Lattiamateriaalien VOC-emissiot

(1)

LATTIAMATERIAALIEN VOC-EMISSIOT

August Hänninen Pro Gradu -tutkielma Ympäristötiede Itä-Suomen yliopisto, ympäristö- ja biotieteiden laitos kesäkuu 2021

(2)

ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta Ympäristötiede: Ympäristöterveys- ja -teknologia

August Hänninen: Lattiamateriaalien VOC-emissiot Pro Gradu -tutkielma: 73 sivua

Tutkielman ohjaajat: Marko Hyttinen, FT ja Pertti Pasanen, FT Kesäkuu 2021

avainsanat: sisäilma, haihtuva orgaaninen yhdiste, kosteus, alkalisuus, TIIVISTELMÄ

Rakennusmateriaalit voivat olla merkittävä VOC-yhdisteiden lähde sisätiloissa. Syitä materiaalien emissioille on olemassa monenlaisia. Itse materiaalit ovat nykypäivänä hyvin pitkälle vähäpääs- töisiä, mutta ongelmia voivat aiheuttaa olosuhdemuutokset ja rajapinnat toisten materiaalien kanssa. Näiden seikkojen tunnistaminen on tärkeää sekä materiaalien asennus- tai korjausvai- heessa mutta myöskin jokapäiväisen käytön kannalta. Tämän lisäksi erinäiset avokonttorimallit ja monitilatoimistot yleistyvät ja itse tilojen tulee täyttää useita vaatimuksia esimerkiksi sisustuksel- lisuuden, estetiikan ja akustiikan osalta. Yhtenä nykyajan ratkaisuna vastaamassa näihin haastei- siin ja vaatimuksiin, ovat erilaiset tekstiilipinnoitteet. Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää, minkälaisia VOC-yhdisteitä tekstiilipinnoitetuista lattiarakenteista emittoituu sisäilmaan laboratorio-olosuhteissa ja mitkä ovat emittoitumiseen vaikuttavia tekijöitä.

Tämän pro gradu-tutkielman tutkimusosuuden emissiomittaukset toteutettiin kammiokokein ISO-16000-6 standardin mukaisesti neljälle eri lattiamateriaalista koostuvalle näytepalalle. Tä- män lisäksi emissioita testattiin µCTE-menetelmällä yksittäisille materiaalinäytteille. Kammio- kokeilla pyrittiin selvittämään, millä tavalla käytetty korjausrakennetapa vaikuttaa emissioihin ja mikä on rakenteen kosteuden nousun vaikutus emissioihin. µCTE-kokeilla pyrittiin selvittämään yksittäisen materiaalin emissioita myöskin kuivana ja tilanteessa, jossa rakenteen kosteus nousee huomattavasti.

Tutkimuksen tuloksista voitiin havainnoida, että käytetyllä rakennustekniikalla on vaikutusta korjatusta lattiasta lähteviin emissioihin. Mitä enemmän vanhaa lattiaa puretaan ennen uuden pintamateriaalien asennusta, sitä vähäisempää on VOC-yhdisteiden emittoituminen sisäilmaan laboratorio-olosuhteissa. Vanhat lattiamateriaalit voivat toimia tehokkaana varastona VOC-yhdisteille ja tämän tutkimuksen perusteella vanha betonirakenne on näistä merkittävin. VOC-yh- disteitä voi kulkeutua muista materiaaleista betoniin, josta yhdisteet voivan edelleen vapautua sisäilmaan olosuhdemuutosten, kuten kosteuden nousun, seurauksena. Tässä tutkimuksessa havaittiin myös rakenteen kosteuden nousun vaikutus VOC-emission määrään: emissiot nousivat huomattavasti. Varastoituneet yhdisteet pääsevät irtoamaan rakenteesta tai niitä syntyy kemiallisten reaktioiden, tavallisesti joko hydrolyysi- tai hapetusreaktioiden, seurauksena. Kuivien näyt- teiden emissiot olivat yleisesti huomattavasti alhaisempia, kuin kastuneiden.

(3)

UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND, Faculty of Science and Forestry Environmental Science: Environmental Health and Technology

August Hänninen: VOC-emissions of floor materials Master’s thesis 73 pages

Supervisor: Marko Hyttinen, PhD., Pertti Pasanen, PhD.

June 2021

keywords: indoor air, VOC, hydrolysis, moisture, concrete, alkalinity, stored compound ABSTRACT

Building materials are a significant source of VOC compounds in indoor environments. There are multiple reasons for this. Nowadays, many materials themselves are low-emission materials, but problems can occur if there are changes in conditions. Also, layers between different materials can generate problems due to alkalinity changes. It is essential to recognize these problems during installation and maintenance but also in everyday use. Especially in office spaces, different kinds of comfort factors, such as decoration, aesthetics, and acoustics, are things, which are taken into notice, and they are also under constant improvement. One of today's trends, which is giving answers to these things, are textile carpets. The use of these carpets has increased dramatically in the past decade. One of the goals in this thesis was to determine what kind of VOC compounds are emitted from textile carpet-covered floors under laboratory conditions and the factors affecting that.

The experiment itself was done in multiple stages: emission chamber method ISO-16000-6 was used for testing dry and moist floor construction samples. Single material samples were tested for emissions with the µCTE-method. Emission chamber testing was done to get information what is the best practice to reconstruct a new textile carpet on old concrete bottom and also what is the effect of moisture increase on emissions. The goal for µCTE-method used for single material emission was to determine emissions of a single layer and material in dry and moist samples.

The results show that the used reconstruction method affects VOC compounds emitted from the floor. According to this study, the best way is to remove all the old layers on the top of the concrete and build a new floor with new screed and glue. The worst way is to set up a new floor with new glue on the top of the old floor material (which in this case was a PVC mat). Also, old floor materials, especially concrete, can act as storage for VOC compounds. An increase of moisture in old concrete leads to a situation where stored compounds can be released to indoor air, and also new compounds may form through hydrolysis and oxidative reactions. Chemical compounds can also move between different material layers in floor construction. VOC emissions with moist samples were dramatically higher than in dry samples.

(4)

ESIPUHE

Tämä Pro Gradu -tutkielma tehtiin Itä-Suomen yliopiston sisäympäristön ja työhygienian tutki- musryhmässä osana Työsuojelurahaston rahoittamaa MATTO-hanketta. Tämän tutkielman osuu- den tarkoituksena oli selvittää eri materiaalien lattiapintarakenteiden emissioita sekä niiden muo- dostumiseen vaikuttavia tekijöitä laboratorio-olosuhteissa kammiokokein.

Tutkielman kokeellinen osuus tehtiin syyskuun 2019 ja kesäkuun 2020 välisenä aikana Itä-Suo- men yliopiston Kuopion kampuksen laboratoriotiloissa. Kokeen alkuperäistä koeaikataulua pää- tettiin laajentaa alkuperäisestä kahdesta kuukaudesta kuuteen kuukauteen välitulosten osoitettua hyvän syyn sille, että emissioseurantaa olisi hyvä jatkaa.

Kiitän pääohjaajaani Marko Hyttistä, toista ohjaajani Pertti Pasasta sekä koko työhygienian ja si- säympäristön tutkimusryhmää ammatillisesta tuesta ja ohjauksesta koko tutkielman teon aikana.

Kiitos Työsuojelurahastolle hankkeen taloudellisesta mahdollistamisesta. Kiitos läheisille ihmi- sille tuesta ja kannustuksesta. Myös mahtava ympäristötieteen opiskelijaporukkamme ansaitsee kiitokset – viisivuotinen ajanjakso Kuopion kampuksella vierähti nopeasti hyvien ihmisten kes- kellä.

Kuopiossa kesäkuussa 2021 August Hänninen

(5)

Sisällysluettelo

1 Johdanto ... 7

2 Kirjallisuuskatsaus ... 9

2.1 Haihtuvat orgaaniset yhdisteet ja sisäilma ... 9

2.2 Materiaaliemissioiden kehitys ... 11

2.3 Lattian kerrokset ... 12

2.3.1 Betoni ... 12

2.3.2 Tasoite ... 14

2.3.3 Liima ... 15

2.3.4 Pintamateriaali ... 15

2.4 Primääriemissio ... 17

2.5 Sekundääriemissio ... 17

2.5.1 Hapetusreaktiot ... 17

2.5.2 Hydrolyysireaktiot ... 18

2.6 Sorptio ... 19

2.7 Päästöluokitukset ja ohjearvot ... 21

2.7.1 M-päästöluokitus... 21

2.7.2 EU-LCI-arvot ... 22

3 Aineisto ja menetelmät ... 23

3.1 Näytepalat ja materiaalit... 23

3.2 pH- ja RH-mittaus ... 24

3.3 Kammiotestaus ... 25

3.4 VOC-näytteet ... 27

3.5 µ-CTE-testaus ... 27

3.6 VOC-standardit ... 29

3.7 Analyysimenetelmät ja tulosten laskenta ... 30

3.7.1 Materiaaliemission määritys ... 32

4 Tulokset... 33

4.1 Materiaaliemissionäytteet – kuivat näytteet ... 33

4.2 Materiaaliemissionäytteet – kosteat näytteet... 40

(6)

4.3 µ-CTE-näytteet ... 52

4.4 pH-arvot ... 54

4.5 Suhteellinen kosteus (RH) ... 55

5 Tulosten tarkastelu ... 59

5.1 Yksittäiset yhdisteet ... 59

5.1.1 1-Butanoli ... 59

5.1.2 Etaanihapon butyyliesteri... 59

5.1.3 Kaprolaktaami ... 60

5.1.4 2-etyyliheksanoli ... 60

5.1.5 1-fenoksi-2-propanoli ... 62

5.1.6 1- ja 2-(2-butoksietoksi)etanoli ja 2-butoksietanoli ... 62

5.2 Kuivat näytteet ... 63

5.3 Kosteat näytteet ... 64

6 Johtopäätökset ja yhteenveto ... 67

7 Lähdeluettelo... 69

(7)

1 JOHDANTO

Tekstiili- ja muovimattojen käyttö yleistyy erityisesti toimistorakentamisessa. Digitalisaatio, muuttuva työ ja uudet työn tekemisen tavat vaikuttavat työtilojen käyttöön ja työntekijöiden tar- peisiin. Muutoksesta johtuen monitilatoimistot ja tilojen yhteiskäyttö yleistyvät nopeasti. Moni- tilatoimistoja on erilaisia ja -kokoisia ja niissä on monenlaisia tiloja eri tehtäville. (TTL, 2021).

Toimistotiloja pyritään saattamaan työviihtyvyydeltään paremmiksi, tämä tarkoittaa usein sitä, että pintoja ja niiden materiaaleja korjausrakennetaan tai rakennetaan kokonaan uusiksi. Lattian rakenne ja materiaali on yksi merkittävä sisäympäristöön vaikuttava tekijä. Lattiamateriaali vaikuttaa esimerkiksi sisutuksellisuuteen, estetiikkaan ja akustiikkaan.

Lattiamateriaalit sekä niihin käytetyt korjaus- ja rakennustekniikat muuttuvat tilojen vaatimusten mukana. On siis tärkeää päivittää ja tarkentaa näihin asioihin liittyviä tietoja. Lattia koostuu ra- kenteellisesti useasta kerroksesta, joiden jokaisen ominaisuus ja tehtävä on erilainen, sekä fyysi- sesti, että kemiallisesti. Materiaaleista vapautuu orgaanisia yhdisteitä, joiden laatuun ja määrään vaikuttavat materiaalin koostumuksen lisäksi ikä ja ympäristöolosuhteet, kuten lämpötila, kosteus, pH ja ilmassa olevat yhdisteet. Esimerkiksi lattiarakenteen ja pinnoitteen liiallinen kosteus ja korkea pH-arvo asennettaessa tai putkivuodon yhteydessä voivat kiihdyttää materiaalien hajoamista ja niistä emittoituvien yhdisteiden määrää ja pitoisuutta. Nämä kemiallisten reaktioiden seurauksena syntyneet yhdisteet ja fysikaalisten tekijöiden myötä materiaaleista irronneet yhdisteet voivat emittoitua sisäilmaan. Toisaalta rakennusmateriaalit voivat kestää muuttumattomina pitkään, mi- käli olosuhteet ovat optimaaliset.

Rakennusmateriaaleista betoni on tyypillisesti emäksistä. Betonin päälle asennettavan tasoitteen tehtävänä on pinnan tasoittamisen lisäksi puskuroida betonin emäksisyyttä siten, että emäksisyys ei vaikuttaisi tasoitekerroksen yläpuolisten aineiden, kuten liiman, toimintaan tai reaktioihin. Kor- kean pH:n omaavan betonin aiheuttamia kemiallisia ongelmia on pyritty ehkäisemään kasvatta- malla tasoitekerroksen paksuutta. Tasoitekerros vaikuttaa rakenteen kosteuteen sekä kuivumis- aikoihin. Käytännössä työkohteissa keskitytään vain suhteellisen kosteuden mittaamiseen. Tekni- set mittaustoimet ovat avainasemassa, jotta materiaalista saadaan mitattua edustava kosteuspitoi- suus. Isona puutteena nykyajan kosteusmittauksissa ja niiden raportoinnissa saattavat olla liian suppea pintojen rakenteen kosteuden mittaaminen. Tämä voi johtaa tilanteeseen, jossa kattava

(8)

kuivuuden arviointi jää puutteelliseksi. Myös pH:n mittaaminen olisi tärkeää, mutta sitä tehdään harvoin.

Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää tekstiilipinnoitteisen lattiapintamateriaalien VOC-emissioita, mikä on rakenteen vaikutus emissioihin vakio-olosuhteissa laboratoriossa, minkälaisia eroja eri materiaalien välillä esiintyy, millä tavalla ikääntyminen, kosteus- ja pH vaikuttavat VOC-emissioihin.

(9)

2 KIRJALLISUUSKATSAUS

2.1 HAIHTUVAT ORGAANISET YHDISTEET JA SISÄILMA

Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (Volatile Organic Compunds, VOC) ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka voidaan luokitella yhdisteen kiehumispisteen mukaan. VOC-yhdisteiden pitoisuudet sisäil- massa ovat tavallisesti pienempiä kuin ulkoilmassa (Liu ja Little, 2012) Niillä on huoneenlämpö- tilassa merkittävä höyrynpaine ja ne voidaan todentaa ja kvantitoida kaasukromatografisin mene- telmin (TTL, 2012). Sisäilmassa esiintyy jopa satoja VOC-yhdisteitä, joiden pitoisuudet ovat tavallisesti pieniä. Poikkeus- ja ongelmatilanteissa, jolloin esimerkiksi sisäilmassa havaitaan haju- haittoja, voi sisäilman VOC-yhdisteiden lukumäärän ja pitoisuuden määritys olla tärkeää. VOC- yhdisteiden kiehumispistealue on noin 50–260℃, joka tarkoittaa käytännössä yhdisteitä n-heksaanin (C6) ja n-heksadekaanin (C16)väliltä. (Salthammer ja Uhde, 2009).

Kemiallisten, sisäilmassa esiintyvien VOC-yhdisteiden kokonaispitoisuus ilmoitetaan TVOC-pi- toisuutena. ISO-16000-6-standardin mukaan TVOC-pitoisuus on yksittäisten VOC-yhdisteiden summa n-heksaanin (C6) ja n-heksadekaanin (C16) välillä tolueenivasteella laskettuna.

Haihtuvia orgaanisia yhdisteitä voidaan yleisesti luokitella ryhmiin niiden kiehumispistealueiden perusteella (Taulukko 1). Luokittelu ei koske ainoastaan sisäilmassa esiintyviä VOC-yhdisteitä.

(10)

Taulukko 1. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden luokittelu (TTL, 2012 ja WHO, 1989).

Ryhmä Kiehumispistealue Esimerkkejä

VVOC (Very Volatile Or- ganic Compounds), erittäin haihtuvat orgaaniset yhdisteet

< 0…50–100℃ formaldehydi, pentaani, etanoli, propanoli, C1-C6-alkaanit

VOC (Volatile Organic Com- pounds), haihtuvat orgaaniset yhdisteet

50…100–240…260℃ n-heksaanin ja n-heksadekaanin välinen kromatogrammi- alue, kuten styreeni, tolueeni, ksyleeni

SVOC (Semi Volatile Or- ganic Compounds), puoli- haihtuvat orgaaniset yhdisteet

240…260–380…400℃ Useimmat polysykliset aro- maattiset hiilivedyt (PAH-yhdisteet)

POM (Particulate Organic Matter), hiukkasiin sitoutu- neet orgaaniset yhdisteet

> 380℃ Useat pestisidit, mykotoksii- nit, ftalaatit, PCB

Ihmiset viettävät keskimääriin 90 % elinajastaan sisätiloissa (Schweizer ym., 2007), joten sisäil- maston laadulla on suuri merkitys mukavuustekijöihin, terveyteen ja tuottavuuteen. Nykyisin VOC-yhdisteiden pitoisuudet ovat sisäilmassa yleisesti pieniä, joten niistä on harvoin haittaa si- säilman laadulle. Ongelmakohteissa ja suurina pitoisuuksia niiden merkitys saattaa kuitenkin ko- rostua sisäilman laatuun vaikuttavien tekijöiden tarkastelussa (Weschler, 2009). Yksittäisten VOC-yhdisteiden vaikutukset ja ominaisuudet voivat vaihdella huomattavasti reaktiivisesta stabii- liin ja toksisesta lähes haitattomaan yhdisteeseen, jolla on vain hyvin pieniä vaikutuksia terveyteen. Sisäilman VOC-yhdisteet voivat olla peräisin monesta eri lähteestä, kuten esimerkiksi rakennusmateriaaleista, kalusteista, ruuanlaitosta, käytetyistä kuluttajatuotteista tai ulkoilmasta.

(11)

2.2 MATERIAALIEMISSIOIDEN KEHITYS

Rakentamistavat ja rakennusmateriaalit ovat vaihdelleet merkittävän paljon 1950-luvulta nykyai- kaan. Tähän ovat vaikuttaneet monet eri tekijät, toisaalta rakennusteollisuus on pyrkinyt kehittä- mään kestäviä, käytännönläheisiä ja mahdollisimman kustannustehokkaita rakennustapoja.

Eri vuosikymmeninä käytetyt rakennusmateriaalivalinnat näkyvät myös sisäilman VOC-yhdis- teissä, eikä materiaaleista emittoituviin yhdisteisiin osattu aikaisemmin kiinnittää niiden kehitys- vaiheissa yhtä paljoa huomiota kuin nykypäivänä. Esimerkiksi lastulevyjen käyttö rakennusmate- riaalina kasvoi huomattavasti 1960–1980 luvuilla, jolloin levyjen valmistukseen käytettiin liimana ureaformaldehydihartsia, joka johti suuriin formaldehydin emissioihin. Weschler (2009) esittää tutkimusartikkelissaan, että jopa yli 1000 µg/m²/h emissiot olivat tavallisia lastulevyillä. Suurien formaldehydiemissioiden tullessa tietoon, ryhdyttiin niitä rajoittamaan hallinnollisin ja vapaaeh- toisin toimin. Nykyään lastulevyjen valmistukseen käytetään fenoli-formaldehydihartsia, jonka emissiot ovat huomattavasti pienemmät kuin aikaisemmin käytettyjen hartsien. M1-luokituksen emissioraja formaldehydille on nykyään 50 µg/m²/h (RTS, 2021a).

Lattiamateriaaleina on ollut pidemmän aikaa käytössä materiaaleja, jotka sisältävät muovia ja muovinpehmentimiä. Esimerkiksi Yhdysvalloissa linoleumi oli 1950-luvulle asti yleinen käytetty lattiamateriaali, jonka suosion asfalttilaatta ja edelleen polyvinyylikloridimuovipohjainen (PVC) lattia korvasi nykypäivään tultaessa. PVC materiaalista valmistetut lattiamateriaalit ovat suosi- tuimpia kokolattiamattojen jälkeen. Muovia sisältävissä tuotteissa merkittävimmät emissiot muo- dostuvat muovinpehmentimistä vapautuvista yhdisteistä. Niiden emissiot ovat joidenkin yhdisteiden osalta nousseet (esimerkiksi dietyyliheksyyliftalaatti (DEHP)) ja joidenkin osalta laskeneet (esimerkiksi di-isononyyliftalaatti DINP)). Muovituotteiden käyttö nykyaikana on niin suurta, että ftalaatteja tavataan lähes kaikkialta ympäristöstämme. Niiden käyttöä myös säännöstellään nyky- ään huomattavasti enemmän kuin ennen – käyttöön liittyviä riskejä on alettu ymmärtämään tutkimuksen myötä.

Myös lattian pintamateriaaleina käytettyjen kokolattiamattojen emissiot ovat muuttuneet. Ennen 1950-lukua kokolattiamatot valmistettiin puuvillasta tai villasta, joiden emissiot olivat melko vä- häiset. Nylonin, akryylin ja polyesterin keksiminen ja tulo markkinoille 1950-luvulla syrjäytti vil- lan ja puuvillan käytön lattiamatoissa. Mattoja käsiteltiin usein myös likaa hylkivillä aineilla ja

(12)

palonestoaineilla. Näillä kaikilla on ollut materiaalin emissioita kasvattava vaikutus. Mattojen emissiomääriin alettiin kiinnittää enemmän huomiota 1990-luvun taitteessa, jolloin niiden merki- tystä sisäilman laadulle alettiin tunnistaa enemmän. Ensimmäinen mattoja ja niiden liimoja kos- keva emissiotestausluokka kehitettiin Yhdysvalloissa vuonna 1992. Ennen 1980-lukua sisäilma- tutkimus painottui ulkoilmasta peräisin olleisiin kemikaaleihin, kuten rikki- ja typpidioksideihin sekä pienhiukkasiin. (Weschler, 2009).

Sisäilmakeskustelun sisältö on muuttunut vuosikymmenten aikana analyysilaitteistojen, erityisesti kaasukromatografian ja massaspektrometrian kehittyessä ja tutkimustiedon lisääntyessä. Myös sääntely ja luokitukset VOC-yhdisteiden emissioista ovat muuttuneet; nykyään käytettyjen raken- nusmateriaaleja varten on olemassa erilaisia vapaaehtoisia emissioluokituksia. Esimerkiksi Raken- nustieto Oy:n M-luokitus on yksi vapaaehtoisista luokituksista, jonka saadakseen materiaalin tulee alittaa tietty emissioarvo saadakseen tietyn luokituksen. Emissioluokitukset toimivat viitteenä sille, että materiaalista ei vapaudu haitallisia ja hajua aiheuttavia yhdisteitä korkeina pitoisuuksina.

Myös lait ja asetukset määräävät raja- ja toimenpidearvoja tietyille haitallisille yhdisteille.

Rakennusmateriaaleista lähtöisin olevat sisäilman orgaaniset yhdisteet voivat emittoitua sisäil- maan kahdella eri tavalla, joko primääri- tai sekundääriemissioina. Primääri- ja sekundaariemissioiden ajallinen kehitys on erilaista.

2.3 LATTIAN KERROKSET

Lattia koostuu useista eri kerroksista, jonka kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet vaihtelevat.

Lattian alimpana peruskerroksena toimii betoni, jonka päälle on asennettu tasoite, sekä liima että lattian pintamateriaali.

2.3.1 Betoni

Betoni on yksi keskeisimmistä asunto- ja toimistorakentamisessa käytetyistä materiaaleista (Mat- tila ym., 2014). Se toimii lattian perusmateriaalina ja sen päälle rakennetaan muut kerrokset. Be- tonin tekninen rakenne koostuu sementistä, betonisorasta sekä seos- ja lisäaineista, jotka kaikki sekoitetaan veteen. Betonin rakennusaineet sisältävät useita kemiallisia yhdisteitä (Taulukko 2), jotka reagoidessaan tuottavat valmista betonia. Nämä yhdisteet vaikuttavat sekä itse betonissa, että sen rajapinnoissa tapahtuviin kemiallisiin reaktioihin.

(13)

Betoni on voimakkaasti emäksistä (pH 13–14), tähän pääsyynä on sementin sisältämä, voimakkaasti emäksinen kalkki (CaO), joka on tärkeässä osassa kiteisten siteiden ja koko betonin kestävän rakenteen saavuttamisessa (Neville, 2011). Betonin pH voi rakenteen vanhetessa laskea kar- bonisoitumisen seurauksena, mikä erityisesti etenee betonin pintakerroksessa (Leivo ym., 2020 ja Markkanen ym., 2020).

Taulukko 2. Betonin pääkomponenttien koostumus. Muokattu lähteestä Neville, 2011.

Aine: Yhdiste: Kemiallinen kaava:

Portlandin sementti Trikalsiumsilikaatti 3 CaO·SiO2

Dikalsiumsilikaatti 2 CaO·SiO2

Trikalsiumaluminaatti 3 CaO·Al2O3

Tetrakalsiumaluminaattiferriitti 4 CaO·Al2O3·Fe2O3

Betonisora Silikaatti-, kiille-, savi-, karbonaatti-, sulfaatti- ja rautasulfiittimineraalit, maasälpä, rautaoksidit

-

Betonisora on kemiallisesti melko inerttiä, mutta ajan kuluessa silikaatit ja karbonaatit voivat alkaa reagoida voimakkaasti emäksisten alkalihydroksidien kanssa, jotka heikentävät betonin laatua (Neville, 2011). Betonisoran sisäilmavaikutuksen kannalta oleellista on, että se ei sisällä orgaanista ainesta. Sideaineena toimiva Portlandin sementti valmistetaan kuumentamalla kalkkikivipitoista kiviainesta yli 1400℃ lämpötilassa, jonka johdosta itse sementissä ei pitäisi olla haihtumiskykyi- siä orgaanisia yhdisteitä. (Kosomaa ym., 2015).

Mattila ym. (2014) teettivät tutkimuksessaan TVOC-emissiotestauksia 12 erilaiselle betonilaa- dulle Suomessa. Emissiot mitattiin tuoreesta betonista yhden kuukauden kuivumisajan jälkeen laboratorio-olosuhteissa. Kaikkien tutkittujen betonilaatujen TVOC-emissiot alittivat määritysrajan (0,010 mg/m²/h) ja näin ollen myös M1-luokitusrajan. Myös formaldehydin ja yksittäisten karsi- nogeenisten yhdisteiden emissiorajat alittivat M1-luokitusrajan kaikilla näytteillä. 10 näytettä alitti ammoniakin M1-luokitusrajan ja loput kaksi alittivat M2-luokitusrajan. Saarela ja Järnström (2003) tutkivat betonin emissioita kahdesta eri rakennuskohteessa. Betonilaatta valettiin ensim- mäisessä rakennuskohteessa ja toisessa se tuotiin valmiiksi valettuna rakennuspaikalle. Valetun betonin TVOC-emissiot olivat korkeimpia valetussa betonissa 11 viikon kohdalla, jolloin emissio

(14)

oli noin 0,2 mg/m²/h, jonka jälkeen emissio laski 26 viikon kohdalla alle arvoon 0,1 mg/m²/h.

Valmiiksi valetun betonin emissiot olivat koko seurantajakson aikana alle 0,04 mg/m²/h. Betonista voi siis emittoitua VOC-yhdisteitä ilmaan, varsinkin rakennus- ja kuivumisvaiheen aikana, jolloin valettu betoni on vielä hyvin märkää. Tutkimuksesta ei käy kuitenkaan ilmi yksittäisten yhdisteiden emissiomääriä, vain TVOC-emissio.

Vaikka pelkän betonin emissiot olisivat alhaiset, on tärkeää tiedostaa betonin emäksinen luonne.

Isot alkaliteettierot betonin ja sen kanssa kosketuksissa olevien materiaalien kanssa voivat aiheuttaa kemiallisia reaktioita. Betonin korkea pH-arvo voi aiheuttaa pinnoitteiden kemiallista hajoamista. (Saarela & Järnström, 2003). Betonin pH-arvo on korkeimmillaan tuoreessa betonimassassa heti sen valamisen jälkeen. Rakenteen ikääntyessä betoni karbonatisoituu. Tässä reaktiossa ilman hiilidioksidi reagoi veden kanssa muodostaen hiilihappoa, joka reagoi betonin sisältämä kalsium- hydroksidin kanssa muodostaen kalsiumkarbonaattia alentaen rakenteen pH-pitoisuutta. Reaktio voi laskea betonin pH-arvoa jopa arvoon 8. Karbonatisoituminen tapahtuu vesiliuoksessa ja se pysähtyy, mikäli betonirakenteen suhteellinen kosteus on alle 30 %. (Pyy, 2019). Betonin kar- bonisoitumisesta johtuvia pH:n vaihteluita on tutkittu sisätilaolosuhteissa vähän, koska reaktiota ei tapahdu kyseisissä olosuhteissa merkittävässä määrin (Rautanen, 2021). Sopivissa olosuhteissa betonin päällä olevasta tasoitteesta, liimasta ja lattiapinnoitteista voi kulkeutua yhdisteitä myös alapuoliseen betoniin, josta ne voivat joko ikääntymisen tai olosuhdemuutosten seurauksena emittoitua ilmaan vanhoistakin betonirakenteista (Sjöberg, 2001).

2.3.2 Tasoite

Betonin päälle tulevalla tasoitteella on useita käyttötarkoituksia: pinnan tasoittaminen sen päälle tulevia materiaaleja varten, kaatojen tekeminen esimerkiksi märkätiloihin ja betonin emäksisyy- den puskurointi. Tasoitteen tulisi siis olla mahdollisimman inerttiä. Tasoitteen pH-arvo on sen kuivuttua 10,5–11 eli selvästi alhaisempi kuin betonin (pH 13–14) (Saint-Gobain Finland Oy, 2020).

Tasoitteen rakenne koostuu täyte- ja sidosaineista sekä mahdollisista lisäaineista, jotka kaikki sekoitetaan veteen. Pääkomponentit ja niiden määrä koko tuotteesta on esitetty taulukossa 3.

(15)

Taulukko 3. Lattiatasoitteiden pääkomponentit ja määräosuudet valmiissa tuotteessa. Muokattu lähteestä Saint- Gobain Finland Oy, 2019.

Aine Määrä tuotteessa

Hiekka 0–80 %

Kalkkikivi 1–65 %

Aluminaattisementti 10–30 %

Kalsiumsulfaatti, CaSO4 0–10 %

Portlandin sementti 5–10 %

Wilke ym. (2004). toteaa tutkimuksessaan pelkän tasoitteen TVOC-emissioiden olevan tyypillisesti pieniä. Tutkimuksesta ei kuitenkaan käy ilmi, mitä yksittäisiä yhdisteitä tasoitteesta vapautuu.

2.3.3 Liima

Liimakerros toimii lattiapinnoitteen tartunta-aineena tasoitekerroksen päällä. Se kiinnittää lattian alusrakenteen ja lattian päällisosan toisiinsa. Liimat ovat tavallisesti liuotin- tai vesipohjaisia, mutta varsinkin pohjoismaissa nykypäivänä käytetyt liimat ovat lähes poikkeuksetta liuotinvapaita (Sjöberg, 2001). Tästä huolimatta rakennuskannassa on vieläkin myös liuotinpohjaisia liimoja.

Yleisimpiä vesipohjaisia liimoja ovat esimerkiksi polyvinyyliasetaatti (PVA), akryyli- tai kautsu- lateksi (Salthammer ja Uhde, 2009).

Liimojen merkitys lattian VOC-emissioiden määrässä on nykytietämyksen mukaan huomattava.

Tämä korostuu varsinkin kohteissa, joissa pinta-alaltaan laajoja alueita päällystetään liimalla kiin- nitettävällä materiaalilla. Liimoista emittoituvien primääristen yhdisteiden TVOC-arvot voivat olla ensimmäisten vuorokausien aikana jopa 10000 µg/m²/h, jonka jälkeen ne laskevat huomattavasti (Wilke ym., 2004 sekä Yu ja Crump, 2002). Nykyään useat markkinoilla olevat liimat täyt- tävät M1-luokan emissioluokituksen (200 µg/m²/h) ja niitä markkinoidaan vähäpäästöisinä. Liimat voivat olla yksi suurimmista VOC-emissioiden lähteistä (Hakala, 2016).

2.3.4 Pintamateriaali

Lattian pintamateriaaleja on olemassa monia erilaisia. Näitä ovat esimerkiksi laminaatti, parketti ja muut puupohjaiset ratkaisut, kuten lankut. Toimistotiloissa tavallisimmin pintamateriaalina toimii jonkinlainen tekstiili-, muovi- tai linoleumimatto tai -laatta. Luonnollisia tai synteettisiä poly- meerejä käytetään yleisesti sideaineina pintamateriaaleissa niiden kestävyyden ja käytettävyyden

(16)

vuoksi. Linoleumi on esimerkki luonnollisesta polymeeristä. Synteettiset polymeerit ovat muo- veja, kuten esimerkiksi PVC (polyvinyylikloridi) ja polyolefiini. (Sjöberg, 2001). Lattian pinnassa käytetty materiaali vaikuttaa myös muuhun rakenteeseen. Usein kovapintaisten materiaalien alle tulee asentaa askeläänieriste, joka vaimentaa äänien kulkeutumista itse tilassa ja toisiin tiloihin.

Askeläänieristeinä käytetään useita eri materiaaleja, kuten polymeeripohjaisia muovi- ja solumuo- veja, mutta myös pinnoitettuja eristevillasta tehtyjä elementtejä.

Nykyään varsinkin tuftatut tekstiilipinnoitteet ovat yleistyneet kohteissa merkittävästi. Tuftatut tekstiilimatot koostuvat tavallisesti kolmesta eri kerroksesta: polyuretaanipohjaisesta pohjamate- riaalista, polyesterikuituisesta välikerroksesta ja nukkaisesta päälliskerroksesta, joka on nylonpohjaista polyamidia (Tarkett, 2019). Näitä tekstiilimattoja käytetään nykyään toimistoissa yleisinä lattiamateriaaleina akustisten ominaisuuksien johdosta, esimerkiksi askelten äänet saadaan pois- tettua lähes kokonaan. Myös toimiston yleinen äänimaisema vaimenee, joka edistää työrauhaa.

Käytön yleistymiseen on myös vaikuttanut materiaalien kehittyminen, nykyään myynnissä on useita M1-emissioluokan täyttäviä tuotteita. Tekstiilimatot myös imevät itseensä pölyä ja muita yhdisteitä, jolloin niitä esiintyy vähemmän sisäilmassa. (Hongisto, 2018). 1980–1990-luvuilla esi- tettiin, että tekstiilimatot huonontavat sisäilman laatua ja lisäävät esimerkiksi astma- ja allergioita yksilökohtaisesti (Skov ym., 1990), mutta tutkimuksessa keskityttiin lähinnä pölyhaittoihin.

Becher ym. (2018) esittivät lattiamattoja käsittelevässä kokooma-artikkelissaan, että matot voivat emittoida terveysvaikutuksia aiheuttavia VOC-yhdisteitä, mutta niiden emissiot ovat vähentyneet huomattavasti uusissa materiaaleissa. VOC-yhdisteet voivat olla matossa pitkäänkin ja emittoitua sieltä olosuhdemuutosten ja normaalin tilojenkäytön aikana. Yhdisteiden emittoitumisessa suurta osaa näyttelevät myös ylläpitotoimenpiteet ja käytetyt siivous- ja puhdistusaineet.

Lattiamateriaaleissa käytetyt materiaalit vaihtelevat kemiallisesti paljon. Esimerkiksi muovima- tosta ja tekstiilipinnoitteesta emittoituvat yhdisteet ovat erilaisia. Pelkän pintamateriaalin TVOC- emissiot vaihtelevat suuresti ollen pääasiassa 10 µg/m²/h ja 7000 µg/m²/h -arvojen väliltä (Hess- Kosa, 2019; Katsoyiannis ym., 2008; Salthammer ja Uhde, 2009 sekä Wilke ym., 2004).

(17)

2.4 PRIMÄÄRIEMISSIO

Primääriemissiot ovat vapaita VOC-yhdisteitä, joka päätyvät materiaalista sisäilmaan tavallisesti joko haihtumisen, diffuusion tai molempien seurauksena. Primääriemissioille on tyypillistä, että ne pienevät suhteellisen nopeasti ajan funktiona. Ne ovat tyypillisesti matalan kiehumispistealueen omaavia SVOC-yhdisteitä, kuten esimerkiksi liuotinainejäämiä ja niiden reaktiotuotteita, sekä sta- biileja raaka-aineita, kuten monomeerisiä muovinpehmentimiä (tai niiden hajoamistuotteita), an- tioksidantteja tai muita käytettyjä lisäaineita. Lattiapintamateriaaleista haihtuvia primääriemissi- oita esiintyy tavallisesti noin 1 vuoden ajan rakentamisen jälkeen (Wolkoff, 1999).

Salthammer ym., (2000) määrittelevät primääriemissiotuotteen olevan yhdiste, joka on läsnä uu- dessa materiaalissa ja emittoituu siitä fysikaalisten mekanismien seurauksena.

2.5 SEKUNDÄÄRIEMISSIO

Lattiarakenteissa tapahtuu useita kemiallisia reaktioita, jotka vapauttavat ja synnyttävät VOC-yh- disteitä. Reaktioita ja vuorovaikutusta tapahtuu tavallisesti eri materiaalikerrosten rajapinnoissa, olosuhdemuutosten ja materiaalin ikääntymisen seurauksena. Käytettyjen aineiden ja materiaalien ominaisuudet, kuten pintavapautumisenergia ja höyrynpaine, ovat avainasemassa selvitettäessä syntyviä emissioita (Kallinen, 2012; Salthammer ja Uhde, 2009 sekä Wolkoff, 1999). Tyypillisim- piä sekundääriemissioita synnyttäviä rektioita ovat esimerkiksi otsonin ja hydroksyyliradikaalien hapetusreaktiot ja kosteuden aiheuttama hydrolyysi. Sekundaariemissioiden emissioprofiili on suhteellisen tasainen ajan funktiona, ja emissioita voi esiintyy pitkällä aikavälillä, jopa monen vuoden ajan (Wolkoff, 1999).

Salthammer ym., (2000) määrittelevät sekundääriemissiotuotteen olevan yhdiste, joka muodostuu materiaalissa tai sisäilmassa jonkin kemiallisen reaktion seurauksena.

2.5.1 Hapetusreaktiot

Sisäilmassa esiintyvät hapettimet, kuten otsoni (O3) ja hydroksyyliradikaalit (-OH) voivat olla merkittävässä osassa sekundääriemissioiden muodostumisessa. Otsoni on reaktiivinen yhdiste, joka reagoi kahdella tavalla, joko molekylaarisena otsonina tai sen hajoamisen seurauksena syn- tyvien hydroksyyliradikaalien (•OH) avulla. Tyypillisesti sisäilman otsonipitoisuudet ovat 1-50 µg/m³, mutta varsinkin toimistoympäristöissä olevat kopiokoneet, lasertulostimet,

(18)

ultraviolettilamput ja ilmanpuhdistimet voivat tuottaa otsonia ja nostaa pitoisuuksia hetkellisesti.

(Leppänen ym., 2017). Hapetusreaktioita voi tapahtua sekä materiaalin pinnassa, että myös siitä emittoituneessa yhdisteessä sisäilmassa.

Morrison ja Nazaroff (2002) tutkivat otsonin hapetusreaktioita kokolattiamatoilla. Suurimmat otsonin hapetusreaktioiden kautta syntyneistä yhdisteistä olivat aldehydejä ja 2-nonanaalia, pienim- pinä pitoisuuksina havaittiin muun muassa oktaania ja nonaania. Alkaanit ovat yleisesti havaittuja alkeenien hapetusreaktiotuotteita otsonin kanssa nestemäisessä liuoksessa. Saman kaltaisten reaktioiden voidaan olettaa tapahtuvan myös tekstiilimattojen pinnoilla (Morrison ja Nazaroff, 2002).

Hapettumisreaktioiden seurauksena ei yleensä synny reaktiotuotteina hiilivetyjä. Niitä voi silti vapautua otsonoinnin aikana, mutta myös muulloinkin.

Terpeenit ovat reaktiivisia hiilivetyjä ja herkkiä hapettumaan. Esimerkiksi limoneeni, sekä α- ja β- pineeni ovat yleisesti tavattuja terpeenejä sisäilmassa (Hodgson ja Levin, 2003 ja Sisäilmayhdis- tys, 2008). Sisäilman otsoni reagoi helposti terpeenien kanssa synnyttäen reaktiotuotteita, joista osa on hyvin reaktiivisia. Esimerkiksi sisäilmasta tavallisesti löytyvät α-pineeni synnyttää otsonin kanssa reagoidessaan muun muassa hydrokysyyliradikaaleja (-OH), aldehydejä ja ketoneita, sekä happoja ja karboksyylihappoja. Terpeenien reagoidessa otsonin kanssa, on reaktiotuotteiden määrä huomattavan suuri. α-pineenin ja otsonin reaktiosta tuotteena syntyvä hydroksyyliradikaali (•OH) on paljon vahvempi hapetin kuin otsoni (O3) ja se reagoi lähes kaikkien hiilivetyjen kanssa. Fan ym. (2003) esittävät tutkimusartikkelissaan, että sisäilmassa olevat hydroksyyliradikaalit tuottai- sivat reaktioillaan suuren osan sisäilman formaldehydin ja p-tolualdehydin pitoisuuksista, mikäli formaldehydille ei muuta lähdettä ole. Myös sisäilmassa esiintyvistä sekundäärisistä orgaanisista aerosoleista huomattava osuus voi olla lähtöisin hydroksyyliradikaalin reaktiosta. (Salthammer ym., 2000).

2.5.2 Hydrolyysireaktiot

Lattiarakenteiden liiallinen kosteus edistää myös materiaaleissa tapahtuvia hydrolyysireaktioita, jotka tapahtuvat erityisesti liimoissa ja pehmitinaineissa. Hydrolyysin seurauksena tiiviit materiaalit voivat hajota haihtuvimmiksi molekyyleiksi. Esterit hajoavat ja muuntuvat alkoholeiksi ja karboksyylihapoiksi (Salthammer ja Uhde, 2009).

(19)

Aiemmin paljon sisäilmaongelmia tuottaneet lastulevyjen formaldehydiemissiot ovat hydrolyysin reaktiotuote ureaformaldehydistä. Lattiamateriaaleissa pehmitinaineita sisältävien PVC-mattojen asentaminen betoni- tai tasoitepinnan päälle saattaa aiheuttaa kohonneita 2-etyyliheksanolin ja C9- alkoholien emissioita, jotka ovat peräisin hydrolyysireaktioista. (Backlund ym., 2014; Uhde &

Salthammer, 2007). Kohonneet 2-etyyliheksanolin pitoisuudet indikoivat tavallisesti liiallisesta kosteudesta (< 75 RH-%), mutta C9-alkoholeilla ei samanlaista riippuvuutta kosteuteen havaittu, vaan niiden emissiot voivat kasvaa jo 75 RH-% -pitoisuuksissa vielä useiden kuukausien jälkeen- kin (Backlund ym., 2014). Vanhoissa PVC-matoissa yksi esimerkki on käytetyn pehmentimen, dietyyliheksyyliftalaatin (DEHP) hydrolysoituminen 2-etyyli-1-heksanoliksi (kuva 2). Nykyään DEHP on korvattu muilla pehmentimillä, kuten di-isodekyyliftalaatilla (DINP) ja di-isodekyyliftalaatilla (DIDP). Ne koostuvat useista ftalaatti-isomeereistä, joiden hiilivetyketjujen rakenteet vaihtelevat. Nämäkin ovat rakenteeltaan estereitä ja ovat sen vuoksi alttiita emäksiselle hydrolyy- sille kosteuden vaikutuksesta. Nykyään maksimisuosituksena betonin suhteelliselle pintakosteu- delle päällysteitä asennettaessa on ohjeesta riippuen 75–85 RH-%.

Kuva 1. Dietyyliheksyyliftalaatin hydrolysoitumisreaktio 2-etyyliheksanoliksi.

2.6 SORPTIO

Sorptio on yleisnimitys, joka pitää sisällään kolme eri termiä; adsorption, desorption ja absorption.

Adsoprtio tarkoittaa yhdisteiden kiinnittymistä pintaan adheesiolla ja desorptiolla tarkoitetaan yhdisteiden irtoamista pinnasta (se voi myös mennä läpi). Absorptiossa yksi yhdiste läpäisee toisen

(20)

aineen/materiaalin pinnan ja imeytyy sinne, esimerkiksi neste tunkeutuu nesteeseen tai kiinteään aineeseen tai se liukenee siihen.

Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden sorptio voi vaikuttaa merkittävällä tavalla VOC-yhdisteiden pitoisuuksiin ja emissioihin sisäilmassa. Käytetyt rakennusmateriaalit voivat niiden ominaisuuk- sista riippuen vaikuttaa VOC-yhdisteiden kulkeutumiseen ja imeytymiseen materiaaleissa ja on todettu, että rakennusmateriaaleihin adsorboituneet VOC-yhdisteet voivat nostaa sisäilman VOC- pitoisuuksia sieltä emittoituessaan, esimerkiksi jonkin olosuhdemuutoksen seurauksena. Materiaa- lit, jotka pystyvät sitomaan ja adsorboimaan itseensä yhdisteitä ja epäpuhtauksia ovat isossa osassa sisäilman laadussa koko rakennuksen käyttöiän ajan. Rakennusmateriaalien soprtiomekanis- mien ja niiden vaikutus emissioon on tärkeää ymmärtää, jotta niiden merkitys sisäilman laadulle tunniste-taan. Käytännössä soprtiota ennustetaan ja arvioidaan erilaisten matemaattisten mallien avulla. (Yang ym., 2001).

Jotkin VOC-yhdisteet voivat liikkua eri materiaaleissa ja eri materiaalikerrosten välillä ja edelleen emittoitua materiaalista huoneilmaan. Esimerkiksi hydroksidi-ionit (OH^-) voivat tietyissä kosteus- olosuhteissa kulkeutua betonista ylöspäin kohti pintakerroksia ja aiheuttaa siellä kemiallisia reaktioita, joiden reaktiotuotteina on orgaanisia yhdisteitä (sekundääriemissio). Hydroksidi-ionit voivat reagoida lattian alustamateriaalien kanssa synnyttäen reaktiotuotteina orgaanisia yhdisteitä.

Reaktiotuotteena syntyneet orgaaniset yhdisteet voivat kulkeutua rakenteessa mihin suuntaan hy- vänsä: joko kohti pintaa, josta osa niistä voi haihtua pinnan kautta ympäröivään ilmaan tai kohti muita rakennekerroksia, kuten betonia (Kuva 2). Betonirakenteeseen kulkeutuneet yhdisteet voivat säilyä huomattavia aikoja betonissa ja vapautua sieltä esimerkiksi kosteusvaurion seurauksena.

(Sjöberg, 2001).

Eri materiaalit ovat tiheydeltään, alkaliteetiltaan ja kemiallisilta ominaisuuksiltaan erilaisia. Mate- riaalien välissä olevat alkalisuojat (eli käytännössä tasoitteet) voivat estää, vähentää tai hidastaa yhdisteiden kulkeutumista eri kerrosten välillä, yhdisteen ominaisuuksien mukaan. Myös ajan myötä muuttuvat olosuhteet muuttavat ja säätelevät yhdisteiden kulkeutumista ja kemian tapahtu- mista.

(21)

Kuva 2. Betonissa olevat hydroksidi-ionit (musta nuoli) kulkeutuvat lattianpinnan alapuolisiin kerroksiin, jossa tapahtuu kemiallisia reaktioita ja syntyy tuotteina orgaanisia yhdisteitä (valkoinen nuoli), jotka voivat haihtua rakenteesta pinnan kautta pois tai kulkeutua takaisin lattian alla oleviin kerroksiin ja jäädä sinne kiinni. Muokattu lähteestä Sjö- berg, 2001.

2.7 PÄÄSTÖLUOKITUKSET JA OHJEARVOT

Rakennusmateriaaleille on luotu päästöluokituksia ja ohjearvoja, joiden tarkoituksena on edistää vähäpäästöisten rakennusmateriaalien kehitystä ja antaa työkaluja emissiomäärien arviointiin tuo- teturvallisuuden näkökulmasta. Tärkein emissiomäärin liittyvä päästöluokitus on Rakennustie- tosäätiön kehittämä M1-päästöluokitus ja ohjearvoista Euroopan unionin asettamat EU-LCI-ohjearvot. EU-LCI-ohjearvoihin viitataan myös osin M-päästöluokituksessa yksittäisten yhdisteiden osalta.

2.7.1 M-päästöluokitus

Tähdätessä hyvään sisäilman laatuun, vähäpäästöisten rakennusmateriaalien käytön edistämiseksi on luotu rakennusmateriaaleille päästöluokitus. Vähäpäästöiset rakennusmateriaalit jaetaan M1- ja M2-päästöluokkiin niistä haihtuvien yhdisteiden määrän mukaan, mikäli luokitukselle asetetut vaatimukset täyttyvät. Parhaan luokittelun saavat materiaalit merkitään M1-luokittelulla ja mikäli vaatimukset eivät täyty, tuote jää yleensä luokittelematta. Rakennusmateriaalien päästöluokitus on

(22)

ensisijaisesti suunniteltu tavanomaisissa asuin- ja työhuoneissa esiintyvien rakennusmateriaalien luokittelua varten. M1-merkki kertoo, että tuote on testattu puolueettomassa laboratoriossa ja se on vakioiduissa testiolosuhteissa täyttänyt neljän viikon iässä M1-luokalle asetetut vaatimukset.

Luokituksessa asetetaan vaatimuksia ainoastaan materiaaleista huoneilmaan kulkeutuville kemial- lisille päästöille, emissioille. M1-luokitellut vähäpäästöiset materiaalit kattavat nykyään tuhansia tuotteita ja niihin sisältyy esimerkiksi maaleja ja muita pinta- ja päällystemateriaaleja, rakennus- materiaaleja sekä laasteja (RTS, 2021a). M-päästöluokituksen luokituskriteerit on esitetty taulukossa 4.

Taulukko 4. M-päästöluokituksen luokituskriteerit M1- ja M2-luokituksille. Muokattu lähteestä (RTS, 2021b).

Tutkittava ominaisuus Luokka M1 Luokka M2

Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaisemissio (TVOC-emissio) (mg/m²/h)

< 0,2 < 0,4

Yksittäisen orgaanisen yhdisteen pitoisuus (VOC) (µg/m³) ≤ EU-LCI ≤ EU-LCI

Formaldehydin emissio (mg/m²/h) < 0,05 < 0,125

Ammoniakin emissio (mg/m²/h) < 0,03 < 0,06

CLP-asetuksen luokkiin 1A ja 1B kuuluvien CMR-yhdisteiden pitoisuus (mg/m³)

< 0,001 < 0,001

Haju ei haise ei haise

2.7.2 EU-LCI-arvot

EU-LCI-arvot ovat rakennustuotteiden tuoteturvallisuusarviointeihin tarkoitettuja ohjearvoja, joita on saatavilla useille VOC-yhdisteille. EU-LCI-arvot edustavat pitoisuustasoja, joiden ei nykytie- don valossa katosta todennäköisesti aiheuttavan haitallisia terveysvaikutuksia pidemmälläkään ai- kavälillä. Niitä ei kuitenkaan ole tarkoitettu käytettäväksi viitearvoina sisäilman ja sen laadun ar- vioinnissa, vaan rakennusmateriaalien päästöjen arvioimiseen koeolosuhteissa (TTL, 2021 ja EK, 2021)

(23)

3 AINEISTO JA MENETELMÄT

Työn kokeellinen osa toteutettiin tekemällä VOC-mittauksia laboratorio-olosuhteissa kammiokokein. Kokeessa määritettiin lattiamateriaalien VOC-emissioita neljästä eri koepalasta, jotka olivat kooltaan 14 x 36 x 8 senttimetriä. Testatut koepalat olivat alun perin vanhaa betonipohjaista ja kapseloitua lattiaa, jonka päällä oli tasoite-, liima- ja muovimattokerros. Kukin koepala testattiin omassa kammiossa.

Materiaalien testaus tehtiin kahdessa eri vaiheessa: ensin kuivilla koepaloilla ja tämän jälkeen tes- tipalat kasteltiin, jonka jälkeen mittausta jatkettiin materiaaliemissiokammioissa vakio-olosuhteissa standardin ISO-16000-6:2011 mukaisesti.

Kohdassa 3.3 on esitetty tarkemmat tiedot kammiotestauksesta. Kokeen ensimmäisessä osassa mitattiin koepalojen emissioita 28 vuorokauden ajan. Kokeen toisessa osassa näytepalat kasteltiin aluksi vesiastiassa yhden vuorokauden ajan. Betonirakenteen suhteellinen kosteusprosentti nousi tässä ajassa tasolle 94–99 RH-%. Tämän jälkeen näytepalat siirrettiin vesiastiasta takaisin materi- aaliemissiokammioihin samoihin vakio-olosuhteisiin. Kastelun jälkeen näytepalojen suhteellista kosteutta seurattiin säännöllisesti viikoittain ja niistä lähteviä emissioita mitattiin 122 vuorokauden ajan.

3.1 NÄYTEPALAT JA MATERIAALIT

Materiaalien emissiotestissä oli mukana neljä erilaista näytepalaa (kuva 3):

- Näyte 1: Näytepalasta poistettiin tasoitteen yläpuolelta liima- ja mattokerrokset, jonka jäl- keen päälle asennettiin uusi liima ja tekstiilimatto

- Näyte 2: Näytepalasta poistettiin betonin päältä kaikki vanha materiaali ja laitettiin päälle uusi tasoite-, liima- ja tekstiilimatto

- Näyte 3: Näytepalan vanhan rakenteen päälle uusi liima ja tekstiilimatto.

- Näyte 4: Näytepala jätettiin alkuperäiseen muotoonsa (referenssi).

(24)

Kuva 3. Koepalojen 1–4 rakenne emissiotestauksessa

Tutkimuksessa käytetyt uudet materiaalit täyttivät M1-luokituksen. Tiedot uusista käytetyistä materiaaleista on esitetty taulukossa 5. Näytteissä käytetyistä vanhoista materiaaleista ja niiden luokituksista ei ollut tarkempaa tietoa.

Taulukko 5 Materiaalien tiedot (Kiilto Oy, 2020; Saint-Gobain Finland Oy, 2020 ja Tarkett, 2019)

Materiaali: Malli/merkki: Lisätietoa:

Tasoite Saint-Gobain Finland Oy: We- ber Vetonit 5000 lattiamassa

pH 10,5–11, matala-alkalinen. Erikois- sementtiseos, täyteaineena luonnon- hiekka ja kalkkikivijauhe. Valmistus:

vettä 14 % kuivapainosta Liima Kiilto Oy: M1000 ECO -

T1011 -akrylaattisekapolymee- riliima

5-kloori-2-metyyli-2H-isotiatsol-3-onin ja 2-metyyli-2H-isotiatsol-3-onin (3:1) seos. 2-etyyli-1-heksanoli- ja ftalaatti- vapaa

Tekstiilimatto Tarkett S.A.: Desso Stratos A138 9035 tuftattu tekstiili- laatta.

Pohja polyuretaanipohjainen, välikerros polyesterikuitua, nukka nylonpohjaista polyamidia.

3.2 PH- JA RH-MITTAUS

pH-arvo mitattiin 50 ± 20 milligrammasta betonijauhetta, joka otettiin näytepalaan tehdystä pora- reiästä syvyydestä 0,4 𝑥 ℎ (h = betonin paksuus). Jauhe sekoitettiin 5 ± 2 millilitraan

(25)

ionivaihdettua vettä, josta mitattiin kahdella eri indikointialueen pH-paperilla pH-arvo (Merck KGaA MQuant® indikaattoriliuska pH 7,5–14, tuotenumero 109532 ja Cytiva What-man® indikaattoriliuska pH 9-12, tuotenumero: 2631990) kiintoaineen laskeutumisen jälkeen.

Suhteellinen kosteus (RH-%) mitattiin näytepalan pinnasta viiden millimetrin syvyydeltä sekä 50 millimetrin syvyydestä betonirakenteen sivusta. Mittaus toteutettiin halkaisijaltaan kuuden millimetrin reiästä, jossa halkaisijaltaan neljä millimetrin tiivistysputki. Suhteellinen kosteus ja läm- pötila mitattiin kosteus-lämpötila-anturilla (Vaisala HMI-41-mittari, HMP-42-mittapää) yhden tunnin tasaantumisajalla. Mittausreiät eristettiin putkella ja tulpattiin aina, kun anturi ei ollut pai- kallaan reiässä.

3.3 KAMMIOTESTAUS

Kukin näytepala sijoitettiin 120 litran tiiviiseen kammioon, johon luotiin M1-luokan rakennusmateriaalien testausprotokollan mukaiset olosuhteet. Rakennustietosäätiön määrittämä M1-emissioluokan testausprotokolla perustuu soveltuvin osin standardeihin ISO 16000-6:2011, EN ISO 16000-9:2006 ja EN 16516:2017(RTS, 2017). Kammioihin johdettu ilma oli aktiivihiilisuodatet- tua paineilmaa. Kammioiden olosuhde- ja mittatiedot on esitetty taulukossa 6 ja testauslaitteiston virtauskaavio kuvassa 4.

Taulukko 6. Kammioiden olosuhteet

Parametri Arvo

Lämpötila 23℃ ± 1℃

Suhteellinen kosteus (RH) 50 % ± 5 %

Ilmanvaihtokerroin 0,5 1/h± 3 % (60 l/h)

Ilman nopeus testikappaleen pinnalla 0,1–0,3 m/s

Kammion tilavuus 120 l (mitat 0,8 m x 0,3 m x 0,5 m)

(26)

Kuva 4. Kammiotestauslaitteiston virtauskaavio. Paineilma johdetaan systeemiin sisään, jonka jälkeen paine tasataan ja johdetaan massavirtasäätimien kautta kammioihin siten, että osa ilmasta johdetaan kostutukseen kuplituspulloihin.

Näytteet kerätään ulostuloilmasta.

(27)

3.4 VOC-NÄYTTEET

VOC-näytteet kerättiin Tenax TA -adsorbenttiputkiin kammioista poislähtevästä ilmasta standardin ISO-16000-6 mukaisesti. Näytteet kerättiin kahdella eri pumppumallilla (SKC 222 ja SKC AirChek 3000). Näytteiden keräysaika oli 30–60 minuuttia ja keräystilavuus 3–10 litraa. Tilavuus- virrat määritettiin saippuakuplakalibraattorilla (A. P. Buck Inc.) neljän mittauksen keskiarvosta.

Tilavuusvirrat vaihtelivat 102–172 ml/min välillä. Näytteiden ottopäivät seurantajaksolla on esitetty taulukossa 7.

Taulukko 7. VOC-näytteiden keräysajankohdat

Vaihe 1 - vakio-olosuhteet

Mittauspäivä #

Viikko 1 1 2 3 4 5 6 7

Viikko 2 8 9 10 11 12 13 14

Viikko 3 15 16 17 18 19 20 21

Viikko 4 22 23 24 25 26 27 28

Vaihe 2 – kosteat olosuhteet

Mittauspäivä #

Viikko 1 1 2 3 4 5 6 7

Viikko 2 8 9 10 11 12 13 14

Viikko 3 15 16 17 18 19 20 21

Viikko 4 22 23 24 25 26 27 28

Viikko 5 29 30 31 32 33 34 35

Viikko 6 36 37 38 39 40 41 42

Viikko 7 43 44 45 46 47 48 49

Viikko 8 50 51 52 53 54 55 56

Viikko 9 57 58 59 60 61 62 63

Viikko 10 64 65 66 67 68 69 70

Viikko 11 71 72 73 74 75 76 77

Viikko 12 78 79 80 81 82 83 84

Viikko 13 85 86 87 88 89 90 91

Viikko 14 92 93 94 95 96 97 98

Viikko 15 99 100 101 102 103 104 105

Viikko 16 106 107 108 109 110 111 112

Viikko 17 113 114 115 116 117 118 119

Viikko 18 120 121 122 123 124 125 126

= näytteenottopäivä (VOC)

3.5 µ-CTE-TESTAUS

µ-CTE-laitteistolla kerättiin näytteitä Tenax-TA-adsorbenttiputkiin yksittäisistä materiaalinäyt- teistä ja eri materiaalin yhdistelmistä. µ-CTE-testien tavoitteena oli selvittää mitä yhdisteitä

(28)

vapautuu yksittäisestä materiaalista ja materiaaliyhdistelmistä, sekä miten materiaalin kastelu vaikuttaa emittoituviin yhdisteisiin.

Näytteitä otettiin vanhoista ja uusista materiaaleista sekä kuivina, että kasteltuina. Vanhat materiaalit olivat peräisin samasta lattiarakenteesta, joita käytettiin kammiotestauksessa. µ-CTE-testejä tehtiin ensin kuiville näytepaloille, jonka jälkeen osa näytteistä kasteltiin ja tehtiin uusi emissiomit- taus. Uusista materiaaleista testattu tasoite valmistettiin petrimaljaan valmistajan ohjeiden mukaisesti (vettä 14 % kuivapainoista) ennen emissiotestausta. Testatut materiaaliyhdistelmät rakennet- tiin pienoiskokoisena petrimaljaan noudattaen lattiassakin käytettyä kerrosjärjestystä (betoni-tasoite-liima-matto). Kaikki näytteet tasaantuivat vetokaapissa ennen näytteenottoa yhden vuorokauden ajan. Kuivien palojen emissiotestauksen jälkeen osa koepaloista kasteltiin. Kasteleminen tehtiin kaatamalla ionivaihdettua vettä petrimaljalle, jossa näyte oli. Veden määrä arvoitiin silmä- määräisesti siten, että näytteeseen imeytyi riittävä määrä vettä. Näytteen suhteellista kosteuspro- senttia ei mitattu. µ-CTE-testauksessa käytetyt materiaalit ja niiden yhdisteet on esitetty taulukossa 8.

Taulukko 8. µ-CTE-testauksen kohteen olleet materiaalit ja materiaaliyhdistelmät.

Materiaali: Kasteltu:

Vanha liima

Uusi liima X

Vanha tasoite X

Uusi tasoite Vanha PVC-matto

Uusi tekstiilimatto X

Betoni X

Materiaaliyhdistelmät:

Vanha matto – uusi liima – uusi tekstiilimatto X

Uusi tasoite – uusi liima – uusi matto Uusi tasoite – uusi liima

Kastunut tasoite, jonka päälle asennettu uusi liima ja uusi tekstiilimatto

(29)

µ-CTE-näytteet kerättiin 25℃ -lämpötilassa ja tasausaika µ-CTE-kammiossa oli ½ tuntia. Kam- mioihin johdettiin typpikaasua tilavuusvirralla 70 ml/min. Näytteen keräysaika oli 35–130 minuuttia ja keräystilavuus 2,5–9 litraa.

3.6 VOC-STANDARDIT

Standardiyhdisteet lisättiin puhtaisiin Tenax TA-adsorbenttiputkiin (3–4 kappaletta per analyysi).

Näytteet valmistettiin kaupallisesta standardista, joka sisälsi yhteensä 48:a eri yhdistettä 95-% me- tanoliliuoksessa. (Supelco: 48 Component Indoor Air Standard, eränumero XA17977V (Sigma- Aldrich, 2017), laimennettu pitoisuuteen 50 ng/µl per yhdiste). Näytteiden tilavuudet olivat 1, 2, 3 ja 4 µl ja yhdisteiden massat näissä olivat 50, 100, 150 ja 200 ng.

VOC-näytteiden pitoisuudet mitattiin standardinäytteen tolueenivasteen avulla M1-luokan testausprotokollan ja standardin ISO 16000-6:2011 mukaisesti (Kuva 5.).

(30)

Kuva 5. Tulosajon AH191219 standardisuora tolueenivasteesta esitettynä massan funktiona XY-koordinaatistossa korrelaatio- ja kulmakertoimineen.

3.7 ANALYYSIMENETELMÄT JA TULOSTEN LASKENTA

Kaikki näytteet analysoitiin termodesorptiomenetelmällä kaasukromatografisesti massaselektiivi- sellä detektorilla. Laitteistojen ja lämpötilaohjelman tiedot on esitetty taulukossa 9.

y = 628408x R² = 0,9997

0 20000000 40000000 60000000 80000000 100000000 120000000 140000000

0 50 100 150 200 250

pinta-ala

massa (ng)

(31)

Taulukko 9. Analyysilaitteiden tiedot ja kaasukromatografin lämpötilaohjelman tiedot.

Laite Merkki, tiedot Termodesorptiolaite

(TD)

Markes TD-100

Kaasukromatografi (GC)

Agilent Technologies 7890A

Kolonni: Agilent HPSMS: pituus 60 m, sisähalkaisija 0,25 mm, faasin paksuus 0,25µm

Massaselektiivinen detektori (MS)

Agilent Technologies 5975C

Lämmitettävä reak- tiokammio (µ-CTE)

Markes Micro Chamber/Thermal Extractor M-CTE 250 Kromatografin uunin lämpötilaohjelma (HP – 5MS_UI_60M_IEOH_VOC)

# Aika/sykli/lämpötila

1. 0–4 min / 38℃

2. 4 min → 5℃/min 210℃ asti 3. 210℃ → 20℃ / min 280℃ asti 4. 6,5 min / 280℃

Ohjelman kokonaisaika 48,4 minuuttia. Ajo suoritettiin SCAN-tekniikalla (AMU 29-400) Tulokset käsiteltiin Data Analysis ohjelmistolla (MSD ChemStation, versio: E.02.01.1177). Yh- disteet tunnistettiin retentioajan, standardiyhdisteiden ja laitteiston yhdistetietokantaa käyttäen (NIST11-kirjasto).

(32)

3.7.1 Materiaaliemission määritys

Näytteistä määritettiin pitoisuus (𝐶 ) kaikille analysoiduille yhdisteille (µg/m³) kaavalla 1.

𝐶 = ^{𝑎 𝐾}^⁄

𝑉 , ⁽¹⁾

jossa 𝑎 = yhdisteen ionipiikin pinta-ala, 𝐾 = standardisuoran kulmakerroin ja 𝑉 = keräystilavuus (𝑑𝑚³).

Materiaaliemission (ME) määrä (µg/𝑚²/h) laskettiin kaavalla 2.

𝑀𝐸 = ^{𝐶×(𝑛×𝑉}^𝑐⁾

𝐴 , ⁽²⁾

jossa 𝐶 = yhdisteen pitoisuus (µ𝑔/𝑚³), 𝑛 = ilmanvaihtokerroin (1/ℎ), 𝑉_𝑐 = kammion tilavuus (𝑚³) ja 𝐴 = näytekappaleen yläpinnan ala (𝑚²).

Materiaaliemission TVOC-arvo määriteltiin ISO 16000-6:2011-standardin mukaisesti summaa- malla tolueeniekvivalentilla määritettyjen yhdisteiden pitoisuudet yhteen C6 – C16 -alueelta (n- heksaani – n-heksadekaani).

(33)

4 TULOKSET

Vakio-olosuhteissa tehdyistä mittauksista tarkastellaan TVOC-emissioiden lisäksi kymmentä mer- kittävintä yhdistettä. Kosteissa olosuhteissa tehdyissä mittauksista on otettu tarkasteluun TVOC- arvojen lisäksi 17 yleisimmin esiintynyttä yhdistettä.

4.1 MATERIAALIEMISSIONÄYTTEET – KUIVAT NÄYTTEET

Materiaaliemissiotestaus vakio-olosuhteissa kesti 28 vuorokautta. Tuloksissa tarkasteltiin sekä yk- sittäisten yhdisteiden esiintyvyyttä, niiden pitoisuutta, että kokonaisemissioita.

Näyte 1

Näytteen 1 koepala koostui vanhan betonin ja vanhan tasoitteen päälle asennetuista uusista liima- ja tekstiilimattokerroksista.

Näytteen 1 TVOC-emissio laski 28 vuorokauden tarkastelujakson aikana 26 % arvosta 0,24 mg/m²/h arvoon 0,18 mg/m²/h. TVOC-pitoisuuden trendi vaihteli eri päivien välillä, ollen korkeimmillaan 4. ja 10. mittauspäivän kohdalla (noin 0,29 mg/m²/h). (Kuva 6).

Kuva 6. TVOC-emissiot (mg/m²/h) vakio-olosuhteissa näytteessä 1 ajan funktiona.

y = -0,0032x + 0,2592 R² = 0,4099

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

0 5 10 15 20 25 30

TVOC-emissio (mg/m2 /h)

Aika (vrk)

Kammio 1 Lin. (Kammio 1)

(34)

Yksittäisen yhdisteen suurimmat emissiot olivat 1-butanolilla (66–18 µg/m²/h), jonka emissio laski neljän viikon tarkasteluaikana 72 %. Toiseksi suurimman emission omaavan yhdisteen, etaanihapon butyyliesterin pitoisuus laski 75 %. 2-etyyliheksanolin emissio vaihteli näytteessä vain vähän, ero 1 ja 28 vuorokauden emissioissa oli ±10 %. Dekanaalin ja nonanaalin emissiot laskivat tarkastelujaksolla 30–50 %. On kuitenkin huomioitava, että vaikka suhteellisesti pudotus on suuri, itse emissiot ovat pieniä. Nonanaalia ei havaittu kaikista näytteistä. Propaanihapon butyyliesterin ja etaanihapon butyyliesterin emissiot laskivat noin 90 % lähtöarvoista.

Kaprolaktaamin, 3-heptaanin ja 1-fenoksi-2-propanolin emissiot nousivat näytteiden ikääntyessä 40–180 %. Joidenkin yhdisteiden tunnistettavuus oli heikko yksittäisissä yhdisteissä. Yhdisteiden emissiot on esitetty taulukossa 10.

Taulukko 10. Kymmenen yleisimmin esiintyneen yhdisteen emissiot vakio-olosuhteissa näytteessä 1 neljän viikon seurantajakson aikana yksikössä µg/m²/h.

# Yhdiste Näytteenottopäivä (1–28)

1 2 3 4 6 10 14 21 28

1 2-etyyliheksanoli 17 16 16 19 16 25 17 15 15

2 3-Heptanoni 8 10 10 10 11 11 12 11 11

3 1-Butanoli 66 60 51 48 37 38 23 16 18

4 Kaprolaktaami 16 22 20 23 23 26 23 21 23

5 etaanihapon butyyliesteri 26 24 21 18 15 11 9 7 7

6 1-fenoksi-2-propanoli 6 6 5 7 6 9 15 7 17

7 Dekanaali 6 6 6 10 2 16 5 3 3

8 Nonanaali 7 - - 9 - 12 7 8 5

9

Propaanihapon butyyliesteri

14 13 11 8 7 3 2 1 1

10 n-butyyliasetaatti 10 8 6 5 4 2 1 1 1

TVOC-emissio 241 232 244 291 196 294 214 154 178

= yhdisteen tunnistettavuuslaatu < 70 %

Näyte 2

Näytteen 2 koepala koostui vanhasta betonista, jonka päälle oli asennettu uudet tasoite-, liima- ja tekstiilimattokerrokset.

Näytteen 2 TVOC-emissio laski tarkastelujakson aikana 47 % arvosta 0,30 mg/m²/h arvoon 0,16 mg/m²/h. (Kuva 7).

(35)

Kuva 7. TVOC-emissio (mg/m²/h) vakio-olosuhteissa näytteessä 2 ajan funktiona.

Suurin emissio koko seurantajakson aikana oli 1-butanolilla. Yhdisteen emissiot laskivat jaksolla 76 % (emissio 22–92 µg/m²/h). Etaanihapon butyyliesteriä esiintyi tuoreessa näytteessä toiseksi runsaimmin, sen emissio laski noin 78 % jakson aikana. Propaanihapon butyyliesterin emissio laski seurantajakson alkuarvosta 17 µg/m²/h 28. vuorokauden arvoon 2 µg/m²/h, eli noin 90 %- n- butyyliasetaatin emissio laski noin 92 % ensimmäisen vuorokauden pitoisuudesta. 2-etyyliheksanolin ja dekanaalin emissiot pysyivät lähes vakiona koko seurantajakson ajan.

Näytteestä löytyi myös useita yhdisteitä, joiden emissio nousi seurantajakson aikana. Kaprolak- taamin emissio nousi näytteen ikääntyessä kuuteen vuorokauteen asti, jonka jälkeen emissio laski, ollen kuitenkin 28 vuorokauden jälkeen kuitenkin korkeampi kuin lähtötilanteessa. 1-fenoksi-2- propanolin emissio vaihteli tarkastelujakson aikana 5–8 µg/m²/h välillä. 3-heptanonin emissio nousi ensimmäisen vuorokauden emissiosta noin 22 %. Nonanaalin emissio pysyi samansuuntai- sena koko mittausjakson ajan (emissio 7–8 µg/m²/h), vaikkakin yhdistettä ei havaittu 3.,6., 10. ja 14. vuorokauden näytteissä. Yleisimpien esiintyneiden yhdisteiden emissiot on esitetty taulukossa 11.

y = -0,044ln(x) + 0,3064 R² = 0,8344

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

0 5 10 15 20 25 30

TVOC-emissio (mg/m2/h)

Aika (vrk)

(36)

Taulukko 11. Kymmenen yleisimmin esiintyneen yhdisteen emissiopitoisuudet vakio-olosuhteissa näytteessä 2 neljän viikon seurantajakson aikana yksikössä µg/m²/h.

# Yhdiste Näytteenottopäivä (1–28)

1 2 3 4 6 10 14 21 28

2 3-Heptanoni 9 10 10 11 11 10 11 11 11

3 1-Butanoli 92 90 60 62 56 37 29 22 22

4 Kaprolaktaami 17 21 21 24 22 21 21 20 19

5 etaanihapon butyyliesteri 36 33 25 24 19 13 10 9 8

6 1-fenoksi-2-propanoli 6 5 5 7 6 5 7 7 8

7 Dekanaali 5 5 4 6 4 4 4 4 4

8 Nonanaali 7 6 - 6 - - - 6 8

9 Propaanihapon butyyliesteri 17 17 11 10 8 3 3 2 2

TVOC-emissio 298 275 242 288 235 165 192 180 157

Näyte 3

Näytteen 3 koepala koostui vanhasta betonista, vanhasta tasoitteesta, vanhasta liimasta ja vanhasta PVC-matosta, jonka päälle oli asennettu uusi liima- ja tekstiilimattokerros. 3-näytteen yhdistemat- riisissa oli huomattavasti enemmän vaihtelua kuin näytteissä 1 ja 2.

Näytteen 3 TVOC-emissiot pysyivät koko tarkastelujakson aikana suhteellisen vakiona (emissio ensimmäisen päivänä 0,2 mg/m²/h ja 28. päivän jälkeen 0,3 mg/m²/h). TVOC-emissio vaihteli mittauspäivien välillä, alin tulos mitattiin 21 vuorokauden kohdalla (0,15 mg/m²/h) (Kuva 8.).

(37)

Kuva 8. TVOC-emissio (mg/m²/h) vakio-olosuhteissa näytteessä 3 ajan funktiona.

Suurin emissio yksittäisistä yhdisteistä ensimmäisen vuorokauden aikana oli 1-butanolilla ja etaanihapon butyyliesterillä. Kummankin yhdisteen emissiot laskivat 28 vuorokauden seurantajakson aikana noin 90 %. 2-etyyliheksanolin emissio laski seuranjakson aikana 23 % ensimmäisen vuorokauden arvosta 13 µg/m²/h viimeisen vuorokauden arvoon 10 µg/m²/h. 3-heptanonin emissiot olivat alkuarvoltaan samaa suurusluokkaa ja ne alenivat seurantajaksolla 20 %. Propaanihapon butyyliesterin ja etaanihapon butyyliesterin emissiot laskivat jaksolla yli 90 %-

Näytteessä havaittiin myös useita yhdisteitä, joiden emissio kasvoi seurantajaksolla. Nonanaalia havaittiin ensimmäisen kerran 4. vuorokauden näytteessä (8 µg/m²/h) ja sen emissio kasvoi seurantajaksolla arvoon 29 µg/m²/h. Dekanaalin emissio oli 5-8 µg/m²/h ensimmäisen 21 mittauspäi- vän aikana, mutta 28. vuorokauden kohdalla näytteen emissio kohosi arvoon 26 µg/m²/h. Kapro- laktaamin ja 1-fenoksi-1-propanolin emissiot pysyivät suhteellisen vakiona koko seurantajakson ajan. Yleisimpien yhdisteiden emissiopitoisuudet on esitetty taulukossa 12.

y = -0,0013x + 0,2249 R² = 0,1097

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

0 5 10 15 20 25 30

Aika (vrk)

(38)

Taulukko 12. Kymmenen yleisimmin esiintyneen yhdisteen emissiot (µg/m²/h) vakio-olosuhteissa näytteessä 3 neljän viikon testausjakson aikana.

# Yhdiste Näytteenottopäivä (1–28)

1 2 3 4 6 10 14 21 28

2 3-Heptanoni 10 10 8 9 8 10 10 9 8

3 1-Butanoli 87 51 41 38 31 23 17 10 9

4 Kaprolaktaami 17 22 20 21 20 22 22 21 19

5 n-butyylieetteri 21 15 10 10 6 4 3 2 2

6 1-fenoksi-2-propanoli 7 8 - 4 3 6 - 8 7

7 Dekanaali 5 4 7 5 2 7 8 5 26

8 Nonanaali - - - 8 - 10 - 8 29

9 Propaanihapon butyyliesteri 11 10 8 6 4 2 2 1 1

TVOC-emissio 267 214 181 210 248 181 241 150 216

Näyte 4

Näytteen 4 koepala koostui vain vanhoista materiaaleista, betonista, tasoitteesta, liimasta ja PVC- matosta.

Näytteen 4 TVOC-emissiot vaihtelivat tarkastelujakson aikana 57–130 µg/m²/h. Korkein emissio mitattiin 14. vuorokauden mittauksessa (130 µg/m²/h). 28 vuorokauden jälkeen TVOC-emissiot olivat 89 µg/m²/h (Kuva 9).

(39)

Kuva 9. TVOC-emissiopitoisuudet (mg/m²/h) vakio-olosuhteissa näytteessä 4 ajan funktiona.

Näytteen neljä yksittäisten yhdisteiden VOC-emissiot olivat matalia. Suurimmat pitoisuudet mitattiin 2-etyyliheksanolilta, dekanaalilta ja 3-heptanonilta. Näiden lisäksi jokaisesta näytteestä analysoitiin myös 1-fenoksi-2-propanolia. 1-butanolilla havaittiin pieniä emissiopitoisuuksia (4–2 µg/m²/h). 14 ja 28 vuorokauden näytteissä ei havaittu 1-butanolia. Nonanaalin emissioita havaittiin seurantajakson aikana neljässä eri näytteessä 6–10 µg/m²/h. Etaanihapon butyyliesteriä löytyi vain 10. päivän näytteestä hyvin vähäinen määrä (emissio 1 µg/m²/h). Muita tarkastellussa olleita yh- disteitä, kaprolaktaamia, propaanihapon butyyliesteriä tai n-butyyliasetaattia ei löytynyt yhdestä- kään 4-näytteestä. Yleisimpien esiintyneiden yhdisteiden emissiopitoisuudet on esitetty taulukossa 13.

y = -0,0002x²+ 0,0042x + 0,0847 R² = 0,2337

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

0 5 10 15 20 25 30

Aika (vrk) Kammio 4 Polyn. (Kammio 4)