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

Miljø- og sundhedsvurdering af kemiske stoffer i industrielle og institutionsanvendte rengøringsmidler

4 Tensider

• 4.1 Nonioniske tensider
  • 4.1.1 Samlet vurdering af nonioniske tensider
  • 4.1.2 Alkoholethoxylater
  • 4.1.3 Alkoholalkoxylater
  • 4.1.4 Alkylpolyglucosider
  • 4.1.5 Fedstsyrealkylamider
  • 4.1.6 Alkylaminoxider
  • 4.1.7 Alkylaminethoxylater
• 4.2 Anioniske tensider
  • 4.2.1 Samlet vurdering af anioniske tensider
  • 4.2.2 Alkylsulfater
  • 4.2.3 Alkylethersulfater (+alkyletherfosfater og -carboxylsyrer)
  • 4.2.4 Lineære alkylbenzensulfonater (LAS)
  • 4.2.5 Sekundære alkansulfonater
  • 4.2.6 Fedtsyresæber
  • 4.2.7 Sulfosuccinater
  • 4.2.8 Øvrige anioniske tensider
• 4.3 Kationiske tensider
  • 4.3.1 Kvaternære ammoniumforbindelser
• 4.4 Amfotere tensider

4.1 Nonioniske tensider

Nonioniske tensider er overfladeaktive stoffer bestående af en vandopløselig og en vandafvisende del. Disse stoffer har ingen ladning i vandig opløsning. Nonioniske tensider har bred anvendelse inden for alle produktkategorier i I&I sektoren. De nonioniske tensider udgør den største gruppe af branchens stoffer med ca. 36% af de indrapporterede stoffer, hvoraf alkoholethoxylater, alkoholalkoxylater og alkylpolyglucosider udgør størsteparten. De kommercielle nonioniske tensider består som oftest af blandinger af homologer med varierende kemisk struktur, f.eks. hvad angår længden og forgreningen af kulstofkæderne. De nonioniske tensider fordeler sig på følgende stofgrupper:

• Alkoholethoxylater
• Alkoholalkoxylater
• Alkylpolyglucosider
• Fedstsyrealkylamider
• Alkylamineoxider
• Alkylaminethoxylater

4.1.1 Samlet vurdering af nonioniske tensider

Miljø

Den samlede vurdering af de nonioniske tensiders miljømæssige egenskaber fremgår af nedenstående figur.

Figur 4.1 Miljøprofil af branchens nonioniske tensider

Det fremgår, at mere end halvdelen (57 %) af de nonioniske tensider fordeler sig på miljøscore 1 og 2 og dermed anses for at være henholdsvis uskadelige eller mindre problematiske for vandmiljøet. I alt 31% af de nonioniske tensider får miljøscore 4 eller 5 og kan betragtes som kandidater til substitution. Disse stoffer udgøres hovedsagligt af alkoholethoxylater (homologer med lang alkylkædelængde og få ethylenoxid enheder), alkoholalkoxylater (homologer med lang alkylkædelængde), alkylaminoxider samt fedtsyreamider. En del af de nonioniske tensider (12%) kunne ikke miljøvurderes grundet manglende kendskab til den kemiske struktur. Disse stoffer udgøres overvejende af alkoholethoxylater og alkoholalkoxylater. Det anbefales enten at substituere de stoffer for hvilke kendskabet til struktur og miljøeffekter er manglende eller, alternativt, at tilvejebringe et fyldestgørende dokumentationsgrundlag.

Sundhed

I figur 4.2 ses fordelingen af de nonioniske tensider på sundhedsscorer.

Figur 4.2 Sundhedsprofil af branchens nonioniske tensider (hvid = 3a, stribet = 3b)

De stoffer, der er tildelt sundhedscore 1, og som dermed anses for uproblematiske, er primært alkoholalkoxylater eller alkoholethoxylater med høj ethoxyleringsgrad. Nonioniske tensider med sundhedsscore 2 er ethoxylerede n-butyletherforbindelser. De fleste nonioner er tildelt sundhedsscore 3a (58%), heraf er de fleste alkoholethoxylater og polyalkylglycosider. Ingen af de nonioniske tensider tildeles sundhedsscorerne 3c, 4 eller 5.

Ca. 24% af de nonioniske tensider er ikke vurderet for sundhed pga. manglende oplysninger om ethoxyleringsgrad eller alkylkædelængde.

4.1.2 Alkoholethoxylater

Alkoholethoxylater består af en hydrofob alkylkæde, der er forbundet med et antal EO-enheder. De kommercielle alkoholethoxylater spænder over homologer med alkylkædelængder fra 8-18 kulstofatomer og med varierende antal EO-enheder fra ca. 2-30.

Miljø

De miljømæssige egenskaberne varierer markant med stoffernes kemiske struktur, og vurderingen af alkoholethoxylaterne spænder over hele spektret med miljøscorer fra 1-5. Med undtagelse af de kortkædede homologer (C8-10) og homologer med meget høj ethoxyleringsgrad (ca. >20 EO) har langt de fleste alkoholethoxylater en høj akut giftighed over for vandlevende organismer (EC/LC50 < 1 mg/l). Den høje giftighed gør sig gældende for både alger, krebsdyr og fisk. Toksiciteten er generelt stigende med faldende grad af ethoxylering. Både lineære og forgrenede alkoholethoxylater forventes at nedbrydes hurtigt i miljøet, og kun de langkædede homologer (C16-18) med ca. >20 EO-enheder har vist sig at have vanskeligheder ved at passere kravene for let bionedbrydelighed. Stoffernes kædelængde og antal af EO-enheder er bestemmende for fordelingen mellem vandige og lipide faser, og dermed for stoffernes bioakkumuleringspotentiale. Vandopløseligheden falder og fedtopløseligheden stiger med stigende kædelængde og faldende antal EO-enheder. Da oktanol-vand fordelingskoefficienten (log K_OW) anvendes som estimat for kemiske stoffers bioakkumulerbarhed, vil især de langkædede stoffer med få EO-enheder blive betragtet som potentielt bioakkumulerbare. Tabel 4.1 viser alkoholethoxylaternes miljøprofil som funktion af kemisk struktur.

Tabel 4.1 Alkoholethoxylaternes miljøprofil

Det ses, at det er de langkædede alkoholethoxylater med enten få (<5) eller relativt mange (20-30) EO-enheder, der har den værste miljøprofil. Disse stoffer betragtes som miljøfarlige ud fra kombinationen af høj iboende giftighed og potentiale for bioakkumulering.

De eksisterende data for anaerob bionedbrydelighed peger på, at lineære overfladeaktive alkoholethoxylater er anaerobt nedbrydelige over et bredt spektrum af kædelængder (C9-18, EO7-8).

Sundhed

Alkoholethoxylater virker som hovedregel irriterende på øjne. Molekylestrukturen har stor indflydelse på alkoholethoxylaternes sundhedsfarlige egenskaber. Der er specielt to parametre der er vigtige at kende.

1. antal EO-enheder
2. alkylkædelængde

Antallet af EO-enheder har betydning for irritationspotentialet. Det gælder nemlig, at stoffer med et lille antal EO-enheder optages bedre gennem huden eller øjne end stoffer med høj ethoxyleringsgrad. Den maksimalt observerede irritation er ved en ethoxyleringsgrad på 6 EO. Til gengæld er den akutte giftighed ved indtagelse af alkoholethoxylater større jo højere ethoxyleringsgraden er. Giftigheden aftager igen ved meget høje antal EO-enheder. Således er alkoholethoxylater med ethoxyleringsgrad på op til 5 EO og en ethoxyleringsgrad på 20 EO eller mere ikke farlige ved indtagelse. I tabel 4.2 ses betydningen af ethoxyleringsgrad på sundhedsklassificering.

Alkylkædens længde har betydning for stoffets fedtopløsende evne (lipofile egenskaber). Når kædelængden øges, bliver stoffet mere opløseligt i fedt og dermed øges også muligheden for at adsorbere til og gennemtrænge biologiske systemer som f.eks. cellemembraner. På den anden side mindskes CMC (den kritiske micelkoncentration) med øget kædelængde og dermed også antallet af frie monomerer i opløsningen, og dette medfører mindsket hudirritationspåvirkning.

Tabel 4.2 Alkoholethoxylaternes sundhedsprofil

R41 “Risiko for alvorlig øjenskade”
R22 “Farlig ved indtagelse”

Mere end 50% af de indrapporterede alkoholethoxylater har en ethoxyleringsgrad på >5-20. Enkelte indrapporterede stoffer i denne gruppe har en ethoxyleringsgrad >20 og tildeles dermed sundhedsscore 1. I produktudvikling eller ved ønske om substitution til mindre farlige nonioniske tensider kan det anbefales at vælge følgende nonioniske tensider:

• Alkoholethoxylater, EO>20
• Alkoholalkoxylater, EO, PO

Alkoholalkoxylaterne er beskrevet i nedenfor.

4.1.3 Alkoholalkoxylater

Alkoholalkoxylater er opbygget på samme måde som alkoholethoxylater, men indeholder forunden EO-enheder også propoxylat- (PO) og/eller butoxylat- (BO) enheder. Alkylkædelængden i de kommercielle blandinger varierer fra 8-18 kulstofatomer, ligesom antallet af EO-, PO- og BO-enheder er varierende. Endvidere kan den hydrofile del (EO-kæden) være afsluttet med benzen, butanol eller lignende. Et sådant tensid betegnes ”end capped”.

Miljø

Som for alkoholethoxylaterne spænder miljøprofilen for denne stofgruppe bredt afhængigt af den kemiske struktur med miljøscorer fra 1-5. Alkoholalkoxylaternes miljømæssige egenskaber er ikke ligeså velbeskrevne som for alkoholethoxylater, men det er de samme tendenser, der gør sig gældende for giftighed, nedbrydelighed og bioakkumulering. De kortkædede homologer (C8-12) er mindre giftige end homologer med længere kædelængder (C12-18), som har en høj akut giftighed over for vandlevende organismer (EC/LC50 < 1 mg/l). Generelt er data for akvatisk giftighed af alkoholalkoxylater sparsomme. Alkoholalkoxylaternes nedbrydelighed falder med stigende kædelængde og stigende antal PO-enheder. Alkoholalkoxylater med kædelængder på ca. C12-18 og PO >6-7 vurderes ikke at passere kravene for let bionedbrydelighed. De få tilgængelige data for alkoholalkoxylaternes anaerob bionedbrydelighed tyder på, at de ”end-capped” alhokolalkoxylater ikke opnår 60% ultimativ bionedbrydelighed, der normalt anses for kriteriet for anaerob bionedbrydelighed i ISO 11734 screeningstest.

Der er ikke fundet eksperimentelt bestemte bioakkumuleringsværdier (BCF) for alkoholalkoxylater i litteraturen. Som for alkoholethoxylaterne stiger bioakkumuleringspotentialet med stigende kædelængde og med faldende antal EO-, PO- og BO-enheder. Ud fra de estimerede log K_OW-værdier fremgår det, at tilstedeværelsen af PO- og BO-enheder øger stoffernes bioakkumuleringspotentiale i sammenligning med alkoholethoxylater, der udelukkende indeholder EO-enheder.

For nogle af de indrapporterede alkoholalkoxylater har det ikke været muligt at få oplysninger om den præcise kemiske struktur, hvorfor en del af disse stoffer ikke har kunnet miljøvurderes. For de alkoholalkoxylater, der er blevet miljøvurderet, bygger vurderingerne overvejende på miljødata fra leverandørdatablade trods manglende oplysninger om den kemiske struktur. Det er derfor ikke muligt at give en veldefineret beskrivelse af alkoholalkoxylaternes miljøprofil som funktion af den kemiske struktur. Hovedparten af alkoholalkoxylaterne opnår en miljøscore på enten 4 eller 5 på grund af høj giftighed, lav bionedbrydelighed og højt bioakkumuleringspotentiale. Der kendes ikke data for den anaerobe bionedbrydelighed af alkoholalkoxylater. Det anbefales at tilvejebringe data for alkoholalkoxylaternes miljømæssige egenskaber for at opnå et bedre vurderingsgrundlag. Alternativt bør stoffer med utilstrækkeligt dokumentationsgrundlag substitueres.

Sundhed

Alkoholalkoxylaterne, der både er ethoxylerede og propoxylerede, har et generelt lavere irritationspotentiale end alkoholethoxylaterne. Alkoholalkoxylaterne med kædelængde (C10-15) og med 3-9 EO og 4-6 PO er således ikke klassificeret (CESIO 2000) og tildeles derfor sundhedsscore 1. De fleste indrapporterede alkoholalkoxylater er tildelt sundhedsscore 1. De indrapporterede alkoholalkoxylater omfatter også alkoholethoxylat n-butylether (4%). Disse stoffer er tildelt sundhedsscore 2 pga. deres hudirritationspotentiale. Alkoholethoxylat n-butylether (C12-18) er klassificeret med Xi; R38 (CESIO 2000).

4.1.4 Alkylpolyglucosider

Alkylpolyglucosider (”sukkertensider”) udgør efter alkoholethoxylater og alkoholalkoxylater den næststørste gruppe af de nonioniske tensider og har en bred anvendelse i branchens produkttyper. Alkylpolyglucosider består af en fedtalkohol forbundet med et eller flere glucosemolekuler via en glucosidbinding. Normalt er der gennemsnitligt 1,4 mol glucose pr. mol fedtalkohol. Alkylkædelængden varierer fra 8-18 kulstofatomer.

Miljø

Alkylpolyglucosiderne er let bionedbrydelige under både aerobe og anaerobe forhold. Alkylpolyglucosidernes akutte giftighed kan betegnes som skadelig eller giftig med EC/LC50-værdier på 1-100 mg/l. Alkylpolyglucosiderne vurderes ikke at være bioakkumulerbare. Alle alkylpolyglucosiderne opnår en miljøscore på 1 og betragtes som værende uskadelige for vandmiljøet, da de nedbrydes hurtigt og ikke er bioakkumulerbare.

Sundhed

Alkylpolyglucosiderne virker ikke hudirriterende, og den akutte giftighed ved indtagelse er lav. Da man ved høje koncentrationer har observeret øjenirritation med risiko for alvorlig øjenskade, er alkylpolyglucosiderne vurderet og klassificeret som Xi med R41 (”Risiko for alvorlig øjenskade”). Alle de indrapporterede stoffer i denne gruppe er tildelt sundhedsscore 3a.

Alkylpolyglucosiderne er ikke vurderet i CESIO 2000.

4.1.5 Fedstsyrealkylamider

Fedtsyrealkylamider udgør kun en lille del af de nonioniske tensider men har bred anvendelse inden for næsten alle I&I branchens produkttyper. Fedstsyrealkylamider består af en fedtsyre, som oftest en kokosfedtsyre, med enten en monoethanolamid- (MEA), diethanolamid- (DEA) eller monoisopropanolamid- (MIPA) gruppe. Kædelængden er typisk C12-18. Fedtsyrealkylamiderne kan være ethoxylerede.

Miljø

Fedtsyrealkylamiderne er generelt let bionedbrydelige og giftige over for vandlevende organismer med EC/LC50-værdier fra ca.1-50 mg/l. Det samme gælder for de ethoxylerede fedtsyreamider. Der hersker lidt tvivl om nedbrydeligheden af de ethoxylerede fedtsyreamider, idet nogle undersøgelser har indikeret, at de ikke er let bionedbrydelige, mens andre resultater viser, at stofferne er let bionedbrydelige. Der foreligger ingen eksperimentelle data for bioakkumulerbarhed, men ud fra de estimerede log Kow-værdier vurderes nogle fedtsyrealkylamider at være potentielt bioakkumulerbare. Dette medfører, at nogle fedtsyrealkyamider får en miljøscore på 1 (f.eks. Cocamide MEA) mens andre gives scoren 4 (f.eks. Cocamide DEA, C12-18 alkylamid MEA, 4EO).

De hyppigst anvendte fedtsyrealkylamider, Cocoamid MEA og Cocoamid DEA, har begge vist sig at være både let nedbrydelige under aerobe forhold og er anaerobt bionedbrydelige i ISO 11734 screeningtest.

Sundhed

Fedtsyrealkylamiderne virker generelt øjenirriterende, mens hudirritationspotentialet er afhængig af bl.a. antallet af ethanolgrupper.

Fedtsyrediethanolamider (DEA) er ifølge CESIO (2000) klassificeret som hud- og øjenirritanter (Xi; R38-41) og tildelt sundhedsscore 3b. Flere studier indikerer, at Cocoamid DEA inducerer allergi ved hudkontakt, men stoffet er ikke officielt klassificeret som allergifremkaldende. Stoffet er listet på Arbejdsmiljøinstituttets allergiliste (se kapitel 2).

Fedtsyre monoethanolamider (MEA) er klassificeret som Xi; R41 (CESIO 2000) og tildeles sundhedscore 3a.

Der er risiko for dannelse af N-nitrosaminer, når fedtsyreamider anvendes sammen med nitroserende agenser som f.eks konserveringsmidlerne bromo, 2-, -2-nitropropane-1,3-diol eller bromo, 5-, -5-nitro-1,3-dioxane. N-nitrosaminer har vist sig som potente leverkarcinogener i rotter. Muligheder for substitution bør derfor overvejes for fedtsyreamider.

Ethoxylerede fedtsyreamider anses som mindre irriterende end de tilsvarende ikke-ehoxylerede forbindelser. Meget få data er dog tilgængelige for denne type tensider. Ethoxyleringsgraden har ligesom for alkoholethoxylaterne stor betydning for irritationspotentialet. Jo flere EO-enheder, des mindre irritation af hud og øjne. Dette skyldes, at molekylet bliver mere vandopløseligt jo flere EO-enheder, der er tilknyttet. Polære og hydrofile forbindelser absorberes kun i ringe grad gennem intakt hud og dårligere fra mave-tarmkanalen. Jo mere lipofil den kemiske forbindelse er, jo hurtigere passeres biologiske membraner.

CESIO (2000) klassificerer denne type tensider med kulstofkæder 8-18 og 5 EO som stærke øjenirritanter (Xi; R41).

4.1.6 Alkylaminoxider

Alkylaminoxider udgør kun en mindre del af de nonioniske tensider. De består af en alkylgruppe med varierende kædelængde (C12-18) samt en tertiær aminoxid. Alkylaminoxiderne anvendes i et bredt udsnit af I&I branchens produkter. Placering af aminoxiderne i en specifik tensidgruppe er lidt vanskelig, da deres ladning afhænger af pH. Aminoxider er nonioniske ved neutral eller basisk pH, hvorimod de er kationiske i sure opløsninger.

Miljø

Miljødata for alkylaminoxider er yderst begrænsede, og miljøvurderingen af disse bygger derfor overvejende på leverandørdata. Alkylaminoxiderne er let bionedbrydelige og giftige over for vandlevende organismer med EC/LC50-værdier omkring 1-2 mg/l. Ud fra log Kow-værdierne vurderes alkylaminoxiderne at være potentielt bioakkumulerbare, og de opnår alle en miljøscore på 4. Da de få eksisterende EC/LC50-værdier for giftighed er meget tæt på 1 mg/l, ligger stofferne lige på kanten til miljøscore 5. Alkylaminoxidernes anaerobe bionedbrydelighed kendes ikke. Som følge af datamangel anbefales det enten at tilvejebringe et mere solidt datagrundlag for at få en mere robust miljøvurdering eller alternativt at substituere alkylaminoxiderne.

Sundhed

De indrapporterede aminoxider er irriterende for hud og øjne. Stofferne er derfor tildelt sundhedsscore 3b.

4.1.7 Alkylaminethoxylater

Kun to af de indmeldte stoffer hører til denne gruppe. Alkylaminethoxylat anvendes i produkter til fødevareindustri, universal- og grundrengøring samt i gulvprodukter. Alkylaminethoxylater består af en alkylkæde med varierende kædelængde (C12-18) og en amingruppe, der er forbundet med et antal EO-enheder.

Miljø

Miljødata for alkylaminethoxylater er yderst begrænsede, men de få data tyder på, at disse stoffer er giftige over for vandlevende organismer med EC50-værdier på ca. 1-10 mg/l, og at de ikke er let nedbrydelige. Alkylaminethoxylaterne formodes ikke at være bioakkumulerbare. Alkylaminethoxylaterne tildeles en miljøscore på 4. Som følge af alkylaminethoxylaternes giftighed og ringe nedbrydelighed i miljøet anbefales det at søge mere miljøvenlige alternativer.

Sundhed

Ligesom for de andre ethoxylerede tensider afhænger alkylaminethoxylaternes farlighedspotentiale af ethoxyleringgraden. Jo højere antal af EO-enheder, des mindre er irritationspotentialet. Derfor er de indrapporterede alkylaminethoxylater tildelt to forskellige sundhedsscorer: 3a (på grund af risiko for alvorlig øjenskade) og 3c (på grund af ætsningsfare).

4.2 Anioniske tensider

Anioniske tensider er overfladeaktive stoffer bestående af en vandopløselig gruppe og en vandafvisende alkylkæde. Disse stoffer er negativt ladede i vandig opløsning. Anioniske tensider har bred anvendelse inden for alle produktkategorier i I&I branchen. De anioniske tensider udgør ca. 18% af de indrapporterede stoffer. De kommercielle anioniske tensider består som oftest af blandinger af homologer med varierende alkylkædelængde. De anioniske tensider fordeler sig hovedsagligt på følgende stofgrupper:

• Alkylsulfater
• Alkylethersulfater
• Lineære alkylbenzensulfonater
• Sekundære alkansulfonater
• Fedtsyresæber
• Sulfosuccinater

4.2.1 Samlet vurdering af anioniske tensider

Miljø

Den samlede vurdering af de anioniske tensiders miljømæssige egenskaber fremgår af figur 4.3.

Figur 4.3 Miljøprofil af branchens anioniske tensider

Det ses af figuren, at de anioniske tensider som gruppe har en god miljøprofil, da hovedparten (ca. 90%) af stofferne vurderes til miljøscore 1 eller 2. Den relativt lille gruppe med miljøscore 4 udgøres af dialkylsulfosuccinater, som ikke er let bionedbrydelige og betragtes som potentielt bioakkumulerbare grundet deres høje log K_OW-værdier.

Sundhed

Sundhedsprofilen for anioniske tensider er enkel. De fleste stoffer er tildelt sundhedsscore 1, 3a eller 3b . De anioniske tensiders sundhedsmæssige effekter er ligesom de nonioniske tensiders overvejende af irritativ karakter. Stofferne udviser lav akut toksicitet.

Anioniske tensider har generelt en relativt større hudirritationseffekt end andre tensider. Der er enighed om, at alkylethersulfater viser mindre irriterende effekter.

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 vandafvisende kulstofkæde med hensyn til hudirriterende egenskaber.

Figur 4.4 Sundhedsprofil af branchens anioniske tensider (hvid = 3a, stribet = 3b)

En nærmere beskrivelse af de enkelte typer af anioniske tensider fremgår af de følgende afsnit.

4.2.2 Alkylsulfater

Alkylsulfater består af en alkylkæde forbundet med en sulfatgruppe via en esterbinding. De kommercielle alkylsulfater består af homologer med varierende alkylkædelængde fra 12-18 kulstofatomer. Alkylsulfater udgør den største delmængde af de indrapporterede anioniske tensider.

Miljø

De i branchen anvendte alkylsulfater er bionedbrydelige under både aerobe og anaerobe forhold. Alkylsulfaterne kan betegnes som meget giftige til giftige, da der er observeret EC/LC50-værdier på ca. <1-10 mg/l. Alkylsulfaterne vurderes ikke at være bioakkumulerbare. Alle alkylsylfaterne opnår en miljøscore på 2 og betragtes som værende af mindre farlighed for miljøet.

Sundhed

Alkylsulfater betragtes som den mest irriterende af de forskellige typer anioniske tensider. Længden af den hydrofile alkylkædelængde har betydning for alkylsulfaternes irritationspotentiale, idet maksimal hud- og øjeirritation ses ved C10–14. Potentiale for optagelse gennem huden er tilstede og tilsyneladende optimal ved alkylkædelængde på C12.

Alkylsulfaternes akutte orale toksicitet anses for at være lav. LD50-værdierne efter oral indgift til rotter ligger fra 1000-15000 mg/kg/lgv, lavest for C12-alkylkæden. Ovenstående er i overensstemmelse med CESIO's anbefalede klassificering af alkylsulfater med 12 kulstofatomer i den hydrofobe kæde som farlig ved indtagelse.

De fleste alkylsulfater tildeles sundhedsscore 3b på grund af deres klassificering som øjen- og hudirriterende.

4.2.3 Alkylethersulfater (+alkyletherfosfater og -carboxylsyrer)

Alkylethersulfater består af en alkylkæde, der er forbundet med et antal ethoxylatenheder (EO) samt en sulfatgruppe for enden af EO-kæden. De kommercielle alkylethersulfater består af homologer med ca. 10-16 kulstofatomer. Tilsvarende findes alkyletherforbindelser, hvor sulfatgruppen er erstattet af en fosfat- eller carboxylsyregruppe; disse stoffer betegnes som alkyletherfosfater eller alkylethercarboxylsyrer. De få eksisterende data for alkyletherfosfaternes bionedbrydelighed tyder på, at alkyletherfosfater ligger lige på grænsen til at opfylde kriteriet for let bionedbrydelighed. Der er ikke fundet data for alkylethercarboxylsyrer i litteraturen, men da disse stoffers kemiske struktur ligger tæt op af alkylethersulfaterne vurderes det, at miljømæssige egenskaberne er sammenlignelige for disse stoffer.

Miljø

Alkylethersulfater er let nedbrydelige under aerobe forhold. Studier af alkylethersulfaternes anaerobe bionedbrydelighed er ikke omfattende, men de få data indikerer, at disse stoffer også kan nedbrydes under iltfrie forhold. Alkylethersulfater og alkyletherfosfater kan betegnes som giftige over for vandlevende organismer med EC/LC50-værdier fra ca. 1-100 mg/l. Alkylethersulfater (+alkyletherfosfater og -carboxylsyrer) tildeles en miljøscore på 1 og vurderes generelt at være uskadelige for miljøet.

Sundhed

Alkylethersulfater er af CESIO (2000) klassificeret som irriterende (Xi) med risikosætning R38 (”Irriterer huden”) og R36 (”Irriterer øjnene”). En undtagelse er alkylethersulfater (2-3 EO), hvor R36 er erstattet med R41 (”Risiko for alvorlig øjenskade”).

De fleste alkylethersulfater er tildelt sundhedsscore 3b pga. deres klassificering som øjen- og hudirriterende. Alkylethersulfater betragtes dog som et godt alternativ ud fra et sundhedssynspunkt, da denne type anioniske tensider er de mest hudforenelige. Det kan anbefales at vælge alkylethersulfater med størst mulig ethoxyleringsgrad. Der synes kun at være begrænsede data om alkyletherfosfater og –carboxylsyrers sundhedsegenskaber. Disse tensider er af CESIO (2000) klassificeret analogt til alkylethersulfaterne.

4.2.4 Lineære alkylbenzensulfonater (LAS)

LAS består af en benzenring med en sulfonatgruppe i paraposition; benzenringen er forbundet med en alkylkæde med ca. 10-13 kulstofatomer.

Miljø

LAS er let nedbrydelige under aerobe men ikke under anaerobe forhold. LAS vurderes ikke at være potentielt bioakkumulerbare. LAS er giftige overfor vandlevende organismer med EC/LC50-værdier mellem ca. 1 og 10 mg/l. LAS tildeles en miljøscore på 1 og betragtes som værende uskadelige for miljøet, bortset fra situationer hvor den manglende anaerobe nedbrydning medfører en akkumulering af LAS i høje koncentrationer. LAS indgår på LOUS som følge af den manglende anaerobe bionedbrydelighed og dermed problemer i affaldskredsløbet. Der er fastsat grænseværdier for LAS i slam.

Sundhed

Ligesom for alkylsulfaterne har længden af den hydrofile alkylkæde betydning for de lineære alkylbenzensulfonaters irritationspotentiale, idet maksimal hud- og øjenirritation ses ved C10–14. Dette er i overensstemmelse med CESIO (2000). LAS (C9-14) (natriumsalt) er af CESIO (2000) klassificeret som sundhedsskadelig (Xn) med R22 (”Farlig ved indtagelse”), R38 (”Irriterer huden!) og R41 (”Risiko for alvorlig øjenskade”). På grund af denne klassificering tildeles LAS sundhedsscoren 3b.

4.2.5 Sekundære alkansulfonater

Sekundære alkansulfonater består af en lineær alkylkæde med en sulfonatgruppe placeret et tilfældigt sted på kæden, dog ikke på de endestillede kulstofatomer. Alkylkædelængden varierer normalt mellem 11 og 18 kulstofatomer. Sekundære alkansulfonater har bred anvendelse i I&I branchens produkttyper.

Miljø

Sekundære alkansulfonater er let nedbrydelige under aerobe forhold og kan beskrives som skadelige til giftige over for vandlevende organismer. Giftigheden afhænger af længden af alkylkæden, f.eks. er der fundet EC/LC50-værdier > 100 mg/l for homologer med en alkylkædelængde på ca. 10-11 kulstofatomer, mens EC/LC50-værdierne ligger mellem ca. 1 og 10 mg/l for homologer med en kædelængde på 15-18 kulstofatomer. Der er ingen eksperimentelle data for bioakkumulering, men ud fra de estimerede log Kow-værdier vurderes de sekundære alkansulfonater ikke at være potentielt bioakkumulerbare. Stofferne får derfor en miljøscore på 1. Sekundære alkansulfonater er ikke nedbrydelige under anaerobe forhold, og indgår derfor på LOUS.

Sundhed

Alkansulfonater er af CESIO (2000) klassificeret som irriterende (Xi) med R38 (”Irriterer huden”) og R41 (”Risiko for alvorlig øjenskade”).

Alkansulfonater tildeles sundhedsscoren 3b. Irritationspotentialet er meget lig alkylsulfaternes.

4.2.6 Fedtsyresæber

Fedtsyresæber er basiske salte af organiske syrer og består af en alkylkæde samt en ”forsæbet” syregruppe, som oftest et natrium- eller kaliumsalt.

Fedtsyresæber fremstilles af forskellige råmaterialer og kan enten være af vegetabilsk eller af animalsk oprindelse. Alkylkædelængden varierer fra ca. 8-22 kulstofatomer.

Miljø

Fedtsyresæber er generelt let nedbrydelige under både aerobe og anaerobe forhold. Fedtsyresæber kan betegnes som skadelige til giftige over for vandlevende organismer med EC/LC50-værdier fra ca. 1-100 mg/l og derover. Grundet fedtsyresæbernes høje log Kow-værdier betragtes de som potentielt bioakkumulerbare, men da der foreligger kroniske NOEC-værdier større end 1 mg/l, betragtes fedtsyrerne generelt som uskadelige for miljøet. Fedtsyresæberne tildeles derfor en miljøscore på 1.

Sundhed

Fedtsyresæber har generelt lav akut toksicitet. Irritationspotentialet afhænger af længden på kulstofkæden. Ved forøgelse af molvægten falder vandopløseligheden, og irritationspotentialet falder. Ca. 8% af de indrapporterede anioniske tensider er fedtsyresæber med sundhedsscoren 1.

4.2.7 Sulfosuccinater

Sulfosuccinater anvendes i I&I branchen i specialprodukter til landbrug, vaskemidler samt produkter til personlig hygiejne og desinfektion. Sulfosuccinater udgør kun en mindre del af de anioniske tensider. Sulfosuccinater kan beskrives ved følgende struktur:

R₁ = H (monoester) eller alkylkæde (diester); R₂ = alkylkæde

Alkylkæden/kæderne består som oftest af mindre end 9 kulstofatomer og kan være både lineære og forgrenede.

Miljø

Der er kun sparsomme miljødata for alkylsulfosuccinater. Alkylsulfosuccinater vurderes at være nedbrydelige under aerobe forhold, mens dialkylsulfosuccinaterne ikke kan passere kriterierne for let bionedbrydlighed. Der er ingen data for anaerob nedbrydelighed af sulfosuccinaterne. De få tilgængelige data for akvatisk giftighed peger på en moderat skadelig til giftig effekt på vandlevende organismer med EC/LC50-værdier på 10-100 mg/l for alkylsulfosuccinater og EC/LC50-værdier på 1-100 mg/l for dialkylsulfosuccinater. Alkylsulfosuccinaterne vurderes således ikke at være skadelige for miljøet (miljøscore 1), mens dialkylsulfosuccinaterne tildeles en miljøscore på 4, da de ikke er let bionedbrydelige og grundet deres høje log K_OW-værdi (>6) kan betegnes som potentielt bioakkumulerbare. Der er i projektet indrapporteret en tredje type sulfosuccinat, som betegnes alkyl MEA sulfosuccinat. Der foreligger ikke miljødata for alkyl MEA sulfosuccinater. Sulfosuccinater vurderes ikke at være anaerobt nedbrydelige og indgår af samme årsag på LOUS.

Sundhed

Dialkylsuccinater er af CESIO (2000) klassificeret som irriterende (Xi) med R38 (”Irriterer huden”) og R41 (”Risiko for alvorlig øjenskade”). Sundhedsscoren er derfor 3b. Der er ikke fundet sundhedsdata for alkyl MEA sulfosuccinat.

4.2.8 Øvrige anioniske tensider

Der er indrapporteret enkelte anioniske tensider, der ikke falder ind under de ovenstående grupper. Disse er olefinsulfonater (miljøscore 1; sundhedsscore 3b) og laurylsarcosinat (miljøscore 1; sundhedsscore 3a). Disse stoffer vurderes ikke at være kritiske for hverken miljø eller sundhed.

4.3 Kationiske tensider

Kationiske tensider er overfladeaktive stoffer med mindst en hydrofob alkylkæde og en hydrofil gruppe med positiv ladning. Kationiske tensider er positivt ladede i vandige opløsninger. De kationiske tensider tegner sig for ca. 9% af de indrapporterede stoffer og har bred anvendelse i I&I branchens produkter. Ud over deres egenskaber som overfladeaktive stoffer har kationiske tensider også anvendelse som biocider. De hyppigst anvendte kationiske tensider er de kvaternære ammoniumforbindelser. Især de kvarternære ammoniumforbindelser, der indeholder en benzylgruppe, anvendes som biocider. Som følge af stoffernes biocidegenskaber har mange af dem en høj iboende giftighed.

De indrapporterede kationiske tensider kan alle kategoriseres som kvaternære alkylammoniumforbindelser.

4.3.1 Kvaternære ammoniumforbindelser

De kvaternære ammoniumforbindelser, der anvendes i I&I branchen, fordeler sig hovedsagligt på følgende typer:

ATMAC: Alkyltrimethylammonium chlorid
ATMAB: Alkyltrimethylammonium bromid
DADMAC: Dialkyldimethylammonium chlorid
ADMBAC: Alkyldimethylbenzylammonium chlorid
ADMBAB: Alkyldimethylbenzylammonium bromid
DEQ: Diesterquat

Miljø

Bionedbrydeligheden af de kvaternære ammoniumforbindelser er vanskelig at undersøge i standardiserede test for let bionedbrydelighed. Dette skyldes, at disse stoffer sorberer kraftigt til overflader og partikler, og at de testkoncentrationer, man normalt arbejder med, har en hæmmende effekt på mikroorganismer. Derfor karakteriseres flere af de kvaternære ammoniumforbindelser som ikke bionedbrydelige i standardtest for let bionedbrydelighed, herunder ATMAC, ATMAB, DADMAC, ADMBAC og ADMBAB. Bionedbrydeligheden er dog undersøgt i andre typer af testsystemer, hvor der er observeret varierende grad af nedbrydelighed. For ATMAC er der således observeret en nedbrydelighed på ca. 60-90% i testsystemer med lave testkoncentrationer, hvorfor denne type stoffer (ATMAC og ATMAB) med rimelighed kan betragtes som værende bionedbrydelige. ATMAC, ATMAB, DADMAC, ADMBAC og ADMBAB er meget giftige over for vandlevende organismer med EC/LC50-værdier på langt under 1 mg/l. Enkelte undersøgelser af bioakkumulerbarheden af ATMAC og DADMAC indikerer, at homologer med lange alkylkæder (C16-18) har potentiale for bioakkumulering. De høje log K_OW-værdier for især DADMAC indikerer ligeledes, at disse stoffer er potentielt bioakkumulerbare. Stoffer af typen ATMAC, og ATMAB får miljøscore 2 mens stoffer af typen DADMAC får miljøscore 5 og vurderes at kunne medføre uønskede langtidseffekter i miljøet.

Det hyppigt anvendte biocid benzalkoniumchlorid (C8-18 ADMBAC) er officielt klassificeret med N; R50 (”Meget giftig for organismer, der lever i vand”) hvilket giver en miljøscore på 2. Stoffer, der karakteriseres som C8-18 ADMBAB, har ingen officiel klassificering men er kemisk tæt beslægtet med C8-18 ADMBAC, og tildeles ligeledes miljøscore 2.

Diesterquater (og esterquater) anses for at være let bionedbrydelige, selvom der kun er få data for disse stoffers nedbrydelighed. DEQ er generelt mindre giftige for vandlevende organismer end de øvrige kvaternære ammoniumforbindelser med EC/LC50-værdier på 1-10 mg/l. Der foreligger ingen eksperimentelle data for bioakkumulerbarhed af DEQ. Diesterquaterne har høje log Kow-værdier (ca. 8-10) men forventes dog ikke at bioakkumuleres i vandlevende organismer på grund af molekylernes størrelse. Diesterquaterne får miljøscore 1 og forventes ikke at være skadelige for vandmiljøet.

I figur 4.5 ses de kationiske tensiders miljøprofil.

Figur 4.5 Miljøprofil af branchens kationiske tensider

Branchens kationiske tensider fordeler sig hovedsageligt på følgende vis:

Miljøscore 1: Diesterquater
Miljøscore 2: ADMBAC, ADMBAB, ATMAC og ATMAB
Miljøscore 5: DADMAC

Sundhed

Fordelingen af kationiske tensider på de forskellige sundhedsscorer fremgår af figur 4.6, og tabel 4.3 viser stofferne grupperet efter type og klassificering.

Figur 4.6 Sundhedsprofil af branchens kationiske tensider (stribet = 3b, sort = 3c)

Generelt kan man sige om stofferne i denne gruppe, at de har et relativt højt potentiale for at virke irriterende på både hud og øjne, og at de ofte er klassificeret som ætsende. Det fremgår af figur 4.6, at de fleste stoffer er tildelt sundhedsscore 3c. Dette skyldes netop potentialet for at virke ætsende.

Enkelte stoffer er tildelt sundhedscore 2 og betragtes dermed som mindre problematiske i forhold til sundhedseffekter. Det er f.eks. DEQ.

Tabel 4.3 Kvaternære ammoniumforbindelser

* Officiel klassificering

For alkyltrimethylammonium chlorider har længden af alkyl-kæden betydning for irritationspotentialet. Jo højere antal C-atomer jo mindre irriterende. Kædelængder med mange C-atomer har også lavere akut toksicitet ved indtagelse.

På den officielle liste over farlige stoffer er C8-18 ADMBAC klassificeret med Xn; R21/22 C; R34.

Ved substitution bør stoffer med en sundhedsscore på 4 og 3c undgås. Dette kan gøres ved at vælge stoffer med den højst mulige ethoxyleringgrad og længst mulige alkylkæde. Alkylesterammoniumsaltene (f.eks. DEQ) synes at være de mindst sundhedsfarlige af de kationiske tensider. Disse anvendes allerede i større mængde i skyllemidler og har delvist erstattet dialkyldimethylammoniumchlorider. Kun en af de kationiske tensider findes på KRAN-listerne. Det er ”benzalkoniumchlorid” med CAS-nr. 8001-54-5, der er på allergilisten.

4.4 Amfotere tensider

Amfotere tensider er overfladeaktive stoffer, der enten kan være positivt eller negativt ladede afhængigt af den vandige opløsnings pH. Amfotere tensider betragtes som “milde” tensider og anvendes i I&I branchen især inden for specialprodukter til fødevareindustrien, men også i produkter til tekstilvask, universal- og grundrengøring og sanitetsrengøring. De amfotere tensider udgør kun ca. 4% af branchens stoffer, ligesom det totale volumen af amfotere tensider anvendt i kommercielle produkter er lavt.

De amfotere tensider fordeler sig på følgende stofgrupper:

• Betainer
• Imidazolinderivater

Betainer omfatter alkylamidobetainer, alkylsulfobetainer og alkylbetainer.

Imidazolinderivater omfatter alkylimino(di)propionater, alkylampho(di)propionater og alkylampho(di)acetater (glycinater).

Miljø

Ingen af de indmeldte amfotere tensider vurderes at være skadelige for vandmiljøet, da de alle tildeles en miljøscore på 1 (fig. 4.7). Stoffernes giftighed over for vandlevende organismer varierer fra ca. 1 til >100 mg/l, og de amfotere tensider kan beskrives som værende skadelige til giftige. Stofferne forventes ikke at medføre langtidseffekter i miljøet, da de er let bionedbrydelige og ikke forventes at bioakkumulere. Cocoamidopropylbetain opnår mere end 60% bionedbrydelighed i ISO 11734 screeningstest og betragtes som anaerobt bionedbrydelig. Der er ikke fundet yderligere data for anaerob bionedbrydelighed af amfotere tensider i litteraturen, og informationen om disse stoffers miljømæssige egenskaber er generelt sparsom. Det anbefales, at datagrundlaget styrkes, idet de amfotere tensider ville være gode alternativer til substitution af mere miljøfarlige tensider.

Figur 4.7 Miljøprofil af branchens amfotere tensider

Sundhed

På figur 4.8 ses fordelingen af de amfotere tensider på sundhedsscorerne. De fleste stoffer i gruppen har lavt hudirritationspotentiale.

Figur 4.8 Sundhedsprofil af branchens amfotere tensider (stribet = 3b)

Alkylbetainerne synes at være irriterende for huden. Det kan måske skyldes den mindre molekylestørrelse sammenlignet med de øvrige amfotere tensider. Tidligere er blevet rapporteret flere forsøg, der viste, at cocoamidopropylbetain var allergifremkaldende. Konklusionen var, at det var urenheden 3-dimethylaminopropylamin, der gav den allergifremkaldende effekt. Dette stof er en komponent ved fremstilling af cocoamidopropylbetain.

Imidazolinderivaterne synes ikke at være hudirriterende. Derimod kan disse tensider reducere den irriterende effekt af andre stoffer. Imidazolinderivaterne anvendes meget i kosmetiske produkter som sæbe og shampoo, hvor det er vigtigt, at tensiderne er mindst muligt irriterende for hud og øjne.

Udover at være milde tensider kan amfotere tensider forbedre irritationspotentialet for især anioniske tensider, en såkaldt positiv synergistisk effekt. Dette er vist med cocoamidobetain og alkylsulfat. Gruppen af amfotere tensider vurderes som relativt uproblematisk, og tanker omkring substitution bør rettes hen på andre af branchens stofgrupper med en mere kritisk sundhedsprofil.

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

Version 1.0 November 2005, © Miljøstyrelsen.