Distribution of phthalates in the indoor environment: Application and evaluation of indoor air models

Schripp, Tobias

doi:10.24355/dbbs.084-200909221017-0

Published

Distribution of phthalates in the indoor environment : Application and evaluation of indoor air models

English
German

This study reports results of a reaserch project that determined the distribution of phthalic acid esters ("phthalates") between different indoor matrices (air, dust, different surfaces) using the target compounds di-butylphthalate (DBP) and di-2(ethylhexyl)phthalate (DEHP). Various experiments in emission test chambers and a simulated indoor environment were performed. Afterwards, the results were evaluated using an emission model that allows the prediction of the air concentration in a system under known environmental conditons. The chosen model is able to predict the mass-transfer from the emission source into the well mixed air on the basis of the material properties. The experiments showed that the distribution of DEHP between the emitting polymer and possible sinks (e.g. dust) does not mainly happen via the gas phase. If direct contact between dust and polymer is given, the mass-transfer of DEHP is considerably higher. The mass-transfer was found to be depending on the initial concentration in the material. Furthermore, the results illustrated the changes of the emission rate of a material in presence of airborne particles in indoor air. In principle, the sum of a compound in gas phase and bound to the airborne particle phase may reach a concentration above the saturation concentration of the compound in air. Finally, the predicition of physically based indoor models was found to be associated with a high uncertainty due to the complicated characterization of a real indoor environment without extensive measurements.

Das durchgeführte Forschungsprojekt untersuchte die Verteilung von Phthalsäuresstern („Phthalaten“) zwischen verschiedenen Innenraummatrices (Luft, Staub, sonstige Oberflächen) anhand der beiden Referenzsubstanzen Di-butyl-phthalat (DBP) und Di-2(ethylhexyl)-phthalat (DEHP). Zu diesem Zweck wurden verschiedene Experimente in Emissionsprüfkammern sowie einer simulierten Innenraumumgebung durchgeführt und anschließend mit einem geeigneten Emissionsmodell für die Vorhersage der Konzentrationsentwicklung unter den gewählten Bedingungen nachvollzogen. Das eingesetzte Modell erlaubt die Berechnung des Massentransfers von der Emissionquelle in die Raumluft aus Basis der Materialeigenschaften der Quelle. Es zeigte sich, dass die Verteilung von DEHP aus einem Polymer in mögliche Senken (z.B. Staub) nur in geringem Maße über einen Gasphasentransfer geschieht. Erst durch direkten Kontakt zwischen Staub und Polymer findet ein stärkerer Massentransfer von DEHP statt, der Abhängig von der Konzentration im Polymer ist. Des weiteren, erhöhen luftgetragene Partikel die Emissionsrate von SVOC in einem Material und erlauben prinzipiell die Einstellung einer Summenkonzentration Gas- und Partikelphase in der Luft, die größer als die Sättigungskonzentration der Substanz ist. Die Ergebnisse von physikalisch basierten Modellen für die Vorhersage von SVOC-Konzentrationen in der Innenraumluft sind mit erheblichen Unsicherheiten belastet, da eine vollständige Charakterisierung des modellierten Systems nicht ohne vorherige Messungen möglich ist.