(6. - 7.) Die wichtigsten flüchtigen Stoffe in der Innenraumluft und Was sind die Hauptverursacher an flüchtigen Stoffen?

6. Die wichtigsten flüchtigen Stoffe in der Innenraumluft

6.1. Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Unter der Abkürzung VOC (Volatile Organic Compounds) wird eine Vielzahl von Lösungsmitteln und anderen chemisch-organischen Substanzen zusammengefasst. Quellen sind u.a. Farben, Lacke, Klebstoffe oder Putz- und Reinigungsmittel. Erhöhte Konzentrationen an VOC in Innenräumen können teilweise für ernste gesundheitliche Beschwerden verantwortlich sein.

Unter den VOC befinden sich beispielsweise Reiz- und Geruchsstoffe wie Butylacetat, Styrol, Hexanal oder die sensibilisierende Substanz 3-Caren, die aus den unterschiedlichsten Materialien ausgasen und die Raumluft belasten. Neben Farben und Lacken können Putz- und Reinigungsmittel, Klebstoffe, Putze, Bitumenanstriche oder Kunststoffbeschichtungen VOC abgeben. Im Gebäude verwendete Reinigungsmittel und andere lösungsmittelhältige Präparate können ebenfalls eine Quelle darstellen.

Eine weitere Ursache für erhöhte Schadstoffkonzentrationen in Innenräumen sind Emissionen aus Gewerbebetrieben wie Lackierereien, Druckereien oder metallverarbeitenden Betrieben. In Wohnungen, die an chemische Reinigungsbetriebe grenzen, werden mitunter erhöhte Konzentrationen an Tetrachlorethen (TCE, PER) gemessen. Nach dem Aufbringen von Dichtanstrichen auf Polyesterbasis wurden oftmals hohe Konzentrationen der stechend riechenden Substanz Styrol nachgewiesen.

In zahlreichen Fällen ist neben der Materialauswahl eine unzureichende Lüftung einer der Gründe, warum Richtwerte für VOC in Innenräumen überschritten werden. Wie eine jüngst durchgeführte Studie (Tappler et al. 2014) zeigte, liegt die durchschnittliche Konzentration an VOC in mechanisch belüfteten Wohnobjekten deutlich niedriger als in Objekten mit reiner Fensterlüftung.

6.2. Formaldehyd

Formaldehyd ist ein farbloses Reizgas, das in zahlreichen Produkten des täglichen Lebens eingesetzt wird. Schon sehr geringe Konzentrationen können zu Gesundheitsbeeinträchtigungen führen. Die Substanz wird von der WHO als krebserzeugend eingestuft, dies allerdings nur in höheren Konzentrationen, als üblicherweise in Innenräumen gemessen werden.

Für hohe Raumluftkonzentrationen kommen unterschiedliche Quellen in Innenräumen in Betracht. Spanplatten und andere Holzwerkstoffe, Verbrennungsprodukte wie Tabakrauch, offene Gasflammen, Zimmeröfen, Desinfektionsmittel sowie in seltenen Fällen Kunststoffschäume und Teppiche können Formaldehyd abgeben.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Situation bei Holzwerkstoffen seit den Achtziger- und Neunziger-Jahren des vorigen Jahrhunderts stark verbessert hat. Alte, hoch belastete Spanplatten (meist in Fertighäusern bis Anfang der Achtziger-Jahre eingesetzt) können jedoch entgegen weitverbreiteter Ansicht im Einzelfall auch heute noch größere Mengen an Formaldehyd an die Raumluft abgeben. Darüber hinaus ist auch bei Formaldehyd mitunter eine unzureichende Lüftung der Hauptgrund für erhöhte Konzentrationen in Innenräumen.

6.3. Geruchsstoffe

Gerüche spielen im täglichen Leben eine nicht zu unterschätzende Rolle. Die Erfahrung zeigt, dass das Thema Gerüche auf Grund steigender Anforderungen an die Raumluftqualität stark an Bedeutung gewinnt. Gerüche können sehr unterschiedlich empfunden und bewertet werden. Solange Gerüche nicht als lästig wahrgenommen werden, ist dies innenraumhygienisch in der Regel ohne Folgen, teilweise wird sogar eine Raumluftbeduftung von den Raumnutzern selbst aktiv betrieben. Unerwünschte Geruchsbelästigungen hingegen sind häufig Ursache von Beschwerden und Auseinandersetzungen, sie gelten allgemein als Umweltstressoren.

Viele Gerüche sind der Stoffklasse der VOCs zuzuordnen. Neben Baustoffen und Materialien der Innenausstattung bzw. deren Abbauprodukten können u. a. technische Anlagen, Bauschäden, Tiere und die Nutzer selbst Ursache für Geruchsbelastungen sein. Als besonders belastend gelten sehr unangenehme oder mit Gefahrensituationen assoziierte Gerüche. Ein wesentlicher Grund für die Zunahme an Beschwerden über Gerüche in Innenräumen dürfte darin zu sehen sein, dass Gebäude aus Gründen der Energieeinsparung immer luftdichter gebaut werden, wobei oftmals nicht gleichzeitig für einen hygienisch ausreichenden Luftwechsel gesorgt wird.

Grundsätzlich ist jeder Geruch die Folge einer Emission aus einer Quelle, aber nicht jede Abgabe von flüchtigen Stoffen führt zu einem Geruch. Der Grund dafür ist, dass Gerüche subjektiv wahrgenommen und beurteilt werden. Die Wahrnehmung eines Geruches ist zudem substanz- und konzentrationsabhängig. Es gibt Substanzen, die schon in äußerst geringer Konzentration wahrnehmbar sind, d. h. sie weisen eine niedrige Geruchsschwelle auf und sind unter Umständen messtechnisch gar nicht nachweisbar. Wiederum gibt es Substanzen, die erst bei höheren Konzentrationen geruchlich wahrnehmbar sind, d. h. sie weisen eine hohe Geruchsschwelle auf.

Manche Geruchsstoffe sind in ihren Aspekten Intensität, Hedonik und Qualität sowie vor allem der Akzeptanz nur sensorisch erfassbar, andere können auch chemisch-analytisch gemessen werden. Im Leitfaden Gerüche in Innenräumen des österreichischen Umweltministeriums sowie in der DIN ISO 16000-30 werden umfangreiche Hinweise zu Auftreten, sensorischer Erfassung und Bewertung von Gerüchen gegeben.

6.4. Schimmel

Ein Schimmelbefall liegt dann vor, wenn sich Mikroorganismen auf oder in einem Material vermehren oder vermehrt haben. Schimmelpilzsporen finden sich, wenn auch in unterschiedlicher Anzahl, praktisch überall in der Luft, so auch in jedem Innenraum. Zum Auskeimen benötigen sie jedoch Feuchtigkeit. Diese Feuchtigkeit – an Wänden, Fensterstöcken oder Möbeln – entsteht oft durch Kondensation der Luftfeuchtigkeit, aber auch durch direkten Wassereintritt in die Materialien.

Mikrobielles Wachstum im Innenraum ist in erster Linie ein hygienisches Problem. Aus epidemiologischen Studien geht eindeutig hervor, dass es bei Feuchteschäden und Schimmelpilzwachstum in Innenräumen zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen, wie z.B. Atemwegsbeschwerden, Reizungen der Atemwege und der Schleimhäute, sowie zu einem vermehrten Auftreten von Atemwegserkrankungen kommen kann. Erhöhte Sporenkonzentrationen beeinträchtigen vor allem Allergiker. Durch von Schimmel abgegebene Stoffwechselprodukte besteht jedoch auch für Nicht-Allergiker das Risiko einer möglichen Gesundheitsschädigung. In seltenen Fällen können, verursacht durch ein geschwächtes Immunsystem, Infektionen auftreten. Anzumerken ist, dass der genaue Wirkmechanismus noch immer ungeklärt ist und die Kenntnis der Sporenkonzentrationen in der Raumluft allein nicht das gegebene Gesundheitsrisiko bei einem Schimmelbefall widerspiegeln. Daher ist nach dem Vorsorgeprinzip die Belastung der Raumluft mit Sporen, Bestandteilen und Stoffwechselprodukten von Schimmelpilzen und anderen Mikroorganismen zu minimieren, bevor negative gesundheitliche Wirkungen auftreten.

Ursachen für Schimmelschäden sind meist mangelnde oder falsch angebrachte Wärmedämmung, schlechte Belüftung, Wärmebrücken oder eine erhöhte Freisetzung von Feuchtigkeit durch menschliche Aktivitäten in der Wohnung. Aber auch Wassereintritt durch Schäden an der Wasserinstallation, eine undichte Gebäudehülle oder aufsteigende Feuchte über erdberührte Wände können Schimmelbildung hervorrufen. Bei mikrobiellem Wachstum bzw. erhöhten Schimmelpilz-Konzentrationen der Raumluft von Innenräumen sowie akuten Wasserschäden müssen die Ursachen hierfür ermittelt und beseitigt werden. Akute Wasserschäden sind umgehend bautechnisch zu sanieren bzw. es ist nach der Schimmelsanierung eine technische Bauteiltrocknung einzuleiten, um ein mögliches neuerliches mikrobielles Wachstum an den betroffenen Bauteilen zu verhindern.

Mikroorganismen geben nicht nur Sporen sondern auch flüchtige Gase, sogenannte MVOC (microbial volatile organic compounds) in die Raumluft ab. Diese gasförmigen Stoffe entstehen beim Wachstum von Pilzen und Bakterien und kommen in vergleichsweise geringen Konzentrationen in der Raumluft vor. Da von verschiedenen Mikroorganismen stark riechende Verbindungen produziert werden, entsteht häufig eine Geruchsentwicklung. Die von Schimmelpilzen abgegebenen MVOC können empfindliche Menschen stark belasten, typischer Schimmelgeruch beeinträchtigt in unzumutbarer Weise die Wohnqualität. Dabei spielen nicht die Stoffeigenschaften der MVOCs, sondern die Warnfunktion von untypischen Gerüchen eine Rolle.

Hilfe bei Schimmelproblemen findet man im „Leitfaden zur Ursachensuche und Sanierung bei Schimmelpilzwachstum in Innenräumen“ des Umweltbundesamtes.

7. Was sind die Hauptverursacher an flüchtigen Stoffen?

7.1. Kleber, Leime und Dichtstoffe

Lösungsmittelhaltige Bauchemikalien wie Klebstoffe, Leime, Dichtstoffe oder Fugen- und Ausgleichsmassen können zu einer zum Teil monate- bis jahrelangen Beeinträchtigung der Innenraumluft durch flüchtige organische Stoffe (VOC) führen. Vorsicht ist vor allem bei bestimmten Dichtmassen und Bauanstrichen gegen Feuchte geboten, die mitunter hohe Konzentrationen aromatischer Lösemittel enthalten. Gerade bei Bitumenanstrichen und anderen Dichtanstrichen haben sich lösemittelarme Alternativen (arm an organischen Lösemitteln) gut bewährt, so dass eine Anwendung lösungsmittelhältiger Produkte wenn überhaupt nur in Sonderfällen erforderlich ist.

Unmittelbar nach Fertigstellung von Neubauten oder nach Renovierungen sind bestimmte Konzentrationen an VOC zu erwarten, bei konsequenter Vermeidung lösemittelhaltiger Produkte liegen die Summen-Konzentrationen an VOC (TVOC) durchwegs unter 250 bis 300 µg/m³.

Lösungsmittelhaltige Teppichkleber sollten in der heutigen Zeit nahezu keine Rolle mehr spielen, werden aber mitunter immer noch eingesetzt. Offenporiger Kork lässt die Lösemittel unmittelbar nach Verlegung hindurch, bei PVC, Linoleum und Gummibelägen treten die Lösemittel teilweise erst nach einigen Wochen aus.

Auch Leime können durch ihre Ausgasungen die Raumluft mitunter über Monate oder sogar Jahre hinweg belasten. Der klassische PVA-Leim und PU-Leime sind als unbedenklich für die Nutzer von Innenräumen anzusehen, problematisch sind Formaldehyd abspaltende Leime, die vor allem für Holzwerkstoffe eingesetzt werden.

7.2. Massivbaustoffe und Dämmstoffe

Baumaterialien haben großen Einfluss auf Wohnklima und -qualität. Für Wandbaustoffe, Dämmstoffe sowie Putze werden verschiedene flüchtige Substanzen eingesetzt, deren Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit nicht immer ausreichend untersucht ist. In der Regel ist der Anteil an flüchtigen Substanzen gering.

Anorganische Baustoffe wie Ziegel, Kalk- oder Gipsputze und Betonsteine belasten das Innenraumklima in der Regel nicht. Die poröse Struktur von Putzoberflächen führt mitunter zu starken Ad- und Desorptionserscheinungen, wobei flüchtige und mittelflüchtige Substanzen, die aus anderen Quellen im Innenraum stammen, angelagert und wieder abgegeben werden. Relevanz erlangen Sorptionserscheinungen vor allem durch die persistierende Abgabe von Schadstoffen nach Entfernen der Primärquelle im Sanierungsfall. Andererseits haben anorganische Baustoffe durch ihre Fähigkeit, Schadstoffe und Wasserdampf aufzunehmen, eine positive Wirkung auf das Raumklima.

Dämmstoffe sind in Bezug auf die Emission an VOC als unproblematisch anzusehen, das Bindemittel von Mineralwolle kann allerdings Formaldehyd in geringen Mengen abspalten.

7.3. Oberflächenbeschichtungen

Vor 100 Jahren wurden Lacke und Farben von den Malern selbst aus wenigen Bestandteilen angerührt. Heute gibt es unzählige Rezepturen für Farben und Lacke. Ihre komplette Zusammensetzung ist aus den Produktdeklarationen meist nicht ersichtlich.

Belastungen der Raumluft werden in erster Linie durch Lösemittel, in geringem Ausmaß durch ausgasende Kunststoffbestandteile oder Hilfsstoffe, wie z.B. Weichmacher erzeugt. Beschichtungen von Einrichtungsgegenständen, aber auch von Metallelementen können häufig Quellen von VOC sein, die mitunter – auch durch ihre Geruchsentwicklung – zu Störungen des Wohlbefindens und gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können.

Bei Holzböden werden mitunter immer noch Imprägnierungen mit lösemittelhältigen Pflanzenharzen und -ölen als ökologische Alternative beworben. Lösemittelhältige Rezepturen führen zu länger anhaltenden Konzentrationen an Terpen-Kohlenwasserstoffen und Aldehyden und werden als nicht empfehlenswert eingestuft. Lösemittelarme Alternativen sind hier seit Jahren erfolgreich am Markt.

7.4. Holz und Holzwerkstoffe

Die am häufigsten verwendeten Bindemittel bei der Produktion von Holzwerkstoffen (z.B. Spanplatten) für Einrichtungsgegenstände und Wandbaustoffe sind formaldehydhältige Harze. Auch neue Span- und OSB-Platten geben kontinuierlich Formaldehyd an die Raumluft ab, wenn auch in wesentlich geringerem Ausmaß als in den Siebziger-Jahren des vorigen Jahrhunderts.

Der Geruch nach Holz und der wohltuende optische Eindruck werden bekanntlich von vielen Menschen als sehr angenehm empfunden – wer sich wohl fühlt, wird vermutlich auch weniger krank. Zirbenholz wird sogar nachgesagt, dass es auf Grund der permanenten Abgabe von Terpen-Kohlenwasserstoffen die Gesundheit fördern soll, für diese den Verkauf von diversen Zirbenprodukten fördernde Meinung gibt allerdings keine ernstzunehmenden Belege oder Hinweise.

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Umweltbundesamtes wurden Untersuchungen zum Emissionsverhalten von Kiefernholz und daraus hergestellten Holzwerkstoffen wie OSB-Platten und Leimhölzern durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass es wichtig ist, vor allem bei der Holzart Kiefer, die für ihre starke Emission an VOC´s bekannt ist und bei OSB-Platten auf die Emission zu achten. Vor allem bei Brettsperrholzplatten als Wandbaustoff, in denen Kiefernholz verwendet wurde, ist in den ersten Monaten eine nicht unbeträchtliche Abgabe an VOC´s, vor allem zum Teil geruchlich auffällige Terpene und Aldehyde, zu erwarten. In sensiblen Bereichen wie Wohnräumen, Schulen oder Büros sollten daher nur von Kiefernholz freie Materialien eingesetzt werden.

7.5. Bodenbeläge

Synthetische Bodenbeläge aus PVC sind kostengünstig und pflegeleicht. Die Abgabe von flüchtigen Schad- und Geruchsstoffen kann jedoch hoch sein und über einen langen Zeitraum anhalten. Diese Geruchsentwicklung kann zu Störungen des Wohlbefindens und im Einzelfall zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Die Ursache des typischen PVC-Neugeruchs ist noch nicht detailliert bekannt, bei den nachweisbaren Emissionen handelt sich um ein Substanzgemisch aus sehr geruchsintensiven VOCs (bspw. Phenole) und mittelflüchtigen Substanzen wie bspw. diverse aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe.

Der Hauptanteil von Linoleum ist Leinöl, das unter anderem aus den Bestandteilen Linolsäure und Linolensäure besteht. Aus diesen Leinölbestandteilen entstehen in jedem Fall geruchsintensive Substanzen, die als für Linoleum typisch empfunden und vom Konsumenten in der Regel nicht beanstandet werden. Bei falscher Lagerung bzw. Produktion, die nicht dem letzten Stand der Technik entspricht, verstärken sich allerdings diese Abgasungen, die dann zu den vor allem durch höhere Aldehyde verursachten, persistenten muffigen Gerüchen führen.

Aus Gummibelägen werden hauptsächlich Nebenprodukte, die sich in geringem Umfang bei der Herstellung von Synthesekautschuk bilden (z.B. Vinyl- und Phenylcyclohexen) sowie Reaktionsprodukte aus den Vulkanisationschemikalien Butadien und Styrol freigesetzt. Hieraus resultiert der typische Gummigeruch.

Der typische scharfe Teppichgeruch textiler Bodenbeläge und damit einhergehende gesundheitliche Beschwerden ergeben sich in erster Linie durch ausgasende VOC´s (meist aromatische Kohlenwasserstoffe) aus der Rückenbeschichtung. In den letzten Jahren haben die Beschwerden über stark riechende textile Bodenbeläge allerdings stark abgenommen.

Ein Holzboden kann dann zur Schadstoffquelle werden, wenn Versiegelungslacke oder Imprägnierungen, die organische Lösungsmittel enthalten, eingesetzt werden oder Formaldehyd abspalten. Auch in diesem Segment sind die Beschwerderaten in den letzten Jahren rückläufig. Holzparkett-Beläge emittieren neben Terpen-Kohlenwasserstoffen auch Aldehyde und Carbonsäuren (besonders bei Eichenholz), welche die typischen Holzgerüche verursachen.

Als mögliche Ursache von Emissionen bezogen auf eine Fußbodenkonstruktion ist selbstverständlich auch die vollflächige Verklebung der jeweiligen elastischen und textilen Bodenbeläge einschließlich Parkett zu nennen, vor allem dann, wenn lösemittelhältige Rezepturen eingesetzt werden.

7.6. Sonstige Quellen

Neben den oben genannten Quellen an VOC und Formaldehyd gibt es in Innenräumen eine Vielzahl weiterer Ursachen für erhöhte Schadstoffbelastungen durch flüchtige Substanzen. „Do-it-yourself“ als Beispiel dafür liegt im Trend. Mangelhafte Information und falsche Anwendung führen dazu, dass Heimwerker enorme Mengen an Schadstoffen, wie flüchtige organische Lösungsmittel, Staub oder Dämpfe aus Kunststoffen (Weichmacher, Flammschutzmittel), einatmen. Zudem verteilen sich diese Stoffe im gesamten Wohnbereich.

Untersuchungen (Tappler et al. 2015) zeigen, dass vor allem Ethanolöfen (sog. „Deko-Öfen“) bei Betrieb Formaldehyd und Benzol in zum Teil hohen Konzentrationen abgeben und zu für Innenräume inakzeptabel hohen Konzentrationen führen.


Auszug aus:
"Schadstoffprobleme im Innenraum" von DI Peter Tappler, Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger, Arbeitskreis Innenraumluft am BMLFUW (österreichisches Umweltministerium), Mitglied der Innenraumluft-Hygiekommission des Umweltbundesamtes, IBO-Innenraumanalytik OG

Inhaltsverzeichnis

Auftreten, Eigenschaften
Was ist gesunde Raumluft?
Was ist ein „Innenraum“?

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Gesundheitliche Bedeutung von Schadstoffen im Innenraum
Grenz- und Richtwerte für Schadstoffe im Innenraum

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Die wichtigsten flüchtigen Stoffe in der Innenraumluft
Was sind die Hauptverursacher an flüchtigen Stoffen?

... → siehe oben.

Die Problematik der tieferen Bauteilschichten – interzonaler  Massentransfer

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Fallbeispiele mit Vermeidungsstrategien

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Literatur

Weiterführende Dokumente, zitierte Quellen ... → mehr