Emission af flygtige organiske forbindelser fra træ, træbaserede materialer, møbler og inventar

Sammenfatning og konklusion

Baggrund

Påvirkningen af emissioner fra træbaserede møbler, inventar og byggevarer på brugsmiljøet får stadig større opmærksomhed. I et stigende antal tilfælde bliver emission til indeluften et væsentligt kriterium for både forbrugeres og professionelle brugeres valg af produkt.

Træ betragtes generelt som et miljømæssigt fordelagtigt materiale set i et bredt miljøperspektiv, omend gennemførte undersøgelser sjældent omfatter materiale- eller stofemissioner ud over formaldehyd.

Dette projekt blev gennemført for at øge den begrænsede viden om emis sioner fra træ og træbaserede materialer til indendørs anvendelse, samt for at udarbejde et forslag til en model til vurdering af emissioner fra disse materialer og metoder til eventuel reduktion af materialeemissioner. Det har ikke været intentionen at vurdere emission fra træ i forhold til andre materialeemissioner.

Forsøgsplan

Udgangspunkt for denne undersøgelse var analyse af kemiske emissioner fra 23 materialer repræsenterende eksempler på massivt træ og træbaserede materialer sædvanligt anvendt i møbler, inventar og byggevarer i 1996. Forsøgsplanen omfattede materialer og produkter i forskellige grader af kompleksitet fra massivt træ til overfladebehandlede, finerede pladematerialer. Undersøgelsen omfattede massiv ask, bøg, eg, gran og fyr; seks forskellige træbaserede pladematerialer: spånplader af gran og fyr med forskellige limsystemer, MDF (Medium Density Fibre board) og OSB (Oriented Strand Board) af nåletræ samt krydsfiner af birk; bøgefinerede spånplader med to forskellige limtyper til finering; to gulvolier på massiv bøg på henholdsvis urethan alkyd/linolie- og naturharpiks/linolie-basis; samt fem forskellige lakerede, bøgefinerede spånplader lakeret med nitrocellulose lak, UV-hærdende acryllak, syrehærdende lak, vandfortyndbar acryllak henholdsvis polyurethanlak.

De udvalgte 23 træ og træbaserede materialer og de målte emissioner skal betragtes som eksempler og kan ikke betragtes som repræsentative for alle træbaserede materialer til indendørs anvendelse eller som generelt repræsentative for emissioner fra træ og træbaserede materialer.

Projektarbejdet, der alene omfattede emission fra træ og træbaserede produkter til brugsmiljøet, giver ikke grundlag for vægtning af emissioner i forhold til andre materialetyper, eller vægtning af emission i relation til andre indeklimafaktorer.

Emissionsprøvning

Forud for prøvning og analyse blev de kemiske stoffer identificeret, som vurderedes at kunne emitteres fra de udvalgte materialer, og stoffer, som var opført på nationale eller internationale lister som sundhedsskadelige med hensyn til kræft, allergi, reproduktion eller det perifere eller centrale nerve- system.

De udvalgte materialer blev indledningsvis undersøgt ved en kvalitativ screeningsanalyse tilrettelagt med henblik på mulighed for identifikation af ovennævnte stoffer og for at kunne fastlægge analyseprogram for de kvanti- tative bestemmelser for hvert træbaseret materiale. Af de ca. 144 forskellige kemiske stoffer, der blev identificeret ved screeningsanalyserne var 42 aldehyder (mættede eller umættede) eller ketoner og de 20 kulbrinter af terpen- typerne: mono- og sesquiterpener.

De kvantitative bestemmelser blev gennemført ved klimakammerprøvning ved betingelser, der er sædvanlige i bygninger, i henhold til en prøvnings metode for bestemmelse af flygtige organiske forbindelser specielt tilpasset træbaserede produkter.

Analyseprogrammet for de kvantitative målinger omfattede bestemmelse af alle individuelle flygtige organiske forbindelser, VOC'er, ved gaskromato grafi med massespektrometrisk detektion, væskekromatografi og fotometri ved acetylacetone-metoden.

Resultater

Ved klimakammermålingerne blev i alt 84 enkeltstoffer kvantificeret. De altovervejende emissioner fra ubehandlet træ og ubehandlede træbaserede materialer var aldehyder, fortrinsvis acetaldehyd, propanal, butanal, pentanal og hexanal, samt ketonen: acetone. Aldehyderne varierede i mængde i emissionerne fra de forskellige materialer. Formaldehyd var det altovervejende afgassende enkeltstof fra de urea-formaldehyd-limede pladematerialer. I emissionen fra fyr blev også terpener fortrinsvis a-pinen, 3-caren og limonen fundet i større koncentrationer. Emissionerne fra de prøvede træba- serede pladematerialer varierede, som forventet afh. af anvendte limtyper.

Emissionerne fra de undersøgte overfladebehandlede træbaserede materialer stammede primært fra olierne og lakkerne, og omfattede fortrinsvis alkoholer, umættede aldehyder, estre, glykoletre og -estre. Emissionen af de fleste aldehyder fra de overfladebehandlede materialer kan henføres til såvel lak eller olie som træ.

En delundersøgelse omfattende fire varianter af fyr af varierende oprindelse (nordlige Finland og sydlige Sverige) og varierende indhold af kerne- hen- holdsvis splinttræ viste betragtelige forskelle i emissionshastighed af især 3- caren og a-pinen. Det skal bemærkes, at vækstbetingelser og sted kan være af stor betydning.

I resultaterne er der ikke dokumentation for at indeklimaproblemer skyldes træ.

Vurdering af emission -
generelt

Koncentrationer af de kemiske stoffer, der blev kvantificeret ved klimakammermåling, blev omregnet til koncentrationer, som personer udsættes for i indeluften ved hjælp af standardrumbetragtninger.

Relativt lave indeklimakoncentrationer ses for massiv ask, bøg og eg ved beregning ved en materialebelastning på 0,4 m²/m³ svarende til fx et gulv eller et bord og seks stole. Massiv fyr gav betragteligt større emissioner end de andre prøvede massive træarter. Massiv ask, bøg, eg, træbaserede pladematerialer og bøgefinerede spånplader er eksempler på materialer, der i praksis sjældent bruges uden overfladebehandling.

Et lille træhus beklædt med a-pinen- og 3-caren-rig ubehandlet fyr på gulv, loft og alle fire vægge er et eksempel, der kan resultere i relativt høje inde- klimakoncentrationer, der kan henføres til emissioner fra træ. Højere koncentrationer kan indtræffe, hvis huset er nybygget af frisk træ, og hvis det af en eller anden årsag er gjort relativt lufttæt med et lavt luftskifte til følge.

Vurderingerne af komfort og sundhedseffekter

Vurderingerne af komfort og eventuelle sundhedseffekter af emissioner fra træ og træbaserede materialer tog udgangspunkt i erfaringer fra ovennævnte eksperimentelle arbejde og generelle principper for toksikologisk vurdering og litteraturdata.

Stofvurderinger omfattede alle 84 enkeltstoffer kvantificeret ved klimakam- mermålingerne.

Koncentrationer, der var omregnet fra klimakammerforsøg til koncentrationer, som personer udsættes for i indeluften, blev sammenlignet med den toksikologisk bestemte "laveste koncentration af interesse i indeklimaet (LCI)" og lugttærskelværdier.

Indflydelsen af materialer og produkter på indeklimaet blev vurderet ved:

• En sum af koncentrationer i indeklimaet divideret med den "laveste koncentration af interesse i indeklimaet" for effekter af samme type
• En indeklimarelevant tidsværdi baseret på lugt- og irritationstærskler.

LCI og S-værdi

LCI er defineret som den laveste koncentration af et bestemt stof, som ikke - med vores nuværende viden - ved vedvarende udsættelse i indeklimaet - vil medføre risiko for skadelige virkninger på mennesker. For de fleste kemiske stoffer blev LCI-værdien i denne undersøgelse baseret på irritation. Mere alvorlige effekter forekom for de fleste stoffer ved koncentrationer, der var størrelsesordener højere end irritation.

Fastlæggelse af LCI-værdier var vanskelig som følge af mangel på toksikologiske data for de fleste af de emitterede stoffer i de relativt lave koncentrationer, stofferne findes i i indeklimaet. I flere tilfælde blev LCI-værdier fastsat ved analogbetragtninger. I tilfælde, hvor der manglede data for stofferne, og hvor det vurderedes, at den væsentligste effekt formentlig var irritation, blev LCI-værdier baseret på "RD50-værdier", der er bestemt ud fra nedsættelse af åndedrætsfrekvensen hos mus.

Irritation var således den hyppigste toksikologiske effekt for de undersøgte træ og træbaserede materialer og gav grundlag for S-værdiberegningerne.

Indeklimarelevant tidsværdi

Den indeklimarelevante tidsværdi i døgn er et udtryk for tiden, der går fra produktet monteres i brugsmiljøet og indtil emissionerne er nået ned på acceptable koncentrationsniveauer, hvor der ikke længere kan forventes hverken irritation i øjne, næse og/eller øvre luftveje eller lugt.

Model til vurdering

Den foreslåede model til vurdering baseret på S-værdier og indeklimarele vante tidsværdier differentierer emissionerne fra de undersøgte materialer og kan bruges som et fælles grundlag for relative vurderinger af træ og træbaserede materialer og produkter. Det skal dog bemærkes, at der altid vil kunne stilles spørgsmål ved de absolutte S-værdier samt LCI-værdier, lugt- og irritationstærskelværdier, samt at værdierne vil kunne ændre sig, når ny viden foreligger.

I tilfælde af materialer, der ikke giver emission indeholdende kræftfremkal dende stoffer, allergener og reproduktionsskadende stoffer, var fremgangs- måde og resultater af vurderingerne de samme både i henhold til S-værdi og til den indeklimarelevante tidsværdi baseret på summen af irritationspåvirkningen. Tidsværdierne baseret på lugttærskler resulterede imidlertid i længere tidsværdier end tidsværdier baseret på irritationstærskler - for alle afgørende enkeltstoffer bortset fra formaldehyd - og blev derfor i de fleste tilfælde bestemmende for de indeklimarelevante tidsværdier.

Såfremt det er udelukket, at emissionen har sundshedsskadelige effekter ud over luftvejsirritation kan vurdering baseres alene på konceptet for indekli- marelevant tidsværdi.

Vurdering af emission -
materialevalg

I tilfælde, hvor indeklimaet tillægges høj prioriteret, bør det anbefales at vælge produkter fremstillet af lavere-emitterende materialer, for således at reducere emissionerne til indeklimaet. Derved opnås en større sandsynlighed for at reducere gener og eventuelle sundhedseffekter som følge af emission fra disse materialer og produkter.

Valg af relativt lavere-emitterende materialer og produkter kan foretages ved valg af materialer og produkter med en relativt lav S-værdi og en relativt lav indeklimarelevant tidsværdi.

I den foreslåede klassifikation kan træ og træbaserede materialer på basis af 28 døgns måling i klimakammer opdeles i tre klasser: lav-emitterende, middel-emitterende og høj-emitterende. Blandt de undersøgte overfladebehandlinger var den UV-hærdende lak på bøgefineret spånplade lav-emitterende, den syrehærdende lak på bøgefineret spånplade høj-emitterende, mens de øvrige prøvede lakker på bøgefineret spånplade og de undersøgte olier på massiv bøg blev betragtet som middel-emitterende. Blandt de undersøgte massive træsorter var ask, bøg, eg og gran lav/middel-emitterende og fyr høj-emitterende. Det bør tages i betragtning, at det er forskellige typer af kemiske stoffer, der emitteres afhængig af træart og overfladebe- handlingstype.

Modifikation/substitution af materialer og produkter bør overvejes, når emissionen indeholder toksikologisk ukendte stoffer. Materialer og produkter bør så vidt muligt ikke indeholde kemiske stoffer med kræftfremkaldende, reproduktionsskadende eller allergene egenskaber.

Såfremt det er tilfældet bør disse stoffer udskiftes med stoffer eller materialer, der er mindre skadelige eller i hvert fald bør materialet modificeres så indholdet minimeres så meget som muligt.

Modifikation af materialer og produkter bør overvejes for materialer og produkter med relativt større S-værdier og høje indeklimarelevante tidsværdier.

Modifikations-/ substitutionseksempler

Forhold af betydning ved modifikations-/substitutionsbetragtninger er systematiseret og anvendt på seks eksempler på træ og træbaserede materialer og produkter.

Eksemplerne, der er opbygget med et tema til inspiration ved modifikations/substitutionsovervejelser, illustrerer primært forhold af betydning for materialers indflydelse på brugsmiljøet. Yderligere forhold, herunder arbejds- miljø, ydre miljø og økonomi inddrages, hvor disse er af afgørende betydning for modifikationen/substitutionen, og deres konsekvenser er kendte. Beskrivelse af et produkt i relation til given anvendelse samt generelle og specifikke kommentarer uddyber overvejelserne.

De seks eksempler på substitutions/modifikations- betragtninger for træmøbler, inventar og træbaserede byggevarer omfatter: Trægulv overfladebehandlet med forskellige typer af lak og olie, garderobeskab af fineret spånplade overfladebehandlet med forskellige typer af klar lak, sofabord af ubehandlet massivt træ henholdsvis af fineret spånplade overfladebehandlet med forskellige typer af klar lak, bogreol af ubehandlet massivt træ henholdsvis af fineret spånplade overfladebehandlet med forskellige typer af klar lak, kontorbord af fineret spånplade overfladebehandlet med forskellige typer af klar lak samt et hus af fyrretræ. Afslutningsvis gives et forslag til model til relativ beskrivelse af materialer af samme type, eksemplificeret for trægulv overfladebehandlet med forskellige lakker og olier.

Engelsksproget rapport

Supplerende beskrivelser, detailresultater og detailvurderinger er givet i en omfattende engelsksproget rapport:"Emission of Volatile Organic Compounds from Wood and Wood-based Materials".