Gesundheitliche Wirkung von Emissionen aus Holzprodukten

Projekt

Prüfung von flüchtigen organischen Verbindungen (c) Thünen-Institut
Prüfung von flüchtigen organischen Verbindungen (© Thünen-Institut)

Gesundheitliche Bewertung von Emissionen aus Holz und Holzprodukten in Innenräumen mittels experimenteller toxikologischer Untersuchungen 

Bezüglich der Luftqualität und deren Auswirkung auf die menschliche Gesundheit stand in den letzten Jahren vorrangig die Außenluft im Fokus. Die meisten Menschen verbringen allerdings einen Großteil ihrer Zeit in Innenräumen. Gerade durch die moderne, luftdichte Bauweise können sich jedoch bei unzureichender Lüftung Emissionen von Baustoffen und Einrichtungsgegenständen im Innenraum anreichern, was die Gesundheit der Bewohner beeinflussen kann.

Hintergrund und Zielsetzung

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der aufgrund seiner guten Materialeigenschaften zahlreiche Anwendungen in Baukonstruktionen und Inneneinrichtungen findet. Als organisches Material emittieren Holzprodukte eine Vielzahl verschiedener flüchtiger organischer Verbindungen (kurz: VOC), die unter anderem für den charakteristischen Geruch von Holzprodukten verantwortlich sind. Inwiefern diese Substanzen die Gesundheit des Menschen beeinträchtigen können, wird kontrovers diskutiert: Für eine Reihe von Substanzen, die von Holz sowie anderen Bauprodukten emittiert werden, existieren toxikologische Kennzahlen, aus denen hygienische Vorsorgewerte für Innenräume abgeleitet werden. Holzprodukte emittieren jedoch Gemische aus verschiedenen Substanzen. Über das Zusammenspiel der einzelnen VOC im Hinblick auf die menschliche Gesundheit (Reizerscheinungen an Haut und Schleimhäuten der Atemwege und Augen, allergenes sowie immuntoxisches Potenzial, aber ggf. auch positive Effekte wie z. B. Leistungssteigerung) ist wenig bekannt. Daher sollten die bei der Nutzung von Holz und Holzwerkstoffen freigesetzten Emissionen analysiert und toxikologisch bewertet werden. Das Ziel bestand darin, ein umfassenderes Bild über mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Holzemissionen aufzuzeigen.

Zielgruppe

Die Ergebnisse des Projektes gewährleisten mehr Sicherheit bei der Verwendung von Holz und Holzwerkstoffen bei Innenanwendungen. Dies kommt Verbrauchern sowie Bauakteuren zugute.

Vorgehensweise

Zunächst wurde eine Literaturstudie verfasst, in der die an dem Projekt beteiligten Arbeitsgruppen den aktuellen Stand des Wissens abbildeten. Regulatorische Aspekte wurden erörtert genauso wie mögliche gesundheitsfördernde bzw. ‑beeinträchtigende Wirkungen von Emissionen aus Holzprodukten. Schwerpunkt des Thünen-Instituts für Holzforschung war die Charakterisierung des Emissionsverhaltens von Holz und Holzwerkstoffen, wobei insbesondere die quantitative und qualitative Zusammensetzung der Emissionen von Interesse war. Ferner wurde diskutiert, durch welche Faktoren das Emissionsverhalten beeinflusst wird.

Auf Grundlage der Literaturstudie erfolgten zellbiologische sowie immunologisch-allergologische Experimente, bei denen das Gefährdungspotenzial von Holzemissionen (Mischungstoxizität) bzw. einzelnen VOC (Leitsubstanzen) untersucht wurde. Der Fokus lag dabei bei Kiefernholz, einer Holzart mit vergleichsweise hohen Terpenemissionen, sowie dem Holzwerkstoff OSB, der neben Terpen- zusätzlich durch Aldehydemissionen gekennzeichnet ist. Unsere Aufgabe bestand darin, geeignete Expositionsszenarien in Prüfkammerversuchen (gemäß EN ISO 16000) zu konzipieren. Zudem stellten wir das holztechnologische Hintergrundwissen zur Verfügung, um die Projektpartner bei der Versuchsdurchführung zu unterstützen.

Unsere Forschungsfragen

  • Geht von einzelnen Emissionsbestandteilen oder aber von der Summe aller Emissionen eines Holzproduktes ein Gefährdungspotenzial aus? Inwiefern interagieren einzelne Emissionsbestandteile untereinander?
  • Sind bestehende Richtwerte (z.B. AgBB-Bewertungsschema für Emissionen aus Bauprodukten) angemessen?

Ergebnisse

Holz ist ein gewachsenes Naturprodukt, das durch ein komplexes und heterogenes Emissionsverhalten gekennzeichnet ist. Je nach Holzart und Holzwerkstoff unterscheidet sich die qualitative und quantitative Zusammensetzung der Emissionen, die zusätzlich einer zeitlichen Dynamik unterliegt. Bislang ist es nicht möglich, von Emissionsprüfungen einzelner Produkte ausreichend genau auf die zu erwartenden Innenraumkonzentrationen zu schließen.

Die Ergebnisse aus dem Verbundvorhaben legen Anpassungen des TVOC-Konzepts nahe. Der TVOC entspricht der Summe der Konzentration der Einzelverbindungen und gilt als Indikatorgröße zur Beurteilung der Innenraumluftqualität. Das TVOC-Konzept ist zwar praktikabel, aber zu sehr vereinfacht, um der Komplexität von Emissionen aus Holz und Holzprodukten gerecht zu werden, da keine Gewichtung der unterschiedlichen Toxizität von verschiedenen Verbindungen vorgenommen wird. Die Studie verdeutlicht, dass unter absolut identischen Versuchsbedingungen die Toxizität von Terpenen beispielsweise deutlich geringer als von holztypischen Aldehyden ist. Als Alternative zum TVOC-Konzept wären Stoffgruppen-bezogene VOC-Summenwerte denkbar. Zudem zeigen die Ergebnisse, dass sogar bei „worst-case“-Szenarien mit zum Teil hygienisch bedenklichen bzw. inakzeptablen Konzentrationen keine eindeutig gesundheitsgefährdenden Effekte bei empfindlichen, Allergen-sensibilisierten Tieren zu verzeichnen sind.

Die Ergebnisse aus den zellbiologischen sowie immunologisch-allergologischen Experimenten können nur sehr eingeschränkt auf die reale Innenraumsituation übertragen werden. Umfangreiche epidemiologische Studien oder experimentelle Expositionsstudien mit Testpersonen wären dafür notwendig. Es ergeben sich jedoch Zweifel, ob vor dem Hintergrund der vielfältigen anderen Belastungsfaktoren, denen der Mensch im Innenraum ausgesetzt ist (z.B. Feinstaub, Schimmel, VOCs anderer Materialien), Emissionen aus Holzprodukten einen relevanten, gesundheitsbeeinträchtigenden Beitrag leisten. Zudem gibt es Hinweise auf gesundheitsfördernde Effekte durch einzelne VOCs, die auch in Emissionen von Holzprodukten vorkommen. Hier erscheint es sinnvoll, weitere Forschungsarbeiten zu initiieren. Dies gilt vor allem im relevanten Niedrig-Dosis-Bereich, bei dem Effekte auf die Psyche (z.B. angenehme Geruchsempfindungen) eine nicht zu vernachlässigende Rolle spielen.

Links und Downloads

Der Abschlussbericht sowie die Literaturstudie können unter folgender Adresse heruntergeladen werden: www.fnr-server.de/ftp/pdf/berichte/22011015.pdf

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner

  • Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene, Universitätsklinik Freiburg
    (Freiburg, Deutschland)
  • Zentrum Allergie & Umwelt, TU München und Helmholtz Zentrum
    (München, Deutschland)
  • Helmholtz Zentrum für Umweltforschung, Department Umweltimmunologie
    (Leipzig, Deutschland)
  • Leibniz-Institut für Arbeitsforschung
    (Dortmund, Deutschland)

Geldgeber

  • Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

5.2016 - 12.2019