Substitution af alkylphenolethoxylater (APE) i maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser

Substitution af alkylphenolethoxylater (APE) i maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser

1 Indledning

Alkylphenolethoxylater (APE) er nonioniske tensider med gode emulgeringsegenskaber, der udnyttes ved malingproduktion. De udgør mængdemæssigt en af de mest anvendte grupper af overfladeaktive stoffer i verden. Alkylphenoler (AP) og APE indgår i mange produkter og anvendes som hjælpestoffer ved en lang række produktioner. I dette projekt er der taget udgangspunkt i produktion af maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser, der anvendes i forbindelse med opførelse og vedligeholdelse af bygninger m.v. I vandbaserede produkter inden for dette produktområde er APE stadig en anvendt tensidtype, selvom der er gjort en stor indsats for at substituere APE med andre tensider.

Ved produktion af vandfortyndbare malinger er det helt essentielt, at bindemidlet har de rigtige egenskaber. Mange af de vandfortyndbare malinger, lime m.v., der produceres i dag, blev udviklet med APE som tensid, idet APE har gode emulgeringsegenskaber og desuden er en billig råvare. Substitution af APE er derfor vanskelig og fordyrer ofte produktionen. APE er i dag substitueret i mange malingprodukter. De gennemførte substitutioner er hovedsageligt foretaget ud fra et ønske om at anvende tensider, der ikke har hormonlignende effekter, og som er mindre miljøbelastende. I praksis er substitutionen foregået ved at erstatte APE med tensider, der er strukturelt forskellige fra APE. Kun i enkelte tilfælde er der foretaget en nærmere vurdering af erstatningsstoffernes miljø- og sundhedsmæssige egenskaber.

Producenter af maling har ofte meget ringe indflydelse på hvilke tensider, der anvendes ved bindemiddelproduktionen. Yderligere substitution af APE i bindemiddelproduktionen vil kunne fremmes ved, at malingproducenterne foreslår leverandører af bindemiddelsystemer afprøvning af udvalgte alternative tensider med de bedste miljø- og sundhedsmæssige egenskaber. De mest benyttede APE er nonylphenolethoxylater (NPE) og oktylphenolethoxylater (OPE), hvor ethoxylatkæden typisk indeholder 10-40 ethoxygrupper. Tekniske APE-råvarer, der anvendes i produkter, består af en blanding af mange homologer med forgrenede og lineære alkylkæder.

Den biologiske nedbrydning af APE under anaerobe forhold (som f.eks. ved udrådning af slam) fører til dannelse af alkylphenoler som de væsentligste nedbrydningsprodukter. Det er formodentlig den relativt langsomme, biologiske nedbrydning af APE med forgrenet alkylkæde, der er årsag til, at disse stoffer ikke er hurtigt nedbrydelige, når slammet udsættes for aerobe (iltholdige) forhold ved blanding af slammet med landbrugsjord (Madsen et al. 1998). Derimod er NPE og NP med lineær alkylkæde hurtigt og fuldstændigt nedbrydelige under aerobe forhold i landbrugsjord tilsat slam (Gejlsbjerg et al. 2001).

APE er på Miljøstyrelsens liste over uønskede stoffer og er prioriteret med hensyn til en særlig indsats for at udvikle produkter, som indeholder mindre miljøbelastende alternativer. Endvidere er APE af typen nonylphenol (CAS-nr. 25154-52-3) og 4 tert octylphenol (CAS-nr. 140-44-9) på EU’s liste over stoffer mistænkt for at have hormonforstyrrende effekt (EuropeanCommission DG ENV: Towards the establishment of a priority list of substances for further evaluation of their role in endocrine disruptions - Preparation of a candidate list of substances as as basis for priority setting).

APE er miljø- og sundhedsmæssigt problematiske, idet nedbrydningsprodukterne alkylphenoler og APE med en til to ethoxygrupper og forgrenet alkylkæde anses for at være biologisk svært nedbrydelige og meget giftige over for vandlevende organismer. Stofferne er mistænkt for at have hormonlignende effekt over for mennesker (Jakobsen & Madsen 1998). Baggrunden for, at APE ønskes udskiftet med andre stoffer, i forskellige produkttyper, er dels, at nedbrydningsprodukterne (især AP) har vist lav østrogenaktivitet, og dels at APE er giftige over for vandlevende organismer.

I slambekendtgørelsen (Bek. nr. 853 af 25/9/1996 om tilsyn med spildevandsslam til jordbrugsformål) er der fastsat krav til maksimalt indhold af summen af APE med en og to ethoxygrupper og AP.

Risikovurderingen af APE (CAS-nr. 25154-52-3 og 84852-15-3) er afsluttet. Anvendelsen anbefales reguleret. Det er pt. ikke afklaret, om anvendelsen af APE i maling bliver reguleret af EU.

Tensider indeholdt i maling, lime og fugemasser frigives til miljøet ved spild fra produktionen, ved rengøring af grej m.v. og i mindre grad ved udvaskning og afsmitning fra de påførte produkters overflader. Der er foretaget målinger af spild af maling i brugsfasen i et projekt udført af dk-TEKNIK ENERGI & MILJØ og DHI - Institut for Vand og Miljø (Rasmussen et al. 2002). Undersøgelserne viser, at en væsentlig del af det samlede spild af maling ender i spildevandet (3-35%). APE vil endvidere kunne udvaskes fra overflader, hvor produkterne er påført, idet tensiderne ikke bindes kemisk i produkterne. Udvaskningen vil være størst for udendørs forhold, men vil også kunne forekomme indendørs, hvor malede overflader vaskes.

APE i produkterne hidrører både fra råvarer, først og fremmest bindemiddelsystemer, og fra hjælpekemikalier i produktionen. Fordelingen er ca. 6/9 fra bindemiddelsystemer, 2/9 fra andre kemikalier og 1/9 fra direkte tilsætning under produktionen. Langt den væsentligste kilde er således de indkøbte bindemiddelsystemer.

Dette projekt indeholder to hovedaktiviteter.

Aktivitet 1 Kortlægning og prioritering af tekniske og økonomisk realistiske alternativer til APE. Miljø- og sundhedsmæssig vurdering og prioritering af alternativer.

Aktivitet 2 Udvikling og afprøvning af maling uden APE.

Der er taget kontakt til en lang række internationale tensidproducenter for at få deres forslag til tensider, der kan substituere APE i maling (bindemiddelproduktion). Tensidproducenterne har afgivet oplysninger om såvel tekniske som miljø- og sundhedsmæssige egenskaber ved de foreslåede alternativer. Som minimum har producenterne udleveret en brugsanvisning og teknisk datablad for de foreslåede råvarer. En del virksomheder har udleveret yderligere data om miljø- og sundhedsmæssige egenskaber på baggrund af indgåede aftaler om fortrolighed. På baggrund af producenternes oplysninger, suppleret med data fra litteratur, databaser og håndbøger samt udførte laboratorietest, er der foretaget en teknisk og en miljø- og sundhedsmæssig prioritering af de foreslåede alternativer til APE. Endvidere har der været rettet henvendelse til bindemiddelproducenter for at få oplyst, hvilke tensider de har anvendt eller afprøver til substitution af APE ved bindemiddelproduktion.

Projektet er udført af Akzo Nobel Deco A/S (Sadolin), Casco A/S og CETOX (Center for Integreret Miljø og Toksikologi). Akzo Nobel Deco A/S er en del af Akzo Nobel koncernen. Virksomheden producerer hovedsagelig bygningsmalinger (væg-, træ- og metalmalinger og lakker samt træbeskyttelse). Produktionen er nu flyttet fra produktionsanlæg i København til Malmø. Udviklingen af træbeskyttelsesmidler er stadig placeret i København. Casco A/S er også en del af Akzo Nobel koncernen og producerer lime og fugemasser. Produktionen foregår i Fredensborg. CETOX (Center for Integreret Miljø og Toksikologi) er et samarbejde mellem Dansk Toksikologi Center og DHI - Institut for Vand og Miljø.