Identification and assessment of alternatives to selected phthalates

Dansk sammenfatning

I denne undersøgelse er en række blødgørere, som kan anvendes som alternativer til ftalaterne DEHP, DBP and BBP, blevet beskrevet og vurderet. Til de fleste anvendelser af ftalaterne er der blevet fundet brugbare alternative blødgørere og 10 af disse er blevet vurderet i detaljer. Nogle af de vurderede alternativer har et bredt anvendelsesområde mens andre er mere specialiserede. Alternative blødgørere, der kan erstatte DEHP, først og fremmest blødgørerne DINA, DINCH, DEHT, ATBC og ASE markedsføres til priser der varierer fra lidt højere til væsentligt højere end prisen på DEHP. Resultatet af vurderingen viser endvidere at alternativer til DBP og BBP er til rådighed for de fleste af anvendelserne af stofferne til priser, som er meget lig prisen på ftalaterne.

Alle 10 vurderede stoffer forventes, på basis af undersøgelser på dyr, at have en lav akut toksicitet. For tre af de vurderede alternativer er der data, som viser at stofferne ikke kan betragtes at være CMR stoffer (at kunne fremkalde kræft, skader på arveanlæg, eller skader på fostre eller forplantningsevnen). For de øvrige alternativer mangler der data for mindst én af de kritiske parametre. De toksikologiske data for DEGD og DGD, to af de tilgængelige alternativer til DBP og BBP anvendt i polymerer (plastmaterialer) indikerer, at stofferne måske kan have en effekt på forplantningsevnen, men resultaterne er ikke statistisk signifikante, og der er brug for flere data for at kunne lave en klar konklusion. Med hensyn til miljøegenskaberne er der ingen af de 10 undersøgte alternativer der opfylder kriterierne for at være PBT stoffer (persistente, bioakkumulerbare og giftige i vandmiljøet) eller vPvB stoffer (meget persistente og meget bioakkumulerbare), selv om alle stofferne på nær GTA udviser én eller to af disse egenskaber.

Ortho-ftalater er en gruppe af stoffer som sammen har vist sig at have en bred anvendelse som blødgørere. Især har almen-blødgørerne DEHP, DINP and DIDP har haft stor betydning på grund af deres brede anvendelighed i PVC. DBP og BBP er special-blødgørere som i polymeranvendelser typisk har været brugt sammen med andre blødgørere for at opnå bestemte procesbetingelser eller materialeegenskaber. Det brede anvendelsesområde kombineret med forholdsvis lave priser har gjort ftalaterne til det foretrukne valg af blødgørere i PVC industrien, og ftalaterne udgør i dag 90% af det totale forbrug af blødgørere til PVC in Europa. Denne andel har været ret stabil i de eneste 10 år, hvor kun fordelingen mellem de enkelte ftalater har forandret sig. Forbruget af DBP og BBP har faldet markant de seneste 15 år og den producerede mængde udgør i dag - for hvert af stofferne - kun omkring 1% af den totale mængde ftalater, som produceres

DINP og DIDP er blevet de dominerende alternativer til DEHP på grund af deres lighed med DEHP og kun lidt højere pris. DINP og DIDP kan erstatte DEHP til stort set alle anvendelser og prisen er omkring 10% højere end prisen på DEHP. DINP og DIDP er ikke blevet nærmere vurderet i denne undersøgelse, fordi de allerede er velbeskrevne og der er færdiggjorte EU risikovurderinger omhandlende disse stoffer.

Information om alternativer til DEHP, DBP and BBP, som faktisk anvendes i dag, er blevet indsamlet fra følgende datakilder:

  • Danske producenter og importører af legetøj og småbørnsartikler;
  • Kortlægninger af blødgørere i legetøj og småbørnsartikler markedsført i Holland, Tyskland, Østrig og Schweiz;
  • Direkte kontakt til større producenter af blødgørere.

Disse datakilder er blevet suppleret med information fra litteraturen og producenternes internetsteder.

Som følge af forbuddet mod DEHP, DBP og BBP i legetøj og småbørnsartikler og forbuddet mod DINP, DIDP and DNOP i legetøj og småbørnsartikler, der kan puttes i munden, er der erfaring med at erstatte brugen af ftalaterne i disse produkter. Hollandske kortlægninger af blødgørere i legetøj viser, at DEHP og DBP for få år siden kunne findes i en væsentlig del af alle prøver. I overensstemmelse med det faktum at de væsentligste anvendelser af BBP er i gulvbelægninger og ikke-polymer anvendelser (f.eks. lime) blev der kun fundet BBP i få af legetøjsprøverne, og kortlægninger af blødgørere i legetøj kan derfor ikke bruges til at vise, hvilke blødgørere der anvendes som alternativer til BBP.

Tabel 0.1 oplister blødgørere, som anvendes i legetøj og småbørnsartikler. De stoffer, som er oplyst af danske producenter, er specifikt anvendt af producenterne som erstatning for ftalater, hvorimod nogle af de blødgørere, der er blevet fundet i kortlægningerne af blødgørere i legetøj og småbørnsartikler i andre EU lande, måske ikke har erstattet en tidligere anvendelse af ftalater.

Tre af ikke-ftalat blødgørerne blev fundet i en væsentlig del af alle prøver i begge undersøgelser og alle de danske legetøjsproducenter, der har svaret, har oplyst at disse bliver brugt som alternativer til ftalater: DINCH, DEHT og ATBC. All tre markedsføres som almen-blødgører alternativer til DEHP. Blandt ikke-ftalat alternativer synes der ikke at være ét stof, der kan lave en en-til-en erstatning for alle anvendelser af hver af ftalaterne. Det afhænger af procesbetingelser og de ønskede egenskaber af det færdige produkt, hvilket alternativ der er brugbart. At finde den rette blødgører til en given anvendelse er ofte en kompleks proces da der er mange tekniske kriterier, der skal opfyldes på samme tid. Der kræves ofte omfattende tests af de tekniske egenskaber af polymer/blødgører systemet. Eksempelvis oplyser en dansk producent at udviklingen ledte til en kombination af ATBC, DINCH and DEHT, som kunne blandes i forskellige blandingsforhold, for at opnå en blødgjort PVC der levede op til de krævede standarder med brug af det eksisterende produktionsapparat.

På anmodning har et antal producenter af blødgørere leveret information om deres markedserfaringer med mulige alternativer til DEHP, BBP og DBP. Desværre har producenterne af DINCH og DEHP, som har en stor anvendelse i legetøj, ikke leveret detaljeret information, og vurderingen af disse stoffer er derfor overvejende baseret på information fra producenternes Internetsteder. Begge stoffer markedsføres som almen-blødgørere til PVC.

Baseret på informationen om blødgørere fundet i legetøj og småbørnsartikler og indledende oplysninger fra producenter, blev der opstillet en bruttoliste på 25 potentielle ikke-ftalat alternativer, og fra denne liste blev der udvalgt 10 blødgørere til den videre vurdering.

Benzoater (repræsenteret i tabel 0.2 af DGD og "Blanding af DGD, DEGD, TGD") har været de vigtigste alternativer til BBP, fordi de giver tilfredsstillende procesbetingelser og egenskaber af det færdige produkt og har næsten samme pris som BBP. BBP er omtalt som en kritisk komponent i forseglinger til termoglasruder, og det kan ikke udelukkes, at der findes nogle niche-anvendelser, hvor alternativerne ikke er anvendelige.

Klik her for at se: Tabel 0.1 Blødgørere fundet i legetøj og småbørnsartikler

Der findes erfaring i brug af alternativer til alle større anvendelser af DEHP, DBP, og BBP. Erfaring for 6 af de udvalgte blødgørere, for hvilke detaljeret information blev tilvejebragt, er vist i tabel 0.2. Bemærk at alternativerne typisk ikke kan erstatte ftalaterne 1:1, men at de ofte bruges i en kombination af flere stoffer.

Tabel 0.2 Alternativer til DEHP, BBP og DBP, som er foreslået af de kontaktede producenter af blødgørere, fordelt på anvendelsesområder med en indikation af markedserfaringer.
Anvendelse Markedserfaringer (1 til 4) *1
  ASE GTA DGD Blanding af DGD, DEGD, TGD ATBC COMGHA
Som alternativ til DEHP            
Anvendelser i polymerer:            
Kalendrering af film, plader og overfladebehandlede produkter 2 2 4 4 3 3
Kalendrering af gulvbelægning, loft- og vægbeklædnin g 4 2 3 3   3
Extrudering af slanger og profiler 2 2 3 3 3 3
Extrudering af ledninger og kabler 2 2 3 3   3
Extrudering af diverse produkter 2 2 2 2 2 3
Sprøjtestøbning ? 2 2 2   3
Plastisol belægning af gulvbelægning 2 2 2 2   2
Anden plastisol belægning 2 2 2 2   3
Undervognsbehandling 2   3 3    
Medicinske artikler af PVC   2     2  
Legetøj og småbørnsartikler   2     1  
Anvendelser i ikke-polymerer: 0          
Lime/fugemasser, gummi 2 2 1 1 2 4
Lak og maling 2 2 2 2   4
Trykfarver 2 2 2 2 2 3
Produktion af keramik            
Som alternativ til DBP            
Anvendelser i polymerer:            
Blødgører i PVC 2   1 1 2 2
Blødgører i andre polymerer 2         2
Anvendelser i ikke-polymerer:            
Lime 2 2   1 3 4
Trykfarver 2 3     2 3
Fugemasser 2       3 4
Fugemasser af PU skum 2       4  
Nitrocellulose maling 2 3 2 2 2  
Overfladefilm 3       3  
Glasfiber produktion           4
Kosmetik           2
Som alternativ til BBP            
Anvendelser i polymerer:            
Generel PVC (f.eks. støbte plastikdele) 2         4
Plastisol overfladebelægning af gulvbelægninger 2   1 1   3
Extrudering eller plastisol overfladebelægning 2     2   2
Kalendrering af film 2   4 4   3
Anvendelser i ikke-polymerer:            
Fugemasser 2   1 1    
Overfladebelægninger og trykfarver   2 1   3  
Lime 2     1    
Neglelak         1  

Note til tabel på
*1: Forklaring af kategorierne for markedserfaring: 1) Vigtigste alternativ på markedet 2) Væsentlig markedserfaring. 3) Eksempler på erfaring i fuldskala. 4) Erfaring på pilot- eller laboratorieskala.

Ikke-ftalat alternativer til DBP og DEHP har indtil nu primært været brugt til særlige anvendelser. DBP er i polymerer typisk blevet brugt i relativt lav koncentration i kombination med DEHP og hele blødgørersystemet erstattes af andre blødgørersystemer. En sammenfatning af de 10 alternativers tekniske egnethed og deres pris sammenlignet med DEHP, DBP and BBP er vist i Tabel 0.3.

Tabel 0.3 Sammenfatning af den tekniske vurdering af alternative blødgører (i alfabetisk orden) og deres pris i forhold til DEHP; DBP of BBP *1
Stof Overordnet teknisk vurdering Pris sammenlignet med DEHP *1
ASE ASE er en almen-blødgører, som kan anvendes som alternativ til DEHP. Producenten har indikeret en væsentlig erfaring i forhold til de fleste traditionelle anvendelser af DEHP, DBP og BBP. +
ATBC ATBC opfører sig i forhold til nogle parametre ligesom DEHP, hvilket indikerer at stoffet teknisk set egner sig til at erstatte DEHP til nogle anvendelser. Den højere ekstraherbarhed i vandige opløsninger og stoffets større flygtighed begrænser muligvis ATBCs egnethed som blødgører i PVC. De data, der har været til rådighed, tillader ikke en nærmere vurdering af ATBCs tekniske egnethed som alternativ til DEHP, DBP og BBP. ++
Benxoflex 2088 (med DEGD) Producenten har indikeret væsentlig markedserfaring inden for flere af de traditionelle anvendelser af DBP og BBP som special-blødgørere og visse anvendelser af DEHP, navnlig i ikke-polymer anvendelser (lime, fugemasser og andet) og PVC plastisol overfladebehandling. I følge producenten er Benzoflex 2088 (med DEGD) det væsentligste ikke-ftalat alternativ til DBP og BBP i produktionen af vinylgulve i Europa. Den højere ekstraherbarhed i vand begrænser muligvis stoffets brug til nogle anvendelser.
COMGHA I følge producenten har COMGHA stadig en relativ lille markedserfaring, omend der er mange eksempler på fuldskala-brug og pilot- eller laboratorieskala forsøg og en væsentlig markedserfaring i nogle plastisol anvendelser og i kosmetik. Producenten fandt at stoffet havde gode egenskaber i relation til en række væsentlige tekniske parametre, hvilket indikerer et potentiale for at kunne erstatte DEHP og eventuelt DBP og BBP til nogle af disse blødgøreres traditionelle anvendelser. ++
DEHT DEHT er en almen-blødgører, som kan anvendes som alternativ til DEHP. DEHT er for øjeblikket mere almindeligt brugt i USA end andre steder.
DINA DINA har mest været brugt til lav-temperatur anvendelser i PVC og i PVC film/indpakning. De data, som har været til rådighed for denne undersøgelse, tillader ikke en klar vurdering af DINAs egnethed som alternativ til DEHP. +
DINCH Producentens salgsmateriale indikerer en relativt udbredt brug af DINCH som almen-blødgører. DINCH var den mest hyppigt fundne blødgører i to europæiske undersøgelser af blødgørere i legetøj og småbørnsartikler. De data, der har været til rådighed, tillader ikke en nærmere vurdering af DINCHs tekniske egnethed som alternativ til DEHP, DBP og BBP. +
DGD Det faktum at DGD i mange år har været en velkendt og meget anvendt konkurrent til BBP, især i PVC gulvbelægning of PVA lime, indikerer, at DGD fra en teknisk synsvinkel har et klart potentiale for at kunne erstatte BBP. DGD kan formentlig også erstatte DEHP og DBP til nogle af disse blødgøreres traditionelle anvendelser.
GTA I følge en producent kan GTA erstatte DBP og BBP i lime, trykfarver og overfladebehandlinger. De data, der har været til rådighed, tillader ikke en nærmere vurdering af GTAs tekniske egnethed som alternativ til DEHP, DBP og BBP. +
TXIB TXIB blev fundet i mere end 10% af prøverne i kortlægninger af blødgørere i legetøj og småbørnsartikler. Producenten betragter dog ikke TXIB som alternativ til DEHP, DBP og BBP, og brugen af TXIB i vinylgulvbelægninger har været faldende i 1990-erne på grund af høje emissionsrater fra produkterne. TXIB synes derfor ikke at være et egnet alternativ til DEHP, DBP og BBP. NA

Noter: *1: Baseret på en sammenligning med DEHP, men DBP og BBP er oplyst at have den samme pris og notationen kan derfor også bruges til at indikere prisen relativt til DBP og BBP.. "≈" betyder samme pris eller en smule højere eller lavere end DEHP; "+" betyder en del højere pris (10-50% højere)end DEHP og "++" betyder betydeligt højere pris end DEHP. Rapporten giver eksempler på de faktiske priser.

Alternativernes pris

Som det er vist i tabellen ovenfor var prisen på alternativerne DEHT, DGD og Benzoflex 2088 på det samme niveau som prisen på DEHP, DBP and BBP (såvel som på ortho-ftalat alternativerne), hvorimod ASE, DINA, DINCH og GTA var en del dyrere og ATBC og COMGHA var væsentligt dyrere. Indholdet af DEHP i blødgjort PVC er typisk 30% af plastikmaterialet, og en stigning i prisen på eksempelvis 30% vil resultere i en prisstigning på 10% på plastikmaterialet.

Prisen på kemikalier (og andre industriprodukter) har en tendens til at falde når produktionskapaciteten og konkurrencen stiger. Forskellige kemikalier er dog baseret på forskellige råmaterialer og mere eller mindre komplekse og ressourcekrævende kemiske synteseteknologier. Dette sætter naturligvis en grænse for den laveste pris, som kan opnås selv i et modent marked, og nogle af de beskrevne alternative blødgørere vil formentlig forblive på et højere prisniveau end ftalaterne. Det skal bemærkes, at prisen på DEHP er faldet væsentligt over de seneste ti år, formentlig på grund af en mindsket efterspørgsel, som konsekvens af reguleringen.

Udover prisen på blødgørerne, kan erstatningen af ftalaterne indebære nogle omkostninger til forskning og udvikling og til procesændringer, som ikke er blevet vurderet i denne undersøgelse.

Vurdering af alternative fleksible polymerer

Der er en række fleksible polymerer til rådighed, som kan erstatte blødgjort PVC til mange anvendelser. Polyethylen (PE), polyolefin elastomerer, forskellige typer af polyuretan (PU), ethylen vinyl acetat (EVA) and forskellige gummityper er eksempler.

For mange anvendelser af blødgjort PVC eksisterer der også andre erstatningsmaterialer end fleksible polymerer. Der er kun få eksisterende LCA-baserede, anvendelsesfokuserede vurderinger, og oftest har der ikke kunnet laves entydige konklusioner i undersøgelserne. Men der findes mange materialer, som synes at have lige så gode eller bedre profiler med hensyn til miljø, sundhed og sikkerhed. Vurderingerne, som er lavet i denne undersøgelse, tillader ikke en mere detaljeret analyse af muligheder og begrænsninger i brugen af alternative fleksible polymerer.

Miljø- og sundhedsvurdering

I tabel 4 er de iboende egenskaber af de undersøgte alternativer sammenfattet ved at angive en række nøgleparametre: akutte og lokale effekter, sensibilisering, kræftfremkaldende effekter, skader på arveanlæg, skader på fostre eller forplantningsevnen, persistens, bioakkumulering, og giftighed i vandmiljøet.

Af sammenfatningen ses, at alle ti stoffer - baseret på undersøgelser på dyr -forventes at have en lav akut toksicitet. Med hensyn til lokale effekter virker de fleste af stofferne ikke irriterende på hud og øjne eller giver kun anledning til en svag irritation, som ikke vil medføre en klassificering af stofferne. Ingen af de testede stoffer er sensibiliserende.

Effekter fra toksicitetsstudier med gentagne doser omfatter overvejende reduceret kropsvægt, forøget organvægt (lever og/eller nyre) og for nogle stoffer også ændringer i kliniske kemiske eller patologiske parametre. Der er dog ikke observeret væsentlige patologiske effekter.

Studier med henblik på at evaluere stoffernes potentiale for at indvirke på forplantningsevnen eller afkommets udvikling viser toksiske effekter på forældre og afkom. Der er blevet observeret en statistisk signifikant toksicitet af TXIB på forplantning og udvikling.

Klik her for at se: Tabel 0.4 Overblik over de væsentligste toksikologiske og økotoksikologiske egenskaber af alternativer.

Muligheden for kræftfremkaldende effekter er kun blevet undersøgt for tre af stofferne i kombinerede undersøgelser. For alle tre stoffer var udfaldet negativt dvs. der sås ikke nogen kræftfremkaldende effekt. Undersøgelserne kan dog ikke anses for tilstrækkelige til at udelukke eventuelle kræftfremkaldende effekter.

Vurderingen af de toksiske egenskaber af ATCB, COMGHA, DINCH og DEHT i denne undersøgelse er i overensstemmelse med en vurdering som for nyligt er lavet af de samme stoffer af EUs videnskabelige komité for nye og nyligt identificerede sundhedsricici (SCENIHR).

Alle stofferne er blevet testet for akut toksicitet for mindst én eksponeringsvej, sensibilisering (pånær ASE), subkronisk toksicitet og skader på arveanlæg. Alle stofferne, på nær ASE, COMGHA og DINA, er testet for både skader på arveanlæg og skader på fostre eller forplantningsevnen.

Med hensyn til kræftfremkaldende effekt er kun ATBC, DEHT og DINCH blevet testet i undersøgelser for kombineret kronisk toksicitet og kræft. For DEGD, DGD og DEHT er den østrogene aktivitet blevet testet i en uterustest uden positiv respons

De fleste af dataene brugt til evalueringen anses for at være af god kvalitet dvs. undersøgelserne følger accepterede guidelines (OECD og US EPA) eller undersøgelserne betragtes som acceptable på det tidspunkt de blev udført. For nogle af studierne er det vanskeligt at vurdere kvaliteten da der kun er begrænset information til rådighed. Nøgleinformation er dog hentet fra IUCLID data ark, USEPA eller OECD ”HPV robust study summaries”.

Med hensyn til miljøegenskaber, er der ingen af de 10 undersøgte alternativer, som opfylder kriterierne for at være PBT stoffer (persistente, bioakkumulerbare eller toksiske i vandmiljøet) eller vPvB stoffer (meget persistente og meget bioakkumulerbare), selv om alle stofferne bortset fra GTA udviste én eller to af disse egenskaber. GTA (triacetin) synes at være let bionedbrydeligt, det bioakkumuleres ikke og det har en meget begrænset giftighed i vandmiljøet.

DEGD, DGD og DINA kommer også ud ganske gunstigt, hvorimod ATBC og COMGHA kommer negativt ud - på trods af deres nedbrydelighed - på grund af deres giftighed i vandmiljøet og bioakkumulerbarhed. Både ASE og DINCH har lav akut giftighed i vandmiljøet, men er ikke let nedbrydeligt og har en høj log KOW værdi. DEHT nedbrydes heller ikke let og er bioakkumulerbart, men dets giftighed i vandmiljøet kan på basis af de tilgængelige data ikke blive fuldt ud vurderet.

Anvendelige data vedrørende bionedbrydelighed (enten som BCF eller log KOW) er tilgængelige for alle alternativer, mens andre data vedrørende stoffernes skæbne i miljøet er mere ukomplette for nogle af stofferne. Med hensyn til data vedrørende økotoksikologiske effekter findes der for alle stoffer resultater fra kort-tids tests med basis-sættet af organismer: fisk, krebsdyr, og alger. Varigheden af nogle af undersøgelserne afviger dog fra den nuværende OECD standard.

Alt i alt er de fundne data af god kvalitet, dvs. de er hovedsageligt baseret på undersøgelser, som er udført i overensstemmelse med accepterede guideline- procedurer og undersøgelserne er blevet evalueret til at være pålidelige med forbehold (f.eks. i USEPA ”HPV robust summaries”).

 



Version 1.0 November 2010, © Danish Environmental Protection Agency