Namn, cas nr och strukturformler för betongtillsatserna di- och trietanolamin. Name, cas no and structure of the concrete additives di- and triethanolamine .
Egenskap Dietanolamin Trietanolamin
CAS-nummer 111-42-2 102-71-6
EINEC 203-868-0 203-049-8
Kemisk struktur
SMILES N(CCO)CCO N(CCO)(CCO)CCO
Screening utförd av SWECO Environment År/year 2007
Originalrapport Screening av betongtillsatser. Screening Report 2008:3.
Etanolaminer har en bred användning inom både industri och hushåll. Di- och trietanolamin, eller salter av dessa, används bl.a. som tillsatser vid betongproduktion. I Stenungsund finns en av Europas största eten-oxidfabriker som tillverkar etanolaminer. Den registrerade mängden av dietanolamin i Sverige år 2005 var 1200 ton.
Ethanolamines have a wide use within both industries and households. Di- and triethanolamines, or their salts, are e.g. used as concrete additives. In Stenung-sund one of the largest ethen-oxide factories in Europe that produces ethanolamines is located. The registered amount of diethanolamine in Sweden year 2005 was 1200 tonne.
Bakgrund
Huvudsakliga emissionskällor, typ av spridning och volymer
Etanolaminer har en bred användning inom både industri och hushåll. De används i rengöringsmedel av skilda slag och som korrosionsinhibitorer i olika smörjmedel, skärvätskor och kylsystem. De förekommer också i olika typer av lim. I
textilindustrin kommer etanolaminer och derivat av dessa till användning i olika steg i produktionen, liksom i plast- och massaindustri.
Di- och trietanolamin, eller salter av dessa, används också vid cementmalning för att minska hopklumpning av partiklarna. Etanolaminer förekommer dessutom i ett flertal olika kemiska produkter som tillsatser vid betongproduktion.
Etanolaminer framställs av etenoxid och ammoniak och har funnits kommersiellt tillgängliga sedan mer än femtio år. I Stenungsund finns en av Europas största etenoxidfabriker som tillverkar etanolaminer. År 1987 producerades inom EU 70 000 ton monoetanolamin och år 1984 60 000 ton dietanolamin. I USA producerades år 1990 sammanlagt ca 300 000 ton mono-, di- och trietanolamin. Den registrerade mängden av dietanolamin i Sverige år 2005 var 1200 ton.
Etanolaminerna är färglösa vätskor som i miljön främst förväntas uppträda i vatten. Dietanolamin och trietanolamin är lättnedbrytbara enligt OECD:s riktlinjer för ”ready biodegradability”. Vattenlösligheten samt fördelningskoefficienten för organiskt kol indikerar att ämnena är mycket mobila i jord samt sediment och därför sker troligtvis ingen eller mycket liten sorption till suspenderat material och sedi-ment och heller ingen bioackumulering. Ångtrycket och Henrys konstant för di- och trietanolamin visar att dessa ämnen har en mycket låg benägenhet att avgå från både torra ytor och vatten.
Kemiska och fysikaliska egenskaper hos di- och trietanolamin. Physiochemical properties for di- and triethanolamine .
Egenskap Dietanolamin Trietanolamin
Kemisk beteckning C4H11NO2 C6H15NO3
Molekylvikt 1 105,14 149,18
Kokpunkt 1 268 - 270 ˚C 335,4
Vattenlöslighet 1 95 400 mg/l (25˚C) obegränsad
Log Kow1 -1,43 -- -2,18 -2,53 (25˚C)
Log Koc1 0,60 beräknad 1,0 beräknad 2
Ångtryck 1 3,7*10
-4 hPa (25˚C), beräknad
0,6 hPa (100˚C) 4,77*10-7 hPa (25˚C),
Henrys konstant 2 3,92*10-11 atm m3/mol, beräknad < 10-7 atm m3/mol, beräknad
Bedömd bionedbrytbarhet 1 Hög Mycket varierande
1
IUCLID Dataset (European Comission, European Chemicals Bureau) 2 Data från EPIWIN databas eller beräknat med EPIWIN 3.2
Biologiska effekter och effektnivåer
Dietanolamin är klassificerat enligt Klassificeringslistan som hälsofarlig och irriterande (farligt vid förtäring, irriterar huden, risk för allvarliga ögonskador, risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom förtäring).
Trietanolamin är inte klassificerat enligt Klassificeringslistan.
Omfattande studier har genomförts med avseende på dietanolamins
ekotoxicitet. Utifrån de långtidsstudier som genomförts i söt- respektive saltvatten (IUCLID Dataset 18-FEB-2000) har i detta projekt PNEC-värden för dietanolamin beräknats:
Det holländska miljöinstitutet RIVM har undersökt trietanolamin med avseende på dess miljö- och hälsofarlighet (Traas och Bontje, 2005). Denna studie ledde fram till en holländsk miljökvalitetsnorm för ytvatten, MPCeco, på 320 µg/l och en
miljökvalitetsnorm för jord, MPCsoil, på 0,185 mg/kg.
Syfte och provtagningsstrategi
Syftet med projektet var att:
• Undersöka om dietanolamin förekommer allmänt i miljön eller om det enbart finns i direkt anslutning till verksamheter där dietanolamin produceras eller används i stor utsträckning.
• Undersöka vilka matriser som dietanolamin huvudsakligen förekommer i. • Bedöma om de halter som uppmäts kan utgöra en fara för miljön.
Dietanolamin har mätts i ett flertal matriser i provpunkter som har påverkats av olika antropogena källor. De potentiella källor som främst undersöktes var:
• Betonggjutning där dietanolaminer kan läcka från betongen både under själva gjutningen och under härdningen.
• Industrier där dietanolaminer tillverkas. • Reningsverk.
Svenska bakgrundshalter i ytvatten och sediment mättes i referenssjöar. Dessutom mättes bakgrundshalter i jord i anslutning till referenssjöarna.
Totalt ingick 55 prover, varav 5 inom det regionala programmet. De matriser som undersöktes var jord, grundvatten, ytvatten, sediment, dagvatten, sediment från dagvattenbrunnar, samt avloppsvatten, slam och utflödesvatten från reningsverk.
Resultat och diskussion
Bakgrundsområden
Di- och trietanolamin förekom inte i bakgrundsområden, vilket överensstämmer med deras egenskaper som tyder på att deras atmosfärtransport är begränsad.
Diffusa källor och punktkällor
Di- och trietanolamin påträffades endast i överskottsvatten som avleddes från gjutningsarbeten i ett större infrastrukturprojekt och vid ett av tre tillfällen i utgående vatten från en industri där etanolaminer tillverkas (se tabell nedan).
Halter av etanolaminer i överskottsvatten från gjutningsarbeten och i utvatten från en industri som tillverkar etanolaminer.
Concentrations of ethanolamines in excess water from founding work and in waste water from an indus-try where these substances are produced.
Provpunkt/matris Dietanolamin (µg/l)
Trietanolamin (µg/l) Gjutningsarbeten
Överskottsvatten före rening 0,056 0,031
efter rening 0,029 0,029
Industri - tillverkning etanolaminer
Utvatten 100 46
Dietanolaminer mättes också i dagvatten, spillvatten och grundvatten i anslutning till ett antal andra större och mindre gjutningsarbeten, men i dessa fall påträffades inte ämnet. Dietanolamin har i ett kontrollprogram för ett stort infrastrukturprojekt i södra Sverige, där det pågår stora gjutningsarbeten, påträffats i utgående avlopps- vatten och i byggbetongslam.
Dietanolamin eller trietanolamin har varken påträffats i fisk, sediment eller i ytvatten. Detta gäller också sediment utanför utsläppspunkter där dietanolamin påträffas i utvattnet, vilket indikerar att di- och trietanolamin inte är persistenta i miljön och att risken för ackumulation i sediment av dessa ämnen är högst begränsad.
Ämnena har inte heller påträffats i anslutning till avloppsreningsverk. Vad gäller slam och utgående vatten är detta inte förvånande eftersom nedbrytningen bör vara mycket effektiv i reningsverken. Däremot bör de möjligtvis påträffas i inkommande vatten eftersom etanolaminer ingår i ett mycket stort antal hushålls- och industriprodukter. Orsaken kan vara att endast ett fåtal sådana ingående vatten ingick i screeningen och/eller att ämnena hinner brytas ned före de når
avloppsreningsverken.
Slutsatser
Di- och trietanolamin påträffades endast vid ett fåtal tillfällen i anslutning till mycket stora punktkällor (ett infrastrukturprojekt med stora gjutningsarbeten samt en fabrik där etanolaminer tillverkas). Detta visar att dessa ämnen inte är allmänt spridda i miljön trots de mycket stora mängder som används årligen i Sverige. En trolig orsak är att dessa ämnen bryts ner förhållandevis lätt i den yttre miljön.
Överskrids effektnivåer?
De påträffade halterna vid utsläppspunkterna översteg i några fall de koncentratio- ner som skall undvikas för att med säkerhet undvika negativa effekter i den akvatiska miljön. Eftersom spädningen efter utsläppspunkten är mycket hög så innebär detta dock att halterna i recipienter kraftigt understiger möjliga
Rekommenderas fler analyser?
Resultatet från screeningen ger inga belägg för något behov av vidare screening av etanolaminer, eftersom ämnet inte påträffas i några recipienter och endast vid ett fåtal tillfällen i utvatten från byggverksamhet och en industri där ämnet tillverkas. Ämnets toxicitet föranleder emellertid att utsläppshalterna bör hållas nere där kontinuerliga utsläpp förekommer eftersom närmiljön kring utsläppspunkten annars kan påverkas i begränsad grad.
Helhetsbedömning
Storskalig
spridning Diffus spridning Punktkälla Bioackumulation Human exponering
• Betongtillsatsen etanolaminer förefaller inte spridas storskaligt eller diffust.
• Spridning från punktkällor sker, men ämnet kan inte påvisas i miljön.
Conclusions
Di- and triethanolamine are only found occasionally in association with larger sources such as building sites and production industries. This shows that these substances are not generally dispersed in the environment in spite of the very large amounts used annually in Sweden. One probable cause is that these substances relatively easily are degraded in the environment.
The main conclusions from this investigation were:
• The results from this screening does not motivate further screening of ethanolamines as the substances has only been detected on a few occasions in effluents from building sites and production industries, but never in receiving recipient waters.
• The toxicity of diethanolamine may cause local effects on the environment at the discharge point; hence levels of the substance in effluents from sites with continuous discharge should be kept low.
Referenser
Traas, T.P. and Bontje, D.M., 2005. Environmental Risk Limits for alcohols, gly- cols, and some other relatively soluble and/or volatile compounds, RIVM, National Institute for Public Health and the Environment, Bilthoven, the Netherlands.