Leitfaden zur VOC-Prüfung: Vorschriften, Methoden und Normen

Flüchtige organische Verbindungen (VOC) sind kohlenstoffhaltige Chemikalien, die gemäß der Definition der EU-Richtlinie über Farben und Lacke bei einem Standardatmosphärendruck einen anfänglichen Siedepunkt von 250 °C oder weniger aufweisen.¹ Gängige Beispiele sind Formaldehyd, Methan, Benzol, Xylol, Propan und Butan. Da viele VOC schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt haben, schränken mehrere EU-Richtlinien und -Verordnungen ihr Vorhandensein und ihre Freisetzung aus verschiedenen Materialien ein.

VOC-Tests erfolgen in der Regel mit Gaschromatographie-Techniken wie GC-MS und GC-FID unter Verwendung standardisierter Methoden, die auf spezifische Probentypen zugeschnitten sind. Dieser Artikel beleuchtet einige der häufigsten Situationen, in denen Tests erforderlich sind, sowie die von Measurlabs empfohlenen Analyseoptionen, basierend auf unserer Erfahrung in der Bereitstellung von Testdienstleistungen für Unternehmen aus verschiedenen Branchen.

VOCs in Baumaterialien

Organische Lösungsmittel finden bei der Herstellung von Farben, Lacken und Holzschutzmitteln breite Anwendung, wodurch Baustoffe, die diese enthalten, hinsichtlich der VOC-Freisetzung ein hohes Risiko darstellen. EU-weite gesetzliche Grenzwerte für den maximalen VOC-Gehalt in Farben und Lacken sind in der Farbenrichtlinie festgelegt, wobei der Höchstgehalt von 30 g/l bei Grundierungen auf Wasserbasis und matten Innenfarben bis zu 850 g/l bei Vorbeschichtungen für die Fahrzeugreparaturlackierung reicht. ² Damit Produkte für eine Umweltzertifizierung wie das Nordic Swan Ecolabel in Frage kommen, muss der VOC-Gehalt in der Regel noch niedriger sein.³ Um die Konformität sowohl mit der Richtlinie über Farben und Lacke als auch mit den Kriterien des Nordic Swan Ecolabels zu beurteilen, kann die Standardtestmethode ISO 11890-2 verwendet werden.

VOC-Emissionen aus anderen Baumaterialien werden durch die EU-Bauproduktenverordnung geregelt, wobei produktspezifische Grenzwerte in den jeweiligen harmonisierten Normen oder europäischen Bewertungsdokumenten festgelegt sind.⁴ Diese Dokumente enthalten in der Regel explizite Kriterien ausschließlich für Formaldehydemissionen, während Anforderungen an weitere VOC häufig durch nationale Rechtsvorschriften oder freiwillige Klassifizierungssysteme geregelt werden. Zu den standardisierten Prüfmethoden gehören EN 16516, die auf eine breite Palette von Produkten angewendet wird, sowie EN 717-1, die vorwiegend für Holzwerkstoffe eingesetzt wird.

Formaldehyd wurde kürzlich auch in Anhang XVII der REACH-Verordnung als beschränkter Stoff aufgenommen, wobei neue Emissionsgrenzwerte ab dem 6. August 2026 in Kraft treten.⁵ Nach diesem Datum dürfen Möbel und Holzwerkstoffe Formaldehyd nicht in Konzentrationen über 0,062 mg/m³ freisetzen, andere Erzeugnisse nicht in Konzentrationen über 0,080 mg/m³. EN 717-1 erfüllt die in der Beschränkung festgelegten Referenzbedingungen und kann daher direkt für die Konformitätsprüfung verwendet werden. Andere kammerbasierte Normen, wie EN 16516, können ebenfalls angewendet werden, sofern eine wissenschaftlich valide Korrelation zu den unter den Referenzbedingungen erzielten Ergebnissen nachgewiesen wird.

VOC in der Gesundheitstechnologie

Bei der Biokompatibilitätsprüfung von Medizinprodukten wird die Norm ISO 10993-18 angewendet, um die chemische Zusammensetzung des Produkts zu ermitteln und Daten zur Abschätzung der damit verbundenen Risiken zu gewinnen. Diese chemische Charakterisierung umfasst eine Vielzahl von Substanzen, die während des klinischen Einsatzes freigesetzt werden können, einschließlich VOC.

Geräte mit einem Atemgasweg, wie z. B. Beatmungsgeräte, erfordern zusätzliche Tests zur Messung von VOC-, SVOC- und VVOC-Emissionen, denen der Patient über den Gasstrom ausgesetzt sein kann. Diese Tests werden in der Regel gemäß Teil 3 des ISO 18562-Standards durchgeführt.

VOC-Prüfung von Spielzeug und Konsumgütern

Spielzeug und Verbraucherprodukte können ebenfalls eine Quelle flüchtiger organischer Verbindungen sein. Die Spielzeugrichtlinie legt Migrations-, Emissions- und Gehaltsgrenzen für den VOC Formaldehyd fest, wobei die Prüfungen gemäß den europäischen Normen EN 71-9, EN 71-10 und EN 71-11 durchgeführt werden.⁶ Der analytische Ansatz hängt von der Art des Produkts ab: Für polymere Spielzeugmaterialien wird die Migrationsprüfung verwendet, für Textilien, Leder und Papier hingegen Extraktionstests.

Über Spielzeug und Formaldehyd hinaus können VOC-Emissionen aus Verbraucherprodukten mithilfe von Prüfkammern und Adsorptionskartuschen gemessen werden, um flüchtige Verbindungen einzufangen, die anschließend mittels thermischer Desorptions-Gaschromatographie quantifiziert werden. ISO 16000-6 ist eine häufig angewandte Standardmethode für diese Art von Messung.

VOC in Lebensmittelkontaktmaterialien

Zwar werden Materialien, die VOCs freisetzen, in der Lebensmittelindustrie in der Regel nicht absichtlich verwendet, doch können sie unbeabsichtigt in Materialien gelangen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen. Die Verordnungen (EG) Nr. 1935/2004 und (EU) Nr. 10/2011 verpflichten Hersteller dazu, eine Risikobewertung für unbeabsichtigt zugesetzte Stoffe (NIAS), einschließlich VOCs, durchzuführen.⁷ Das erste NIAS-Screening wird in der Regel mittels der GC-MS-Technik durchgeführt.

Wenn Grund zur Vermutung besteht, dass bestimmte VOC in Konzentrationen unterhalb der Nachweisgrenze der Screening-Methode vorliegen könnten, können auch gezielte Analysen durchgeführt werden. Ein Beispiel ist die Restgehalt-Toluol-Analyse mit niedriger Nachweisgrenze von Verpackungsmaterialien, die mit lösungsmittelbasierten Druckfarben, Klebstoffen oder Beschichtungen hergestellt wurden.

Da das Kontaminationsrisiko bei der Verwendung von recyceltem Kunststoff oder Papier höher ist, erfordern diese Materialien eine besonders gründliche Risikobewertung. Im Rahmen der Bewertung kann ein erweitertes VOC-Screening erforderlich sein, um die Dekontaminationseffizienz des Recyclingprozesses zu bewerten.

Kraftstoffprüfung

In der EU legt die Richtlinie 2009/30/EG die technischen Spezifikationen für Benzin fest, einschließlich der Höchstkonzentrationen mehrerer VOC wie Benzol und Methanol.⁸ Die Konformitätsprüfung erfolgt nach den im EN 228-Standard beschriebenen Methoden. Der VOC-Gehalt wird auch routinemäßig in anderen Kraftstoffen gemessen, darunter Biogas und Erdgas. Solche Proben müssen mithilfe von Pumpen und Adsorptionsröhrchen in Gasbeuteln gesammelt werden, was den Prozess erschweren kann. Measurlabs bietet jedoch die erforderliche Unterstützung bei der Gasbeprobung und dem Versand, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten.

Umweltbezogene VOC-Prüfung

Wasser, Boden und andere Umweltproben können ebenfalls auf VOC untersucht werden. Zu den häufig angewandten Normen gehören EPA 8260 für das breite GC-MS-Screening von Wasser und Abfallmaterialien, ISO 11423-1 für die Headspace-GC-Analyse von Benzol und seinen Derivaten in Wasser sowie EPA 8015 für die Messung nicht halogenierter organischer Verbindungen mittels GC-FID.

Wenn Sie VOC-Tests für eine der oben beschriebenen Anwendungen benötigen, zögern Sie nicht, über das untenstehende Formular ein Angebot anzufordern. Einer unserer Experten wird Ihre Anfrage prüfen und sich innerhalb eines Werktages bei Ihnen melden.