1 syyskuuta 2020

Vanhan talon haju voi johtua tetrakloorianisolista

kloorianisoli-vanhan-talon-haju-960x478.jpg

Meillä lähes jokaisella on varmasti aistimuistissa tunne siitä, kun astuu sisään vanhaan rakennukseen, ja voi haistaa tunkkaisen epämiellyttävän hajun. Rakennuksissa aistittaville hajuille voi olla monia lähteitä kuten mikrobit, kreosootti tai esimerkiksi VOC-yhdisteet. Tunkkaisen hajun lähde voi olla myös tetrakloorianisoli, jota aikaisemmin ei juurikaan ole kyetty määrittämään ilmasta. Tetrakloorianisolia muodostuu kloorifenoleista mikrobien toimesta. Kehitimme Kiwalabissa menetelmän kloorianisolien pitoisuuksien määrittämiselle huoneilmasta ja niiden emissiopitoisuuksien määrittämiselle materiaaleista.

Kloorifenolien käyttö on Suomessa ollut kiellettyä jo yli 20 vuotta

Suomessa yleisin kloorifenolivalmiste oli kauppanimeltään KY-5, jota käytettiin puunsuoja-aineena pääasiassa 1930 - 1990 välisenä aikana. Tetrakloorianisolin osalta ikävää on, että sen hajukynnys on hyvin matala, jolloin yhdisteen haistamiseen huoneilmasta riittää erittäin pieni pitoisuus. Tämän vuoksi kloorianisolien määrittäminen huoneilmasta ja materiaaleista vaatii laboratoriolta erityistä huolellisuutta.

Kloorifenolit ovat joukko yhdisteitä, joissa fenoliin on kiinnittynyt 1 - 5 klooriatomia. [1] Kloorifenoleita on käytetty puu- ja sahateollisuudessa torjunta- ja puunsuoja-aineina ensisijaisesti sieniä ja hyönteisiä vastaan. Suomessa kloorifenolivalmisteita on käytetty 1930-luvulta asti aina vuoteen 1993, jolloin niiden käyttöä alettiin rajoittaa ja lopullisesti niiden käyttö kiellettiin vuonna 2000. [2] Suomessa käytetyin kloorifenolivalmiste puutavaran sinistymisen estoon oli KY-5, joka sisälsi tehoaineena pääasiassa tetrakloorifenolia ja noin 6 - 10 % pentakloorifenolia. KY-5 käytöstä havaittiin aiheutuvan vakavia ympäristö- ja terveysvaikutuksia, minkä vuoksi sen käyttö Suomessa kiellettiin jo yli 20 vuotta sitten. [2], [3]

Kloorianisolit ovat muodostuneet kloorifenoleista

Sisäilman kannalta kloorifenolit ovat merkityksellisiä etenkin niiden mikrobiaineenvaihduntatuotteiden eli kloorianisolien vuoksi. Useissa rakennuksissa, joissa on käytetty kloorifenolivalmisteella käsiteltyjä puutuotteita, voi esiintyä tunkkaista ja epämiellyttäväksi koettua kloorianisolien hajua. Tätä hajua kuvaillaan usein mummonmökin tai vanhan talon hajuksi. Haju tarttuu herkästi erilaisille pinnoille (mukaan lukien vaatteet) ja hajun poistaminen on lähes mahdotonta. [4] Kloorianisoleja on aikaisemmin määritetty mm. viineistä ja juomavedestä, joissa niiden esiintyminen on aiheuttanut maku- ja hajuhaittoja. Rakennuksissa tunkkaisen hajun on epäilty johtuvan rakennusaikaisten tai niiden jälkeisten kosteudenhallintaongelmien aiheuttamista mikrobikasvustoista. Toisaalta kohteista, joissa hajua on tavattu, ei välttämättä ole löytynyt merkittäviä mikrobikasvustoja. Eräässä tutkimuksessa (vuonna 2004) selvitettiin rakennuksissa esiintyvän tunkkaisen hajun lähdettä, jolloin hajun syyksi todettiin kloorianisolit. Näistä etenkin 2,4,6-trikloori- ja 2,3,4,6-tetrakloorianisolilla on erityisen matalat hajukynnykset (0,005 µg/m3 ja 0,01 µg/m3). [5] Ihmetystä herätti kuitenkin se, että kloorianisoleja ei ole tiettävästi koskaan valmistettu teollisessa mittakaavassa, joten niitä ei ole voitu käyttää rakennusteollisuudessa. Toisaalta tiedettiin, että kloorianisolit ovat kloorifenolien mikrobiaineenvaihduntatuotteita, mikä helpotti ongelman ratkaisua. Tunkkaisen hajun lähteeksi epäiltiin tutkimuksessa kosteuden aiheuttamia mikrobikasvustoja, jotka pystyivät aineenvaihduntansa avulla muuttamaan kloorifenoleita kloorianisoleiksi. [6]

Jatkotutkimuksessa selvitettiin millä mikrobeilla on kyky tuottaa kloorifenoleista kloorianisoleja. Tutkimus suoritettiin eristämällä tutkituista kohteista löydettyjä mikrobikantoja ja siirrostamalla niitä kloorifenoleilla käsiteltyjen puunkappaleiden pinnoille. Selvisi, että etenkin jotkin Chaetomium ja Penicillium sukujen lajit voivat tuottaa tetrakloorifenolista tetrakloorianisolia. Tutkimuksessa todettiin myös, että näille lajeille on ominaista tuottaa pentakloorifenolista tetrakloorianisolia. Pentakloorifenolin muuttuminen tetrakloorianisoliksi on merkityksellistä, koska kansainvälisesti käytetyin tekninen kloorifenolivalmiste on sisältänyt noin 90 % pentakloorifenolia ja vain noin 10 % tetrakloorifenoleita. [7]

Syy miksi kloorifenolien aiheuttamat kloorianisolihaitat voivat muodostua hitaasti (jopa vuosikymmenien viiveellä) on se, että kloorifenolit ovat kohtalaisen heikosti haihtuvia yhdisteitä. Eli kloorifenolien päätyminen materiaalien pinnoille, joilla kloorianisoleja tuottavia mikrobikantoja esiintyy, tai mikrobien päätyminen pinnoille, joilla kloorifenoleja esiintyy, on hidasta. Kloorianisolit ovat kloorifenoleita helpommin haihtuvia yhdisteitä, jotka leviävät lopulta kaasumaisessa muodossa ympäri rakennusta. [6], [7] Tätä tukee myös se, että tetrakloorianisolin pitoisuus laskee siirryttäessä kauemmas sen ensisijaisesta emissiolähteestä. [7]

Kloorianisolien määrittämisen ongelmana on, että niiden pitoisuudet ilmassa ovat tyypillisesti hyvin pieniä. Ruotsissa (vuonna 2016) tehdyn tutkimuksen mukaan tetrakloorianisolien keskiarvopitoisuus on ongelmakohteissa ollut 0,0363 µg/m3, pentakloorianisolin 0,0124 µg/m3 ja 2,4,6-trikloorianisolin 0,0087 µg/m3. Samassa tutkimuksessa havaittiin myös, että tutkimuksessa käsiteltyjen 457 näytteen tuloksista ainoastaan 21 näytteestä löytyi pelkästään kloorifenoleita, 28 näytteestä kloorifenoleita sekä kloorianisoleja ja 408 näytteestä ainoastaan kloorianisoleja. Tämä tukee teoriaa, jonka mukaan jotkin mikrobit pystyvät tuottamaan tehokkaasti kloorifenoleista kloorianisoleja. [5] Alhaisilla kloorianisolipitoisuuksilla ei nykykäsityksen mukaan ole akuutteja terveydelle vaarallisia vaikutuksia. Suurin niiden aiheuttama haitta on voimakas ja tarttuva haju.  Tämä usein epämiellyttäväksi koettu haju voi aiheuttaa pahan olon tunnetta ja psyykkisiä haittoja, koska haju yhdistetään usein mikrobien tuottamaksi. Myös hajun aiheuttaman sosiaaliset haittatekijät on tunnistettu ongelmalliseksi. [5], [6], [7]

Kiwalabista apua kloorianisolien määrittämiseen

Me Kiwalabissa kehitimme ja validoimme menetelmän kloorianisolien pitoisuuksien määrittämiselle ilmasta ja emissiopitoisuuksille materiaaleista. Jotta kehitettävä menetelmä olisi käyttökelpoinen, tavoitteena oli saada eri kloorianisoliyhdisteiden määritysrajat (eli pienimmät mitattavat pitoisuudet) niiden raportoituja hajukynnyspitoisuuksia alemmas. Matalimmat kloorianisoleille raportoidut hajukynnyspitoisuudet ovat 2,3,6-trikloorianisolilla (0,03 µg/m3), 2,4,6-trikloorianisolilla (0,005 µg/m3) ja 2,3,4,6-tetrakloorianisolilla (0,01 µg/m3). Onnistuimme tavoitteessamme ja saimme määritysrajaksi edellä mainituille yhdisteille 0,0005 µg/m3. Muiden menetelmässä mitattavien kloorianisolien määritysrajat olivat välillä 0,0005 - 0,0015 µg/m3.

kloorianisoli-naytteenotto-960.jpg

Menetelmänkehityksen aikana tutkimme ilma- ja materiaalinäytteitä rakennuksista, joiden huoneilmassa Kiwan sisäilmatutkija havaitsi tunkkaista hajua. Kaikkien kohteiden ilmanäytteistä löytyi 2,3,4,6-tetrakloorianisolia. Yhdestä kohteesta löytyi tämän lisäksi myös 2,4,6-trikloori- ja pentakloorianisoleja. Otimme näytteitä myös kohteista, joissa tunkkaista hajua ei esiintynyt. Näistä näytteistä kloorianisoleja ei löytynyt. Myös materiaalinäytteiden emissiotutkimusten osalta näytteen haju vastasi analyysitulosta. Materiaalinäytteistä, jotka haisivat tunkkaiselle, emittoitui pääasiassa 2,3,4,6-tetrakloorianisolia. Voidaan siis todeta, että kehittämämme analyysimenetelmät ovat hyviä työkaluja, kun halutaan varmistua, johtuuko tunkkainen haju tetrakloorianisolista. Allekirjoittanut vastaa mielellään kysymyksiin analyysimenetelmistä.

Henri Hakala

Kemisti, Kiwalab
Kiwa Inspecta

 

 

Viitteet

[1]

Agency for Toxic Substances and Disease Registery, ”PUBLIC HEALTH STATEMENT CHLOROPHENOLS,” 7 1999. [Online]. Available: https://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp107-c1-b.pdf. [Haettu 26 2 2020].

[2]

V. Junttila, ”Ympäristö.fi,” 21 4 2017. [Online]. Available: https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=KY-5. [Haettu 26 2 2020].

[3]

S. Ahola, ”Alustavat sahojen PCDD/F-tutkimukset Pohjois-Savossa,” Pohjois-Savon ympäristökeskus, Kuopio, 1999.

[4]

H. Rämö, ”Vanhan talon haju-Tetrakloorianisoli,” Asumisterveysliitto Aste Ry, 2020. [Online]. Available: https://www.asumisterveysliitto.fi/toiminta/artikkeliarkisto/vanhan-talon-haju-tetrakloorianisoli. [Haettu 26 2 2020].

[5]

J. C. Lorentzen, S. A. Juran, M. Nilsson, S. Nordin ja G. Johansson, ”Chloroanisoles may explain mold odor and represent a major indoor environment problem in Sweden,” Indoor Air, nro 26, pp. 207 - 218, 2016.

[6]

J. Gunschera, F. Fuhrmann, T. Salthammer, A. Schulze ja E. Uhde, ”Formation and Emission of Chloroanisoles as Indoor Pollutants,” Environmental Science and Pollution Research, pp. 147 - 151, 2004.

[7]

J. Gunschera, F. Fuhrmann, T. Salthammer, A. Schulze ja E. Uhde, ”Chloroanisoles as Indoor Pollutants Orginating from PCP-Metabolism,” tekijä: Indoor Air 2005. Proceedings of the 10th International Conference on Indoor Air Quality and Climate, Beijing, 2005.