Volatile organic compound

Flüchtige organische Verbindungen (Abk.: VOC bzw. VOCs nach volatile organic compound[s]) ist die Sammelbezeichnung für organische, also kohlenstoffhaltige Stoffe, die leicht verdampfen (flüchtig sind) bzw. schon als Gas bei niedrigen Temperaturen (z. B. Raumtemperatur) vorliegen. Bei der ebenfalls sehr häufig verwendeten Abkürzung NMVOCs (non methane volatile organic compounds) wird das Gas Methan, CH₄, aus der Gruppe der VOCs ausgeklammert.

Definitionen

Das Wort flüchtig impliziert, dass die zu der Gruppe der VOC zählenden Stoffe aufgrund ihres hohen Dampfdruckes bzw. niedrigen Siedepunktes schnell verdampfen (sich verflüchtigen).

Flüchtige organische Verbindungen werden gemäß der WHO nach ihrem Siedepunkt bzw. der daraus resultierenden Flüchtigkeit eingeteilt:

Tabelle 1: Einteilung von VOC

Beschreibung	Siedebereich
1. Very Volatile Organic Compound (VVOC)	< 0 bis 50…100 °C
2. Volatile Organic Compound (VOC)	50…100 bis 240…260 °C
3. Semi Volatile Organic Compound (SVOC)	240…260 bis 380…400 °C
4. Organic compound associated with particulate matter or particulate organic matter (POM)	380 °C

Allerdings gibt es keine einheitliche Definition, was ein VOC tatsächlich ist (s. Tabelle 2). Einige Definitionen beinhalten tatsächlich Angaben zum Dampfdruck, andere, in der Regel neuere Definitionen, definieren VOC über ihre photochemische Reaktivität als sog. Vorläufersubstanzen für die Bildung von bodennahem Ozon. Darüber hinaus werden in einigen Definitionen bestimmte organische Stoffe explizit aus der VOC-Definition ausgeklammert.

Tabelle 2: Definitionen von VOCs

Land	Definition	Quelle	Link
-	Alle organischen Verbindungen (Substanzen die primär aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen) mit Siedepunkten im Bereich von 50 bis 260 °C, mit Ausnahme von Pestiziden	Weltgesundheitsorganisation (WHO), zitiert nach: Total Volatile Organic Compounds fact sheet (NPI, Australien)	[1]
Australien	Jede chemische, aus Kohlenstoffringen oder –ketten bestehende (und Wasserstoff enthaltende) Verbindung mit einem Dampfdruck größer 2 mm Hg (0,27 kPa) bei 25 °C, ausgenommen Methan. Diese Verbindungen können auch Sauerstoff, Stickstoff und andere Elemente enthalten. Explizit ausgenommen werden Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Kohlensäure, Carbonate, Metallcarbide, Methan	NPI definition for Volatile Organic Compounds	[2]
Schweiz	Organische Verbindungen mit einem Dampfdruck von mindestens 0,1 mbar bei 20 °C oder mit einem Siedepunkt von höchstens 240 °C bei 1013,25 mbar	Verordnung über die Lenkungsabgabe auf flüchtigen organischen Verbindungen (VOCV) vom 12. November 1997 (Stand am 8. Oktober 2002)	[3]
Europa, Deutschland	Eine organische Verbindung, die bei 293,15 Kelvin einen Dampfdruck von 0,01 Kilopascal oder mehr hat oder unter den jeweiligen Verwendungsbedingungen eine entsprechende Flüchtigkeit aufweist	Richtlinie 1999/13/EG … vom 11. März 1999 über die Begrenzung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen … 31. BImschV (vom 21. August 2001), §2, Abs. 11 ||
Europa	Jede organische Verbindung, die sich aus menschlicher Tätigkeit ergibt, mit Ausnahme von Methan, die durch Reaktion mit Stickstoffoxiden in Gegenwart von Sonnenlicht photochemische Oxidantien erzeugen kann	Richtlinie 2001/81/EG … über nationale Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe (23. Oktober 2001)
Europa	Organische Verbindung mit einem Anfangssiedepunkt von höchstens 250 °C bei einem Standarddruck von 101,3 kPa	Richtlinie 2004/42/EG …vom 21. April 2004 über die Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen aufgrund der Verwendung organischer Lösemittel in bestimmten Farben und Lacken …	[4]
Europa	Alle organischen Verbindungen anthropogenen oder biogenen Ursprungs mit Ausnahme von Methan, die durch Reaktion mit Stickstoffoxiden in Gegenwart von Sonnenlicht photochemische Oxidantien erzeugen können	Vorschlag für eine Richtlinie … über die Luftqualität und saubere Luft für Europa (KOM(2005) 447 endgültig vom 21. September 2005	[5]
Europa	Chemische Verbindungen auf der Grundlage von Kohlenstoff, die durch natürliche Quellen oder durch Tätigkeiten des Menschen (z. B. Verwendung von Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Lagerung von Kraftstoffen und ihre Verwendung an Tankstellen, Kraftfahrzeugabgase) in die Luft freigesetzt werden	Thematische Strategie zur Luftreinhaltung (Stand: 1. Dezember 2005)	[6]
USA	Jede chemische Verbindung auf der Grundlage von Kohlenstoff, ausgenommen Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlensäure, Metallcarbide oder –carbonate sowie Ammoniumcarbonat, die an photochemischen Reaktionen in der Atmosphäre beteiligt sind	Code of Federal Regulation (CFR) 40, Part 51.100(s), US EPA	[7]

Dementsprechend sind Angaben zur Emission von VOCs eigentlich nur dann bewertbar, wenn zusätzlich zu der Angabe auch die verwendete Definition genannt wird.

Quellen

VOCs werden von einer Vielzahl anthropogener und biogener Prozesse in die Umwelt emittiert. Pflanzen, Tiere, Böden und Meere sind natürliche Quellen; die industrielle Lösemittelanwendung und der Verkehr (siehe HC-Emission) gehören zu den wichtigsten anthropogenen Quellen.

Natürliche Quellen

Alle Lebewesen (Menschen, Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen) emittieren organische Verbindungen in die Umwelt. So stellen z. B. Sümpfe gewaltige Methan-Quellen dar. Viele Pflanzen emittieren Terpene und andere organische Stoffe.

Anthropogene Quellen

Bei der vom Menschen verursachten Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen dominieren die Verwendung von Lösemitteln und der Straßenverkehr. Betrachtet man die Methan-Emission aus dem Reisanbau als anthropogene Quelle für VOCs, so ergibt sich hier ebenfalls eine signifikante Quelle. Neben den VOCs in der Atmosphäre finden sich flüchtige organische Stoffe auch in der Innenraumluft. Quellen für diese VOC sind u. a. Kunststoffe, Baustoffe, Möbel und Teppiche, Reinigungsmittel, sowie der Konsum von Tabakprodukten.

VOC-Emissionen in Deutschland

Anteile verschiedener Quellen an den anthropogenen VOC-Emissionen in Deutschland 1990 und 2003 (Quelle: Umweltbundesamt, Berlin 2005)

Entwicklung der anthropogenen VOC-Emissionen in Deutschland von 1990 bis 2003 (Quelle: Umweltbundesamt, Berlin, 2005)

Weblinks

• Wortlaut der 31. BImSchV
• Gesamter Wortlaut der EU-Lösemittelrichtlinie
• Umweltschutz in der Lackiertechnik