Zur Analyse von Materialemissionen eingesetztes TDS/TDS A-GC/MS-System
Konzept zur Bewertung von Emissionen aus Bauprodukten nach dem AgBB-Schema (http://www.umweltbundesamt.de).
Gerd Bittner: „Ein Produkt, das die AgBB-Bewertungskriterien erfüllt, ist für die
Verwendung in Innenräumen geeignet.“
* VOC: Retentionsbereich C6-C16, SVOC: Retentionsbereich > C16-C22,
** NIK: Niedrigste interessierende Konzentration.
NIK-Werte

NIK-Werte sind die niedrigsten toxikologisch interessierenden Konzentrationen (engl.: LCI = Lowest Concentration of Interest) für Innenräume im privaten und öffentlichen Bereich; sie beziehen sich nicht auf Arbeitsplatzbelastungen.

MAK-Werte

MAK-Werte (Maximale Arbeitsplatzkonzentration) beschreiben die höchstzulässige Konzentration eines Arbeitsstoffes als Gas, Dampf oder Schwebstoff in der Luft am Arbeitsplatz, die auch nach täglicher achtstündiger Exposition, jedoch bei Einhaltung einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden, im Allgemeinen die Gesundheit der Beschäftigten nicht beeinträchtigt und diese nicht unangemessen belästigt.

AgBB

Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) wurde 1997 von der Länderarbeitsgruppe „Umweltbezogener Gesundheitsschutz“ (LAUG) der Arbeitsgemeinschaft der Obersten Landesgesundheitsbehörden (AOLG) ins Leben gerufen. Vertreten sind im AgBB neben den Landesgesundheitsbehörden auch das Umweltbundesamt (UBA), das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt), die Bauministerkonferenz, die Konferenz der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren der Länder (ARGEBAU), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) und der Koordinierungsausschuss 03 für Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz des Normausschusses Bauwesen im DIN (DIN-KOA 03). Die Geschäftsstelle des AgBB ist im Umweltbundesamt im Fachgebiet II 1.3 (Gesundheitsbezogene Exposition, Innenraumhygiene) angesiedelt.

Relevant für die Emissionsprüfung von Bodensystemen
  • DIN EN ISO 16000-9
    Emissionsprüfkammerverfahren
  • DIN EN ISO 16000-11
    Probenahme, Lagerung der Proben und Vorbereitung der Prüfstücke
  • DIN ISO 16000-6
    Bestimmung von VOC in der Innenraumluft und in Prüfkammern, Probenahme TENAX TA®, Thermodesorption-(TDS)-GC/MS
  • DIN ISO 16000-3
    Messen von Formaldehyd und anderen Carbonylverbindungen; Probenahme
  • AgBB
    Schema zur gesundheitlichen Bewertung von VOC- und SVOC-Emissionen aus Bauprodukten
  • DIBt-Zulassungsgrundsätze
Weitere Informationen

Gerd Bittner
Textiles & Flooring Institute (TFI)
Charlottenburger Allee 41
52068 Aachen
www.tfi-online.de

Dicke Luft?

Wenn Heim und Büro krank machen

Produkte für den Haus- und Wohnungsbau können verantwortlich sein für die Belastung von Innenräumen durch flüchtige organische Verbindungen (VOC/SVOC). Um die Gesundheit der Bewohner und Beschäftigten beziehungsweise Gebäudenutzer zu schützen, ist gemäß geltender Vorschriften das Emissionsverhalten im Innenraum eingesetzter Werkstoffe zu untersuchen. Für die Vorgehensweise grundlegend sind hierzulande die Vorgaben des Ausschusses zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB). Einen wesentlichen Bestandteil bildet die Prüfkammeruntersuchung, verbunden mit einer Anreicherung der Analyten auf einem geeigneten Adsorbens und anschließender Thermodesorption-GC/MS-Analyse. Abseits der zeitintensiven Prüfkammeruntersuchung liefert die thermische Extraktion in kompakten Thermoextraktoren aussagekräftige Informationen über das Emissionsverhalten von Bauprodukten u. a. für die Qualitäts- oder Produktionskontrolle.

PVC, Linoleum, Teppich, Laminat, Parkett, Kork – die Wahl der richtigen Auslegeware, des passenden Bodens für den Wohn- oder Arbeitsbereich, kann ob der großen Bandbreite der am Markt verfügbaren Produkte durchaus Kopfzerbrechen bereiten. Ähnlich verhält es sich im ungünstigen Fall, ist die Entscheidung längst getroffen und der Bodenbelag schon fest mit dem Untergrund verklebt. Dann nämlich, wenn sich aus dem Bodenbelag beziehungsweise Bodensystem flüchtige organische Verbindungen (VOC/SVOC) verdünnisieren und die Innenraumluft verschmutzen.

Hartgesottene mögen an dem Ausstoß keinen Anstoß nehmen, anderen Bewohnern oder Raumnutzern hingegen kann diese Art der Luftbelastung das Leben zur Hölle machen: Treten nach Bezug eines neuen, renovierten oder sanierten Gebäudes mit einem Mal Symptome wie Kopfschmerzen, Schleimhautreizungen, Müdigkeit, allergische Reaktionen, Abwehrschwäche, häufige Infektionskrankheiten, Verschlechterung von Asthma bronchiale, akute Atembeschwerden, depressive Zustände, allgemeines Unwohlsein oder verminderte Leistungsfähigkeit auf, zieht der versierte Mediziner bei seiner Diagnose auch das sogenannte Sick-Building-Syndrom als Ursache mit in Betracht, hervorgerufen unter anderem von VOC- und SVOC-Emissionen aus Bauprodukten.

Wenn Zimmerluft krank macht

Da der Mensch die meiste Zeit seines Lebens in Innenräumen verbringt, abhängig von der Jahreszeit rund 80 bis 90 Prozent des Tages, übt das Klima in der Wohnung und am Arbeitsplatz einen entscheidenden Einfluss auf sein Wohlbefinden und seine Gesundheit aus. Wesentliche Faktoren sind vor allem die herrschende Temperatur und die relative Luftfeuchte im Raum. Allerdings spielt die Qualität der Luft beziehungsweise ihre Belastung mit VOC (C6-C16) und SVOC (>C16-C22) eine nicht unerhebliche Rolle. Viele Bauprodukte kommen als potenzielle Emissionsquellen in Betracht, neben Bodenbelägen auch Verlegewerkstoffe, Farben, Lacke, Holzschutzmittel, Holzwerkstoffe, Wand- und Deckenverkleidungen, Abdichtungen, Putz, Mauersteine, Zement und Beton.

Indes sind bauliche Anlagen gemäß der Landesbauordnungen so zu errichten und instandzuhalten, dass „Leben, Gesundheit und die natürliche Lebensgrundlage nicht gefährdet werden“ (§ 3 Musterbauordnung [MBO], 2002). In einer Stellungnahme des Umweltbundesamtes heißt es weiter: „Bauprodukte, mit denen Gebäude errichtet oder die in solche eingebaut werden, haben diese Anforderung in besonderer Weise zu erfüllen, nämlich dadurch, dass durch chemische, physikalische oder biologische Einflüsse keine Gefahren oder unzumutbaren Belästigungen entstehen (§16 MBO).“ Die Europäische Union trägt der herausragenden Bedeutung der Bauprodukte für das Wohl und Weh des Menschen durch die europäische Bauprodukten-Richtlinie Rechnung, die 1989 in Kraft trat und u.a. die Gesundheit der Gebäudenutzer im Fokus hat. In Deutschland wurde sie 1992 durch das Bauprodukte-Gesetz (BauPG) und die Novelle der Landesbauordnung in nationales Recht umgewandelt.

Einheitliches Bewertungsschema

So weit, so gut. Doch der Gesetzgeber wäre schlecht beraten, würde er sich darauf verlassen, dass nicht sein kann, was nicht sein darf. Getreu dem Motto „Verbraucherschutz hat Vorrang“ gilt: Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser! Wie aber lässt sich die Qualität von Bauprodukten in einheitlicher und reproduzierbarer Weise überprüfen? Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) hat ein Schema zur Bewertung flüchtiger organischer Substanzen (VOC/SVOC) entwickelt.

„Die Prüfkriterien des AgBB für Bodenbeläge sehen eine erstmalige Zulassungsprüfung vor, deren Ergebnisse in einer jährlichen Überwachungsprüfung des Bauprodukts kontrolliert werden“, sagt Gerd Bittner vom Textiles & Flooring Institute (TFI) in Aachen, das Emissionsprüfungen u. a. von Bodensystemen vornimmt. VOC-Prüfungen werden am TFI mittels Prüfkammern u. a. auf Grundlage der Normen DIN EN ISO 16000-11, DIN EN ISO 16000-9 und DIN ISO 16000-6 durchgeführt. Diese Normen legen die Testbedingungen für unterschiedlichste Bodenbeläge in Prüfkammern sowie die analytische Bestimmung der flüchtigen organischen Verbindungen nach drei sowie 28 Tagen durch aktive Probenahme auf geeigneten Adsorbentien, in der Regel Tenax, fest; die Bestimmung der Analyten erfolgt gemäß AgBB nach Thermodesorption mittels ThermalDesorptionSystem (GERSTEL-TDS), anschließender Gaschromatographie und massenselektiver Detektion (GC/MS). „Für die Zuordnung der Einzelstoffe zu den Retentionsbereichen C6-C16 beziehungsweise >C16-C22 ist die Analytik auf einer unpolaren Säule zugrunde zu legen“, heißt es im „AgBB – Bewertungsschema für VOC aus Bauprodukten; Stand 2010“.

Als Einzelstoffe gelten alle identifizierten und nicht identifizierten Verbindungen. Ferner sieht das AgBB-Schema für alle Substanzen „grundsätzlich eine einheitliche Nachweisgrenze von 1 μg/m3 vor, um das Emissionsspektrum zunächst qualitativ möglichst vollständig zu erfassen. Je nach Anforderung sind alle Einzelstoffe weiterhin zu quantifizieren und ab einer Konzentration von 5 μg/m3 sowohl als Einzelstoff als auch in der Summe zu berücksichtigen. Ausnahmen gelten für kanzerogene Stoffe der EU-Kategorie 1 und 2. Die Quantifizierung der identifizierten Substanzen mit NIK-Werten und der Kanzerogene hat substanzspezifisch zu erfolgen. Die Quantifizierung der identifizierten Substanzen ohne NIK-Werte und die der nicht-identifizierten (‚unbekannten‘) Substanzen erfolgt jeweils gegen Toluol-Äquivalente.“

GERSTEL-TE: Dank des groß dimensionierten Extraktorrohres geeignet für die Thermoextraktionsuntersuchung unterschiedlicher Probenarten und -mengen.

Thermoextraktion bestens geeignet als Schnellverfahren

Der vom AgBB geforderte Prüfzeitraum von rund einem Monat eigne sich hervorragend, um ein umfangreiches Emissionsprofil zu erhalten, befindet Gerd Bittner. Die Auswertung erfolgt dabei anhand typischer Peakmuster, die sich aufzeichnen und vergleichen lassen; es ließen sich Substanzen qualitativ vergleichen, Leitkomponenten identifizieren und eine Quantifizierung durch Zugabe eines internen Standards realisieren. Die Prüfkammermessung sei überdies nicht nur zeit-, sondern auch arbeits- und kostenintensiv. Für die Industrie stelle die Prüfkammermessung daher, insbesondere bei Neuentwicklungen, die eine frühzeitige beziehungsweise produktionsnahe Bewertung oder Optimierung des Produkts erforderten, ein Problem dar (time to market). Aus diesem Grund führe das TFI seit Jahren im Zuge der Produktentwicklung, zur Produktions- und Chargenkontrolle sowie zum Zwecke der Reklamationsuntersuchung und Identitätsprüfung im Auftrag Schnelltests mittels Thermoextraktion durch. Zum Einsatz komme dabei u. a. der GERSTEL-ThermalExtractor (TE), der aufgrund seines groß dimensionierten Extraktorrohres (ID: 14 mm, L: 177 mm, davon 75 mm Probenraum) die Aufnahme unterschiedlicher Probearten und -mengen erlaubt: „Wir untersuchen damit textile wie elastische Bodenbeläge, Mehrschichtensysteme wie auch unterschiedlich konsistente beziehungsweise adäquat präparierte Verlegewerkstoffe, also Kleber“, berichtet Gerd Bittner. Die Proben werden ausgeheizt und die extrahierten Analyten auf Tenax angereichert. Die TDS-GC/MS-Analyse erfolgt schließlich gemäß den Richtlinien der AgBB.

„Durch Anpassung der unterschiedlichen Testbedingungen der Thermoextraktion an die Emissionsprüfkammer zeigt das ausgetestete Thermoextraktionsverfahren unter den Aspekten einer Vergleichbarkeit der Emissionen bzw. der typischen Peakmuster qualitativ eine zufriedenstellende Übereinstimmung“, bemerkt Gerd Bittner und ergänzt: „Nach unseren bisherigen Erfahrungen lassen sich mit dem TE-System für ein Kurzzeitverfahren die VOC aus den unterschiedlichsten Bodenbelägen, Verlegewerkstoffen und Fußbodenaufbauten unter den Aspekten der Vergleichbarkeit und des Emissionspotenzials effizient und sicher bestimmen. Damit erweist sich die Thermoextraktion als wertvolle Ergänzung zur Prüfkammeruntersuchung.“