| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Grundstofferne i 2. geled - et miljøproblem nu eller fremover?

Bilag 2. Beryllium

2.1 Stofidentitet

Tabel 2.1
CAS Nr., molekylevægt og EINECS Nr. for beryllium

2.2 Fysisk-kemiske egenskaber

Beryllium er et gruppe 2 element (IIA) i det periodiske system, og metallet har valensen +2 (Be(II)) [12]. Metallisk beryllium har lav massefylde og hører til blandt letmetaller. Det er ikke opløseligt i koldt vand, men har lav opløselighed i varmt vand. Det er opløseligt i svage syrer og baser [10].

Typiske forbindelser af ionen er berylliumhydroxid, berylliumklorid og berylliumsulfat. Opløseligheden for saltene i vand ved neutral pH er relativt lav, og er størst for beryllium klorid. Beryllium kan ud over disse ionbindinger også bindes kovalent og danner i miljøet organometalliske forbindelser som f.eks. (CH₃)₂Be [7]. Tabellen nedenfor viser udvalgte fysisk-kemiske data for metallisk beryllium.

Tabel 2.2
Fysisk-kemiske data for metallisk beryllium. Data fra [1, 2]

2.3 Anvendelse og forbrug

2.3.1 Anvendelser

Beryllium anvendes især i metal- og elektronikindustrien (TV, lommeregnere og PC'er) [18] samt inden for olie- og gasindustrien [6, 17]. I Sverige anvender især flyindustrien stoffet i from af beryllium-kobberlegeringer [6]. I Danmark vurderes olie-/gasindustrien at være det mest betydelige danske anvendelsesområde for beryllium, ligeledes i form af beryllium-kobber legeringer (især pipe-lines og andre undersøiske applikationer).

Supplerende anvendelsesområder er tandlægelegeringer [18, 20], sportsudstyr (golfkugler og cykelstel), visse air bags [21], røntgenudstyr [22], additiv til raketbrændsel [22] og keramik/kompositmaterialer [19, 20] samt nukleart udstyr [20].

2.3.2 Forbrug

Den globale nyproduktion af beryllium har gennem de seneste år været omkring 300-350 tons/år. USA anvendte i 1997 240 tons beryllium [17].

Sverige vurderes at forbruge 3-3,5% af forbruget i USA svarende til ca.7,2-8,2 tons per år [6]. Hvis den danske olie/gasindustri har et forbrug af beryllium på samme niveau som den svenske flyindustri, kan det danske forbrug anslås til ca. 5 tons per år (tal fra 1997). Beregningen er baseret på pro capita-forbruget i USA.

2.4 Emissioner til og forekomst i miljøet

En væsentlig emission af beryllium vurderes i Danmark at stamme fra anvendelse og bortskaffelse af metal- og elektronikprodukter. Stenkul indeholder typisk 0,5-3 mg Be/kg og olie ca. 0,002 mg/kg [6]. Derfor vil forbrænding af fossile brændsler medføre produktion af berylliumholdige affaldsprodukter og/eller emission til atmosfæren.

Koncentrationen af beryllium i vandmiljøet er fundet til 0,0056-1 µg/L, jvf. Tabel 2.3. Baggrundskoncentrationen i vandmiljøet er 0,3 µg/L i ferskvand [14]. I jord er der rapporteret koncentrationer mellem 0,01 og 40 mg/kg. Beryllium findes også i spildevand i koncentrationer på under 2 µg/L. I rensningsanlæg findes de højeste beryllium koncentrationer typisk i fedtfanget. En opkoncentrering af beryllium i slam i forbindelse med slambehandling kan ikke observeres [9]. Resultaterne af slamanalyser angivet i Tabel 2.4 (analyser foretaget i forbindelse med dette projekt) svarer til resultaterne af en tidligere undersøgelse [9]

Den del af beryllium, der anvendes i forbrugerprodukter, vil følge affaldsstrømmen, og det skønnes, at både afbrænding og deponering af fast affald kan medvirke til frigivelse af beryllium. Ifølge Tabel 2.4 er koncentrationerne af beryllium meget lave i emissioner fra danske affaldsforbrændingsanlæg og i perkolat fra deponier for røggasrestprodukter.

Berylliumemissioner fra forbrænding af fossile brændsler sker primært i form af BeO. I Tabel 2.3 ses typiske baggrundskoncentrationer af beryllium i forskellige miljøer. Bemærk, at data ikke stammer fra danske undersøgelser.

Tabel 2.3
Typisk baggrundskoncentration af beryllium i miljøet. Data fra [6, 14]

Niveauet af beryllium i affaldsstrømmen er lavt i alle de undersøgte matricer, jf. 2.4. I vejvandsbassiner blev beryllium fundet i omtrent samme koncentration som f.eks. bismuth og palladium.

Tabel 2.4
Niveauer af beryllium i samfundets affaldsstrømme. Målingerne er foretaget i efteråret 2001

2.5 Fareklassificering

Beryllium har været anerkendt som et arbejdsmiljøproblem siden 70'erne. Beryllium og berylliumforbindelser undtaget berylliumaluminiumsilikater er på listen over farlige stoffer opført som meget giftige ved indånding, giftige med risiko for alvorlig sundhedsfare ved længere tids påvirkning ved indtagelse, kræftfremkaldende i kategori Carc2, lokalirriterende og sensibiliserende (R43) [4, 11]. Berylliumforbindelser undtaget berylliumaluminiumsilikater er desuden klassificeret som miljøfarlige med giftighed over for vandlevende organismer, og de kan forårsage uønskede langtidsvirkninger i vandmiljøet.

Tabel 2.5
Klassificering af og risikosætninger for beryllium og berylliumforbindelser

2.6 Toksikologi

Berylliums toksikologiske virkemåde er knyttet til den divalente beryllium-ion, som kan substituere Mg²⁺ i enzymer, der derved inaktiveres.

På baggrund af materiale om animalsk toksicitet og begrænset materiale om humantoksikologiske effekter betegnes inhaleret beryllium som muligvis carcinogent (gruppe B2) af US EPA. Ved høje doser og kronisk påvirkning af lungerne udvikles der kræft i lungerne, men også ved oral indtagelse er beryllium giftigt [15].

IARCs vurdering af beryllium: Der er tilstrækkelige beviser for at klassificere beryllium og berylliumforbindelser som carcinogene i mennesker og dyr (Group 1) [3].

2.7 Miljøegenskaber

2.7.1 Miljøkemi

Saltene af beryllium er i de fleste tilfælde de eneste af berylliumforbindelserne, der vil medvirke til forurening, og i det akvatiske miljø vil beryllium findes som berylliumioner (Be²⁺) eller hydroxidforbindelser. I vandige økosystemer er koncentrationen af berylliumioner dog lav, da saltene er relativt tungt opløselige ved de pH-værdier, som almindeligvis findes i disse miljøer. I søvand findes beryllium som Be²⁺ og BeOH⁺, mens hydroxidforbindelsen er dominerende i havvand [6]. Opløseligheden af berylliumssaltene og dermed koncentration af berylliumioner i vandfasen stiger ved faldende pH-værdi [7].

Stoffet på ionform kan optages i celler i stedet for andre metalioner. Metalionerne anvendes i forbindelse med cellernes metabolske funktioner, og beryllium kan substituere Mg²⁺ i enzymer og derved deaktivere enzymatisk katalyserede reaktioner.

Berylliumoxid (BeO) fra afbrænding af fossile brændsler returneres normalt til jordoverfladen ved tør- og våddeposition, og er på denne form relativt immobilt ved pH værdier mellem 4 og 8 [7]. Det vurderes derfor kun at være en meget begrænset mængde beryllium, der udvaskes fra jordmiljøet.

2.7.2 Økotoksikologi

Den akutte toksicitet af berylliumsalte i vandmiljøet varierer for Daphnia magna med cirka en faktor 10⁴ alt efter hvilket salt, der er anvendt til den økotoksikologiske test. Som det fremgår af nedenstående tabel, er EC₅₀ således 0,050 mg/L for BeCl₂, mens den for Be(OH)₂ er mellem 236 og 538 mg/L afhængigt af vandets hårdhed. Denne store forskel i toksicitet alt efter berylliumforbindelse skyldes, at saltene har forskellig opløselighed, jvf. afsnit 3.2. Ved neutral pH vil en større del af BeCl₂ findes på ionform som Be²⁺ og Cl^- ioner sammenlignet med BeSO₄.

Tabel 2.6
Udvalgte testresultater for miljøtoksicitet. Data fra AQUIRE [5]

2.7.3 Bioakkumulering

For beryllium er niveauet af bioakkumulering i alle dele af fødekæden lavt, men biokoncentrering i det akvatiske miljø er observeret i enkelte tilfælde [6, 8]. Dette er tilfældet i områder med intensiv afbrænding af kul, hvorved høje koncentrationer af beryllium observeres i vandige miljøer og akvatiske organismer. Naturlige organometalliske forbindelser med beryllium er ikke kendte.

2.8 Sammenfatning

Beryllium anvendes primært i elektronisk udstyr. Saltene af beryllium er i de fleste tilfælde de eneste af berylliumforbindelserne, der vil medvirke til forurening. I vandige økosystemer er koncentrationen af berylliumioner lav, da saltene er relativt tungt opløselige ved pH-værdier, som findes i disse miljøer. Beryllium har kroniske effekter (carcinogenicitet) på mennesker og dyr. Visse opløselige berylliumforbindelser har effektkoncentrationer på akvatiske standard testorganismer under 1 mg/L.

2.9 Referencer