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

4 Vejledning til miljø- og sundhedsvurdering af tensider

4.1 Miljøvurdering
      4.1.1 Bestemmelse af bionedbrydelighed
      4.1.2 Bestemmelse af bioakkumulerbarhed
      4.1.3 Akvatisk giftighed
      4.1.4 Datakilder
4.2 Sundhedsvurdering
      4.2.1 Tensiders generelle sundhedsmæssige egenskaber
      4.2.2 Nonioniske tensider
      4.2.3 Anioniske tensider
      4.2.4 Opsummering af parametre med indflydelse på tensiders irritationspotentiale
      4.2.5 Datakilder

Nye kemiske stoffer, der indføres i produktionen bør altid vurderes for potentielle sundheds- og miljømæssige risici. I det følgende er givet en kort vejledning i søgning og kvalitetsvurdering af data med henblik på miljø- og sundhedsvurdering med anvendelse af de metoder, der er beskrevet i kapitel 3. Miljøvurderingen kan i princippet foretages på baggrund af en miljøfareklassificering for de kemiske stoffer, hvor en sådan foreligger. Det anbefales dog, at man i hvert enkelt tilfælde overvejer, hvilke miljøegenskaber, der er årsag til klassificeringen af stoffet. For langt de fleste tensider foreligger ingen officiel miljøfareklassificering, og her må vurderingen foretages på baggrund af oplysninger om stoffernes miljøegenskaber. I dette kapitel beskrives typisk anvendte og anerkendte testmetoder, der ofte refereres til i litteratur og databaser. I det omfang, der foreligger data fra ikke-standardiserede eller sjældent anvendte test, bør der tages kontakt til specialister, som kan fortolke testresulaterne. I sundhedsvurderingen inddrages både toksikologiske kriterier (f.eks. LC50 < 0,5 ppm; betegnes som meget giftig ved indånding) og anerkendte klassificeringer for enkelte effekter (f.eks. EUs klassificering for carcinogenitet) samt samlede sundhedsklassificeringer i det omfang, stofferne er klassificerede.

4.1 Miljøvurdering

Miljømæssig rangordning af tensider er hovedsageligt baseret på oplysning om stoffernes (bio)nedbrydelighed, bioakkumulerbarhed og akvatiske toksicitet. I det følgende afsnit er der givet en kort gennemgang af de test, der typisk danner baggrund for de data, der præsenteres i databaser m.v. Beskrivelsen omfatter de typisk anvendte standardiserede test og forhold, der vurderes som vigtige i forbindelse med kvalitetsvurdering af litteraturdata m.v.

4.1.1 Bestemmelse af bionedbrydelighed

Aerob bionedbrydelighed OECD 301A-F

Et kemisk stof betegnes som let nedbrydeligt, når stoffet er fuldstændigt nedbrydeligt under aerobe (iltholdige) forhold og opfylder kriterierne for let nedbrydelighed i en OECD-test (OECD 301A-F). Dette indebærer, at der opnås mindst 60% af det teoretiske iltforbrug eller den teoretiske CO2-produktion eller 70% fjernelse af opløst organisk kulstof (DOC) i løbet af 28 dage. Teoretisk iltforbrug eller CO2-produktion bestemmes som de værdier, der opnås ved 100% mineralisering af stoffet. Niveauet for let nedbrydelighed skal være nået senest 10 dage efter, at nedbrydningen overstiger 10%, et såkaldt 10-dages vindue. For tekniske tensider, der ofte består af en homologrække (f.eks.C9-C11, 10-20 EO), kan det være vanskeligt at overholde kravet om 10-dages vinduet, selvom de enkelte tensider i blandingen er let nedbrydelige. Det accepteres derfor almindeligvis, at der ses bort fra kravet til 10-dages vinduet i test med tekniske tensider.

BOD5/COD

BOD5-testen er en traditionel bionedbrydningstest, der i dag er erstattet af testene for let bionedbrydelighed (OECD 301 A-F). Information fra en BOD5 test bør kun anvendes, hvis der ikke findes nyere data for bionedbrydelighed. For stoffer, hvor man kender den kemiske struktur, kan det teoretiske iltforbrug (ThOD) beregnes og denne værdi bør anvendes fremfor bestemmelse af kemisk iltforbrug (COD). Såfremt der kun foreligger ThOD-, COD- eller BOD- eller BOD5-data vurderes et stof som værende let 0,5 (Miljø-bionedbrydeligt når BOD5/COD eller BOD5/ThOD forholdet er og Energiministeriet 1996).

Speciel opmærksomhed ved fortolkning af data

Når data og tests for let bionedbrydelighed fortolkes bør opmærksomheden specielt henledes på følgende forhold:

  • Testkoncentration
    I OECD-testene for let bionedbrydelighed (OECD 301A-F) anvendes en relativt høj testkoncentration (2-100 mg/l, afhængig af den enkelte test). Nogle stoffer kan være toksiske over for de tilsatte bakterier (f.eks. aktiveret slam) ved de anbefalede testkoncentrationer. Dette kan medføre lav bionedbrydning af teststoffet, selvom stoffet eventuelt kan være let bionedbrydeligt ved lavere koncentrationer. Oplysninger fra gennemførte toksicitetstest med mikroorganismer som f.eks. OECD 209 ”Activated sludge, Respiration Inhibition Test”, ISO 9509 ”Nitrification Inhibition Test” og ISO 11348 ”Luminiscent Bacteria Inhibition Test” eller fra en toksicitetskontrol, der gennemføres sammen med nedbrydningstesten, vil kunne vise en eventuelt toksisk virkning af teststoffet. Hvis det således viser sig, at et stof ikke passerer kriterierne for let bionedbrydelighed grundet toksicitet af stoffet, bør resultater fra bionedbrydelighedstest, hvor der er anvendt en ikke toksisk koncentration anvendes til vurderingen, såfremt en sådan test er tilgængelig.
  • Relaterede test der eventult kan fejlfortolkes
    Ud over de ovenfor beskrevne metoder til bestemmelse af let bionedbrydelighed vil man i litteraturen også se andre nedbrydningstest beskrevet. Disse test kan eventuelt fejlfortolkes, med mindre opmærksomheden henledes på nedenstående forhold:

    • Test for potentiel bionedbrydelighed (OECD 302A-C)
      Stoffer, der i en test for potentiel bionedbrydelighed (OECD 302A-C) er vist >70% bionedbrydelige, har potentialet for at være fuldstændigt bionedbrydelige. Idet der i disse test er optimale forhold for nedbrydningen af stofferne, kan resultaterne ikke anvendes til at beskrive bionedbrydeligheden af stoffet i miljøet.
    • Simuleringstest
      Resultater fra test, der simulerer nedbrydningen i et renseanlæg (OECD 303), bør ikke anvendes til at forudsige nedbrydningen i det akvatiske miljø. Dette skyldes, at den mikrobielle biomassse i et renseanlæg er forskellig fra biomassen i miljøet, samt at sammensætningen af substratet er forskelligt.

Data fra akvatiske simuleringstest kan findes i litteraturen, og flere data forventes at blive tilgængelige efter vedtagelsen af en OECD guideline for en ny test for simulering af bionedbrydning i overfladevand (OECD 309). Ved fortolkning af data fra simuleringstest bør følgende tjekkes:

      • at stofkoncentrationen er realistisk i forhold til det akvatiske miljø (µg/l)
      • at mikroorganismerne i testen (= inokulum) stammer fra et relevant akvatisk miljø
      • at der anvendes en realistisk koncentration af inokulum (103-106 celler/ml)
      • at testen gennemføres ved en relevant temperatur (5° C til 20° C)

Hvis stoffet under sådanne forhold nedbrydes mindst 70% inden for 28 dage, med en halveringstid på < 16 dage, antages det, at stoffet er hurtigt nedbrydeligt i miljøet.

Anaerob bionedbrydelighed

Anaerobe (iltfrie) miljøer findes f.eks. i akvatiske sedimenter (sø- og havbund) og i renseanlæg, hvor der benyttes anaerob behandling af spildevandsslam. Der er endnu ingen internationalt fastlagte kriterier for, hvornår et stof karakteriseres som bionedbrydeligt under anaerobe forhold. I denne sammenhæng betegnes et stof som fuldstændigt, anaerobt bionedbrydeligt, når der opnås >60% af den teoretisk mulige CO2 + CH4-produktion i løbet af 60 dage. Den metode, der er beskrevet af ISO (ISO 11734), anses for at være anvendelig til undersøgelse af anaerob bionedbrydelighed.

4.1.2 Bestemmelse af bioakkumulerbarhed

Et stofs bioakkumulerbarhed beskriver stoffets evne til at ophobes i en organisme. I eksperimentelle forsøg bestemmes en biokoncentreringsfaktor (BCF), der angiver forholdet mellem stofkoncentrationen i en organisme og det omgivende miljø. En metode til eksperimentel bestemmelse af BCF er beskrevet i OECD 305. Når der ikke findes forsøgsmæssige data, kan stoffets bioakkumulerbarhed i nogle tilfælde beregnes ud fra oktanol/vand- fordelingskoefficienten (Kow), der udtrykker stoffets opløselighed i olie/fedt i forhold til opløseligheden i vand. I henhold til kriterierne i det globalt harmoniserede klassificeringssystem (OECD 2001) betragtes et kemisk stof 4. De som potentielt bioakkumulerbart, når BCF > 500 eller log Kow ≥ 4. De nuværende EU-regler for miljøfareklassificering af kemiske stoffer (Direktiv 67/548/EØF) anvender andre grænser for potentiel bioakkumulerbarhed, der 3. defineres ved BCF > 100 eller log Kow ≥ 3.

Eksperimentel bestemmelse af BCF

Et bioakkumuleringsstudie består i reglen af et forsøg, hvor f.eks. fisk i en periode på op til typisk 28 dage er eksponeret for en konstant koncentration af et kemisk stof (optagelsesfasen) samt en efterfølgende periode, hvor fisken går i rent vand for bestemmelse af afgivelseshastigheden for stoffet. BCF kan så bestemmes som forholdet mellem koncentrationen af stoffet i fisken ved ligevægt og eksponeringskoncentrationen. BCF kan også beregnes på baggrund af afgivelses- og elimineringshastighederne. Ved anvendelse af denne metode behøver ligevægtsforholdet mellem fisk og vand ikke at være nået.

Hvis der ikke kan findes BCF-værdier for fisk, kan der i stedet anvendes data for blåmusling eller østers, hvor testen er udført efter ASTM E 1022-94.

Speciel opmærksomhed ved fortolkning af data

BCF-data af høj kvalitet er defineret ved at validitetskriterierne for testen er overholdt og bekrevet, f.eks. med dokumentation for:

  • konstant eksponeringskoncentration
  • ilt- og temperaturvariationer
  • opnåelse af ligevægtskoncentrationen i testperioden
  • tilstrækkelig biotilgængelighed af teststoffet (biotilgængeligheden nedsættes ved tilstedeværelse af organisk stof i testmediet)

BCF-data af lav eller usikker kvalitet kan risikere at give en forkert eller for lav BCF-værdi, f.eks. ved at BCF er bestemt efter en for kort eksponeringsperiode, i hvilken ligevægtskoncentrationen ikke er nået. Teoretisk kan tiden til ligevægt beregnes som:

Matematisk formel

og

Matematisk formel

hvor t95 er tiden til 95% steady state (timer), k2 afgivelseshastigheden og Kow er stoffets oktanol-vand fordelingskoefficient (Kristensen & Tyle 1990). Med ovenstående formel kan det således undersøges, om den anvendte tid i forsøget har været tilstrækkelig til at ligevægten er opnået.

I tabel 4.1 er vist den beregnede tid inden indtrædelse af steady-state ved test for bioakkumulerbarhed.

Tabel 4.1  
Varighed før indtrædelse af ligevægt mellem testmedium og testorganisme for kemiske stoffer med forskellige log Kow

Log Kow Varighed døgn
1 0,2
2 0,6
3 1,7
4 4,37
5 11
6 29

BCF-værdier bestemt for alger bør ikke anvendes, idet det er vanskeligt at skelne mellem adsorption på og absorption i alger.

Anvendelse af radioaktivt mærkede stoffer

Ofte er bioakkumuleringsstudier gennemført med anvendelse af radioaktivt mærkede stoffer, idet det letter arbejdet i bestemmelsen af koncentrationerne i vand og fisk. Man bør være opmærksom på, at den angivne BCF-værdi inkluderer både det aktuelle stof, der undersøges, mulige metabolitter og eventuelt metaboliseret kulstof, der er indbygget i fiskevævet i organiske molekyler. BCF-værdier bestemt ved anvendelse af radioaktivt mærkede stoffer kan være overestimerede. For nogle stoffer, som f.eks. DDT og benzo(a)pyren, er metabolitterne mere toksiske end det oprindelige stof, hvorfor BCF-værdier, der inkluderer både det oprindelige stof og eventuelle metabolitter, kan være vigtige for vurdering af stoffets effekter i det akvatiske miljø. Medmindre der er dokumentation for, at eventuelle metabolitter af et stof ikke har nogen toksisk effekt, bør risikoen for effekter af eventuelle metabolitter altid tages i betragtning.

Tensider

Anioniske, nonioniske, kationiske og amfotere tensider består af meget forskellige kemiske stoffer, og dette gør det vanskeligt at udstikke generelle regler for vurdering (og estimering) af potentiel bioakkumulerbarhed. Eksperimentelt bestemte BCF-værdier viser, at BCF øges med stigende hydrofobicitet, dvs. at BCF f.eks. forøges med stigende længde af den hydrofobe alkylkæde og med aftagende længde af den hydrofile ethoxylat-kæde. Dette er illustreret for alkoholethoxylater i nedenstående tabel 4.2.

Tabel 4.2
Eksperimentelt bestemte BCF-værdier for Pimephales promelas af alkoholethoxylater (AE) med forskellige kædelængder og ethoxyleringsgrad (Efter Tolls 1998)

AE BCF
C13EO4 233
C13EO8 30-55
C14EO4 237
C14EO8 57-135
C14EO11 16
C14EO14 <5
C16EO8 388

Oktanol/vand-fordelingskoefficienten (Kow) kan vanskeligt bestemmes eksperimentelt for tensider, idet stofferne vil danne emulsioner. Hvis der ikke findes en eksperimentelt bestemt BCF-værdi, kan en log Kow-værdi beregnes ud fra QSAR-metoder (QSAR, Quantitative Structure Activity Relationships; se nedenfor). For alkoholethoxylater er der med QSAR beregnet biokoncentreringsfaktorer (BCF), som i rimelig grad stemmer overens med den eksperimentelt bestemte bioakkumulering. En direkte sammenhæng mellem beregnet Kow og bioakkumulerbarhed er dog ikke nødvendigvis gældende for andre tensider. Vurderinger af tensiders potentielle bioakkumulerbarhed bør derfor altid foretages med forsigtighed.

Oktanol-vand fordelingskoefficeient (Kow)

Hvis der ikke foreligger eksperimentelle BCF data, kan BCF beregnes på baggrund af Kow. Kow kan være bestemt efter metoderne beskrevet i ’Shake Flask’ metoden (OECD 107, 1995); ’HPLC’ metoden (OECD 117, 1989); EEC A.8. (1992); EPA-OTS (1982); EPA-FIFRA (1982); ASTM (1993) og ’Slow stirring’ metoden (OECD draft, 1998). ’Shake-flask’ metoden anbefales, når log Kow er mellem –2 og 4; HPLC-metoden anbefales, når log Kow er mellem 0 og 6, og ’Slow stirring’ metoden anbefales, når log Kow er mellem –2 og 8.

Anvendelse af QSAR til bestemmelse af Kow

Det er ikke altid muligt eksperimentelt at bestemme en Kow-værdi. F.eks. kan Kow ikke bestemmes for meget vandopløselige stoffer, meget hydrofobe stoffer (log Kow > 8) og overfladeaktive stoffer (tensider). I disse tilfælde kan det være nødvendigt at beregne Kow-værdien ved anvendelse af QSAR-metoder.

Der er udviklet adskillige QSAR-metoder til beregning af Kow. Fire kommercielle PC-programmer er tilgængelige og ofte anvendt ved risikovurderinger af kemiske stoffer, hvis der ikke foreligger eksperimentelle data: CLOGP (0 < log Kow < 9), KOWWIN (-4 log Kow 8), AUTOLOGP (log Kow > 5) og SPARC (log Kow > 5).  

4.1.3 Akvatisk giftighed

Begreberne LC50 (Lethal Concentration) og EC50 (Effect Concentration) anvendes til at beskrive et stofs akutte giftighed over for vandlevende organismer og angiver den koncentration af stoffet, hvor halvdelen af en gruppe forsøgsorganismer dør eller påvirkes på anden vis efter eksponering i en given eksponeringsperiode. Typisk testes stoffets toksicitet over for tre trofiske niveauer: alger, krebsdyr og fisk.

Akut toksicitetstest

  • Test med alger
    Giftigheden over for alger undersøges typisk ved eksponering over 72 timer, hvor hæmningen af algernes vækstrate bestemmes. Giftigheden over for alger bør være undersøgt efter retningslinierne givet i en af følgende guidelines: OECD 201; ISO 8692; ISO 10253; PARCOM (1995), EC (1996), ASTM (2000). Egentlig er test med alger over 72 timer en kronisk test (da den omfatter flere ’generationer’), men resultaterne anvendes ofte på linje med de øvrige korttidstest med krebsdyr og fisk.
  • Test med krebsdyr
    Giftigheden over for krebsdyr testes typisk ved eksponering over 48 timer, hvor hæmning af dyrenes mobilitet bestemmes. Giftigheden over for krebsdyr bør være undersøgt efter retningslinierne givet i en af følgende guidelines: OECD 202; ISO 6341; PARCOM (1995); EC (1996); ASTM (2000).
  • Test med fisk
    Giftigheden over for fisk testes typisk ved eksponering over 96 timer, hvor koncentrationen for 50% dødelighed bestemmes. Giftigheden over for fisk bør være undersøgt efter retningslinierne givet i en af følgende guidelines: OECD 203; ISO 7346(1-3); PARCOM (1995); EC (1996); ASTM (2000).

Speciel opmærksomhed ved fortolkning af data

Ved anvendelse af akutte toksicitetsdata fra opslagsværker og databaser bør det sikres, at testorganismen er angivet, at testperioden er inden for det acceptable i forhold til ovennævnte guidelines, samt at der er taget hensyn til stoffets stabilitet. Er stoffet f.eks. flygtigt eller let nedbrydeligt bør testene (krebsdyr og fisk) være udført som semistatiske test med vandskifte hver 24. time. De bedste testbetingelser opnås ved gennemstrømningsforsøg (flow-through test), hvor eksponeringskoncentrationen holdes konstant over testperioden.

Med henblik på at anvende pålidelige data til den sammenlignende miljøvurdering af kemiske stoffer bør der primært søges data for almindeligt accepterede og relevante vandlevende organismer. Eksempler på sådanne organismer er angivet nedenfor.

Alger:

Pseudokirchneriella subcapitata (tidligere Selenastrum capricornutum)
Scenedesmus subspicatus
Chlorella vulgaris
Skeletonema costatum
Phaeodactylum tricornutum
Microcystis aeruginosa

Krebsdyr:

Daphnia magna
Daphnia pulex
Ceriodaphnia
Acartia tonsa
Artemia salina
Gammarus pulex
Nitocra spinepes
Mysis (Mysidopsis bahia)

Fisk:

Regnbueørred (Oncorhynchus mykiss)
Fathead minnow (Pimephales promelas)
Zebrafisk (Danio rerio)
Bluegill sunfish (Lepomis macrochirus)
Risfisk (Oryzias latipes)
Karpe (Cyprinus carpio)
Guldrimte (Leuciscus idus melanotus)
Guppy (Poecilia reticulata)
Pighvar (Scophthalmus maximus)

4.1.4 Datakilder

Ved miljømæssig vurdering af tensider m.v. baseres vurderingen oftest på oplysninger fra datablade, databaser, håndbøger eller primær litteratur. Der kan desuden indhentes ikke-offentliggjorte data fra råvareleverandører og producenter.

Den lettest tilgængelige datakilde er de datablade, producenter er forpligtiget til at udarbejde for kemiske produkter i henhold til lovgivningen. Andre datakilder er lister over miljø- og sundhedsfareklassificering af kemiske stoffer, databaser og håndbøger samt primær litteratur.

Miljøvurdering på baggrund af datablade

For de tensider, der er vurderet i dette projekt, er der som minimum modtaget et datablad fra producenterne. I nogle tilfælde er der modtaget yderligere data. Data er præsenteret som en lille rapport, der beskriver resultater, testmetoder m.v. Det vurderes, at malingproducenter kan få adgang til sådanne oplysninger fra råvareleverandører, eventuelt ved indgåelse af fortrolighedsaftale.

I andre tilfælde er der modtaget sikkerhedsdatablade for en serie næsten identiske tensider. På baggrund af disse data er det muligt at vurdere, om tensidernes egenskaber ændres i forhold til f.eks. antallet af ethoxygrupper eller længden af alkylkæden.

Andre datakilder

Andre datakilder omfatter databaser, håndbøger og bibliografiske databaser, hvor der kan søges efter primær litteratur. Nedenfor er listet en lang række datakilder, der vurderes at være velegnede til miljømæssig selvvurdering af tensider og andre kemiske stoffer. Udbuddet af databaser, håndbøger, hjemmesider m.v. med adgang til miljødata udvikles konstant. Der vil derfor altid være et behov for at følge udviklingen for offentliggjorte data på især internettet. Listen dækker generelle datakilder og er ikke udtømmende.


Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.3‘‘
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.3‘‘

Bibliografiske databaser

ASFA
BIOSIS
Current Contents
Dialog SourceOne-Engineering
Energy Science and Technology
Enviroline
Environmental Bibliography
Geobase
Life Science Collection
Pascal
Periodical Abstract Plustext
Pollution Abstracts
SCISEARCH
TOXBIO
TOXLINE
Water Res. Abstr.

4.2 Sundhedsvurdering

Viden om stoffernes sundhedsmæssige egenskaber forudsætter, at der indhentes oplysninger om en række parametre, såsom akut giftighed ved indånding, ved indtagelse og ved optagelse gennem huden, evne til at fremkalde langtidseffekter, evne til at fremkalde overfølsomhedsreaktioner (allergi) samt irriterende og ætsende egenskaber.

Ved den sundhedsmæssige vurdering af stofferne anvendes retningslinier for klassificering af stoffer for akut toksicitet, ætsende og lokalirriterende virkninger, sensibiliserende virkninger, kræftfremkaldende, mutagene og reproduktionstoksiske virkninger samt andre toksikologiske egenskaber angivet i Miljø- og Energiministeriets bekendtgørelse nr. 1065 af 30. november 2000. Endvidere inddrages data om svag hud- og /eller øjenirriterende samt sensibiliserende effekter, hvor den foreliggende dokumentation er utilstrækkelig til klassificering jf. EU-retningslinier.

Erfaringsmæssigt er de dominerende sundhedsfarlige egenskaber af de anbefalede tensidtyper til maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser, an- og nonioniske tensider, akut toksikologiske effekter og irritationseffekter på hud og øjne. Langtidseffekter af disse tensidtyper ses meget sjældent, men kan dog, med APE og mistanke om hormonforstyrrende effekter som eksempel, ikke kategorisk udelukkes.

4.2.1 Tensiders generelle sundhedsmæssige egenskaber

Tensiders påvirkning af sundheden

Tensider har generelt en lav giftighed over for mennesker. I højere koncentrationer kan stofferne føre til lokalirritation af hud og slimhinder i øjne og åndedrætsorganer. Stoffernes affedtende egenskaber har indflydelse på hudens normale, beskyttende fedtlag. Følsom eller beskadiget hud er mere modtagelig end normal hud. Stænk i øjet fra flydende tensider kan forårsage kraftig irritation og smerter. Indånding af tensider i høje koncentrationer i form af dampe, aerosoler eller støv kan påvirke lungefunktionen. Indtagelse kan føre til en relativt stærk irritation af slimhinderne. Langtidsvirkninger af tensider ses sjældent. For flere AP og APE med en til to ethoxygrupper foreligger der dog dokumentation for hormonlignende effekt.

Tensiders påvirkning af huden

Tensidernes fysiske og kemiske egenskaber indebærer, at de er i stand til at opløse og emulgere lipider og denaturere strukturproteiner og enzymer. Stofferne kan bl.a reagere med biologiske membraner, som er opbygget af lipider og proteiner, og de toksikologiske effekter af tensider er forårsaget af de nævnte egenskaber. Efter lang tids gentagen hudkontakt med tensider kan selv de mindst irriterende tensider give gener. Ved hudkontakt fjerner tensiderne først hudens naturlige fedtlag, olier og fugtighed. Ved vedvarende kontakt opløses dybereliggende lipider, som medfører denaturering af hudens keratin, hvilket resulterer i ødelæggelse af hornlagets membraner. Huden bliver tør og ru. Næste trin er, at tensiderne trænger længere ind i hudens lag og medfører rødme og væskeudtræden. Tensiderne nedsætter altså hudens normale beskyttelse, og huden bliver dermed mere gennemtrængelig for andre stoffer.

Der lader til at være en sammenhæng mellem lokalirriterende effekter på huden og længden af den lipofile alkylkæde. Det har vist sig, at for de anioniske tensider, fedtsyresæber og alkylsulfater, er den maksimale, lokalirriterende effekt fundet hos tensider med kædelængde C12. Det er dog kun små mængder af tensider, som absorberes gennem intakt hud. Hvis overhuden fjernes helt eller delvist, f.eks. hvis huden beskadiges, vil hudabsorptionen øges væsentligt.

Det er har endvidere vist sig, at der er en sammenhæng mellem tensidernes potentiale for proteindenaturering og deres påvirkning af huden, idet jo større potentialet for proteindenaturering er, jo større hudirritation. Graden af proteindenaturering afhænger i høj grad af tensidtypen. Ved forsøg med hudkeratin, har man målt mængden af sulfhydrylgrupper (SH), som frigives, når proteinet denatureres. Det er SH-grupperne, som kæder keratinmolekyler sammen. Det viser sig, at anioniske tensider denaturerer keratin, mens nonioniske tensider ikke gør det. C12- og C14-homologe alkylkæder udviser den største aktivitet. Øget hudgennemtrængelighed forårsaget af tensider skyldes hovedsageligt keratindenaturering i følge med hævelse i vævet.

Skader på huden forårsaget af tensider er generelt ikke af allergisk karakter. Tensider udviser sjældent allergifremkaldende egenskaber. Lokalirriterende eksem er langt mere almindelig end allergisk eksem efter påvirkning af tensider. I de fleste tilfælde skyldes allergier ved kontakt med tensider, at tensiderne har gjort huden mere sårbar over for allergener i omgivelserne, herunder kan urenheder i de overfladeaktive stoffer give allergi.

I det følgende beskrives kort de non- og anioniske tensiders toksikologiske effekter, idet det er disse to hovedtyper af tensider, der har vist sig at være de mest relevante i forbindelse med substitution af APE i maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser.

4.2.2 Nonioniske tensider

De nonioniske tensider er sammensat af ikke-polære kulstofkæder forbundet med en polær del, som består af gentagende ethoxygrupper (-(OCH2-CH2)-,(EO)). Antallet af ethoxygrupper er sammen med alkylkædelængden bestemmende for vand- og fedtopløseligheden. Et lavt antal ethoxygrupper er forbundet med god fedtopløselighed, mens et højt antal ethoxygrupper giver god vandopløselighed. Der er et negativt lineært forhold mellem graden af ethoxylering og toksicitet, idet kortere EO-kæde betyder større toksisk effekt. Den maksimalt observerede irritation er ved en ethoxyleringsgrad på 6 EO.

Foreslåede alternative nonioniske tensider til substitution af APE i maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser omfatter nedenstående tensidtyper:

  • Alkoholethoxylater: CH3-(CH2)n-(OCH2-CH2)n -OH,
  • Alkoholalkoxylater: som alkoholethoxylater, men den hydrofile del af tensidet består både af ethoxylatgrupper (EO: -OCH2-CH2) og propoxylatgrupper (PO:-CH2-CHCH3-O)
  • Alkylmonoethanolamid ethoxylater: R-CO-NH- (CH2-CH2-O)nH

Nonioniske tensider er sammen med amfotere tensider de mindst hudirriterende overfladeaktive stoffer. Stofferne har ingen nettoladning og danner derfor kun hydrofobe bindinger med proteiner. Proteinerne vil således ikke blive inaktiveret af nonioniske tensider.

Undersøgelser om hudgennemtrængelighed viser, at nonioniske tensider generelt absorberes gennem huden i større grad end anioniske og kationiske tensider. Hudabsorptionen mindskes dog med en øget ethoxylering. Det gælder for nonioniske tensider, at hudabsorptionsevnen er faldende fra et ethylenoxidindhold på 6 enheder eller mere. Hudgennemtrængeligheden formindskes altså med en tiltagende grad af ethoxylering. Dette kan forklares ved, at et lavt indhold af EO betyder større fedtopløselighed.

4.2.3 Anioniske tensider

I maling, træbeskyttelse, lime og fugemasser er nedenstående typer af anioniske tensider foreslået som alternativer til APE:

  • Alkylsulfater: CH3-(CH2)n-OSO3-Na (AS)
  • Lineære alkylbenzensulfonater: CH3-(CH2)n-C6H4-SO3-Na (LAS)
  • Alkylethersulfater: CH3-(CH2)n – (OCH2-CH2)m-OSO3Na (AES)
  • Alkylethoxyfosfatestre: H(OCH2-CH2)n-OPO2-OR-Na

Anioniske tensiders sundhedsmæssige effekter er ligesom for nonioniske tensider overvejende af irritativ karakter. Stofferne udviser lav akut toksicitet.

Anioniske tensider har generelt en relativt større hudirritationseffekt end andre tensider. Den indbyrdes rangorden i relation til hudirritation er omtrent: LAS > AS > AES. Dette er en generalisering. Der er enighed om, at alkylethersulfater viser mindre irriterende effekter end de øvrige typer af anioniske tensider.

Anioniske tensider er gode til at opløse og denaturere proteiner i forholdsvis lave koncentrationer. Tensiderne danner komplekser med proteinerne ved polære og hydrofobe interaktioner. Dette fører til inaktivering af f.eks. enzymer.

For homologe serier af anioniske tensider er sammenhængen mellem kædelængde og irritationseffekt blevet undersøgt. Undersøgelserne har vist, at en alkylkædelængde på 12 kulstofatomer indebærer den største hudirritatonseffekt, og det gælder både for tensider af typerne sulfater, sulfonater og carboxylater. C12-forbindelserne har altså større effekt end tensider med både længere og kortere kulstof-kædelængder. Når kædelængden øges, øges samtidig tensidets lipofile egenskaber, hvorved absorption til og gennemtrængelighed i biologiske systemer øges. Størrelsen af molekylet har dog også en betydning, idet der er en modsat sammenhæng mellem molekylstørrelse og hudgennemtrængelighed. Således vil en forøgelse af molekylstørrelsen formindske evnen til at trænge igennem biologiske membraner.

Ved øget grad af ethoxylering ses mindre hudirriterende egenskaber for forskellige alkylethersulfater. Evnen til at opløse stoffer i huden, som sandsynligvis medvirker direkte til tensidets irriterende effekter, er en funktion af både den polære gruppes ladning og af længden på den lipofile alkylkæde. Tensidernes polaritet er dog tilsyneladende mere væsentlig end længden af den lipofile kulstofkæde med hensyn til hudirriterende egenskaber.

Analogt til sammenhængen mellem alkylkædelængde af anioniske tensider og graden af hudirritation gælder for effekter på slimhinder, at der kan observeres en sammenhæng mellem alkylkædelængde og irritationseffekt, idet den maksimale øjenirritation ses ved C10-14-kædelængder.

4.2.4 Opsummering af parametre med indflydelse på tensiders irritationspotentiale

De overfladeaktive stoffer er tekniske kvaliteter, som består af en blanding af homologe molekyler af varierende længde af alkyl- og ethoxylatkæde. De potentielle, irritative effekter af disse parametre er illustreret i figur 4.1.

Alkylkædens længde

For anioniske tensider gælder generelt, at når kædelængden øges, øges den lipofile karakter (fedtopløsende evne) hos tensidet og dermed muligheden for at adsorbere til og gennemtrænge biologiske membraner. Undersøgelser viser, at ioniske (anioniske og kationiske) overfladeaktive stoffer med alkylkædelængder på C10-C14 har de mest ødelæggende effekter.

Ethylenoxidkædens længde

Nonioniske tensider og anioniske tensider af typen alkylethersulfater er opbygget af EO-grupper. For disse gælder, at stoffer med et lille antal EO-grupper optages bedre gennem huden end stoffer med lang kæde, og at den maksimalt observerede irritation er ved en ethoxylationsgrad på 6 EO. Den akutte toksicitet for alkoholethoxylater øges med en øget længde på ethoxylat-kæden op til en længde på 10 EO enheder. En yderligere forøgelse af EO-kæden samt typen af alkylkæden synes kun at have mindre effekter.

Andre parametre

Andre parametre, som har en mere indirekte effekt på irritationspotentialet, og som tildels afhænger af ydre faktorer, er f.eks. molekylstørrelse, kritisk micelkoncentration (CMC) og koncentration, som er indbyrdes afhængige, samt kontakttid. Det er de opløste enkelte tensidmolekyler, som medfører irritation, da tensidaggregaterne (micellerne) er for store til at trænge igennem huden.

Figur 4.1 Graduering af irritationseffekter
Figur 4.1
Graduering af irritationseffekter

4.2.5 Datakilder

Datagrundlaget for en sundhedsmæssig vurdering af et stof kan fremskaffes ved hjælp af en officiel klassificering af stoffet, sikkerhedsdatablad på stoffet, toksikologiske opslagsværker og praktiske erfaringer. I det følgende vil de tre først nævnte oplysningsveje blive beskrevet.

Klassificering og mærkning

Sundhedsfarlige, kemiske stoffer og produkter skal klassificeres og mærkes i henhold til gældende retningslinier fra Miljøstyrelsen, inden de markedsføres. I lovgivningen findes kriterier for, hvordan sundhedsfarlige stoffer skal klassificeres. At klassificere et kemisk stof indebærer, at man placerer stoffet i en eller flere fareklasser og tildeler stoffet risikosætninger. Klassificeringen af kemiske stoffer skal baseres på stoffets iboende egenskaber. Man skal inddrage al tilgængelig toksikologisk information ved bedømmelse af stoffet. Hvis stoffet opfylder nogle af kriterierne, skal det klassificeres som sundhedsfarligt. Et kemisk stof kan have flere sundhedsfarlige egenskaber. Samtlige stoffets sundhedsfarlige egenskaber skal fremgå af klassificeringen.

Bekendtgørelse nr. 329 af 16. maj 2002 indeholder regler for klassificering, emballering, mærkning, salg og opbevaring af kemiske stoffer og produkter (klassificeringsbekendtgørelsen) og bekendtgørelse nr. 733 af 31. juli 2000 (listen over farlige stoffer) indeholder klassificering og mærkning af ca. 1.500 kemiske stoffer. Klassificeringsbekendtgørelsen definerer stoffer som farlige, hvis de er optaget på listen over farlige stoffer, eller hvis de opfylder kriterierne for optagelse i en af fareklasserne.

Formålet med klassificering er, at identificere alle de iboende farlige egenskaber ved stoffet, der kan medføre ricisi ved normal håndtering eller brug.

Stoffer, der ikke er optaget på listen over farlige stoffer, skal altid selvvurderes. Ingen nonioniske eller anioniske tensider er på listen over farlige stoffer. Ved vurdering af nonioniske og anioniske tensider anvendes CESIO’s klassificering af overfladeaktive stoffer. Disse klassificeringer bygger på tensidleverandørers test og er foretaget i henhold til kriterierne i EU- direktiverne. Producent eller leverandør skal lave en vurdering på baggrund af den viden, der er tilgængelig.

Oplysninger om stoffets farlighed skal søges hos producenten/leverandøren eller i faglitteraturen. Klassificering og mærkning af et stof kan ses udfra fareetiketten og sikkerhedsdatabladet.

Sikkerhedsdatablad

Information om stoffets farlige egenskaber skal udover på fareetiketten gives i form af et sikkerhedsdatablad. Et sikkerhedsdatablad er de sikkerheds- og sundhedsmæssige oplysninger som lovgivningen kræver, at leverandøren skal give om et stof eller et produkt, såfremt stoffet eller produktet er omfattet af farlighedsbegrebet og samtidig sælges til erhvervsmæssig brug. Et sikkerhedsdatablad skal indeholde 16 punkter med information om blandt andet produktets sammensætning, indgående stoffers klassificering, førstehjælp, sikkerhedsanvisninger samt information om sundheds- og miljøfarlige egenskaber. Al information, som har betydning for sikkerheden på arbejdspladsen, skal angives. Både akutte og kroniske virkninger skal fremgå af sikkerhedsdatabladet. Der skal angives virkning både ved indånding, hudkontakt, øjenkontakt og indtagelse.

Sikkerhedsdatablade kan ikke alene anvendes som datagrundlag ved vurdering af et stofs sundhedsmæssige egenskaber, men mange af de oplysninger, der bør indgå i substitutionsovervejelser, kan hentes fra sikkerhedsdatablade, hvis disse er udarbejdet korrekt og opdateret med de nyeste lovgivningsreguleringer.

Følgende punkter i sikkerhedsdatabladet kan anvendes til vurdering af tensiders sundhedsfare:

Punkt 2: Her skal stoffet angives, hvis det er klassificeret enten i henhold til stoflisten eller ved en vurdering. Samtidig kan stoffets CAS-nr. eventuelt være angivet samt kemisk navn med angivelse af alkylkædelængde og/eller EO-grad. Dette er dog langt fra altid tilfældet.

Punkt 11: Her skal stoffets toksikologiske (sundhedsmæssige) virkninger ved kontakt med stoffet beskrives. Alle eksponeringsveje skal vurderes og effekter være beskrevet. Dette afsnit giver et indblik i risikoen ved brug af stoffet og kan henlede opmærksomheden på risici ved en specifik eksponeringsvej.

Punkt 15: Her gentages de oplysninger, som er anført på stoffets etiket om mærkning i henhold til Miljøministeriets regler om klassificering. Hvis stoffet er klassificeret, er angivet faresymbol, fareklasse og R- og S-sætninger. Da metoden til at indplacere tensider i sundhedsfaregrupper bygger på klassificeringssystemet, er dette relevante oplysninger.

Søgning af data

Formålet med søgning og indhentning af data er at kunne klassificere stoffet i henhold til Miljøstyrelsens kriterier for klassificering. Som tidligere nævnt fokuseres på akutte effekter og irritationseffekter, når det drejer sig om anioniske og nonioniske tensider, da langtidseffekter generelt er minimale.

Indhentning af data fra litteratur, opslagsværker, håndbøger og relevante databaser er et væsentligt led i en sundhedsvurdering af et stof. Udgangspunktet for en søgning er et stofs CAS-nr. (Chemical Abstracts Service Registration number), et præcist kemisk navn (IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry) for stoffet eller et ELINCS-nummer (European List of Notified Chemical Substances) eller EINECS-nummer (European Inventory of existing Commercial Chemical Substances).

Søgning af toksikologiske data kan foretages som angivet nedenfor:

  • Først gennemgang i generelle håndbøger for data om stoffet, eventuelt suppleret med datasøgning i de generelle databaser (RTECS, HSDB, ECDIN og for toksikologi: TOXLINE ).
  • Hvis der findes data om specielle effekter, søges der videre i specialhåndbøger, eller data søges i toksikologiske databaser. De indhentede data vurderes så i henhold til kriterierne for klassificering.
  • Hvis man finder modstridende oplysninger, anvendes de oplysninger, der medfører den strengeste klassificering.
  • I tilfælde af at der ikke kan findes tilstrækkelige oplysninger eller oplysninger i det hele taget, kan analogislutninger blive nødvendige.

Upublicerede data kan eventuelt fremskaffes fra producenten af stoffet.

Akutte toksikologiske data kan fås fra nedenstående håndbøger og databaser. Det er standardreferencer, som anses for at være gode kilder til oplysning om akutte effekter, såsom hud og øjenirritation.


Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.4‘‘
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.4‘‘