Luftanalytik und Materialanalytik siehe: Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Lösungsmittel (auch: Lösemittel) sind Substanzen, in der Regel Flüssigkeiten, die andere Feststoffe, Flüssigkeiten, selten auch Gase lösen oder verdünnen können, ohne dass es dabei zu chemischen Reaktionen zwischen gelöstem Stoff und lösendem Stoff kommt. In Innenräumen finden wir Lösemittel vor allem als Bestandteile von Farben, Lacken und Klebstoffen, die unangenehme Gerüche, Gesundheits- und Umweltschäden sowie explosive Dämpfe verursachen können. Nach der TRGS 610 (Technische Regeln für Gefahrstoffe) werden nur flüchtige organische Lösemittel mit einem Siedepunkt bis 200 °C als Lösemittel bezeichnet. Die sogenannten "Hochsieder" (Siedepunkt über 200 °C) gelten daher rein rechtlich nicht als Lösemittel.

Lösemittel sind allgegenwärtig: sie sind in der Atemluft auffindbar und in unzähligen Produkten des täglichen Gebrauchs enthalten. Autokraftstoffe bestehen fast ausschließlich aus Chemikalien, die auch als Lösemittel verwendet werden. In Nahrungsmitteln, vor allen Dingen den fetthaltigen, werden sie bei Kontrollen immer häufiger gefunden. An vielen Arbeitsplätzen müssen die dort Beschäftigten hohe Konzentrationen gesundheitsschädlicher Lösemittel ertragen. Weil viele Lösemittel nur in hohen Konzentrationen, etwa an Tankstellen oder unmittelbar nach Malerarbeiten, an ihrem Geruch zu erkennen sind, wissen wir oft gar nicht, dass wir es mit ihnen zu tun haben. Schon wenige Tage nach Beendigung der Malerarbeiten ist der typische Lösemittelgeruch verschwunden. Das ist aber noch längst kein Beleg für saubere Luft; mit Hilfe von Analysen lassen sich oft noch Monate nach Renovierungsmaßnahmen erhöhte Lösemittelkonzentrationen in der Raumluft nachweisen. Auch mit Lösemittel kontaminierte Lebensmittel,wie perchlorethylenbelastetes Olivenöl, lassen sich am Geschmack nicht erkennen.

Lösemittel sind aus ganz unterschiedlichen Gründen in die Diskussion geraten. Einmal aus Gründen desUmweltschutzes – jährlich werden allein in Deutschland schätzungsweise ca. 700.000 Tonnen dieser Substanzen freigesetzt, davon ca. 100.000 Tonnen durch häusliche Anwendung lösemittelhaltiger Produkte. Deren Abbauprodukte tragen, einmal in die Umwelt gelangt, zur Bildung von Stickoxiden und damit zur Entstehung des "Sommersmogs" bei. Außerdem schädigen einige Lösemittel die Ozonschicht.

Vor allem aber sind Lösemittel für HeimwerkerInnen gefährlich, denn für sie gibt es – anders als in industriellen Lackieranlagen – kaum einen wirksamen Schutz vor den Dämpfen aus Farben, Lacken, Abbeizern, Teppichklebern und Pinselreinigern.

Jeder, der in einem geschlossenen Raum einmal größere Flächen mit einem lösemittelhaltigen Lack gestrichen hat, wird in irgendeiner Weise eine Wirkung dieser Dämpfe gespürt haben. Kopfschmerzen, Schleimhautreizungen, Benommenheit oder das Auftreten von Allergien sind die typischen Folgen, wenn Lösemitteldämpfe eingeatmet werden. Im Extremfall kann Bewusstlosigkeit auftreten, selbst Todesfälle gibt es immer wieder. Dauerhafte Schäden können am zentralen Nervensystem und an inneren Organen auftreten.

Unterschiede im Sortiment

Die beschriebenen allgemeinen Giftwirkungen sind grundsätzlich allen Lösemitteln eigen. Doch gibt es durchaus Unterschiede in der Giftigkeit der einzelnen Stoffe. Vor allem dann, wenn keine ungiftigen lösemittelfreien Produkte als Alternative zur Verfügung stehen, kann die Zusammensetzung des Lösemittels ein wichtiger Prüfstein sein. Im Folgenden soll daher auf einige Lösemittelgruppen hinsichtlich ihrer Giftigkeit und teilweise auch ihrer Einsatzgebiete näher eingegangen werden.

Aromatische Lösemittel

Aromaten wie Toluol, Ethylbenzol oder Xylole werden hauptsächlich in Nitro- und Kunstharzlacken als Verdünner eingesetzt. Auch bestimmte Dispersionskleber für Bodenbeläge oder Abbeizer können aromatische Lösemittel enthalten. Sie werden über die Atemwege und in geringerem Umfang über den Magen-Darmtrakt aufgenommen. Auch über die Haut können – vor allem beim direkten Umgang mit Lacken und Lösemitteln – erhebliche Mengen absorbiert werden. Auf keinen Fall sollte man sich daher Lack- oder Kleberreste mit Lösemitteln von der Haut abwaschen! Toluoldämpfe schädigen das Nervensystem, was sich an Symptomen wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Schwächegefühl, Gleichgewichts- und Koordinationsstörungen zeigen kann. Xylole wirken ähnlich und können darüber hinaus Blutbildveränderungen, eine Tendenz zu Früh- und Fehlgeburten sowie Sterilität bewirken. Benzol darf übrigens als Lösemittel nicht mehr verwendet werden, da es sich als krebserzeugend erwiesen hat. Wegen ihrer Giftigkeit werden aromatische Lösemittel in Farben, Lacken und Klebstoffen zunehmend ganz oder teilweise durch andere organische Lösemittel oder durch Wasser (in wasserverdünnbaren Farben, Lacken und Klebstoffen) ersetzt.

Aliphatische Lösemittel

Dies ist die Bezeichnung für eine Gruppe von chemisch recht stabilen Chemikalien, die nach wie vor häufig als Lösemittel eingesetzt werden. Cyclohexan, Oktan, Dekan, Dodekan sind die Namen einiger Einzelstoffe aus dieser Chemikalienfamilie. Petrolether, Siedegrenzenbenzin und Testbenzin sind Sammelbezeichnungen für Gemische dieser Substanzen mit unterschiedlichen Siedepunkten. Bis zu 0,1 % des krebserzeugenden Benzols dürfen diese Gemenge nach der Gefahrstoff- Verordnung als Verunreinigung enthalten. Testbenzin enthält außer aliphatischen Lösemitteln bis zu 10 % Xylol und 1 % Toluol. Aliphatische Lösemittel reizen die Schleimhäute, können zu Erbrechen führen und in sehr hohen Konzentrationen vor allem beim Verschlucken eine Lungenentzündung hervorrufen. Schädigungen des zentralen Nervensystems sind ebenfalls möglich. Häufig sind aliphatische Lösemittel in der Raumluft nachweisbar – meist in etwas geringeren Konzentrationen als die aromatischen Lösemittel.

Iso-Aliphaten (Iso-Paraffine, Iso-Alkane)

Isoaliphatische Lösemittel, auch Iso-Paraffine genannt, gehören zu den aliphatischen Lösemitteln. Im Unterschied zu den geradkettig aufgebauten n-Alkanen weisen sie in ihrer Molekülkette Verzweigungen auf. Man nennt diese verzweigten Verbindungen isomere Aliphaten oder kurz Iso-Aliphaten. Dass sie hier gesondert aufgeführt sind, hat einen Grund: Iso- Aliphaten werden in Lösemittelgemischen zunehmend als Ersatzstoffe für andere Bestandteile, zum Beispiel aromatische Lösemittel, eingesetzt. Einige Naturharzlack- Hersteller verwenden als Lösemittel Gemische von Iso-Aliphaten anstelle von Terpenkohlenwasserstoffen. Als Begründung wird von den Herstellern ein im Vergleich zu Terpenen geringeres allergenes Potenzial sowie allgemein ihre angeblich geringere Giftigkeit genannt. Zumindest die Behauptung, Iso-Aliphaten seien ungiftig, hält einer kritischen Betrachtung nicht stand. Die Dämpfe der Iso-Aliphaten verursachen Reizungen der Augen und Atemwege, Kopfschmerzen, Schwindel und Störungen des Zentralnervensystems. Geringste Mengen, die bei Verschlucken oder nachfolgendem Erbrechen in die Lunge gelangen, können zum Lungenödem oder zu einer Lungenentzündung führen. Iso- Aliphaten sind Substanzgemische, deren genaue Zusammensetzung offenbar nicht einmal den Herstellern bekannt ist. So antwortete die Firma EXXON CHEMIKAL GmbH auf die Frage nach der Zusammensetzung ihres Iso-Aliphaten-Gemisches " Isopar" lediglich mit der Auflistung der Kohlenstoffzahl der enthaltenen Verbindungen. Charakteristisch für Iso- Aliphaten ist aber die große Variationsbreite der in den Gemischen vorkommenden Verbindungen mit gleicher Kohlenstoffzahl, da einer einzigen Summenformel eine Vielzahl von Isomeren mit unterschiedlichen chemischen, physikalischen und auch toxikologischen Eigenschaften zuzuordnen ist. So gibt es fur die aliphatische Verbindung "Dekan" mit 10 Kohlenstoffatomen 75 Isomere. Fur die aliphatische Verbindung "Eicosan" mit 20 Kohlenstoffatomen gibt es bereits uber 300.000 Isomere! Ein Vielstoffgemisch, wie es Iso-Aliphaten darstellen, pauschal als "ungiftig" zu bezeichnen, ist schon aus diesem Grund nicht haltbar. Die Dämpfe der Iso-Aliphaten sind zudem geruchsarm bis geruchslos, so dass die bei herkommlichen Lösemitteln oder auch Terpengemischen gegebene Warnwirkung entfallt. Hinzu kommt, dass zur Herstellung von Iso-Aliphaten zahlreiche Prozessschritte mit Verbrauch von u. a. Erdol und Energie sowie Anfall von giftigen Abfällen notig sind. Typische Vertreter fur Iso-Aliphaten sind z. B. Heptamethylnonan oder Pentamethylheptan.

Alkene

Alkene gehoren zur Gruppe der ungesättigten Kohlenwasserstoffe und treten in erster Linie als Produkte unvollständiger Verbrennung auf, u. a. auch im Zigarettenrauch. Einige Alkene können auch aus Teppichböden emittieren. Hinsichtlich ihres Schädigungspotenzials fur den menschlichen Organismus sind sie den Alkanen ähnlich: Auch sie können Schleimhautreizungen hervorrufen und in hohen Konzentrationen zu Erbrechen füuhren. In der Innenraumluft kommen sie in der Regel jedoch nur in geringen Konzentrationen vor.

Die cyclischen ungesättigten Kohlenwasserstoffe Vinylcyclohexen und Phenylcyclohexen werden als Zerfallsprodukte u. a. aus dem Synthesekautschuk SBR freigesetzt und lösen aufgrund ihrer sehr niedrigen Geruchsschwelle (Phenylcyclohexen: 4 µg/m³ ) häufig Beschwerden bei Nutzern von Raumen aus, in denen neuer Teppich- oder Kautschukbelag verlegt wurde. Auch trimeres Isobuten wird haufig von Synthesekautschuk emittiert. Isoalkene im Bereich Decen bis Dodecen können ebenfalls aus Teppichböden freigesetzt werden und zu nachhaltigen Geruchsbelastungen führen.

Chlorierte Lösemittel

Chlorierte Lösemittel wurden unter anderem zum chemischen Reinigen (Perchlorethylen), zum Abbeizen (Dichlormethan) und als Lösemittel in Korrekturflüssigkeiten (1,1,1-Trichlorethan) verwendet. Chlorierte Lösemittel gehören zu den für Umwelt und Gesundheit schädlichsten flüchtigen Chemikalien überhaupt. Sie sind, wie andere Lösemittel auch, Nervengifte und wirken narkotisierend, darüber hinaus sind sie mehr oder weniger starke Organgifte, die vor allem Leber und Nieren schädigen. Bei der Zersetzung z. B. an heißen Oberflächen oder bei Bränden, entsteht aus den chlorierten Lösemitteln unter anderem Salzsäure und das auch als Kampfstoff eingesetzte Phosgen. Die extrem giftigen polychlorierten Dibenzodioxine können ebenfalls gebildet werden. Chlorierte Lösemittel werden vor allem ihrer Unbrennbarkeit wegen in chemischen Reinigungen eingesetzt. Sie sind chemisch sehr stabil und werden, nachdem sie einmal in die Umwelt gelangt sind, oft jahrzehntelang nicht abgebaut. Einige Vertreter dieser Stoffklasse, vor allem das als relativ ungiftig bezeichnete 1,1,1-Trichlorethan, schädigen – ähnlich den Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) – die Ozonschicht. Insbesondere in der Raumluft von an chemische Reinigungen angrenzenden Wohnungen sind chlorierte Lösemittel manchmal in hohen Konzentrationen nachweisbar. Aus chemisch gereinigten Textilien ausgasendes Perchlorethylen kann zu erheblichen Raumluftbelastungen führen. Fettreiche Lebensmittel wie Schokolade und Butter, die in solchen Räumen gelagert werden, nehmen die chlorierten Lösemittel aus der Raumluft auf und reichern sie an. Angesichts der Gefahren für Umwelt und Gesundheit ist die Verwendung chlorierter Lösemittel in den letzten Jahren stark zurückgegangen.

Alkohole, Ketone, Ester, Heterocyclen

Diese Substanzgruppen sind in vielen lösemittelhaltigen Zubereitungen enthalten. Leichtflüchtige Alkohole findet man z. B. häufig in Reinigungs- und Pflegemitteln. Im Vergleich zu anderen Lösemitteln fällt die ausgeprägte Reizwirkung vieler Alkohole, Ketone und Ester auf.

Alkohole wie Butanol und Isobutanol werden als Lösemittel und zur Verbesserung der Verlaufsfähigkeit und des Glanzes in konventionellen Kunstharzlacken (z. B. Alkydharzlacken) und aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit zunehmend in wässrigen Lacksystemen, Wandfarben und Bodenbelagsklebern eingesetzt. Neben der narkotischen Wirkung können die Dämpfe Leber, Nieren, Gehirn und Nerven schädigen. Viele Alkohole reizen Augen, Haut und Schleimhäute bereits in geringen Konzentrationen. Benzylalkohol gehört zu den schwerer flüchtigen organischen Verbindungen. Benzylalkohol weist lediglich einen schwachen Eigengeruch u. a. nach Bittermandeln auf, der sich jedoch bei Luftkontakt durch Bildung von Benzaldehyd deutlich verstärken kann. Benzylalkohol wird als leicht haut- und schleimhautreizend und gesundheitsschädlich beim Verschlucken beschrieben. Über die Reiz- bzw. Giftwirkung am Menschen bei langfristiger inhalativer Aufnahme geringer Konzentrationen an Benzylalkohol bzw. eventueller Abbauprodukte liegen keine Informationen vor. Benzylalkohol ist als Konservierungsstoff für kosmetische Mittel und als Lösemittel in Ostereierfarben und Käseüberzügen zugelassen. Auch bei der Parfümherstellung wird Benzylalkohol als Verdünnungs- und Lösemittel eingesetzt. Benzylalkohol ist häufig in Anteilen von 10 – 50 % in den beiden Ausgangskomponenten von Epoxidharzen enthalten. Epoxidharze werden als Bindemittel in Produkten wie Bodenbeschichtungen, Grundierungen und Schnellestrichmassen eingesetzt.

Ketone, wie Methylethylketon (MEK), sind wie Cyclohexanon ebenfalls häufiger Bestandteil von Lösemitteln. Acetophenon wird als Rohstoff bei der Herstellung von Kunststoffen verwendet und als Lösungsmittel in der pharmazeutischen und chemischen Industrie eingesetzt. Der Stoff ist in ätherischen Ölen enthalten und wird durch einen süßlich bis mandelartigen, leicht stechenden Geruch charakterisiert. Acetophenon wird als hochsiedendes Lösungsmittel für Farben und Harze eingesetzt und ist in Steinkohlenteer enthalten. Acetophenon reizt die Augen und die Haut und wirkt in höheren Konzentrationen narkotisch. Allerdings liegen die üblicherweise in Innenräumen anzutreffenden Konzentrationen um Größenordnungen unter dem Niveau, bei dem akut toxische Wirkungen zu befürchten wären. Generell ähnelt die Giftwirkung der Ketone derjenigen der Alkohole.

Methylacetat, Ethylacetat und Butylacetat gehören zur Gruppe der Essigsäureester und werden als Lösemittel oft in Kombination mit Alkoholen eingesetzt. Polyurethanlacke, wie sie z. B. zur Versiegelung von Holzfußböden verwendet werden, enthalten sehr oft leichtflüchtige Essigsäureester. Essigsäureester sind schleimhaut- und augenreizend, können Hirn und Nerven schädigen und wirken in höheren Konzentrationen narkotisierend. Sie sind häufig an ihrem charakteristischen durchdringend-fruchtigen Geruch erkennbar.

1-Methyl-2-pyrrolidon (N-Methylpyrrolidon) wird u. a. als Lösemittel für Cellulose, Wachse, Harze und Lacke auf Basis von Polyethylenglykol, Polyamid, Polyester, Polystyrol, Polyurethane usw. eingesetzt. Außerdem ist 1-Methyl-2-pyrrolidon Bestandteil vieler Abbeizmittel. Zur gesundheitlichen Bewertung einer langfristigen Aufnahme geringer Konzentrationen von 1-Methyl-2-pyrrolidon über die Atemwege liegen bisher kaum verwertbare Untersuchungen vor. Aus Tierversuchen, die allerdings mit erheblich höheren als den in Innenräumen vorkommenden Konzentrationen durchgeführt wurden, ergeben sich Hinweise auf eine mögliche schädigende Wirkung auf die Atemwege, auf Blutbildveränderungen sowie Effekte auf Reproduktion und Fruchtschädigung. Beim Menschen werden Beeinträchtigungen des Wohlbefindens und unspezifische Effekte berichtet. Letztere Daten wurden allerdings nur an wenigen Betroffenen erhoben, es handelt sich dabei um die Schilderung subjektiver Beschwerden.

Tetrahydrofuran wird ebenfalls als Lösungsmittel u. a. für Polystyrol, PVC, Polyurethane, Cellulosenitrat, Klebstoffe, Druckfarben, Lacke usw. verwendet. Zur gesundheitlichen Bewertung einer langfristigen Aufnahme geringer Konzentrationen von Tetrahydrofuran liegen uns keine Informationen vor. Benzothiazol wird oft Kautschuk als Vulkanisationshilfsmittel zugegeben. Diese sehr geruchsintensive Substanz ist Mitverursacher des typischen Gummigeruchs, der manchen Kautschukprodukten hartnäckig anhaftet. Vor allem Autoreifen, Gummimatratzen und Kautschukbodenbeläge können teils deutliche und langanhaltende Emissionen an Benzothiazol aufweisen.

Siloxane

Siloxane sind leicht flüchtig und praktisch geruchlos, weisen eine niedrige Oberflächenspannung auf und sind transparent und hydrophob. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Siloxane zunehmend in den unterschiedlichsten Produkten eingesetzt.

Siloxane werden als Rezepturbestandteil in Lacken, z. B. für Möbeloberflächen, eingesetzt. Außer als Lösemittel werden sie nach Angaben von einigen Lackherstellern u. a. als Additive zur Verminderung der Grenzflächenspannung, zur Verbesserung des Verlaufs und der Pigmentnetzung sowie zur Erhöhung der Kratzfestigkeit eingesetzt. Ferner werden Silikonemulsionen bei der Hydrophobierung von Dämmstoffen genutzt und sind in Silikonharzfarben enthalten. Ein Vorteil der Siloxane aus Sicht der Lack- und Möbelhersteller ist sicher ihre vollkommene Geruchlosigkeit. Während bei konventionellen Lösemitteln deren Geruch häufig Anlass von Beschwerden und Reklamationen z. B. beim Möbelkauf ist, entfällt diese warnende Wirkung, wenn stattdessen Siloxane als Lösemittel verwendet werden.

Siloxane sind als Lösemittel, Feuchthaltemittel oder Antischaummittel sowie zur Viskositätskontrolle häufig in Körperpflegeprodukten wie Haarpflegemitteln, Shampoos, Deodorants, Lippenstiften oder Hautcremes enthalten.

Flüchtige Siloxane in der Innenraumluft kommen zum Teil in erheblichen Konzentrationen (bis > 100 µg/m³) vor. Die Siedepunkte der bisher häufig in der Raumluft nachgewiesenen cyclischen Methyl-Siloxane liegen zwischen ca. 130 °C und uber 240 °C. Es handelt sich hierbei um methylierte Cyclotri-, Cyclotetra-, Cyclopenta- und Cyclohexasiloxane.

Natürliche Lösemittel

Als Alternativen zu den herkömmlichen Lösemitteln werden häufig Citrusterpene und Balsamterpentinöle empfohlen. Hinsichtlich der Gesundheitsgefahren sind diese Stoffe nicht harmlos. Natürliche Lösemittel können, in größeren Mengen eingeatmet, akute Symptome wie Schleimhautreizungen und Rauschzustände bewirken. Die allergisierende Wirkung einer Reihe von natürlichen Lösemitteln ist bekannt, für ihre Abbauprodukte wird ein krebserzeugendes Potenzial diskutiert. Trotzdem sind natürliche Lösemittel in vielen Fällen eine wichtige Alternative zu den konventionellen Verdünnern. Das gilt vor allem dann, wenn sie Bestandteil von Lacken sind, die auch sonst konsequent aus natürlichen Rohstoffen hergestellt sind. Solche Anstrichmittel belasten die Umwelt allein schon bei der Produktion entscheidend weniger, als die auf synthetischem Wege hergestellten Fabrikate. Die Rohstoffe sind weitgehend natürlicher Herkunft und größtenteils erneuerbar – anders als die Rohstoffe konventioneller Lacke, auch derjenigen mit dem blauen Engel. Bei der Herstellung fallen kaum giftige Nebenprodukte an, während die Produktion konventioneller Lacke mit zu den größten Lieferanten hochgiftigen Sondermülls zählt. Schließlich kann man naturlackgestrichenes Holz im Unterschied zu beispielsweise mit Alkydharzlack gestrichenem bedenkenlos verbrennen. Darüberhinaus gibt es inzwischen auch eine Reihe von wasserlöslichen Naturharzfarben, die weitgehend auf Citrusterpene verzichten.

Vorsicht ist immer geboten

Über all diesen unbestreitbaren Vorteilen der Naturharzlacke darf aber nicht vergessen werden, dass bei der Verarbeitung dieser Materialien die gleichen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen sind wie bei jedem xbeliebigen Chemielack:

• Vor Beginn von Renovierungsarbeiten sollte genau überlegt werden, welche Arbeiten mit lösemittelhaltigen Materialien unumgänglich sind. Je weniger mit Lacken, Klebstoffen und Pinselreinigern hantiert wird, um so geringer ist die Raumluftbelastung mit den in ihnen enthaltenen Lösemitteln.
•  Möglichst im Freien malern! Wenn das nicht möglich ist, muß unbedingt für gute Durchlüftung gesorgt werden.
• Malerarbeiten bevorzugt während der warmen Jahreszeit durchführen (wegen der besseren Lüftungsmöglichkeiten), im Notfall beim Malern Atemschutz tragen, frischgestrichene Räume mindestens eine Woche, besser vier Wochen "ausstinken" lassen. Wenn jemand aus der Nachbarschaft die Fenster auf- und zumachen kann, ist der Beginn von großen Ferien im Sommer, kurz bevor es auf Urlaubsreise geht, ein idealer Zeitpunkt für umfangreichere Malerarbeiten zuhause.
• Lösemittelarme oder -freie Produkte sollten immer dann verwendet werden, wenn sichergestellt ist, dass anstelle der Lösemittel keine anderen umwelt- und gesundheitsschädlichen Substanzen hinzugefügt wurden. Ansonsten sind Farben und Lacke auf natürlicher Rohstoffbasis eine gute Alternative.