| Front page | | Contents | | Previous | | Next |

Siloxanes - Consumption, Toxicity and Alternatives

Sammenfatning og konklusioner

Denne undersøgelse har til formål at give et overblik over anvendelsen af siloxaner i Danmark, siloxanernes miljø- og sundhedsmæssige egenskaber og hvilke alternativer, der findes til siloxaner til udvalgte formål. Undersøgelsen er igangsat af Miljøstyrelsen, fordi der de seneste år er opstået en stigende bekymring for, at visse af siloxanerne kan have nogle uønskede effekter på mennesker og i miljøet.

Siloxaner er kemiske forbindelser med en "rygrad" af skiftende silicium (Si) og ilt (O) atomer. På hvert af siliciumatomerne sidder der en eller flere organiske grupper. Siloxanerne er byggestenene i silikoneprodukter eller udgør en mindre del af andre produkter, som det fx er tilfældet i kosmetik eller maling. I dagligdags sprog anvendes navnet silikoner ofte som synonym for siloxaner.

Siloxanernes og silikoneprodukternes egenskaber er afhængig af længden af Si-O kæderne, de kemiske grupper fæstnet til kæderne og tilstedeværelsen af tværbindinger mellem kæderne. Silikoneprodukter grupperes i silikonevæsker, silikoneelastomerer og silikoneharpikser. Silikonevæsker indgår i en lang række produkter, som fx kosmetik og maling, silikone elastomerer anvendes hovedsageligt til fugemasser og silikonegummier, mens harpikser hovedsageligt anvendes til malinger. De mest almindelige siloxaner er polydimethylsiloxan med forskellige modifikationer.

Af særlig interesse for denne undersøgelse er de relativt små forbindelser: siloxaner med en cyklisk struktur og kortkædede lineære siloxaner med kun få Si-O led. De mest udbredte er octamethylcyclotetrasiloxan (D4) og decamethylcyclopentasiloxan (D5). Disse forbindelser er udbredt anvendt i kosmetikprodukter og visse plejemidler som fx voks. Mange af stofferne er flygtige, og brugerne er direkte eksponeret for stofferne, når de bruger produkterne, og en stor del af stofferne bliver udledt til luften eller med spildevand.

Forbrug af siloxaner i Denmark

Forbruget af siloxaner opdelt på anvendelsesområder er vist i tabel 1. Overslagene er i høj grad baseret på kendskab til forbruget af siloxaner i Vesteuropa under antagelse af at forbrugsmønstret i Danmark for de fleste produkter ligner det generelle forbrugsmønster i Vesteuropa. I tabellen er der for hvert anvendelsesområde angivet et bedste estimat samt en vurdering af usikkerheden på de enkelte estimater.

Det samlede forbrug er anslået til omkring 3.100 t/år. Når usikkerheden ved at basere overslagene på oplysninger om det samlede vesteuropæiske forbrug tages i betragtning, vurderes den korrekte angivelse af det samlede forbrug at befinde sig inden for intervallet 2.400-3.800 t/år.

Typen af siloxaner/silikoner er også vist i tabellen. Typen giver er grov indikation af potentialet for udledninger til luften og til spildevand. Flygtige væsker udledes til atmosfæren, mens andre væsker kan ende i spildevand eller tabes direkte til overfladevand og jord. Elastomerer og harpikser vil hovedsageligt ende i fast affald, som bortskaffes til affaldsforbrænding eller deponier.

Det største anvendelsesområde er silikonefugemasser (mængden, der angives i tabellen, er mængden af silikone i fugemasserne). Herudover anvendes siloxaner i en bred vifte af produkter: kosmetik og toiletprodukter, maling, rengøringsmidler, tøj, produkter til medicinske anvendelser, kølemidler, mm. Ofte udgør siloxanerne kun en lille del af produkterne, bl.a. som skumhindrende middel.

Der anvendes inden for hvert enkelt anvendelsesområde et stort antal forskellige siloxaner. For eksempel er der i Produktregistret registreret 53 forskellige siloxaner (CAS-numre), som anvendes i fugemasser, og 98 forskellige siloxaner, som anvendes i maling og lak. Der optræder omkring 200 siloxaner og siloxan-derivater på EUs liste over ingredienser i kosmetiske produkter (INCI 2000).

De enkelte siloxaner anvendes ofte i mange typer af produkter. Den mest udbredt anvendte siloxan, polydimethylsiloxan, er således i Produktregistret registreret anvendt til 159 produkttyper. Den mest udbredte af de cykliske siloxaner, octamethylcyclotetrasiloxan, er registreret i 49 produkttyper: Malinger, rengøringsmidler, farvestoffer, spartelmasse, pudsecreme, lime, m.m. Den samlede registrerede mængde er dog for de fleste af produkttyperne meget beskeden.

Tabel 1 Forbrug af siloxaner i Danmark i 2002

* Angivelse af usikkerhed:
Lav : Den korrekte værdi er formentligt inden for et interval på x ±25%, hvor x er det bedste estimat (den værdi, der er angivet i tabellen)
Medium: Den korrekte værdi er formentlig større end halvdelen og mindre end to gange det bedste estimat.
Høj: Den korrekte værdi er kan meget vel være mindre end halvdelen end eller større end to gange det beste estimate.

Udledninger til miljøet

Den væsentligste kilde til udslip af siloxaner til luften er flygtige siloxaner, som anvendes i kosmetik, voks, polish og i mindre grad en række andre anvendelser.

Det har ikke været muligt at få præcis information om mængden af flygtige siloxaner som anvendes til disse formål. Men de flygtige siloxaner synes at udgøre en betydelig del af de siloxaner, som anvendes i kosmetikprodukter, og det anslås groft, at mellem 25 og 200 tons siloxaner hvert år udledes til luft. Siloxaner, der bortskaffes via forbrændingsanlæg regnes at blive næsten 100% destrueret ved forbrændingen, og forbrændingsanlæg betragtes ikke som væsentlige kilder til udledninger af siloxaner til luften. Ikke-flygtige silikonevæsker anvendt i kosmetik, voks, polish, rengøringsmidler og i tekstiler (blødgørere) vil i høj grad ende i spildevand og afledes til renseanlæg. De totale udledninger af siloxaner til renseanlæg anslås groft til 200-700 t/år. Ved renseprocessen vil siloxanerne hovedsageligt ende i slammet og vil med slammet spredes på landbrugsjord, forbrændes eller deponeres.

Hovedparten af siloxaner anvendt i silicone elastomerer og harpikser i fugemasser, maling, gummier, m.m. bortskaffes til affaldsforbrænding eller deponi med byggematerialer. Ved affaldsforbrændingen vil siloxanerne blive destrueret.

Sundheds- og miljøeffekter

Ved screening for sundheds- og miljøeffekter er der fokuseret på de cykliske og korte lineære siloxaner.

Kun få af siloxanerner er beskrevet i litteraturen med hensyn til sundhedseffekter, og det er derfor ikke muligt at foretage brede konklusioner og sammenligninger mellem sundhedsfarligheden af de forskellige siloxaner. De fundne data vedrører primært de cykliske forbindelser D4 (octamethylcyclotetrasiloxan) og D5 (decamethylcyclopentasiloxan) og den korte lineære siloxan HMDS (hexamethyldisiloxan).

Den akutte giftighed af de tre siloxaner er relativt lille uanset om stofferne indåndes eller indtages gennem munden eller huden, og der er ikke noget krav om klassifikation for akut giftighed. De er ikke påvist at irritere huden eller øjnene, og der er ikke fundet sensibilisering ved hudkontakt. Der er ikke fundet data om sensibilisering ved indånding.

Studier af subakut og subkronisk giftighed viser, at leveren er det organ, i hvilket der ses de væsentligste effekter af D4, som også inducerer dannelsen af levercelle enzymer. Denne enzymdannelse bidrager til at fjerne stoffet fra vævet. Det primære organ for effekter af D5 eksponering er lungerne. D5 har samme enzymdannelsesprofil som D4. Subakut og subkronisk indånding af HMDS påvirker i rotter især lungerne og nyrerne.

Ingen af de undersøgte siloxaner viser tegn på at skade arveanlæggene hverken i reagensglasforsøg (in vitro) eller ved forsøg i levende organismer (in vivo). Foreløbige undersøgelser viser, at D5 har et potentiale for at være kræftfremkaldende.

D4 anses at påvirke frugtbarheden af rotter ved indånding og er klassificeret som et stof der er giftigt i forhold til forplantningsevnen i kategori 3 og er tildelt risikosætningen R62, "Mulig risiko for hæmmet forplantningsevne".

Resultaterne af et studie med det formål at screene for østrogen aktivitet indikerer, at D4 har en svag østrogen og anti-østrogen aktivitet og er en delvis agonist (forøger virkningen af østrogen). Det er ikke ualmindeligt, at stoffer der har østrogen virkning også har anti-østrogene egenskaber. Sammenligning af den østrogene styrke af D4 med ethinylestradiol (et steroid hormon) indikerer, at styrken af D4 er henholdsvis 585.000 gange og 3,7 mio. gange mindre end styrken af ethinylestradiol i to forskellige rottestammer.

På grund af manglen på påviste effekter af stofferne på andre "endpoints", som anvendes til at vurdere østrogene effekter, er der stillet spørgsmålstegn ved, om effekten af D4 i forhold til forplantningen skyldes en østrogenvirkning. Det er foreslået at mekanismen er en forsinkelse af den såkaldte LH-bølge, som er nødvendig for en optimal timing af ægløsningen.

Baseret på de gennemgåede undersøgelser, er de kritiske effekter af de her omtalte siloxaner en hæmmet forplantningsevne (D4) og potentielle kræftvirkninger (svulster i livmoderen). Yderligere ser der ud til at være nogle effekter på en række organer af gentagen eksponering: leveren (D4), nyrerne (HMDS) og lungerne (D5 og HMDS).

En mulig østrogen effekt, som bidrager til D4's hæmning af forplantningsevnen er til diskussion. Der er dog en indikation på, at denne hæmning er forårsaget af andre mekanismer.

Baseret på den gennemgåede litteratur synes der ikke at være problemer hvad angår akut giftvirkning, irritationer, sensibiliseringer og skader på arveanlæggene.

Siloxanerne er generelt meget stabile forbindelser, der er svært nedbrydelige i miljøet. De cykliske siloxaner og kortkædede lineære siloxaner opkoncentreres i organismer (biokoncentreringsfaktorer er ikke undersøgt for de langkædede siloxaner). De beregnede biokoncentreringsfaktorer (BCF) af de små siloxaner varierer fra 340 for HMDS til 40.000 for phenyleret trisiloxan (phenyl trimethicone). De små phenylerede siloxaner synes at have meget høje biokoncentreringsfaktorer, og modelberegningen indikerer, at det også er disse stoffer, som er de mest giftige for organismer i vandmiljøet.

Alternativer til siloxaner i kosmetikprodukter og plejemidler

Traditionelt har siloxanerne været på positivsiden, når emnet har været substitution, fx som alternativer til PCB. Udviklingen af alternativer til siloxaner har hovedsageligt fokuseret på siloxaner anvendt i kosmetik og brystimplantater. Hidtil har det i Danmark ikke været en konkurrenceparameter, at kosmetik ikke indeholder siloxaner, men mange, især amerikanske producenter, bruger Internettet til at annoncere for silikonefri hår- og hudplejeprodukter.

Da kosmetik og plejemidler er blandt de vigtigste produktgrupper, hvad angår forbrugereksponering og udledninger af siloxaner til miljøet, har vurderingen af alternativer fokuseret på disse produktgrupper.

Siloxanerne har en række egenskaber som det ikke er nemt at erstatte med brug af alternativer. I sæber og "leave-on" produkter (bl.a. lotions og hudcremer) giver siloxanerne fx produkterne en kombination af glat og blød fornemmelse på huden samtidig med, at produkterne ikke føles fedtede på huden. Især er de flygtige siloxaners egenskaber svære at erstatte.

Prisen på alternativerne varierer fra en pris lidt lavere end siloxanernes til omtrent det dobbelte af siloxanernes pris. Brugen af alternativer vil normalt ikke kræve ændringer i produktionsudstyr.

Alternativer til siloxaner i kosmetikprodukter, fundet gennem henvendelse til danske producenter og leverandører, er vist i tabel 2.

Substitution af siloxaner har ikke tiltrukket sig særlig opmærksomhed fra producenter af rengørings- og plejemidler. Siloxaner som anvendes i rengøringsmidler, voks og polish er i almindelighed forskellige fra siloxanerne, som anvendes i kosmetikprodukter, selvom om nogle af de ønskede egenskaber er de samme fx glans, skumhindring og den egenskab at produkterne let kan fordeles på overfladen. De fundne alternativer er derfor også forskellige fra de alternativer, der er udviklet til kosmetikprodukter. Det er blandt producenter og leverandører den generelle opfattelse, at siloxanerne har visse særlige egenskaber, som det er svært at finde hos alternativerne. Disse egenskaber er især knyttet til siloxanernes brug som opløsningsmiddel, emulgeringsmiddel, skumhindrende middel og anti-smuds middel.

De fundne alternativer til siloxan antiskummidler er nonioniske mineralske olier (tensider), paraffinolier og vegetabilske olier samt blokpolymerer bestående af polyetylenglycol og polypropylenglycol. Alternativer til amino-funktionelle dimethylsiloxaner i polish er lipophile tensider. Det er dog vanskeligt at vurdere, i hvilken grad alternativernes egenskaber faktisk svarer til siloxanernes. Der kan findes en del annoncering for "silikone-fri" polish og voks, men det vil normalt være af tekniske årsager, at det fremhæves, at produkterne er silikonefri, da silikoner til visse formål er uønskede.

Tabel 2 alternativer til siloxaner i kosmetikprodukter fundet hos danske producenter og leverandører

* Anvendes som alternative til cyclomethicone og paraffin, men kan ikke substituere alle siloxanens egenskaber
N/A : CAS Nr. er ikke oplyst eller fundet - stoffer er ikke fundet i den 1. opdaterede liste med ingredienser anvendt i kosmetiske produkter I EU (INCI 2000)

| Front page | | Contents | | Previous | | Next | | Top |

Version 1.0 September 2005, © Danish Environmental Protection Agency