VOCs Flüchtige Organische Verbindungen air-Q
Luftqualität

VOCs: Definition, Quellen und gesundheitliche Auswirkungen

Die Bemühungen, die durch den Verkehr verursachte Feinstaubbelastung in Städten zu reduzieren, tragen deutschlandweit Früchte: Berichte über gesunkene Feinstaub-Konzentrationen häufen sich. Trotz dieser guten Nachrichten gibt es keine Entwarnung in Sachen Luftverschmutzung. Grund hierfür: Flüchtige organische Verbindungen, kurz: VOCs.

Autor:

Maria Heß

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In einer aktuellen Studie hat die Carnegie Mellon University (Pittsburgh, USA) in Kooperation mit der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA, USA) den Fokus auf flüchtige organische Verbindungen VOC (Volatile Organic Compounds) gelegt und in Los Angeles detaillierte chemische Messungen der Außenluft mit Daten zur Raumluftqualität verglichen. Dabei kamen sie zu dem Ergebnis, dass die Luftverschmutzung in den USA nur zu etwa der Hälfte auf den verkehrsbedingten Feinstaub-Ausstoß zurückzuführen ist. Für die andere Hälfte sind VOCs aus Industrie- und Verbraucherprodukten verantwortlich.

Definition: Flüchtige Organische Verbindungen

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) ist der Sammelbegriff für alle organischen, d.h. kohlenstoffhaltigen Stoffe, die wegen ihres niedrigen Siedepunktes schnell verdampfen (d.h. sich verflüchtigen). Bereits bei relativ niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei Raumtemperatur, liegen sie als Gas vor, können aber auch dampfförmig – also sowohl flüssig als auch gasförmig – sein. Zu den häufigsten VOC-Stoffgruppen zählen Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Alkohole und organische Säuren.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) unterteilt die Gruppe der VOCs nach ihrem Siedepunkt und damit nach ihrer jeweiligen Flüchtigkeit in folgende Untergruppen:

  • < 0 bis 50… 100°C → Very Volatile Organic Compound (VVOCs, sehr flüchtige organische Verbindungen)
  • 50…100°C bis 240…260°C → Volatile Organic Compound (VOCs)
  • 240…260 bis 380…400°C →Semi-Volatile Organic Compound (SVOCs, schwer flüchtige organische Verbindungen)
  • > 380°C → Particle-Bound Organic Matter (POMs, partikelgebundene, organische Substanz/ Organische Verbindung im Zusammenhang stehend mit Feinstaub)

Eine exakte Definition für VOCs zu geben, ist allerdings schwierig. So gibt es Definitionen, die vom Dampfdruck ausgehen, andere basieren ihre Einordnung auf die photochemische Reaktivität der Verbindungen und somit ihrer Bedeutung als Vorläufersubstanzen für die Bildung bodennahen Ozons. Zudem klammern manche Definitionen explizit bestimmte organische Stoffe aus der Stoffgruppe aus. So wird beispielsweise bei NMVOC (Non-Methan Volatile Organic Compounds) Methan (CH4) ausgeschlossen.

Die Summe aller in der Innenraumluft befindlichen VOCs wird auch als TVOCs (total Volatile Organic Compounds) bezeichnet. Durch die Kreation von TVOC als Indikatorgröße wird eine Bewertbarkeit der VOC-Konzentration in einem Raum erst möglich. Trotzdem bleibt dieser Kunstgriff problematisch, da das Zusammenfassen verschiedener chemischer Verbindung der Komplexität in Reaktionen und Auswirkungen nicht gerecht werden kann. Aus diesem Grund bleibt es auch schwierig, Grenzwerte für TVOC festzulegen.

Quellen von VOCs

Zu den biologischen Quellen flüchtiger organischer Verbindungen zählen Fäulnis-, Abbau- und pflanzliche Stoffwechselprozesse. Diese Verbindungen reichern sich in der Außenluft an. Gleiches gilt für VOCs aus technischen Prozessen, wie sie z.B. bei unvollständiger Verbrennung (u.a. bei Autoabgasen) oder durch bestimmte gewerbliche und industrielle Tätigkeiten entstehen.

In Innenräumen entstehen VOCs häufig durch Ausgasungen von Baumaterialien und der gesamten Innenausstattung. Dazu zählen Fußböden, Wände und Decken aber auch Farben, Lacke und Klebstoffe, sowie das Mobiliar, Wohnaccessoires und häufig auch Spielzeug. Dazu kommen noch zahlreiche Reinigungs-, Pflege- und Hobbyprodukte sowie Flammschutzmittel, Tabakrauch, die Zubereitung von Nahrungsmitteln und schließlich die Stoffwechselprozesse der Bewohner.

Da sich die Europäer überwiegend in Innenräumen aufhalten, sind die dort vorhandenen flüchtigen organischen Verbindungen hinsichtlich der Gesundheit und Leistungsfähigkeit von größerer Bedeutung.

Gesundheitliche Auswirkungen: Reizungen, Müdigkeit, Kopfschmerzen

Eine erhöhte VOC-Konzentration zeigt sich zunächst durch eine veränderte Wahrnehmung von Gerüchen und Geschmäckern. Daneben kann es auch zu Reizungen der Schleimhäute und der Augen kommen. Je höher die Konzentrationen steigen, desto stärker werden diese Symptome. Außerdem können auch Müdigkeit und Kopfschmerzen auftreten.

Nehmen diese Symptome in der Regel nach dem Verlassen eines belasteten Raumes und besonders nach längerer Abwesenheit ab und bei erneutem Betreten wieder zu, kann es sich hierbei auch um das sogenannte Sick Building Syndrom (SBS) handeln. Dieses Syndrom beschreibt das Auftreten bestimmter Symptome und Krankheiten, denen keine spezifischen Ursachen zugeordnet werden können. Kennzeichnend ist aber, dass sie mit dem Verbleib in einem Gebäude verbunden sind.

Zu den Langzeitfolgen einer Belastung mit flüchtigen organischen Substanzen gibt es derzeit noch zu wenig aussagekräftige Studien. Experten vermuten allerdings einen Zusammenhang von VOCs und der Zunahme allergischer Reaktionen, speziell bei Kleinkindern und Säuglingen. Auch der ständige Umgang mit Duftstoffen kann Allergien auslösen. Weiterhin schätzen Experten die toxischen Langzeitwirkungen vieler dieser Substanzen als potenziell krebserregend, erbgutverändernd und fortpflanzungshemmend ein.

Luftqualität verbessern

Um die Belastung mit flüchtigen organischen Substanzen möglichst gering zu halten, sollten die gewählten Produkte und Materialien emissionsarm sein. Das Umweltsiegel Blauer Engel ist beispielsweise ein guter Hinweis auf solche Produkte. Bei Bau- und Renovierungsarbeiten hilft das AgBB-Bewertungsschema (festgelegt vom Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten), besonders VOC-arme Materialien zu finden.

Da die Zusammensetzung der TVOCs eines Raumes ebenso unterschiedlich ist, wie die Giftigkeit der einzelnen Substanzen, fällt es in diesem Fall schwer, konkrete und allgemein gültige Hilfsangebote zu machen. Daher ist es notwendig, die Schadstoff-Konzentration in den Wohn- und Arbeitsräumen kontinuierlich zu überwachen. Nur so können die Quellen von VOC-Emissionen sicher aufgedeckt werden. Dabei entscheidet sich dann auch, inwiefern die gemessenen Substanzen (z.B. jene, die beim Kochen entstehen) vergleichsweise harmlos sind oder ob es sich um giftige und damit akut gesundheitsgefährdende Stoffe handelt.

(Bild: Pixabay / Willfried Wende)

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