Inhoud
Startpagina
Wasgoedverzachters
170–1
Wasgoedverzachters door drs. Lucie H.M. Vollebregt, Chemiewinkel Universiteit van Amsterdam, Postbus 20242, 1000, HE Amsterdam, e-mail:
[email protected]
1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 5. 6. 7. 8.
Inleiding Soorten wasgoedverzachters Chemie Milieu-effecten DEEDMAC DEQ DETEAQ Wetgeving Gezondheidsrisico’s Conclusies Aanvullende literatuur
170– 170– 170– 170– 170– 170– 170– 170– 170– 170– 170–
3 3 4 5 5 6 7 8 8 8 9
Chemische Feitelijkheden is een uitgave van Samsom bv in samenwerking met de Koninklijke Nederlandse Chemische Vereniging. 32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
Wasgoedverzachters
1.
170–3
Inleiding
Eeuwenlang was het de gewoonte gewassen goed te stijven. Sinds de jaren ’60 worden echter wasgoedverzachters (ook wel wasverzachters genoemd) toegepast voor het zachter laten aanvoelen van het wasgoed. De opkomst van de wasverzachters hangt nauw samen met de teruggang van het gebruik van zeepwasmiddelen en het drogen van de was buiten. Zeepwasmiddelen zorgen er namelijk voor dat het wasgoed zachter aanvoelt terwijl ook bij het drogen van wasgoed buiten in de wind het wasgoed zacht blijft. Het hard worden van wasgoed wordt enerzijds veroorzaakt doordat kalkdeeltjes tijdens het drogen op het wasgoed neerslaan of anderzijds bij katoen de vezels aan het oppervlak ruw worden. Om dit te voorkomen kunnen wasverzachters worden gebruikt die in de laatste spoelgang van de wasmachine aan de was worden toegevoegd. Het gebruiksvolume wasgoedverzachters in 1998 was 25.000 ton gereed product. 2.
Soorten wasverzachters
Wasgoedverzachters worden over het algemeen verkocht als gebruiksklare oplossing in een fles of als geconcentreerd product in een navulverpakking. De producten worden in verschillende kleuren en geuren aangeboden. De actieve stof is over het algemeen in een gehalte van 5-15% in de gebruiksklare oplossing aanwezig. De rest van het product bestaat vooral uit water (75-95% bij gebruiksklare oplossingen) en een kleine hoeveelheid hulpstoffen. In 1993 werd 2400 ton actief ingrediënt toegepast in wasverzachters in Nederland. Naast verkoop als gebruiksklare oplossing zijn in de winkel ook doekjes te koop met een wasverzachtende werking. Deze doekjes zijn doordrenkt met de wasverzachtende stof die ook in de gebruiksklare oplossing wordt toegepast en dienen in de droogtrommel aan het wasgoed te worden toegevoegd. Daarnaast bestaan er ook wasmiddelen met ingebouwde wasverzachter. Aan deze producten is veelal bentoniet, een kleiachtig bestanddeel toegevoegd met een wasverzachtende werking. Ook kan als ingebouwde wasverzachter gebruik worden gemaakt van cellulases (zie Chemische Feitelijkheden nr. 152). Cellulases zijn enzy32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
170–4
Wasgoedverzachters
men die katoen zachter kunnen laten aanvoelen doordat zij de kleine vuildeeltjes verwijderen die zich tussen de celluloseketens kunnen ophopen en daardoor het wasgoed stug maken. 3.
Chemie
Het actieve ingrediënt in de gebruikelijke wasverzachters is een kationogene oppervlakte-actieve stof (zie Chemische Feitelijkheden nr. 122) die bestaat uit een stikstofatoom waaraan vier groepen gebonden zijn; vandaar dat ook wel gesproken wordt over quaternaire ammoniumverbindingen (kortweg quats). 0886-0241
CH3 R–N–R CH3
Figuur 1.
R = stearyl (DSDMAC) R = octadecyl (DODMAC) R = talgvetzuur (DTDMAC)
Quaternaire ammoniumverbindingen (DSDMAC, DODMAC, DTDMAC).
Deze kationogene oppervlakte-actieve stoffen adsorberen aan de textielvezels en omhullen deze, waardoor de vezels zachter aanvoelen. Naast het zachter maken van het wasgoed kunnen wasverzachters voorkomen dat synthetische textielsoorten, zoals nylon en acryl, statisch geladen worden en kunnen ze het strijken vergemakkelijken. Natuurlijke textielsoorten, zoals katoen, nemen bij het gebruik van wasverzachters echter slechter water op. De gebruikte kationogene stof was vrijwel altijd DSDMAC (distearyldimethylammoniumchloride). Door zijn slechte afbreekbaarheid is deze stof in 1993 in Nederland vervangen door andere kationogene oppervlakte-actieve stoffen die beter afbreekbaar zijn. Momenteel worden door de drie grote producenten van wasverzachters (Henkel, Procter & Gamble en Unilever) drie verschillende vervangers toegepast: DEEDMAC (diethylesterdimethylammoniumchloride; zie figuur 2), DEQ (diesterquat: diester van 2,3 dihydroxypropyltrimethyl-ammoniumchloride en gehard talgvetzuur; zie figuur 3) en DETEAQ (dialkyltriethanolaminequat: di(talgcarboxy32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
Wasgoedverzachters
170–5
ethyl) hydroxyethyl methylammonium methosulfaat; zie figuur 4). Deze verbindingen bestaan allen uit een stikstofatoom waaraan één tot drie methylgroepen en één tot drie alkylesters gekoppeld zijn. De toegepaste alkylgroepen zijn altijd afgeleiden van dierlijke vetzuren: gehard en ongehard talgvetzuur. Kenmerkend voor de drie genoemde stoffen is de esterverbinding waardoor de stoffen gemakkelijker afbreekbaar zijn dan het vroeger gebruikte DSDMAC. 4. Milieu-effecten Alhoewel de wasverzachters bedoeld zijn om aan de kleding te hechten zal het grootste deel van de gebruikte wasverzachter uiteindelijk tijdens het wassen van kleding in het waterig milieu terechtkomen. In het waterig milieu zijn vooral de verwijdering door de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI), de afbreekbaarheid en de toxiciteit voor waterorganismen van belang voor het uiteindelijke risico dat de genoemde verbindingen vormen voor het milieu. 4.1.
DEEDMAC
Na lozing op het riool zullen de esterverbindingen in DEEDMAC snel gehydrolyseerd worden. Voor zowel de oorspronkelijke verbinding als voor de gehydrolyseerde stof zijn veel testresultaten bekend. Uit testen die de werking van een RWZI simuleren blijkt dat de verbinding zeer goed (voor 99,7%) door een RWZI verwijderd wordt. Het grootste deel hiervan (99,5%) is toe te schrijven aan biologische afbraak van de verbinding in de RWZI; dit ondanks het feit dat de hydrolyseproducten van DEEDMAC snel adsorberen aan kleideeltjes. Uit afbreekbaarheidstesten die onder vrij stringente condities worden uitgevoerd blijkt bovendien dat de verbinding als „readily biodegradable” (gemakkelijk biologisch afbreekbaar) geclassificeerd mag worden. Ook over de toxiciteit voor waterorganismen zijn veel testresultaten bekend. Hieruit blijkt dat de verbinding matig toxisch is voor bacteriën maar toxisch is voor algen, kreeftachtigen en vissen. Op basis van de gegevens omtrent het verbruik, de verwijdering door de RWZI en de toxiciteit voor waterorganismen van de verbinding kan een inschatting worden gemaakt van de risico’s van ge32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
170–6
Wasgoedverzachters
bruik van deze verbinding voor het waterig milieu. Hieruit kan geconcludeerd worden dat zelfs in het geval dat alle wasverzachters DEEDMAC als actief ingrediënt zouden bevatten, de kans op nadelige effecten zeer klein is. 0886-0242
CH3
O R
COCH2 CH2
+
N
O CH2CH2OC
R
CH3 R = talgvetzuur DEEDMAC
4.2.
DEQ
DEQ zal onder de omstandigheden in de wasmachine voor 10-20% hydrolyseren. Uit simulatietesten van RWZI’s blijkt dat DEQ zeer goed verwijderd wordt in een RWZI (gemiddeld 99,7%) waarvan het grootste deel is toe te schrijven aan biologische afbraak (minimaal 93,4%) en slechts een klein deel aan adsorptie aan slibdeeltjes in de RWZI. Uit afbreekbaarheidstesten die onder vrij stringente condities worden uitgevoerd blijkt bovendien dat zowel DEQ als zijn hydrolyseproducten als „readily biodegradable” (gemakkelijk biologisch afbreekbaar) geclassificeerd mogen worden. De toxiciteit van de verbinding voor waterorganismen verandert sterk als de verbinding gehydrolyseerd wordt. DEQ zelf is niet toxisch voor algen maar wel toxisch voor kreeftachtigen en vissen terwijl het hydrolyseeindproduct niet toxisch is voor zowel algen, kreeftachtigen als vissen. Het hydrolyse-tussenproduct daarentegen is toxisch voor algen en zelfs zeer toxisch voor kreeftachtigen. Dit tussenproduct wordt echter in het waterig milieu zeer snel omgezet in het hydrolyse-eindproduct. Op basis van de gegevens omtrent het verbruik, de verwijdering door de RWZI en de toxiciteit voor waterorganismen van zowel DEQ als zijn hydrolyseproducten kan geconcludeerd worden dat zelfs in het geval dat alle wasverzachters DEQ als actief ingrediënt zouden bevatten, de risico’s van DEQ voor het aquatisch milieu verwaarloosbaar zijn. 32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
Wasgoedverzachters
170–7 0886-0243
O + CH3
CH3
O C
N CH2 CH
R CH2 O
O C
R
CI-
CH3 R = C13H17 - C19H39 DEQ
4.3.
DETEAQ
Ook DETEAQ kan in het waterig milieu gemakkelijk gehydrolyseerd worden tot een drievoudige alcohol (een triol). Uit simulatietesten van RWZI’s blijkt dat zowel DETEAQ als het hydrolyseproduct goed verwijderd worden in een RZWI (90-93% verwijdering). Verder blijkt wederom uit afbreekbaarheidstesten die onder vrij stringente condities worden uitgevoerd dat zowel DETEAQ als de triol als „readily biodegradable” (gemakkelijk biologisch afbreekbaar) geclassificeerd mogen worden. De toxiciteit van de verbinding voor waterorganismen verandert net als bij DEQ sterk als de verbinding gehydrolyseerd wordt. DETEAQ zelf is matig toxisch voor kreeftachtigen en vissen maar toxisch voor algen terwijl de triol niet toxisch is voor zowel algen, kreeftachtigen en vissen. Op basis van de gegevens omtrent het verbruik, de verwijdering door de RWZI en de toxiciteit voor waterorganismen van zowel DETEAQ als de triol kan geconcludeerd worden dat in het geval dat alle wasverzachters DETEAQ als actief ingrediënt zouden bevatten, de risico’s voor het aquatisch milieu naar alle waarschijnlijkheid ecologisch aanvaardbaar zijn. 0886-0244
CH2 CH2 COOR CH3
+
N
CH2 CH2 OH
CH3 OSO3
CH2 CH2 COOR R = talgvetzuur DETEAQ
32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
170–8 5.
Wasgoedverzachters
Wetgeving
Vanuit de wetgeving worden geen eisen gesteld aan de kationogene tensiden in wasverzachters. Volgens EG-regelgeving die is geïmplementeerd in de Wet Milieugevaarlijke Stoffen dienen wel alle oppervlakte-actieve stoffen die worden toegepast in synthetische wasmiddelen gemiddeld voor ten minst 90% biologisch afbreekbaar te zijn. De term biologische afbreekbaarheid is echter in de wettekst niet gedefinieerd maar is voor anionogene en niet-ionogene tensiden vertaald als primaire biologische afbreekbaarheid. Voor deze stoffen betekent dit dat slechts de oorspronkelijke verbinding moet zijn omgezet maar geen volledige omzetting van de uitgangsverbinding tot kooldioxide en water wordt geëist. 6.
Gezondheidsrisico’s
Aangezien de wasverzachters (deels) op het textiel achterblijven, zijn met name de irriterende en allergene eigenschappen van de gebruikte stoffen van belang. Uit onderzoek blijkt dat alleen de onverdunde oplossing van de wasverzachter irriterend kan zijn. Bij gevoelige personen kan het gebruik van wasverzachters echter ook huidirritaties veroorzaken. Bij het wassen van babykleren wordt dan ook aangeraden om geen wasverzachter te gebruiken; ook al omdat bijvoorbeeld katoenen luiers bij gebruik van wasverzachter minder goed vocht absorberen. Allergene eigenschappen zijn niet aangetoond voor deze stoffen. Verder blijkt uit dierproeven dat zowel de acute als chronische toxiciteit bij inslikken zeer laag is. 7.
Conclusies
Er zijn vele discussies gevoerd tussen overheid en de zeepindustrie over de noodzakelijkheid van de vervanging van DSDMAC. Met de vervanging van DSDMAC in 1993 door de drie hierboven beschreven verbindingen is aan deze discussie een eind gekomen. Uit de gegevens van deze drie verbindingen blijkt dat de uitgangsstoffen weliswaar nog vrij toxisch zijn voor waterorganismen maar dat door 32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
Inhoud
Startpagina
Wasgoedverzachters
170–9
hun goede afbreekbaarheid en verwijdering in de RWZI bij het huidige verbruik geen nadelige effecten voor het waterig milieu te verwachten zijn. Door een verdere toename van de penetratie van wasdrogers in huishoudens zal gebruik van deze verbindingen voor hun wasverzachtende effect in de toekomst bovendien steeds minder nodig zijn. 8. Aanvullende literatuur Reijnders, L., Schone schijn, Babylon-De Geus, Amsterdam, 1995; ISBN: 90-6222-292-7. Vollebregt, L. H. M. , J. C. van Broekhuizen, Tussen wasmand en afdruiprek, Chemiewinkel UvA, Amsterdam, 1994; ISBN: 9071672-15-8. Vollebregt, L. H. M., J. Westra, Milieu-effecten van tensiden, Chemiewinkel UvA, Amsterdam, 1997.
32 Chemische feitelijkheden
november 1999
tekst/170
