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

Bilag 8. Molybdæn

8.1 Stofidentitet
8.2 Fysisk-kemiske egenskaber
8.3 Anvendelse og forbrug
8.3.1 Anvendelse
8.3.2 Forbrug
8.4 Emissioner til og forekomst i miljøet
8.5 Fareklassificering
8.6 Toksikologi
8.7 Miljøegenskaber
8.7.1 Miljøkemi
8.7.2 Økotoksikologi
8.7.3 Bioakkumulering
8.8 Sammenfatning
8.9 Referencer

8.1 Stofidentitet

Tabel 8.1
CAS Nr., molekylevægt og EINECS Nr for Molybdæn

Molybdæn (Mo)

CAS Nr.

7439-98-7

 

Molekylevægt

95,94

 

EINECS Nr.

231-107-2

8.2 Fysisk-kemiske egenskaber

Molybdæn er et tungmetal og ligger i det periodiske system blandt overgangselementerne (gruppe VIA). Det kan optræde med valenserne -2 til +6 [11]. De høje oxidationstrin er mest almindelige og stabile [12]. Metallisk molybdæn har sølv-hvid metalglans. Molybdæn oxideres ved høj temperatur. Det kan ikke opløses i vand, men har høj opløselighed i koncentreret svovl- og salpetersyre.

Tabel 8.2
Fysisk-kemiske data for metallisk molybdæn. Data fra [1,3, 8]

Molybdæn (Mo)

Valens

II, III, IV, V, VI

 

Massefylde (g/cm3)

10,28

 

Smeltepunkt (° C)

2622

 

Kogepunkt (° C)

4825

 

Opløselighed i vand (g/L)

Uopløselig

8.3 Anvendelse og forbrug

8.3.1 Anvendelse

Molybdæn anvendes bredt til legering af stål og især til specialstål/rustfrit stål [4, 24, 30]. Stoffet anvendes ligeledes bredt i:
katalysatorer til den kemiske industri, især den petrokemiske [27, 31]
farvepigmenter (specielt blymolybdat) [27, 32]
plast m.m. [4]

Det er især inden for legeringstilsætning, at stoffet har været anvendt. Som eksempel anvendes stoffet til speciallegeringer til fly, våben [31], elektroniske komponenter [22], sportsudstyr så som petanque-kugler, langrendsski og hockeyskøjter [19, 20], men anvendes også i legeringer til elektroder [31].

Molybdæntrioxid anvendes som flammehæmmer i f.eks. polyester-produkter [26].

Udnyttelsen af lagstrukturen af molybdænsulfid bliver udnyttet i smøremidler i bl.a. bilindustrien og til funktioner, hvor andre smøremidler nedbrydes af høj temperatur [24, 27, 31]. Molybdæn har ligeledes en god ledningsevne og er derfor blevet anvendt i varmeelementer i højtemperaturovne [18].

Molybdæn sælges som kosttilskud/vitaminer til både dyr og mennesker [21, 23, 32] samt som plantenæringsstof til områder, hvor dyrkningsjorden har for lavt indhold af molybdæn [31].

8.3.2 Forbrug

Det er beregnet, at der i Danmark i 1998 blev udledt 252 kg molybdæn fra særskilte industrielle udledere [6].

I USA blev der i 2000 forbrugt 15.000 tons [27]. Sættes den danske befolkning i forhold til befolkningen i USA, anslås det danske forbrug til 275 tons per år (beregnet på baggrund af det amerikanske pro capitaforbrug).

8.4 Emissioner til og forekomst i miljøet

Menneskeskabte tilførsler af molybdæn forekommer som følge af mange industrielle anvendelser, afbrænding af fossile brændsler samt genanvendelse og forbrænding af affald.

Indholdet af molybdæn i fossile brændsler er ikke kendt, men koncentrationen af molybdæn i luft er ca. en faktor 10 højere i bymiljø end i ubebyggede områder [15]. Koncentrationen af molybdæn i flyveaske, slagge og spildevandsslam er fundet til henholdsvis 26-49, 2,5-14 og 1,4-17,4 mg/kg TS [14, 16, 17]. Dette bekræftes af den høje koncentration af molybdæn i røggas og i perkolat fra deponier med affaldsprodukter fra røggasrensning.

Molybdæn findes naturligt i vandigt og terrestrisk miljø i mindre koncentrationer. I ferskvand er koncentrationen af molybdæn mellem 0,03 og 10 µg/L og vil normalt findes som MoO42- i veloxiderede miljøer. I nedenstående tabel er angivet koncentrationen af molybdæn i miljøet.

Tabel 8.3
K Typisk baggrundskoncentration af molybdæn i miljøet. Data fra [9, 16]

Koncentrationer

Ferskvand (µg/L)

Saltvand (µg/L)

Sediment mg/kg)

Jord (mg/kg)

Jordskorpe (mg/kg)

Typisk baggrunds-
koncentration

0,03 - 10

4 - 10

2

0,1 - 40

1,5


Molybdæn er fundet i relativt høje koncentrationer i perkolat og spildevand, jf. Tabel 8.4. Spildevandsslam og slam fra vejvandsbassiner indeholder også høje koncentrationer af molybdæn i forhold til de øvrige metaller i det gennemførte måleprogram.

Tabel 8.4
Niveauer af molybdæn i samfundets affaldsstrømme ud fra målinger foretaget i efteråret 2001

Affaldstype

Enhed

Mo-koncentration

Kompost:

 

 

Noveren, kompost (husholdningsaffald)

µg/kg TS

2110

Noveren, kompost (haveaffald)

µg/kg TS

880

Lossepladsperkolat:

 

 

Fakse Losseplads

µg/L

0,5

Noveren (Holbæk/Audebo)

µg/L

8,98

Røggas (renset):

 

 

I/S Amagerforbrænding (semitør røggasrensning)

µg/m3

120

I/S Vestforbrænding (våd røggasrensning)

µg/m3

1,5

Deponeret røggasaffald:

 

 

AV-miljø - perkolat fra semitørre restprodukter

µg/L

27

AV-miljø - perkolat fra våde restprodukter

µg/L

1140

Renseanlæg, spildevand og slam:

 

 

Lundtoft renseanlæg, udløb

µg/L

2,7

Spildevandscenter Avedøre, udløb

µg/L

5,95

Lundtoft renseanlæg, slam

µg/kg TS

9440

Spildevandscenter Avedøre, slam

µg/kg TS

13300

Vejvandsbassiner, sediment:

 

 

Helsingør motorvejen

µg/kg TS

10900

Motorvej 04 v. Albertslund

µg/kg TS

3700

8.5 Fareklassificering

MoO3 er den eneste uorganiske molybdænforbindelse, som er optaget på listen over farlige stoffer ud over molybdænorange (blychromatmolybdatsulfat) og en molybdæn dopet vanadiumforbindelse [7]. Molybdæntrioxid er klassificeret som sundhedsskadelig med risikosætningen R48/20/22 (Farlig: alvorlig sundhedsfare ved længere tids påvirkning ved indånding og indtagelse) samt irriterende for øjne og åndedrætsorganer.

Tabel 8.5
Klassificering af og risikosætninger for molybdæn og molybdænforbindelser

 

Mo-trioxid

Sundhed

Xn; R48/20/22 Xi; R36/37

8.6 Toksikologi

Molybdæn indgår i mange enzymer og regnes for et essentielt metal. Derfor kan både mangeleffekter og toksiske effekter iagttages alt efter molybdænkoncentrationen. Der synes ikke at være kroniske negative effekter fra eksponering for lave molybdænkoncentrationer. Der er dog tilsyneladende en sammenhæng mellem ringe kobbermetabolisme og molybdænoptagelsen, ligesom vigtigheden af udskillelse via nyrerne kunne tyde på, at følsomme individer skal findes blandt grupper med disse egenskaber [8]. Typiske effekter, som ses ved subkronisk og kronisk oral eksponering af forsøgsdyr for høje koncentrationer, er forstyrrelse af mave-tarmkanalen, væksthæmning, anæmi, knogledeformiteter, sterilitet samt nyre- og leverabnormaliteter.

8.7 Miljøegenskaber

Molybdæn er et essentielt mikronæringsstof og indgår i flere enzymer i både bakterier, svampe, planter og pattedyr [9]. Blandt de molybdænholdige enzymer kan nævnes oxidaser, dehydrogenaser og nitrogenaser [13].

8.7.1 Miljøkemi

Visse molybdænforbindelser, f.eks. MoO3, kan fordampe, mens molybdæn i det terrestriske miljø typisk vil være relativt immobilt, da det har et højt sorptionspotentiale i jord på 0,15-2,02 mg/g afhængigt af lerindholdet og indholdet af organisk stof. I det akvatiske miljø findes molybdæn som MoO42-. Transport af molybdæn i grundvandsmiljøer sker på grund af sorption langsomt, afhængigt af pH samt indhold af sulfat og fosfat.

Ved udbringning af slam som jordforbedringsmiddel på landbrugsjord vil en vis mængde molybdæn tilføres jorden. Ved intensiv slamudbringning kan koncentrationen af molybdæn komme op på 3 gange baggrundsværdien [2].

Molybdæn i det akvatiske miljø findes som oxyanionen MoO42-. Dog kan molybdæn reduceres og udfældes i tilfælde, hvor miljøet bliver iltfattigt. Under sådanne forhold kan molybdæn danne tungtopløselige forbindelser som f.eks. jernmonosulfider. Molybdæn kan også adsorbere til jernoxider eller organisk stof og derved fjernes fra vandfasen [2].

8.7.2 Økotoksikologi

I nedenstående tabel er angivet resultaterne for miljøtoksicitet af molybdæn og molybdænforbindelser. Den akutte toksicitet målt som LC50Daphnia magna er lav: 2848 mg Na2MoO4/L [10]. Toksiciteten af en ikke nærmere angivet Mo-forbindelse og MoO3 over for henholdsvis alger og krebsdyr er højere, dog uden at give anledning til klassificering som farlige for vandmiljøet. På græsningsjorde med 20-100 ppm molybdæn har man fundet, at klovbærende dyr udviklede blodmangel, væksthæmning og diarré.

Tabel 8.6
Testresultater for miljøtoksicitet. Data fra [5, 10]

Organisme-
gruppe

Latinsk navn

EC50 /LC50
(mg/L)

Forbindelse

Alger

Gymnodinium splendens

4,5 - 100
(48t)

Mo

 

Thalassiosira guillardii

52 - 100
(48t)

Mo

Krebsdyr

Daphnia magna

2848

Na2MoO4

 

Americamysis bahia

180
(96t)

MoO3


8.7.3 Bioakkumulering

Molybdæn er et essentielt mikronæringsstof og optages naturligt i alle led i fødekæden. Der er ikke observeret bioakkumulering af metallet i lipidholdig biota. Det forventes ikke, at molybdæn vil biomagnificere i fødekæden.

8.8 Sammenfatning

Molybdæn anvendes i industri i f.eks. legeringer og smøremidler. Dets forbrug er steget i nogen grad som erstatning for kobber på grund af lav toksicitet. Molybdæn forekommer naturligt i alle miljøer og er et essentielt mikronæringsstof. Tilførsel af molybdæn til landbrugsjord gennem anvendelse af slam som jordforbedringsmiddel forventes at give negative effekter. Molybdæn og uorganiske molybdænforbindelser skal ikke klassificeres som farlige for vandmiljøet.

8.9 Referencer

1 Weast, R.C., Astle, M.J. & Beyer, W.H. (1983). Handbook of Chemistry and Physics. 64th edition 1983-1984. CRC Press
[Tilbage]
  
2 McBride, M.B., Richards, B. K., Steenhuis, T., and Spiers, G. (2000). Molybdenum uptake by forage crops grown on sewage sludge- amended soils in the field and greenhouse, Journal of Environmental Quality, 2000, 29, 848-854.
[Tilbage]
  
3 Chemfinder – Cambridge Soft. http://www.chemfinder.com
[Tilbage]
 
4 Kemiske stoffer i miljøet ISBN 87-12-03525-4
[Tilbage]
  
5 US. EPA. (2000). Aquatic toxicity information retrieval database (AQUIRE)
[Tilbage]
  
6 http://www.mst.dk/udgiv/publikationer/2000/87-7909-531-3/
html/kap03.htm
[Tilbage]
  
7 Miljøministeriet. Bekendtgørelse om listen over farlige stoffer
[Tilbage]
  
8 HSDB (2001)
[Tilbage]
 
9 Bowen, h.J.M. (1979). Environmental chemistry of the elements. Academic Press, New York.
[Tilbage]
   
10 Diamantino, T.C., Guilhermino, L., Almeida, E., and Soares, A. M. V. M. (2000). Toxicity of sodium molybdate and sodium dichromate to Daphnia magna Straus evaluated in acute, chronic, and acetylcholinesterase inhibition tests, Ecotoxicology and Environmental Safety, 45, 253-259.
[Tilbage]
   
11 Molybdenum and Molybdenum Compounds. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry.2001. 6th Edition.
[Tilbage]
   
12 Cotton, F.A., Wilkinson, G. (1976). Basic organic chemistry. Wiley Sons, Inc. New York.
[Tilbage]
   
13 Hille, R. (1999). Molybdenum enzymes, Essays Biochem. 34, 125-137.
[Tilbage]
   
14 Miljøstyrelsen. 1997. Restprodukter fra røggasrensning ved affaldsforbrænding. Arbejdsrapport nr. 92.
[Tilbage]
  
15 Database of Molybdenum in the environment. http://www.imoa.org.uk.
25/9/2001.
[Tilbage]
  
16 Miljøstyrelsen (1996). Miljøprojekt nr. 325. Miljøfremmede stoffer i spildevand og slam.
[Tilbage]
 
17 Miljøstyrelsen (1994). Arbejdsrapport nr.43. Miljøbelastende stoffer i affald.
[Tilbage]
   
18 Kofstad, P.: Uorganisk kjemi, Aschehoug, 1979, ISBN 82-03-116766-0.
[Tilbage]
  
19 http://www.soren-sogaard.dk/prod/petanque/jb323n.htm
[Tilbage]
  
20 http://www.handiskiing.dk/prvcgi/the_klondike.asp
[Tilbage]
  
21 http://www.herbalremedies.com/h20moly.html
[Tilbage]
  
22 http://www.hcstarckus.com/
[Tilbage]
  
23 http://search.dogpile.com/texis/search?q=Molybdenum+
&geo=no&fs=web
[Tilbage]
  
24 http://www.matweb.com/GetKeywordMatls.asp
[Tilbage]
  
25 http://metals.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http%3A%
2F%2Fwww.americanelements.com
[Tilbage]
  
26 http://composite.about.com/library/glossary/m/bldef-m3499.htm?
iam=dpile&terms=Molybdenum
[Tilbage]
  
27 http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/molybdenum/
[Tilbage]
  
28 http://www.climaxmolybdenum.com/Moly_2.htm
[Tilbage]
  
29 http://www.molyfusion.com/
[Tilbage]
  
30 http://www.princeagri.com/tmo-mo.html
[Tilbage]
  
31 http://www.webelements.com/webelements/elements/
text/Mo/uses.html
[Tilbage]
  
32 http://www.encyclopedia.com/articles/08638.html
[Tilbage]