (im Folgenden wird der Begriff VOC gebraucht) gehören unter anderem folgende chemische Stoffklassen:

Stoffklasse	bekannte Vertreter
aliphatische Kohlenwasserstoffe	Hexan, Heptan (Benzin)
aromatische (ringförmige) Kohlenwasserstoffe	Benzol, Toluol, Styrol, Naphthalin
Alkohole	Ethanol, Propanol, Isopropanol, Isobutanol, Phenol, Oktanol
Aldehyde	Acetaldehyd, n-Hexanal, Acrolein
Ketone	Propanon (Aceton) (streng genommen kein VOC), Butanon (MEK), Hexanon (MIBK)
Ester	Ethylacetat (Essigsäureester), Texanol und TXIB
Glykoläther	Ethylcellosolve, Phenoxyethanol
Säuren	Ethansäure (Essigsäure), Butansäure (Buttersäure)
chlorierte Kohlenwasserstoffe	Tetrachlorethen ("PER"), Chlornaphthaline, Chloranisole
Terpene	Limonen, Campher, Menthol

Wie aus der Übersicht hervorgeht, gehören auch manche Naturstoffe (hier: Terpene) zu den VOC. Eine eigenständige Gruppe flüchtiger organischer Verbindungen sind die so genannten MVOC (Microbial Volatile Organic Compounds). Hierbei handelt es sich um Verbindungen, die von Mikroorganismen (Pilzen, Bakterien) produziert werden.

Vorkommen/Verwendung

Typische VOC-Quellen in Wohnungen sind:

• Reinigungs-, Putz- und Pflegemittel,
• Farben, Lacke, Verdünner,
• Kleber/Klebstoffe (Parkett, Teppichboden, Tapeten, Hobbybereich usw.),
• Duftstoffe, Duftkerzen und Duftöle zur Raumbeduftung
• Massivholzmöbel aus Kiefern- und Fichtenholz.

Daneben gibt es weitere Quellen wie z. B. Salben auf der Basis ätherischer Öle, frisch aus der chemischen Reinigung abgeholte Kleidung, Mottenkugeln, frische Druckerzeugnisse, Korrekturflüssigkeiten (Büro), Parkettversiegelungen, Dichtungsmassen, Kraftstoffe in anliegenden Garagen, Kohlenwasserstoffe aus Heizungsräumen und Fassadenanstriche.

Manche Einrichtungsgegenstände und Baustoffe sind in der Lage, VOC zu speichern. Beispielsweise können Teppiche so genannte nicht polare VOC (Benzol und Benzol-Abkömmlinge, Benzin, chlororganische Lösemittel, Toluol, Terpene usw.) gut aufnehmen. Rigips-Bauplatten können dagegen hoch polare VOC (Essigsäureester, Ketone, Alkohole) gut binden.

Informationen zu VOC-Emissionen von Bauprodukten finden sich hier.

Gesundheitsrisiken

Aufgrund der stofflichen Vielfalt ist eine gesundheitliche Bewertung schwierig, auch angesichts der Tatsache, dass sich in den letzten Jahren das typische VOC-Spektrum geändert hat und sich ältere Studienergebnisse und -bewertungen nicht ohne weiteres auf heutige Situationen anwenden lassen. Oft sind die Beschwerdebilder unspezifisch, zumal wenn es sich um "übliche" Konzentrationen in der Innenraumluft handelt. Meist wird über Reizungen der Schleimhäute und Atemwege, der Augen und der Haut sowie über Kopfschmerz und Abgeschlagenheit berichtet.

In der Regel wird die Summenkonzentration aller flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC = Total Volatile Organic Compounds) zur Bewertung herangezogen, wobei allerdings einzelne Stoffklassen nicht überproportional stark vorhanden sein dürfen.

Fachleute halten eine Beeinträchtigung des Wohlbefindens bei TVOC-Summenkonzentrationen

• unterhalb 0,2 Milligramm pro Kubikmeter für unwahrscheinlich,
• im Bereich von 0,3 – 3 Milligramm pro Kubikmeter unter bestimmten Umständen für möglich und
• im Bereich von 3 – 25 Milligramm pro Kubikmeter für wahrscheinlich.

Oberhalb von 25 Milligramm pro Kubikmeter treten Kopfschmerzen und weitere das Nervensystem schädigende (neurotoxische) Wirkungen auf (Molhave 1991, s. a. Seifert 1999). Dieses Bewertungskonzept basiert auf Humandaten und beruht auf einer Dosis-Wirkungs-Beziehung. Kritiker (s. z. B. Schleibinger et al. 2002) wenden ein, dass das 1991 gewählte modellhafte VOC-Spektrum für die heutige Innenraumsituation nicht repräsentativ sei. Darüber hinaus würden mögliche Synergieeffekte (verstärkende Effekte zwischen den Substanzen) nicht erfasst.

Duftstoffe und Allergien:

Einige Duftstoffe können allergische Reaktionen der Haut (sogenannte Kontaktallergien) auslösen. Kosmetische Mittel müssen daher entsprechende Angaben auf der Verpackung enthalten, wenn bestimmte Konzentrationen im Produkt überschritten werden.

Es sind keine Fälle bekannt, in denen über die Atemwege aufgenommene Duftstoffe die Ursache für allergische Reaktionen gewesen sind. Möglicherweise haben aber Menschen mit einer Kontaktallergie auf bestimmte Duftstoffe ein erhöhtes Risiko dafür, dass diese Duftstoffe allergische Symptome der Haut verstärken oder Reizungen der Atemwege hervorrufen, wenn sie eingeatmet werden (BfR 2008).

Analytik

Die Gesamtmenge an VOC (= TVOC, Total Volatile Organic Compounds) in der Innenraumluft wird durch zertifizierte Institute gemessen. Einen einfach zu handhabenden Schnelltest gibt es nicht. Wer sich einen Überblick über möglicherweise vorhandene VOC im Innenraum verschaffen möchte, kann eine Hausstaubanalyse durchführen lassen. Als Stand der Technik für genauere, mengenmäßige (quantitative) Analysen wird die aktive Luftprobennahme auf Tenax TA angesehen, gefolgt von Thermodesorption und anschließender so genannter gaschromatographisch/massenspektrometrischer Analyse (Seifert 1999, S. 278).

Viele frühere Studien wurden mit einer Messtechnik durchgeführt, die auf der Basis von Aktivkohle arbeitete. Die Analysenergebnisse beider Messtechniken unterscheiden sich unter Umständen erheblich (Seifert 1999, Oppl et al. 2000). Dies ist bei der Interpretation der Ergebnisse zu beachten. Den im Abschnitt ”Grenzwerte/Richtwerte/Vorsorgewerte” genannten Zielwerten (”TVOC-Werte nach Seifert”) liegen Studien zugrunde, bei denen die Aktivkohlemesstechnik verwendet wurde.

Eine unkritische Anwendung der TVOC-Werte nach Seifert kann zu Fehleinschätzungen und möglicherweise kostenträchtigen Sanierungen führen. Der Messumfang sollte mit einem Umweltmediziner vor Messbeginn abgesprochen werden, um sicherzustellen, dass sowohl toxisch relevante, als auch Stoffe mit einem geruchsintensiven (olfaktorischen) bzw. reizenden (irritativen) Potenzial erfasst werden.

Aus umweltmedizinischer Sicht sollte verstärktes Augenmerk auf reaktionsfreudige Substanzen, insbesondere Alkohole, Aldehyde, Ketone, Säuren und Ester gelegt werden (Sagunski 1999). Manche VOC, darunter Vertreter der Terpene, reagieren gut mit Sauerstoffverbindungen (Oxidantien) wie Ozon oder Stickoxiden, werden dabei abgebaut und bilden neue Stoffe mit erheblicher Geruchs- oder Reizwirkung, die in üblichen Untersuchungsprogrammen nicht erfasst werden. Bei Kenntnis der Emissionsquelle kann die Substanzauswahl natürlich auch eingeschränkt werden.

MVOC-Analytik (Microbial Volatile Organic Compounds)

Gelegentlich wird vorgeschlagen, MVOC-Messungen als Maß für einen Schimmelpilzbefall im Innenraum heranzuziehen. Diese Messungen sind dann sinnvoll, wenn es sich um verdeckte mikrobielle Schäden handelt oder der Nachweis der Mikroorganismen mit Kultivierungsmethoden nicht gelingt. Als Leitsubstanzen (Indikatorverbindungen) sind Dimethyldisulfid, 1-Octen-3-ol, 3-Octanon und 3-Methyl-1-butanol geeignet (vgl. Schimmelpilz-Leitfaden 2002). Bestimmte MVOC-Verbindungen sind als Leitsubstanzen weniger oder nicht geeignet, da sie auch aus anderen Quellen (Farben, Kleber usw.) stammen können. Die beiden früher als spezifisch angesehenen Verbindungen 2-Methylfuran und 3-Methylfuran kommen auch im Tabakrauch vor.

Bei MVOC-Messungen muss beachtet werden, dass die MVOC-Emission vom Alter und vom Wachstumsstadium des Schimmelpilzes abhängen. Auch der Schimmelpilzuntergrund hat Einfluss darauf, welche Verbindungen gebildet werden. Fachleute können aus dem Mengenverhältnis bestimmter Leitsubstanzen Rückschlüsse auf das Alter des Schimmelpilzschadens ziehen.

Zur Beurteilung gesundheitlicher Gefährdungen durch Schimmelpilze sowie etwaiger Sanierungsmaßnahmen sind MVOC-Messungen nicht geeignet.

Manche MVOC sind sehr geruchsintensiv und können durch eine olfaktorisch-psychische Reaktion unspezifische Beschwerden hervorrufen (Heinzow 2011).

Biomonitoring

Die Messung flüchtiger organischer Verbindungen in der Atemluft oder im Blut ist nur bei ungewöhnlich hoher Belastung (etwa nach Lackierarbeiten in engen ungelüfteten Räumen) und dann auch nur während oder unmittelbar nach der Exposition sinnvoll. Die meisten flüchtigen organischen Verbindungen verbleiben nur kurz im Körper und werden rasch wieder ausgeatmet oder verstoffwechselt. Die Erfassung von Stoffwechselprodukten flüchtiger organischer Verbindungen ist ebenfalls nur dann sinnvoll, wenn einzelne VOC-Vertreter in überdurchschnittlich hoher Konzentration vorliegen (beispielsweise Messung des Hexan-2,5-dion bei einer Belastung mit Kraftstoffen, Messung der Trichloressigsäure bei einer Trichlorethylenbelastung usw.). Im Falle der VOC ist eine umweltanalytische Untersuchung der Innenraumluft meist aussagekräftiger als ein Biomonitoring-Programm.

Grenzwerte/Richtwerte/Vorsorgewerte

Für etwa 170 Einzelstoffe hat der Ausschuß für die gesundheitliche Bewertung von Bauprodukten (AgBB) so genannte NIK-Werte (niedrigste interessierende Konzentrationen) festgelegt, um die EmissionAussendung von Strahlen (z. B. Licht, radioaktive Strahlen oder Elektronen) sowie auch die in die Umwelt abgegebenen festen, flüssigen und gasförmigen Stoffe oder Verbindungen sowie Geräusche, Strahlen, Wärme, Erschütterungen und ähnliche Erscheinungen aus Bauprodukten zu charakterisieren (AgBB, 2005) Link.

Verbindliche Grenzwerte für die Summe der in der Innenraumluft vorliegenden VOC existieren derzeit nicht. Allerdings liegen Empfehlungen vor. Als langfristiger Zielwert wurde von Seifert (1990) eine TVOC-Summenkonzentration (TVOC = Total Volatile Organic Compounds) von 0,3 Milligramm pro Kubikmeter vorgeschlagen, mit der Einschränkung, dass einzelne Stoffe oder Stoffgruppen nicht übermäßig stark vertreten sein dürfen. Dieser Wert wurde nicht toxikologisch abgeleitet, sondern stammt aus einer (älteren) Untersuchung zur durchschnittlichen VOC-Konzentration in Haushalten. Eine Überschreitung dieses Wertes ist als Anzeichen für eine VOC-Quelle im Innenraum zu werten, eine gesundheitliche Gefährdung kann daraus nicht abgeleitet werden.

Neuere Empfehlungen (Seifert 1999) nennen einen Bereich von 0,2 – 0,3 Milligramm pro Kubikmeter als wohnraumhygienisch wünschenswerten Zielwert. Es wird gleichzeitig darauf hingewiesen, dass die Zusammenhänge zwischen Konzentration und Wirkung noch nicht ganz schlüssig sind. Eine Überschreitung dieses Wertes darf daher nicht als Gefährdung verstanden werden, sondern sollte eher Anlass zur Quellensuche geben. Eine Dauerbelastung zwischen 1 und 3 Milligramm pro Kubikmeter sollte jedoch unterbleiben und kann allenfalls vorübergehend toleriert werden.

Zum Einfluss der Messmethode auf das Ergebnis gibt der Abschnitt ”Analytik” genauer Auskunft.

Richtwerte

Für einzelne Stoffe, die zu den VOC gehören, hat die Innenraumlufthygiene-Kommission (IRK) beim Umweltbundesamt Richtwerte erarbeitet.

Sie sind wie folgt definiert: ”Richtwert II (RW II) stellt die Konzentration eines Stoffes dar, bei deren Erreichen bzw. Überschreiten unverzüglich Handlungsbedarf besteht, da diese Konzentration geeignet ist, insbesondere für empfindliche Personen bei Daueraufenthalt in den Räumen eine gesundheitliche Gefährdung darzustellen. Je nach Wirkungsweise des betrachteten Stoffes kann der Richtwert II als Kurzwert (RW II K) oder als Langzeitwert (RW II L) definiert sein”. ”Richtwert I (RW I) ist die Konzentration eines Stoffes in der Innenraumluft, bei der im Rahmen einer Einzelstoffbetrachtung nach gegenwärtigem Erkenntnisstand auch bei lebenslanger Exposition keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind. ... Der RW I kann als Sanierungszielwert dienen. Er soll nicht ”ausgeschöpft”, sondern nach Möglichkeit unterschritten werden”.

Derzeit liegen Richtwerte für folgende Stoffe aus der Gruppe der VOC vor:

Verbindung	RW II (mg/m3)	RW I (mg/m3)	Jahr
Toluol	3	0,3	1996
Styrol	0,3	0,03	1998
Terpene (bicyclisch)	2	0,2	2003
Naphtalin	0,02	0,002	2004

Zu den in manchen Lacken und Klebstoffen enthaltenen Diisocyanaten nimmt die Innenraumlufthygiene-Kommission wie folgt Stellung: ”Die Festlegung eines Richtwertes II für Diisocyanate ... wurde in der Arbeitsgruppe nicht für sinnvoll erachtet, da trotz anfänglich höherer Luftkonzentrationen bei der Verarbeitung von Diisocyanat-haltigen Lacken und Klebern (...) die Konzentrationen in der Raumluft rasch abfallen und nach Beendigung des Aushärtevorgangs nicht mit einer Dauerexposition zu rechnen ist.”

Die WHOWorld Health Organization - Weltgesundheitsorganisation hat in ihren ”Air quality guidelines” (”Leitlinien für die Luftqualität”) Empfehlungen für die tolerierbare Konzentration einzelner Innenraumschadstoffe ausgesprochen (WHO 1999; siehe www.who.int.

Vorbeugung/Sanierung

Vorbeugende Maßnahmen

Einer hohen Belastung der Innenraumluft mit flüchtigen organischen Verbindungen kann durch eine sorgfältige Produktauswahl bei der Inneneinrichtung vorgebeugt werden. Es sollten bevorzugt lösemittelarme Farben, Lacke, Kleber, Reinigungs- und Putzmittel verwendet werden. Oft sind diese Produkte mit Umweltzeichen, beispielsweise dem ”Blauen Engel”, gekennzeichnet. Auch für Möbel gibt es ein Gütezeichen (RAL-RG 430).

Manchmal wird der Begriff ”lösemittelarm” allerdings in irreführender Weise benutzt. Dies ist dann der Fall, wenn im fertigen Produkt weiterhin organische Stoffe mit Lösemittelcharakter enthalten sind, die aber definitionsgemäß aufgrund ihres hohen Siedepunktes nicht mehr in die Kategorie ”Lösemittel” fallen. Da diese hoch siedenden Stoffe schwer flüchtig sind, belasten sie die Raumluft auch noch lange Zeit nach ihrem Einsatz. Massivholzmöbel aus Kiefern- bzw. Fichtenholz können bei hoher Raumbeladung (viele Möbel auf engem Raum) zu einer messbaren Terpenbelastung der Innenraumluft führen, deren gesundheitliche Auswirkungen als offen anzusehen sind (Kaiser 1996). Dies gilt auch im Hinblick auf ein Sensibilisierungsrisiko bei dauerhafter inhalativer Exposition.

Naturfarben und -lacke: gelegentlich werden die bisher üblichen organischen Lösemittel durch Terpentinöl und andere ”natürliche Lösemittel” ersetzt und die entsprechenden Produkte als ”natürlich” besonders herausgestellt. Das bedeutet jedoch nicht, dass diese Produkte harmlos sind. Ein Hauptbestandteil des Terpentinöls sind Terpene. Von einigen Terpenen ist bekannt, dass sie Allergien auslösen sowie in hoher Konzentration die Schleimhaut reizen und Kopfschmerzen verursachen können.

Lifestyle, Wasch- und Reinigungsmittel und Kosmetika: viele liebgewordene "Lifestyle"-Gewohnheiten tragen ebenfalls zur Belastung der Innenraumluft bei, beispielsweise Duftkerzen, Duftlampen, Raumluftsprays,Textilerfrischer, manche Kosmetika oder offene Kamine. Empfindliche Personen sollten auf diese besser verzichten oder ihren Gebrauch zumindest einschränken. Inzwischen sind auch duftstofffreie Wasch- und Reinigungsmittel wie auch duftstofffreie Kosmetika erhältlich.

Sanierung

Sofern bereits eine hohe Innenraumbelastung mit VOC vorliegt, kann die Quelle möglicherweise entfernt werden. Als Sofortmaßnahme ist regelmäßiges Lüften zu empfehlen: im Winter Stoßlüftung, bevorzugt als Querlüftung, im Sommer auch Dauerlüftung. Kleidung, die gerade chemisch gereinigt wurde, sollte gut gelüftet werden, bis sich der ”chemische Geruch” verliert.

Falls sich Lösemittel/VOC in der Bausubstanz ”eingenistet” haben (beispielsweise im Zusammenhang mit verklebtem Teppichboden oder einer Fassadenhydrophobisierung zur Isolation des Mauerwerks gegen Außenfeuchte), gestaltet sich die Sanierung aufwändiger. Gegebenenfalls ist ein Fachmann hinzuzuziehen. Das gilt auch, wenn Garagen oder Heizungsräume als Quelle von Kohlenwasserstoffen ausgemacht wurden.

Die in Heizkostenverteilern enthaltenen Flüssigkeiten sind umweltmedizinisch weitgehend unbedenklich, nicht zuletzt deshalb, weil die in einer Heizperiode verdampfende Flüssigkeitsmenge äußerst gering ist.

Schimmel/MVOC: Das Umweltbundesamt hat hierzu einen Schimmelpilzleitfaden sowie einen ergänzenden Sanierungsleitfaden herausgegeben.