Emisja lotnych związków organicznych (VOC) z wyrobów budowlanych – badania laboratoryjne

Lotne związki organiczne to każda organiczna ciecz lub substancja stała, która samorzutnie odparowuje w normalnych warunkach ciśnienia i temperatury. Według ustawodawstwa europejskiego, tzn. dyrektywy UE 2004/42/WE, termin VOC obejmuje lotne związki organiczne o temperaturze wrzenia do 250ºC, mierzonej przy ciśnieniu normalnym 101,3 kPa [1].

W artykule zostaną przedstawione wyniki badań emisji lotnych związków organicznych z wyrobów budowlanych wykonane w laboratorium Pracowni Ochrony Środowiska ITB w latach 2008/2009.

Warunki badania

Badanie odbyło się na próbkach wyrobów w komorach klimatyzowanych zgodnie z normą międzynarodową [2]. Do badań stosowano komory stalowe o objętości 0,1 m3, termostatowane w temperaturze 23 + 2ºC i wilgotności względnej powietrza 50 + 5%, wentylowane z szybkością 0,05 m³/h. Nasycenie komór badanym wyrobem było równe od 0,04 do 1,4 m2/m³ (w zależności od przeznaczenia wyrobu). Identyfikację jakościową i badanie ilościowe związków występujących w powietrzu komór prowadzono za pomocą chromatografu gazowego z detektorem FID i zestawu TD/GC/MS Clarus 500. Wyniki badań porównano z krajowymi przepisami dotyczącymi zanieczyszczeń chemicznych w powietrzu budynków [3] i w powietrzu atmosferycznym [4]. Ustalenia aprobacyjne ITB GW VIII.21/2009 dotyczące wydzielania niebezpiecznych substancji określają czas niezbędny do osiągnięcia dopuszczalnego stężenia substancji szkodliwych dla zdrowia na nie więcej niż 28 dni.

Emisja VOC z żywicznych posadzek podłogowych

Posadzki z zastosowaniem żywic syntetycznych stosowane są do wykonywania warstw użytkowych podłóg. Składają się z kompozycji zawierającej żywicę, utwardzacz, wypełniacz i środki pomocnicze. W zależności od grubości dzielą się na powłokowe (ok. 0,5 mm), wylewane (1,5–4,0 mm), szpachlowe (3,0–25 mm). Ze względu na budowę chemiczną rozróżniane są: epoksydowe, poliestrowe, poliuretanowe, akrylowe i mieszane, również z użyciem asfaltu, cementu, piasku, krzemionki i innych wypełniaczy. Znajdują zastosowanie w obiektach budownictwa przemysłowego oraz ogólnego, w tym w obiektach oświatowych, szpitalnych, sportowych, handlowych i innych.

W tabeli 1 przedstawiono wyniki badania emisji lotnych związków organicznych z posadzek żywicznych. Większość badanych posadzek wydzielała niewielkie ilości pary rozpuszczalników. Były to węglowodory aromatyczne: etylobenzen, ksylen i styren, butanol, alkohol benzylowy i octan metoksypropylu. Stężenia tych rozpuszczalników w komorach były wielokrotnie mniejsze od dopuszczalnego.

W przypadku kilku innych posadzek wystąpiło zjawisko bardzo dużej emisji parksylenu (do 6 razy powyżej dopuszczalnego stężenia), octanu butylu (ok. 3 razy powyżej dopuszczalnego stężenia) i etylobenzenu (ok. 1,5 raza powyżej dopuszczalnego stężenia). W przypadku przekroczenia dopuszczalnego stężenia przez pary lotnych związków organicznych badanie powtarzano do czasu obniżenia stężenia do poziomu dopuszczalnego. W tym czasie wyrób był sezonowany w temperaturze pokojowej. Wymagany czas sezonowania wynosił od 1 mies. do 3 mies.

Rekomendacja techniczna ITB ZURT-15/ /VIII.24/2008 [5] określa wymaganie czasu niezbędnego do osiągnięcia dopuszczalnego stężenia substancji szkodliwych w powietrzu na nie więcej niż 28 dni.

Emisja VOC z preparatów hydroizolacyjnych w płynie

Emulsje polimerowe są bezrozpuszczalnikowymi, stosowanymi na zimno preparatami przeznaczonymi do wykonywania warstw gruntujących i powłok hydroizolacyjnych. Stosowane są m.in. w pomieszczeniach mokrych, basenach i częściach podziemnych budynków. Według zaleceń ITB ZUAT-15/IV.19/2005 [6] czas niezbędny do osiągnięcia dopuszczalnego stężenia substancji szkodliwych w powietrzu nie powinien być dłuższy niż 28 dni. Wymaganie to dotyczy tylko powłok wykonywanych w pomieszczeniach mokrych.

W tabeli 2 przedstawiono wyniki badania emisji chemicznej z niektórych preparatów hydroizolacyjnych.

Pozostałościami rozpuszczalników występujących w powłokach hydroizolacyjnych były butanol, eter butylowy, estry alkoholu butylowego, cykloheksanol. Już po 3 dniach od wykonania powłoki stężenie pary tych związków w powietrzu komór laboratoryjnych nie przekraczało wartości dopuszczalnych.

Emisja VOC z wykładzin PVC

Wymagania dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa elastycznych pokryć podłogowych wytworzonych z tworzyw określono w normie PN-EN 14041:2006 [7, 8]. Wymaganie to obejmuje badanie emisji formaldehydu, w przypadku kiedy materiały zawierające formaldehyd zostały dodane do wyrobu. W odniesieniu do elastycznych pokryć podłogowych nie jest wymagana weryfikacja zawartości pentachlorofenolu oraz lotnych związków organicznych. Również zalecenia ITB ZUAT-15/VIII.11 [9] nie uwzględniają badań emisji VOC z wykładzin.

Badania wykładzin podłogowych z PVC w ostatnich latach wskazują, że są one źródłem emisji znacznych ilości związków organicznych. Obok pozostałości rozpuszczalników organicznych (toluenu, ksylenu, dekanu, undekanu) są to pary plastyfikatorów. Szczególnie diizomaślan 2,2,4-trimetylo- 1,3-pentanodiolu (TXIB) znajduje powszechne zastosowanie w produkcji wykładzin podłogowych i innych wyrobów budowlanych.

W tabeli 3 przedstawiono wyniki badania emisji VOC z próbki wykładziny podłogowej zastosowanej w budynku oświatowym. Równocześnie zamieszczono wyniki pomiarów stężenia VOC w pomieszczeniu wyłożonym badaną wykładziną. Przyczyną badań są skargi pracowników na uciążliwy zapach panujący w tym pomieszczeniu.

Wyniki badań wskazują, że wykładzina z PVC jest źródłem emisji do powietrza kilku związków chemicznych. Wśród nich jest diizomaślan 2,2,4-trimetylo-1,3-pentanodiolu (numer CAS 6846-50-0) oraz dwa izomery izomaślanu 2,2,4-trimetylo-1,3-pentanodiolu (numery CAS 74367-33-2 i 74367-34-3). Plastifikatory te zostały zidentyfikowane w składzie kilku farb elewacyjnych i tynków polimerowych znajdujących się na naszym rynku. Są związkami trudnolotnymi (SVOC), a ich zawartość w wyrobie nie podlega ograniczeniom.

Publikacje wymieniają TXIB jako jeden ze składników zanieczyszczeń chemicznych występujących w powietrzu budynków [11, 12]. W internecie pojawiły się ostatnio informacje, że izomery izomaślanu 2,2,4-trimetylo- 1,3-pentanodiolu zostały znalezione w płytach gipsowo-kartonowych stosowanych w USA [13]. Użytkownicy skarżyli się na nieprzyjemny zapach płyt oraz dolegliwości zdrowotne.

Podsumowanie

Emisja lotnych związków organicznych (VOC) stała się standardowym badaniem właściwości higienicznych niektórych wyrobów budowlanych. Badania wskazują, że niektóre wyroby, np. posadzki żywiczne, mogą stanowić tymczasowe źródło emisji pary organicznej do powietrza budynków. W takim przypadku ustalany jest okres sezonowania, po którym stężenie VOC osiąga poziom dopuszczalny, regulowany przepisami krajowymi. 

Rozwój technologii wyrobów budowlanych sprawia, że w składzie wyrobów pojawiają się związki nowe, mniej znane, których zawartość i emisja nie są regulowane wymaganiami. W przypadku skarg użytkowników pomieszczeń na zapach i dolegliwości zdrowotne badania składu zanieczyszczeń powietrza umożliwiają ustalenie przyczyny pogorszenia warunków środowiska wewnętrznego w budynkach.

Literatura

1. PN-EN ISO 11890-2, „Farby i lakiery. Oznaczanie zawartości lotnych związków organicznych (VOC). Część 2: Metoda chromatografii gazowej”.
2. PN-EN ISO 16000-9:2006, „Powietrze wnętrz. Część 9: Oznaczenie emisji lotnych związków organicznych z materiałów budowlanych i wyposażenia. Badanie emisji metodą komorową”.
3. Zarządzenie MZiOS z dnia 12 marca 1996 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia, wydzielanych przez materiały budowlane, urządzenia i elementy wyposażenia w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi (MP z 1996 r. nr 19, poz. 231).
4. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 5 grudnia 2002 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (DzU z 2003 r. nr 1, poz. 12).
5. Zalecenia Udzielania Rekomendacji Technicznych ITB ZURT-15/VIII.24/2008 „Zestawy wyrobów do wykonywania posadzek żywicznych”, Warszawa, marzec 2008.
6. Zalecenia Udzielania Aprobat Technicznych ITB ZUAT-15/IV.19/2005 „Wyroby polimerowe. Emulsje przeznaczone do wykonywania powłok hydroizolacyjnych”, Warszawa, maj 2005.
7. PN-EN 14041:2006, „Elastyczne, włókiennicze i laminowane pokrycia podłogowe. Właściwości zasadnicze”.
8. PN-EN 14041:2006/AC:2007, „Elastyczne, włókiennicze i laminowane pokrycia podłogowe. Właściwości zasadnicze”.
9. A. Niesłochowski, „Badania emisji chemicznej i zawartości substancji szkodliwych w wyrobach budowlanych”, Materiały XVIII Ogólnopolskiej Interdyscyplinarnej Konferencji Naukowo-Technicznej „Ekologia a budownictwo”, Bielsko- -Biała, 18–20.10.2007 r., PZITB O/Bielsko- -Biała, 2007, s. 173–180.
10. Zalecenia Udzielania Aprobat Technicznych ITB ZUAT-15/VIII.11 „Wykładziny podłogowe z PVC z warstwą izolacyjną wzmacnianą włóknem szklanym lub naturalnym”, Warszawa, sierpień 1999.
11. Z. Zhibini i in., „Determination of Volatile Organic Compounds in Residential Building”, Proceedings of the International Conference on Indoor Air Quality Problems and Engineering Solutions, July 21–23 2003, Research Triangle Park, NC.
12. „Indoor Environmental Quality: Assessing and Mitigating the Impact of Exposure to Multiple Indoor Contaminants”, Project No. R828605-01, New York Indoor Environmental Quality Center, Syracuse, New York 2005.
13. http://www.epa.gov/oswer/docs/chinesedrywall.pdf

STYCZEŃ 2011

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!