Kemialliset asumisterveystutkimukset. Ajankohtaista laboratoriorintamalla FT Helena Järnström, Erikoistutkija, VTT

Transkriptio

1 Kemialliset asumisterveystutkimukset Ajankohtaista laboratoriorintamalla FT Helena Järnström, Erikoistutkija, VTT

2 SISÄILMASTO = SISÄILMAN FYSIKAALIST TEKIJÄT + SISÄILMAN LAATU SISÄILMAN LAATU = LÄHTEET + ILMANVAIHTO + SORPTIO Lähde 2: RAKENNE Lähde 1: ULKOILMA Tuloilma 2 Lähde 3: ASUMINEN TOIMINTA Hapettuminen, rikastuminen Poistoilma SISÄILMASTON LOPULLISEEN LAATUUN VAIKUTTAA: - LÄMMITYS- JA ILMASTOINTILAITTEET - RAKENNUSMATERIAALIT - RAKENNUKSEN KÄYTTÖ- JA KUNNOSSAPITO

3 Materiaalien emissiot ovat yksi suurimmista sisäilman laatuun vaikuttavista tekijöistä Uusien materiaalien emissioita kutsutaan primääriemissioiksi ja ne saattavat olla suuria. Uusissa ja korjatuissa rakennuksissa ne ovat sisäilman laadun dominoiva tekijä. Materiaalit saattavat hapettua tai jopa kemiallisesti hajota käytön aikana, jolloin niistä syntyy uusia emissioita. Näitä materiaalien hapettumis- ja hajoamistuottena syntyviä emissioita kutsutaa sekundäärisiksi emissioiksi ja ne ovat usein erityisen ärsyttäviä.

4 VTT KEMIANTEKNIIKKA Rakenteiden aiheuttamat sisäilmaongelmat, 4 esimerkkinä lattiarakenne: NH3 NH3 Pintamateriaali Liima Tasoite Primeri NH3 NH3 VOCit Aldehydit Ketonit Orgaaniset hapot Ketjun pilkkoutuminen NH3 NH3 NH3 NH3 H 2 O NH3 Radikaaleja H 2 O Hapettuminen NH3 H 2 O NH3 RH! Kaseiini Betoni H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O

5 Esimerkkejä tyypillisistä sisäilman ongelmista luvuilla Tyypillisimmät haittaa aiheuttavat emissiot: Huonolaatuisten materiaalien päästöt: TXIB- viskositeetin muuntajan emissiot muovimatoista, liimoista ja maaleista (Texanol). Tämä emissio ei ole kosteuden aiheuttama. 2-Etyyliheksanoli. Käytetään lisäaineena mm. liimoissa ja PVCtuotteissa. Sitä syntyy myös kosteuden vaikutuksesta lattianpäällystesysteemissä. Lisäksi: Kosteuden aiheuttamien vaurioiden emissiot: 2-Etyyliheksanolia muodostuu kun PVC hajoaa

6 Milloin emissiosta johtuva ongelma? Rakenteen vaurio => SISÄILMAONGELMA VOC emissiot koholla: 2- etyyli- heksanoli n- butanoli = PVC:n hajoamistuotteita ärsytysoireita Kohteessa pinnoite asennettu märän rakenteen päälle => PVC:n hajoaminen kosteuden vaikutuksesta

7 Mitä määritetään? SISÄILMAN PITOISUUS Alkoholit, aldehydit, ketonit, esterit, bentseeni- yhdisteet jne VOC - rakennusmateriaalit Ammoniakki maalit - kaseiini tasoitteet Formaldehydi liimat -lastulevyt lattiapinnoitteet - puutuotteet RAKENTEEN EMISSIOT Ilman kosteus & lämpötilä OMINAISEMISSIOT HAJOAMISTUOTTEET Rakennekosteus

8 Miten määritetään sisäilman pitoisuus? Näytteenotto: Ilma sisään Adsorbentti Pumppu Ilma ulos Ennen mittausta: Ei tuuletusta 12 h IV normaalisti toiminnassa (korvausilmaventtiilit auki!) Rakennetta ei saa purkaa Rinnakkaiset näytteenotto+ kenttänolla, tarvittaessa otetaan vertailunäyte ja/tai ulkoilmanäyte Poikkeamat pitää kirjata - huomioidaan tulosten tulkinnassa

9 ISO sisäilmastandardi Adsorbentti: Tenax TA Analysointi: kaasukromatografi + massaspektrometridetektori (MSD), näytteen syöttö termodesorptiolla (260 C) Identifiointi/ tunnistus: Kaasukromatogrammista tunnistetaan mahdollisimman monta VOC- yhdistettä MSD:llä scan modessa. Kvantitointi MSD:ltä tai vaihtoehtoisesti FID:ltä (liekki-ionisaatiodetektori) Tarkempi määre on: tunnistetaan vähintään yksittäistä VOC yhdistettä ja/tai kaikki VOC yhdisteet, joiden pitoisuus on yli 2 µg/m 3 Tyydyttävä tunnistusaste on saavutettu kun 7% yhdisteistä on tunnistettu

10 VVOC alue ISO , jatkuu TVOC on detektorivaste välillä C 6 C 16 (heksaani- heksadekaani) TVOC alue Standardi määrää myös, että C 6 C 16 alueen ulkopuolella havaitut yhdisteet, joiden pitoisuus on yli 2 µg/m 3 raportoidaan (nk. SVOC- yhdisteet näkyvät C 16 jälkeen, VVOC- yhdisteet ennen C 6 ) SVOC alue

11 Yksittäisten VOC- yhdisteiden vasteet verrattuna tolueenin vasteeseen Kemiallinen ryhmä Yhdiste CAS vaste Kerroin Glycols / Glycolethers 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol , ,3 Acids Hexanoic acid , ,0 Ketones 2-Pentanone , ,0 Alcohols 1-Propanol, 2-methyl , , Esters TXIB , , Aldehyde Hexanal , ,3 Cycloalkanes Cyclohexane , ,2 Aliphatic hydrocarbons Octane , ,0 Aromatic hydrocarbons Benzene, methyl- (Tolueeni) , ,0 Terpenes delta-3-carene , ,0 Halocarbons Ethane, 1,1,2-trichloro , ,

12 Miten määritetään rakenteen emissio? ISO , standardit Mittaus oikeasta rakenteesta: FLEC Field and Laboratory Emission Cell Paineilma Paineilma sisään Näytteenott sisään o FLEC Materiaali SER = Specific Emission Rate eli emissiokerroin, ilmoitetaan pinta- alaa kohden tunnissa, yksikkö g/m 2 h

13 Raportointi Raportin tulee sisältää tiedot siitä miten näyte on otettu mistä näyte on otettu mittausolosuhteet (lämpötila, kosteus, ilmanvaihto?) Analyysimenetelmä sekä miten tulos on laskettu? Tulosten arviointi- onko tulos ok?

14 Määräykset ja ohje-arvot Ympäristöministeriö: Rakentamismääräyskokoelma D2 Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto, uusi versio voimaan Sisältää määräyksiä (velvoittavia) sekä ohjeita (suosituksia) Sosiaali- ja terveysministeriö: Asumisterveysohje, uusin versio voimassa Terveysviranomaisten käytössä Sisäilmastoyhdistys ry: Sisäilmastoluokitus Alan omat suositusarvot, vapaaehtoinen

15 Sosiaali- ja terveysministeriö: Asumisterveysohje TVOC- tulosta ei voda käyttää sellaisenaan terveyshaitan arvioinnissa. Toisaalta kohonnut TVOC- pitoisuus,, 600 g/m 3, on osoitus kemiallisten aineiden epätavallisen suuresta määrästä ja lisäselvitykset yksittäisten yhdisteiden tutkmiseksi ovat todennäköisesti tarpeen. Styreeni-yhdisteen pitoisuus saa olla enintään 40 g/m 3. Ammoniakin tavanomainen pitoisuustaso -20 g/m 3. Yli 40 g/m 3 pitoisuustaso kohonnut => lisäselvityksiä tarvitaan. Formaldehydi- pitoisuus saa olla enintään 0 g/m 3.

16 Viitearvot sisäilman pitoisuuksille ja rakenteiden emissioille VTT PUBLICATIONS 672: Reference values for building material emissions and indoor air quality in residential buildings Compound or compound group Normal value (µg/m 3 ) Limit for abnormal concentration (µg/m 3 ) 6 months one year 6 months one year Aromatic hydrocarbons Aliphatic hydrocarbons Cycloalkane 1 Alcohol Aldehyde Ketone 1 Ester Glycol/ glycolether Terpene Acid 20 TVOC Formaldehyde Ammonia

17 Viitearvoja 12 kk ikäiselle rakenteelle: Specific emission rate µg/m 2 h PVC Parquet Levelled ceiling Painted wall (n=6) (n=4) (n=) (n=9) normal value abnorma l value normal value abnorma l value normal value abnorma l value normal value abnorma l value Acid 1 1 Alcohol Aldehyde Aliphatic hydrocarbon < Aromatic hydrocarbon 2 6 < 1 < Cycloalkane < < < < Ester Glycol/ glycolether 2 0 < Ketone 20 < Terpene < < 30 4 < TVOC Ammonia 1 2 < Formaldehyde

18 SVOC- yhdisteistä SVOC- yhdisteet eli semi volatile organic compounds - huonosti haihtuvat orgaaniset yhdisteet, kiehumispiste välillä C. Esimerkiksi PVC-pinnoitteissa esiintyvät ftalaatit kuuluvat tähän määritelmään. Näytteenotto poikkeaa tavanomaisesta VOC-analyysistä koska pitoisuudet sisäilmassa ovat hyvin pieniä, tasolla << g/m 3 => näytteen tilavuudet luokkaa kuutiometri (m 3 ) Analysointiolosuhteet määritellään yhdistekohtaisesti

19 VTT:n julkaisuja aiheesta Semi volatile organic compounds and flame retardants. Occurrence in indoor environments and risk assessment for indoor exposure Reference values for building material emissions and indoor air quality in residential buildings Muovimattopinnoitteisen lattiarakenteen VOC-emissiot sisäilmaongelmatapauksissa Sisäilman laatu ja rakenteiden emissiot uusissa asuinrakennuksissa Sisäilman laadun hallinta

20 Lyhenteet FID- Flame Ionisation Detector FLEC- Field and Laboratory Emission Cell ISO- International Standardization Organisation MSD- Mass Selective Detector SER- Specific Emission Rate SVOC- Semi Volatile Organic Compound TVOC- Total Volatile Organic Compound VOC Volatile Organic Compound VVOC- Very Volatile Organic Compound

21 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa