Transcript Kemiska föreningar i inomhusluften – vad mäts och

Kemiska föreningar i inomhusluften
– vad mäts och varför?, del 1
Sedan juli 2012 gäller en ny föreskrift från Arbetsmiljöverket rörande kvalitén på inomhusluft. I
denna fastställs hygieniska gränsvärden för många luftburna kemiska ämnen som anses påverka människors allmänna hälsa. Vad är då
inomhusluftkvalitet? Varför ska man
bry sig om vad som finns i luften?
Spelar det någon roll? Och framförallt, vilka osäkerheter kan uppstå
då man gör mätningar på luftkvalitet?
Vi kommer i två artiklar ge en överblick
över de olika avväganden som bör göras
när luftkvalitetsanalys utförs. I denna första del kommer vi att beröra de kemiska
ämnen som orsakar besvär. I nästa del
diskuterar vi olika provtagnings- och analysmetoder.
Inverkan på luftkvaliteten och hälsa
Luftens kemiska kvalitet har visat sig bidra
till det så kallade sjuka hus-syndromet
(SBS). SBS definieras som ospecifika hälsobesvär såsom irritationer, hosta, snuva,
andningssvårigheter, feber, huvudvärk och
trötthet kopplade till vistelse i en specifik
byggnad, Bornehag & Sundell (2004).
Förekomst av mögelsporer samt höga
VOC-halter eller andra typer av föroreningar i inomhusluften är exempel på orsaker.
I Sverige finns i dag inga riktvärden eller gränsvärden för de kemiska ämnen
som orsakar SBS i inomhusmiljön. Däremot finns det riktlinjer från Världshälsoorganisationen (WHO) från USA,
USEPA (2008) och Kanada för att säkerställa inomhusluftens kvalitet. I USA
föreslås ett riktvärde där TVOC-halten
inomhus ej bör överstiga 200 µg/m³ för
att luftkvaliteten ska vara acceptabel.
Aldehyder har visats generellt vara irriterande för ögon och luftvägar, Svedberg
70
Artikelförfattare är docent Swaraj
Paul och kemist Teresa Illanes,
PP Polymer AB, Vällingby.
et al (2003), och inandning av aldehyder
kan ge olika hälsobesvär. Som exempel
kan nämnas kronisk acetaldehydförgiftning som liknar de symptom som fås av
alkoholism, formaldehydexponering kan
ge ögon-, näs- och halsirritation samt
andningsbesvär, inandning av akrolein kan
ge kroniska effekter på andningsorganen
och ögon-, näs- och halsirritation. Dessutom är formaldehyd enligt USEPA klassad
som cancerogen, medan acetaldehyd är
misstänkt cancerogen och akrolein som
möjligt cancerogen, USEPA (2008). Det
är därför viktigt att inte endast mäta den
vanligaste aldehyden såsom formaldehyd
utan även undersöka om de andra skadliga
aldehyderna finns i inomhusluften. Arbetsmiljöverket har i sin nya föreskrift
AFS 2011:18 fastställt gränsvärden för aldehyder i arbetsmiljön, det vill säga halter
som människor får exponeras för under
åtta timmars arbetsdag, Arbetsmiljöverket
(2011). I denna föreskrift finns det även ett
gränsvärde för ammoniakexponering i arbetsmiljö och detta ligger på 14 mg/m³.
Inomhusluftkvalitet och kemiska
föreningar
De luftföroreningar som finns i inomhusluften kan huvudsakligen delas in beroende på kemisk struktur och fysikaliska
egenskaper. Provtagnings- och analysmetoder varierar med vilken kategori ämnena
tillhör.
Flyktiga organiska ämnen (VOC/
SVOC). VOC står för ”Volatile Organic
Compound” och innefattar organiska föreningar som har kokpunkt upptill 260 °C
medan SVOC står för ”Semi Volatile Organic Compounds” och innefattar organiska föreningar mellan kokpunkt 240 till
400 °C. De vanligaste VOC-ämnena är
aromatiska- och alifatiska kolväteföreningar samt terpener. SVOC-ämnen består oftast av fettsyror och mjukgörare.
VOC/SVOC-ämnen kan komma från
byggmaterial, lack och lim och även uppstå beroende på hur man brukar dessa material, Åsbrink & Paul (2004). Sammansättningen av kemiska ämnen kan bli
ännu mer komplex när det finns ozon och
aldehyder i luften och/eller förekommer
fuktskador eftersom dessa ämnen i sin tur
kan oxideras till ännu mer aggressiva ämnen. Exempel på en typisk luftanalys ser
ut enligt figur 1.
För att säkerställa inomhusluftkvaliteten och bestämma typ och halter av organiska ämnen är det viktigt att identifiera
och mäta ämnena i luften. Sådan mätning
kallas VOC-mätning. Vissa av dessa
VOC-ämnen är kända för att orsaka hälsobesvär och även luktproblem, vilket i sin
tur har visat sig försämra inlärningsförmågan hos barn, Daisey et al (2003). Det
har också visats att närvaro även i mycket
små mängder av luktande organiska föreningar kan förorsaka koncentrationssvårigheter och ge upphov till kognitiv distraktion, Polizzi et al (2012). Wolkoff,
Wolkoff et al (2006), har i sin översiktsartikel presenterat irriterande inverkan av
olika VOC-ämnen och hur närvaro av
luktande ämnen påverkar hälsan.
Han delar upp VOC-ämnena i fyra olika kategorier:
1) kemiskt icke-reaktiva till exempel oktan, toluen och butanol
2) kemiskt reaktiva till exempel styren
och limonen. Dessa kan reagera vidare
antingen med ozon eller kväveoxider i
närvaro av ljus, vilket resulterar i nya oxiderade ämnen
3) biologiskt reaktiva det vill säga ämnen
som binder kemiskt med receptorställen
på slemhinnor till exempel aldehyder och
akrolein
4) toxiska ämnen.
VOC med låga lukttröskelvärden har
också visat sig bidra till dålig inomhusluftkvalitet. Wolkoff föreslog att upplevelse av lukt och ”sensorisk irritation”
Figur 1: TD/GC-analys på luftprov.
Bygg & teknik 5/12
kan bero på psykologiska faktorer. Andersson, Andersson (2012), har också visat att lukter kan förorsaka kemisk intolerans och därmed framkalla symptom såsom irritation av ögon och luftvägar,
trötthet, illamående och koncentrationsstörningar.
MVOC. MVOC står för ”Microbial
Volatile Organic Compounds” och avges
av byggnadsmaterial under påverkan av
mikroorganismer. Det har visats, Claesson et al (2007) att kemisk emission beror
på nedbrytning av byggmaterial på grund
av fukt och bakteriell tillväxt. I en senare
artikel har de undersökt hur MVOCmetaboliterna vid låga och höga koncentrationer ger hälsobesvär och en känsla av
dålig luft, Claesson & Sunesson (2009).
Beroende på vilken typ av byggnadsmaterial (gips, linoleum, trä med mera) och
mikroorganism (bakterie, mögel eller
svamp) det är, varierar sammansättningen
av MVOC-ämnena. De olika MVOCmetaboliterna är 2-Metyl-1-propanol, 3Metyl-1-butanol, 2-Pentanol, 3-Oktanol,
1-Okten-3-ol, 2-Hexanon, 2-Heptanon, 3Oktanon, 2-Metylisoborneol, Geosmin,
och Dimetyldisulfid, Åsbrink & Paul
(2005). Fördelen med MVOC-mätningarna är att man kan bestämma om mikroorganismerna fortfarande är aktiva eller
inte. Man kan också bestämma om det
finns fuktskador i dolda utrymmen såsom
i bjälklag eller i konstruktionen. Även om
MVOC-metaboliterna inte är klassade
som toxiska ämnen har det rapporterats i
litteraturen att en cocktailinverkan av
MVOC-metaboliterna kan förorsaka hälsobesvär. Närvaro av dessa ämnen kan
förstärka hälsobesvär från de andra kemiska ämnena i luften vid mycket låga
koncentrationer. Dessutom ger MVOCmätningarna en indikation på om mikroorganismerna är aktiva eller inte. Sporerna bildas enbart när de är aktiva och de
kan då förorsaka allergiska besvär hos
känsliga personer. Täubel, Täubel et al
(2011), har också identifierat mykotoxiner som sekundära metaboliter i fuktskadad inomhusmiljö i närvaro av bakterie
och svamp. Här är det svårt att förutsäga
hur dessa mykotoxiner påverkar hälsan.
Dock är sådana studier på gång.
Aldehyder. Aldehyder är starka oxiderande ämnen och det finns flera källor till
aldehyder i inomhusluft. Ozon från utomhusluften eller som producerats av laserskrivare eller kopiatorer kan reagera med
olika ämnen i inomhusluften och bilda
exempelvis acetaldehyd, formaldehyd
och bensaldehyd, Åsbrink (2004). Eldning med till exempel ved, kan vara källa
för exempelvis akrolein, Zhang & Smith
(1999). Akrolein kan också bildas vid
skogsbränder, Destaillats et al (2002).
Olika typer av växter och träd kan vara
källor till aldehyder i luft, Martin et al
(1999). Till exempel avger trä och träprodukter hexanal i låga halter. Träfiberskivor av MDF-typ avger under lång tid hexanal och andra kortkedjiga aldehyder,
Svedberg et al (2003). Aldehyder kan
också finnas i matprodukter som smaktillsatser, Health council of the Netherlands (2003), Svedberg et al (2003). Motorfordonsavgaser kan också innehålla en
rad olika aldehyder, bland annat akrolein,
Destaillats et al (2002), Kean et al
(2001). I figur 2 finns ett exempel på en
aldehydstandardanalys.
Aminer. Ammoniak och aminer av olika slag kan förekomma i inomhusluft.
Dessa kan härstamma från olika byggmaterial framförallt från utjämningsspackel
och ger upphov till irritation, Social och
hälsovårdsministeriet (2003). Dessutom
har många människor väldigt låg lukttröskel för aminer (1,5 mg/m³ för ammoniak),
vilket gör att även om halten av ämnet i
sig inte är toxiskt kan det leda till irritation
och besvär. Aminer är vanligt förekommande i kemiska hushållsprodukter såsom fönsterputs, golvvårdsmaterial, skönhetsprodukter med mera. Dessa kan klassas som primära, sekundära och tertiära
aminer där hälsoriskerna varierar med
amintyp. Dessutom kan de klassas som
alifatiska och aromatiska aminer där aromatiska aminer är farligare än de alifatiska typerna.
Figur 2: Aldehydstandardkörning på HPLC.
Bygg & teknik 5/12
Polyaromatiska kolväten (PAH).
PAH är en samlad benämning på polyaromatiska kolväten. PAH som är relevanta ur inomhusmiljösynpunkt utgörs
av sexton olika föreningar: Naftalen,
Acenaftylen, Acenaften, Fluoren, Fenantren, Antracen, Fluoranten, Pyren,
Benso(a)antracen, Krysen, Benso(b)fluoranten, Benso(k)fluoranten, Benso(a)pyren, Dibenso(ah)antracen, Benso(ghi)perylen och Indeno(1,2,3-cd)pyren. PAH-ämnen bildas vid ofullständig förbränning av bensin och diesel. De
kan också härröra från tjära som har använts i äldre byggmaterial för att skydda
mot mikrobiella angrepp. I en nyligen
publicerad artikel har det visat sig att en
av de vanligaste polyaromatiska kolvätena
i inomhusluft som till exempel naftalen
kommer från malkulor samt finns i rumsdeodoranter, Batterman et al (2012). Polyaromatiska kolväten är klassade som
cancerogena ämnen och är vanliga i utomhusluften i tätorter med mycket trafik,
Potter et al (2006). I figur 3 finns ett exempel på en PAH-standardanalys.
I denna första artikel av två har vi belyst att det finns många ämnen i inomhusluften som kan bidra till ohälsa hos människor. För att kartlägga dem är det väldigt viktigt att veta hur man kan samla in
dem, analysera dem och slutligen kvantitativt bestämma dem. För att säkerställa
kemisk kvalitet av inomhusluft och relatera till eventuella hälsoproblem är det viktigt att få ett helhetsspektrum av alla ämnen som kan förekomma i inomhusluften.
I nästa del kommer vi att ge en överblick
över de analysmetoder som används för
att ge en helhetsbild av de avvägningar
som måste göras för att påvisa ett pålitligt
och korrekt resultat.
■
Litteraturförteckning
Andersson, L. (2012). Sick of smells –
Empirical Findings and a Theoretical
Framework for Chemical Intolerans.
Umeå: Umeå Universitet Department of
Psychology.
Figur 3: PAH-standardkörning på HPLC.
71
Arbetsmiljöverket (2011). Hygieniska
gränsvärden – Arbetsmiljöverkets föreskrifter och allmänna råd om hygieniska
gränsvärden, Stockholm: Anna Middelman.
Batterman, S. et al (2012). Sources,
concentrations, and risks of naphtalene in
indoor and outdoor air. Indoor Air, Volume In press.
Bornehag, C. & Sundell, J. (2004). The
”healthy pet keeping effect”. Allergy,
Volume 59, p. 554.
Claesson, A. et al (2007). Journal of
Enviromental monitoring, Volym 9, p.
240.
Claesson, A. S. & Sunesson, A. L.,
2009. Indoor Air, 19(2), p. 102.
Daisey, J. et al (2003). Indoor air
quality, ventilation and health symptoms
in school: an analysis of existing information. Indoor Air, Volume 13, pp. 53–
64.
Destaillats, H., Spaulding, R. & Charles, M. (2002). Ambient air measurement
of acrolein and other carbonyls at the
Oakland-San Franscisco bay bridge toll
plaza. Environmental Science & Technology, Volume 36, pp. 2227–2235.
Health council of the Netherlands
(2003). Valeraldehyde; Health-based reassessment of a administrative occupational exposure limits. The Hague, Committe on updating of occupational exposure
limits.
72
Kean, A., Grosjean, E., Grosjean, D. &
Harley, R. (2001). On road measurements of carbonyls in California lightduty vehicle emissions. Environmental
Science & Technology, Volume 35, pp.
4198–4204.
Martin, R., Villanueva, I., Zhang, J. &
Popp, C. (1999). Nonmethane hydrocarbon, monocarboxylic acid, and low molecular weight aldehyde and ketone emissions from vegetation in New Mexico. Environmental Science & Technology, Volume 33, pp. 2186–2192.
Polizzi, V. et al (2012). Influence of
growth parameters on fungal growth and
volatile metabolite production by indoor
molds. Science of the total environment,
Volume 414, pp. 277–286.
Potter, A., Junedahl, E., Persson, K. &
Brorström-Lundén, E. (2006). Mätning
av flyktiga organiska ämnen (VOC) och
polycykliska aromatiska kolväten (PAH) i
tätorter, Stockholm: IVL.
Social och hälsovårdsministeriet (2003).
Anvisning om boendehälsa, Helsingfors:
Social och hälsovårdsministeriet.
Svedberg, U. et al (2003). Förekomst
och bildning av flyktiga ämnen vid tillverkning och förvariing av träpellets.,
Sundsvall: Yrkes- och miljömedicinska
kliniken, Sundsvalls sjukhus.
Svedberg, U., Högberg, H. & Högberg,
J. (2003). Förekomst och bildning av flyktiga ämnen vid tillverkning och förvaring
av träpellets. Toxikologisk bedömning av
hexanal. Sundsvall: Yrkes- och miljömedicinska kliniken, Sundsvalls sjukhus.
Täubel, M. et al (2011). Co-occurence
of toxic bacterial and fungal secondary
metabolites in moisture-damaged indoor
environments. Indoor Air, Volume 21,
pp. 368–375.
USEPA, 2008. Air Toxics Website.
[Online] Available at: http://www.epa.
gov/ttn/atw
Wolkoff, P., Nojgaard, J., Franck, C. &
Skov, P. (2006). The modern office environment desiccates the eyes? Indoor Air,
Volume 16, pp. 258–265.
Zhang, J. & Smith, K. (1999). Emissions of carbonyl compounds from various cookstoves in China. Environmental
Science & Technology, Volume 33, pp.
2311–2320.
Åsbrink, L. (2004). Gör bredare analys
av inomhusluft. Husbyggaren, Volume 5,
pp. 36–40.
Åsbrink, L. & Paul, S. (2004). Inomhusluftkvalitet – hur säkerställer man den?
Bygg & teknik, Volume 2, pp. 35–40.
Åsbrink, L. & Paul, S. (2005). MVOCmätning – en snabb indikation på mikrobiella skador. Bygg & teknik, Volume 5,
pp. 48–52.
Bygg & teknik 5/12