Flüchtige organische Verbindungen
Flüchtige organische Verbindungen (Abk.: VOC bzw. VOCs nach volatile organic compound[s]) ist die Sammelbezeichnung für organische, also kohlenstoffhaltige Stoffe, die leicht verdampfen (flüchtig sind) bzw. schon bei niedrigen Temperaturen (z. B. Raumtemperatur) als Gas vorliegen. Bei der ebenfalls sehr häufig verwendeten Abkürzung NMVOCs (non methane volatile organic compounds) wird das Gas Methan, CH4, aus der Gruppe der VOCs ausgeklammert.
Definitionen
Das Wort flüchtig impliziert, dass die zu der Gruppe der VOC zählenden Stoffe aufgrund ihres hohen Dampfdruckes bzw. niedrigen Siedepunktes schnell verdampfen (sich verflüchtigen).
Flüchtige organische Verbindungen werden gemäß der WHO nach ihrem Siedepunkt bzw. der daraus resultierenden Flüchtigkeit eingeteilt:
| Beschreibung | Siedebereich |
|---|---|
| 1. Very Volatile Organic Compound (VVOC) | < 0 bis 50…100 °C |
| 2. Volatile Organic Compound (VOC) | 50…100 bis 240…260 °C |
| 3. Semi Volatile Organic Compound (SVOC) | 240…260 bis 380…400 °C |
| 4. Organic compound associated with particulate matter or particulate organic matter (POM) |
380 °C |
Allerdings gibt es keine einheitliche Definition, was ein VOC tatsächlich ist (s. Tabelle 2). Einige Definitionen beinhalten tatsächlich Angaben zum Dampfdruck, andere, in der Regel neuere Definitionen, definieren VOC über ihre photochemische Reaktivität als sog. Vorläufersubstanzen für die Bildung von bodennahem Ozon. Darüber hinaus werden in einigen Definitionen bestimmte organische Stoffe explizit aus der VOC-Definition ausgeklammert. Für die Beurteilung von Innenraumluft ist noch eine andere Definition üblich. Dies gilt auch für die Emission von VOC aus Produkten in die Innenraumluft
| Land | Definition | Quelle |
|---|---|---|
| - | Alle organischen Verbindungen (Substanzen die primär aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen) mit Siedepunkten im Bereich von 50 bis 260 °C, mit Ausnahme von Pestiziden | Weltgesundheitsorganisation (WHO), zitiert nach: Total Volatile Organic Compounds fact sheet (NPI, Australien)[1] |
| Australien | Jede chemische, aus Kohlenstoffringen oder –ketten bestehende (und Wasserstoff enthaltende) Verbindung mit einem Dampfdruck größer 2 mm Hg (0,27 kPa) bei 25 °C, ausgenommen Methan. Diese Verbindungen können auch Sauerstoff, Stickstoff und andere Elemente enthalten. Explizit ausgenommen werden Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Kohlensäure, Carbonate, Metallcarbide, Methan | NPI definition for Volatile Organic Compounds[2] |
| Schweiz | Organische Verbindungen mit einem Dampfdruck von mindestens 0,1 mbar bei 20 °C oder mit einem Siedepunkt von höchstens 240 °C bei 1013,25 mbar | Verordnung über die Lenkungsabgabe auf flüchtigen organischen Verbindungen (VOCV) vom 12. November 1997 (Stand am 8. Oktober 2002)[3] |
| Europa, Deutschland | Eine organische Verbindung, die bei 293,15 Kelvin einen Dampfdruck von 0,01 Kilopascal oder mehr hat oder unter den jeweiligen Verwendungsbedingungen eine entsprechende Flüchtigkeit aufweist | Richtlinie 1999/13/EG … vom 11. März 1999 über die Begrenzung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen …[4] |
| Europa | Jede organische Verbindung, die sich aus menschlicher Tätigkeit ergibt, mit Ausnahme von Methan, die durch Reaktion mit Stickstoffoxiden in Gegenwart von Sonnenlicht photochemische Oxidantien erzeugen kann | Richtlinie 2001/81/EG … über nationale Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe (23. Oktober 2001) |
| Europa | Organische Verbindung mit einem Anfangssiedepunkt von höchstens 250 °C bei einem Standarddruck von 101,3 kPa | Richtlinie 2004/42/EG …vom 21. April 2004 über die Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen aufgrund der Verwendung organischer Lösemittel in bestimmten Farben und Lacken …[5] |
| Europa | Alle organischen Verbindungen anthropogenen oder biogenen Ursprungs mit Ausnahme von Methan, die durch Reaktion mit Stickstoffoxiden in Gegenwart von Sonnenlicht photochemische Oxidantien erzeugen können | Vorschlag für eine Richtlinie … über die Luftqualität und saubere Luft für Europa (KOM(2005) 447 endgültig vom 21. September 2005[6] |
| Europa | Chemische Verbindungen auf der Grundlage von Kohlenstoff, die durch natürliche Quellen oder durch Tätigkeiten des Menschen (z. B. Verwendung von Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Lagerung von Kraftstoffen und ihre Verwendung an Tankstellen, Kraftfahrzeugabgase) in die Luft freigesetzt werden | Thematische Strategie zur Luftreinhaltung (Stand: 1. Dezember 2005)[7] |
| USA | Jede chemische Verbindung auf der Grundlage von Kohlenstoff, ausgenommen Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlensäure, Metallcarbide oder –carbonate sowie Ammoniumcarbonat, die an photochemischen Reaktionen in der Atmosphäre beteiligt sind | Code of Federal Regulation (CFR) 40, Part 51.100(s), US EPA[8] |
| ISO, VDI | Jede organisch-chemische Verbindung, die wie folgt gemessen werden kann: Adsorption aus Luft auf Tenax TA, thermische Desorption, gaschromatographische Auftrennung über eine 100 % unpolare Säule (Dimethylpolysiloxane). VOC (volatile organic compounds) sind alle Stoffe die im Gaschromatogramm zwischen und inklusive n-Hexan und n-Hexadecan auftreten. Früher auftretende Stoffe gelten als VVOC (very volatile organic compounds) und später auftretende Stoffe gelten als SVOC (semi-volatile organic compounds). | DIN EN ISO 16000-6, DIN EN ISO 13999-2, VDI 4300-6, AgBB-Bewertungsschema, DIBt-Zulassungsgrundsätze, GEV-Prüfmethode für den EMICODE[9] |
Dementsprechend sind Angaben zur Emission von VOCs eigentlich nur dann bewertbar, wenn zusätzlich zu der Angabe auch die verwendete Definition genannt wird.
Quellen
VOCs werden von einer Vielzahl anthropogener und biogener Prozesse in die Umwelt emittiert. Pflanzen, Tiere, Böden und Meere sind natürliche Quellen; die industrielle Lösemittelanwendung und der Verkehr (siehe HC-Emission) gehören zu den wichtigsten anthropogenen Quellen.
Natürliche Quellen
Alle Lebewesen (Menschen, Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen) emittieren organische Verbindungen in die Umwelt. So stellen z. B. Sümpfe gewaltige Methan-Quellen dar. Viele Pflanzen emittieren Terpene und andere organische Stoffe.
Anthropogene Quellen
Bei der vom Menschen verursachten Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen dominieren die Verwendung von Lösemitteln und der Straßenverkehr. Betrachtet man die Methan-Emission aus dem Reisanbau als anthropogene Quelle für VOCs, so ergibt sich hier ebenfalls eine signifikante Quelle. Neben den VOCs in der Atmosphäre finden sich flüchtige organische Stoffe auch in der Innenraumluft. Quellen für diese VOC sind u. a. Kunststoffe, Baustoffe, Möbel und Teppiche, Reinigungsmittel, sowie der Konsum von Tabakprodukten.
- VOC-Emissionen in Deutschland
Anteile verschiedener Quellen an den anthropogenen VOC-Emissionen in Deutschland 1990 und 2003 (Quelle: Umweltbundesamt, Berlin 2005)
Entwicklung der anthropogenen VOC-Emissionen in Deutschland von 1990 bis 2003 (Quelle: Umweltbundesamt, Berlin, 2005)
Auswirkungen auf die Gesundheit
Durch die Belastung mit flüchtigen organischen Verbindungen in der Innenraumluft können Menschen dauerhaft erkranken. Am häufigsten davon betroffen sind Kinder, ältere und sensible Menschen. Die Symptome wie Kopfschmerzen, Allergien, Müdigkeit, Leistungsminderung, Schlafstörungen und Reizungen der Atemwege werden unter dem Begriff „Sick-Building-Syndrom“ zusammengefasst. Das Krankheitsbild ist international verbindlich durch die WHO definiert.
Weblinks
- Wortlaut der 31. BImSchV
- Umweltschutz in der Lackiertechnik
- Prüfung von VOC-Emissionen in Innenraumluft
- Bekanntmachung des Umweltbundesamtes: Vergleichswerte für flüchtige organische Verbindungen (VOC und Aldehyde) in der Innenraumluft von Haushalten in Deutschland, Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 2008, 51:109–112.
- VOCs als Warnsignale im Pflanzenreich
Einzelnachweise
- ↑ Weltgesundheitsorganisation (WHO), zitiert nach: Total Volatile Organic Compounds fact sheet (NPI, Australien)
- ↑ NPI definition for Volatile Organic Compounds, September 2009.
- ↑ Verordnung über die Lenkungsabgabe auf flüchtigen organischen Verbindungen (VOCV) vom 12. November 1997 (Stand am 8. Oktober 2002)
- ↑ 31. BImschV (vom 21. August 2001), §2, Abs. 11
- ↑ Richtlinie 2004/42/EG ... vom 21. April 2004: ... über die Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen aufgrund der Verwendung organischer Lösemittel in bestimmten Farben und Lacken und in Produkten der Fahrzeugreparaturlackierung ....
- ↑ Vorschlag für eine Richtlinie … über die Luftqualität und saubere Luft für Europa, (KOM(2005) 447 endgültig vom 21. September 2005
- ↑ Thematische Strategie zur Luftreinhaltung, Stand: 1. Dezember 2005.
- ↑ Code of Federal Regulation (CFR) 40, Part 51.100(s), US EPA
- ↑ DIN EN ISO 16000-6, DIN EN ISO 13999-2, VDI 4300-6, AgBB-Bewertungsschema, DIBt-Zulassungsgrundsätze, GEV-Prüfmethode für den EMICODE