Miljøevaluering af organotin i plastprodukter

Miljøevaluering af organotin i plastprodukter

2. Sammendrag

Organotin er forbindelser, hvor der indgår en kemisk binding mellem et tinatom og et eller flere kulstofatomer. Di- og monoorganotinforbindelser anvendes i polymerindustrien som katalysatorer og stabilisatorer. I dette projekt er gennemført miljøvurdering af seks organotin stamformer, der repræsenterer de 10 oprindeligt udvalgte organotinforbindelser og dækker de organotinforbindelser, der anvendes i plast- og polymerindustrien.

Miljøevalueringen er baseret på praksis som er beskrevet af OECD og EU Kommission for beregning af PEC og PNEC. Der er dog ikke gennemført en fuld miljørisikovurdering efter "Technical Guidance Documents in support of Commission Directive 93/67/EEC on Risk Assessment for New Notified Substances and Commission Regulation (EC) No. 1488/94 on Risk Assessment for Existing Substances". Den anvendte dokumentation rækker fra originale undersøgelser efter internationalt anerkendte test retningslinier til upublicerede referencer af svingende kvalitet.

Mono- og diorganotinforbindelser anvendes i polymerindustrien, især til PVC, silicone og polyurethan. En mindre del anvendes i farve- og lakindustrien. I forbindelse med produktion kan der ske emission til jord, vand og luft, men der er ingen produktion af organotin til polymerproduktion og ingen produktion af polymer i Danmark. Frigivelse af organotinforbindelser til miljøet er derfor vurderet med baggrund i anvendelsesmønsteret, livscyklus af produktet og information om frigivelse af organotin til miljøet under produktets levetid.

I Danmark er der målt organotin i overfladevand og slam fra renseanlæg. I vandmiljøet er der især målt mono- og dibutyltin nær havne og marinaer, hvor de kan forekommer som et resultat af nedbrydning af antibegroningsmidlet tributyltin. Der er ingen målinger af organotin i drikkevand, regnvand, grundvand eller andre ferskvandsmiljøer. Der er målt organotin i sediment, men kun butyltinforbindelser. I slam fra renseanlæg er der målt butyl-, phenyl- og octyltinforbindelser. Phenyltin og octyltinforbindelser anvendes ikke i antibegroningsmidler, men octyltin anvendes ofte som stabilisator i dansk PVC. Phenyltin er tilladt til anvendelse i træbeskyttelsesmidler.

Organotin har høj molekylevægt og forekommer på ionform i vandmiljøet. De har derfor lille potentiale for at fordeles til atmosfæren med undtagelse af metyltin. Metyltin anvendes kun i meget ringe omfang i Danmark. Organotin nedbrydes langsomt i vand (halveringstid T_½= 2-17 dage) og i sediment (T_½= 1-2 år med ilt tilstede). Under iltfri forhold sker nedbrydningen meget langsomt (T_½ >2,5 år for tributyltin).

Nedbrydningen af organotinforbindelser sker også relativt langsomt i nedbrydningstest. Her omdannes typisk ca. 20-28 % i løbet af 28 dage, hvilket svarer til en halveringstid på ca. 43-63 dage.

Sediment-vand og jord-vand fordelingskoefficienten (K_d) varierer meget for organotinforbindelser. På grund af stoffernes ioniske karakter i miljøet kan spredningen i miljøet ikke beregnes med oktanol-vand koefficenter som for organiske stoffer. Baseret på målinger i renseanlæg vurderes det, at den primære rute for organotin stabilisatorer fra PVC og polymerer til miljøet er via adsorption til slam.

Nogle organotinforbindelser er bioakkumulerbare (BCF > 100), men BCF er generelt ikke høj (40-400). For visse hvirvelløse organismer, som mangler nedbrydningsystemer, kan BCF dog blive op til 1000 gange højere (målt for tributyltin).

Tabel 2.1
PEC/PNEC ratioer (risikokvotient) beregnet efter OECD og EU retningslinier.
PEC/PNEC ratio (risk quotient) calculated according to OECD and EU guidelines

Baseret på de tilgængelige data kan en risiko for vandmiljøet med den nuværende anvendelse og udledning af dibutyltin og dioctyltin ikke udelukkes. Dibutyltin forekommer imidlertid ikke kun på grund af dets anvendelse i PVC. Det væsentligste bidrag til dibutyltinpuljen i vandmiljøet vurderes at være nedbrydningen af tributyltin, der anvendes som antibegroningsmiddel.

Der er ingen risiko for jordmiljøet for butyltin, dibutyl- eller dioctyltin. Bestemmelsen er baseret på gennemsnit af K_d-værdier som varierer meget. PEC/PNEC ratioen for dioctyltin i jordmiljøet er dog nær 1. Dioctyltin stammer sandsynligvis udelukkende fra anvendelsen i plast- og polymermaterialer, i modsætning til dibutyltin, og en øget anvendelse af dioctyltin kan medføre en overskridelse af PEC/PNEC ratioen på 1. Datagrundlaget er dog begrænset både hvad angår fordelingskoefficient for jord-vand og akuttest på alger.

For octyltin er der ikke tilstrækkeligt datamateriale til at gennemføre vurderingen. For mono- og dimetyltin kan der ikke gives en vurdering for jordmiljøet, p.g.a. manglende fordelingskoefficienter og manglende data på forekomst.

Organotinforbindelser kan i mange tilfælde erstatte de blyforbindelser der anvendes i PVC i dag. I de fleste tilfælde vil Ca/Zn-forbindelser blive foretrukket i stedet og her antages disse forbindelser ikke at være miljøbetænkelige. Blys toksicitet i miljøet er derfor sammenholdt med organotin i to typiske scenarier, hvor PVC stabilisatorerne eller deres nedbrydningsprodukter vil optræde i miljøet: Der vil være to typiske scenarier, hvor PVC stabilisatorerne eller deres nedbrydningsprodukter vil forekomme i miljøet:

1. Forekommer som uorganisk bly eller organotin:
   a. udledt ved overløb af spildevand til akvatisk recipient
   b. udbragt med spildevandsslam til jord
2. Forekommer som uorganisk bly eller tin:
   a. ført med affald til forbrænding
   b. deponeret med affald til jordmiljø

Stofferne kan optræde i miljøet i den form de frigives fra PVC-matricen (som bly eller organotin). De vil da spredes med spildevand, især via overløb, til akvatiske recipienter (1a) eller med slam til landbrugsjord og dermed til det terrestriske miljø (1b).

Organotin PVC-stabilisatorerne kan også forekomme som uorganisk nedbrydningsprodukt (tin). Det vil ske hvis PVC-matricen føres med affald til forbrænding, hvor organotinforbindelser vil blive oxideret til uorganisk tinoxid o.lign. Ved forbrænding vil der kunne dannes luftbårne stoffer, men der dannes også slagger og opsamles filterstøv, som i lighed med affald deponeres i det terrestriske miljø, omend i specialdepoter (2a). Fra PVC affald som deponeres uden forbrænding vil der også kunne ske en frigivelse af stabilisatorer i uorganisk form (2b).

Baseret på oplysningerne om økotoksikologiske effektkoncentrationer for bly- og organotin stabilisatorer er det for både jord- og vandmiljøet mindre belastende at anvende organiske tin stabilisatorer til PVC end bly, hvor påvirkningen af miljøet sker via deponering eller afbrænding.

På baggrund af økotoksikologiske data kan det konkluderes, at det ikke umiddelbart vil være en miljømæssig fordel at erstatte bly med organiske tinstabilisatorer i PVC, hvor en direkte påvirkning af miljøet sker med uorganisk bly eller organisk tin. Det er f. eks. ved direkte udledning af spildevand ved overløb, og ved udbringning af slam på landbrugsjord.