Etilénglikol

Kép forrása: 
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ethylene-glycol-3D-balls.png
Leírás szerzője: 
Csabai Adrienn
Etilénglikol

HATÓANYAG NEVE, KÉPLETE, MEGJELENÉSI FORMÁJA

Név
IUPAC név

etilénglikol (monoetilén-glikol, MEG)

Etán-1,2-diol [1]

Vegyületcsoport

Kétértékű alkoholok (diolok) [2]

CAS szám

107-21-1 [3]

Molekulaképlet

C2H6O2 [4]

Megjelenés

Színtelen, szagtalan, sűrűn folyó (viszkózus), édes ízű folyadék (szobahőmérsékleten) [1] [2]

ALKALMAZÁS, HATÁSOK

Alkalmazás,
felhasználási terület

Fontos vegyipari alapanyag, a polietilén gyártás alapanyaga. Alacsony olvadáspontja miatt elterjedten alkalmazzák fagyálló folyadékként autókban, épületgépészeti csőrendszerekben, vagy repülőgépek felületén végbemenő jégképződés ellen. Felhasználják továbbá hűtőfolyadékként hidraulikafolyadékok részeként, fagyálló gyanták és –dinamit előállításához oldószerként. [5] [6] [7]

Elsődleges hatás

A vízmolekulákkal erős hidrogénkötést képez, ami megakadályozza a szabályos jégkristályok kialakulását. Az erős hidrogénhíd létesítő képessége miatt nagyon alacsony az olvadáspontja.[1]

Mellékhatások

Higroszkópos: szárítószerként is alkalmazzák.[8]

Mérgező, bomlástermékei következében a nagyobb expozíció szövetkárosodás, idegrendszeri problémák, veserendellenesség kialakulását okozhatja (bővebben: „emberre gyakorolt hatások” fejezetben). [8], [9]

Növeli a vizek szervesanyag tartalmát, ami kedvezőtlenül hat az oxigénháztartása. [20]

FIZIKAI-KÉMIAI TULAJDONSÁGOK

Moláris tömeg

62,07 [g/mol] [1] [10]

Sűrűség

1,1135 [g/cm3] (20 °C-on) [1] [10]

Olvadáspont

-13 [°C] [1] [3]

Forráspont

197,3 [°C] [1] [3] [10]

Gőznyomás

8 [Pa] (0,06 [Hgmm]) (20 °C-on) [11] [12]

Vízoldhatóság

Vízzel minden arányban elegyedik [1] [3] [10]

Stabilitás

Hőstabil, inert a legtöbb kémiai ágenssel szemben [1]

Hidrolízis

Nem hidrolizál [1]

Fizikai, kémia, biológiai állandók

H, Henry-állandó

6·10-3 [Pa m3 mol-1] [1] [10]

Kow

0,0436 [-] [1] [10]

Koc  [l/kg]

1 (becsült) [10]

pKa

15,1 [-] [1]

BCF, biokoncentráció

BCF = 10 (aranyhalban, 3 napos expozíció után) [10] [13]

VISELKEDÉSE A KÖRNYEZETBEN

Abiotikus degradálhatóság és
metabolitok

A légkörben hidroxil-gyökökkel való reakció útján viszonylag gyors fotodegradáció jellemzi (DT50 = 1,4 [nap]). Direkt fotolízisre nem hajlamos [10]

Vizekben abiotikus degradáció (hidrolízis, oxidáció) nem jellemző (nem hidrolizál, a környezetre jellemző hullámhossz tartományban nem abszorbeálja az UV fényt) [10].

Talajban illetve üledékben a felszíni vizekhez hasonló okok miatt nem jellemző az abiotikus degradáció [10]

Bomlástermékek: formaldehid, glikolaldehid [10]

Biodegradálhatóság és
metabolitok

Vizes közegben az etilénglikol aerob és anaerob biodegradációja is lejátszódhat. Laborkísérletekben a közel teljes biodegradáció (szennyvíz iszapon) 1 nap – néhány hét időintervallumon belül lejátszódott. [10]

Folyóvízben a teljes biodegradáció 20 °C-on 3 nap alatt, 8 °C-on 14 nap elteltével végbement (≤ 10 mg/l szennyezés esetén). [10]

A talajvízben természetesen előforduló mikroorganizmusok DT50 < 1 féléletidővel (3 napot nem meghaladó lag fázist követően) jellemezhetően biodegradálják az etilénglikolt (111 mg/l kezdeti koncentrációt véve alapul) [10]

Talajban és üledékben a felszíni vizekre is jellemző utakon történhet az etilénglikol biodegradációja, azzal közel azonos, vagy nagyobb sebességgel. [10] Ebben a közegben 95%-ot meghaladó eltávolítás következik be 5-7 nap alatt 100-1000 [mg/l] koncentráció estén is. Gyorsabb biodegradáció figyelhető meg, ha a talaj szervesanyag tartalma nagyobb.

McGahey és Bouwer vizsgálatai (1992) alátámasztják, hogy a talajban és talajvízben természetesen előforduló mikroorganizmusok hatékonyan biodegradálják az etilénglikolt. Az általuk számított félélet idő: DT50 = 0,2-0,9 [nap]. [10]

KÖRNYEZETMINŐSÉGI KRITÉRIUMOK

Határértékek

Felszíni vízminőséget érintő elsőbbségi anyagok listáján nem szerepel [14]

Földtani közegre vonatkozó határérték: nincs

Glikolokra vonatkozó határérték felszín alatti vizekre: 1 [mg/l] [15]

Foglalkozási expozíciós határérték etilénglikolra:

ÁK (megengedett átlagkoncentráció): 52 [mg/m3] [3]

CK (megengedett csúcskoncentráció): 104 [mg/m3] [3]

MÉRT KONCENTRÁCIÓJA A KÖRNYEZETBEN

Koncentrációja a környezetben (mérési adat)

Csak igen korlátozott mennyiségben állnak rendelkezésre mért adatok az etilénglikol környezeti koncentrációjára vonatkozóan. Felszíni vizekben a legmagasabb mért értékek is csak µg/l nagyságrendbe esnek. (Talajhoz szinte egyáltalán nem kötődik.)

Az etilénglikollal is dolgozó üzemek szennyvizében akár 1300 mg/l koncentráció is mérhető, a legnagyobb mért értékelek azonban a repülőgép leszállópályákról elfolyó vízben (voltak) tapasztalhatók (19 000 mg/l) [16]

1992-ben repülőtér mellett 415 mg/l etilénglikol koncentrációt mértek [10]

A Japán Környezetvédelmi Ügynökség 1977-ben végzett kutatása során nem volt kimutatható az etilénglikol a víz és üledékmintában (kimutatási határ: 0,1–0,4 mg/l és 1–2 mg/kg). 1988-as mérések során 24 üledékminta egyikében sem mutattak ki etilénglikolt (kimutatási határ: 0,06 mg/kg), 24 vízmintából azonban 2 esetben kimutatható volt a jelenléte (1,3 µg/l és 2 µg/l). [16]

ÖKOSZISZTÉMÁRA GYAKOROLT HATÁS

Vízi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Általánosságban elmondható, hogy az etilénglikolnak alacsony a toxicitása a vízi ökoszisztémára nézve. [16]

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

EC50 ≥ 6500 [mg/l] ‑ egysejtű algák növekedésére [16]

EC50 = 88 000 [mg/l]- vízi gerinctelen (Daphnia magna) [18]

LC50 = 20 000 [mg/l] – vízi gerinctelenekre [16]

LC50 = 17 800 [mg/l] – halakra [16]

LC50 = 17 800 [mg/l] – kétéltűekre (Rana brevipoda) [16]

LC50 (48 h) =34 440 [mg/l] – vízi gerinctelen Ceriodaphnia dubia (tiszta etilénglikol) [18]

LC50 (48 h) =13 140 [mg/l] – vízi gerinctelen Ceriodaphnia dubia (etilénglikol tartalmú fagyálló vegyszer) [18]

LC50 (96 h) =44 000 [mg/l] –halakra (Pimephales promelas) [18]

LC50 (96 h) =34 200 [mg/l] – halakra (Oncorhynchus mykiss) [18]

LC50 (96 h) =72 860 [mg/l] – halakra /tiszta etilénglikol/ [18]

LC50 (96 h) =8 050 [mg/l] – halakra /etilénglikol tartalmú fagyálló vegyszer/[18]

IC25 (96 h)= 17 120 [mg/l] – növényekre (Lemna minor) [20]

IC50 (96 h)= 47 750 [mg/l] – növényekre (Lemna minor) [20]

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

NOEC = 24 000 [mg/l] ‑ vízi egysejtű (Ceriodaphnia dubia) /túlélés, tiszta etilénglikol/ [18]

NOEC = 8 400 [mg/l] ‑ vízi egysejtű (Ceriodaphnia dubia) /túlélés, etilénglikol tartalmú fagyálló vegyszer/ [18]

NOEC = 8 590 [mg/l] ‑ vízi egysejtű (Ceriodaphnia dubia) /szaporodás, tiszta etilénglikol/ [18]

NOEC ≤ 3 330 [mg/l] ‑ vízi egysejtű (Ceriodaphnia dubia) /szaporodás, etilénglikol tartalmú fagyálló vegyszer/ [18]

NOEC = 32 000 [mg/l] ‑ halakra (Pimephales promelas) /túlélés, tiszta etilénglikol/ [18]

NOEC = 6 090 [mg/l] ‑ halakra (Pimephales promelas) /túlélés, etilénglikol tartalmú fagyálló vegyszer/ [18]

NOEC = 15 380 [mg/l] ‑ halakra (Pimephales promelas) /növekedés, tiszta etilénglikol/ [18]

NOEC ≤ 3 330 [mg/l] ‑ halakra (Pimephales promelas) /növekedés, etilénglikol tartalmú fagyálló vegyszer/ [18]

Szárazföldi ökoszisztémára gyakorolt hatások

A szárazföldi növényekre vonatkozó toxicitás kicsi (ez azonban csak kevés számú rendelkezésre álló adat alapján levont következtetés) [20]

Az állati szervezetekre mérgező hatást fejt ki (főként orális expozíció esetén, belélegezve, vagy a bőrön keresztül felszívódva a toxicitás mértéke kicsi). [20]

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

LD50 ≥ 3,8 [g/testsúly kg] – patkányoknál (orális) [20]

LD50 = 4 000 [mg/testsúly kg] – nőstény (F344) patkányoknál (1x orális) [10]

LD50 = 4 000 [mg/testsúly kg] – nőstény (F344) patkányoknál (1x orális) [10]

LD50 = 5 500 [mg/testsúly kg] – kutyáknál (orális) [20]

LD50 = 1 650 [mg/testsúly kg] – macskáknál (orális) [20]

LD50 = 10 600 [mg/testsúly kg] – nyulak (dermális) [20]

IC25 (125 h) = 25 100 [mg/l] ‑ növények (Lactuca sativa) /gyökér/ [20]

IC25 (125 h) = 8 960 [mg/l] ‑ növények (Lactuca sativa) /hajtás/ [20]

IC25 (125 h) = 3 620 [mg/l] ‑ növények (Lolium perenne) /gyökér/ [20]

IC25 (125 h) = 5100 [mg/l] ‑ növények (Lolium perenne) /hajtás/ [20]

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

LOED = 2,3 [ml/testsúly kg] – madarakra (Anas platyrhynchos) [20]

NOAEL = 2 500 [mg/testsúly kg] – nőstény patkány (máj) [10]

NOAEL = 1 000 [mg/testsúly kg] – nőstény patkány (vese) [10]

NOAEL = 1 000 [mg/testsúly kg] – nőstény patkány (testsúly csökkenés) [10]

NOAEL = 2 500 [mg/testsúly kg] – nőstény patkány (máj) [10]

NOAEL = 250 [mg/testsúly kg] – egér (légzés) [10]

NOAEL = 250 [mg/testsúly kg] – egér (szív) [10]

NOAEL = 250 [mg/testsúly kg] – egér (emésztő rendszer) [10]

NOAEL = 50 [mg/testsúly kg] – egér (vér/vérképzés) [10]

NOAEL = 2 000 [mg/testsúly kg] – nőstény nyúl (máj) [10]

LOAEL = 1 000 [mg/kg/nap] – patkány [10]

LOAEL = 500 [mg/kg/nap] – egér [10]

EMBERRE GYAKOROLT HATÁS

Általános káros hatások

A köztes bomlástermékek (aldehid-, glikolát-, laktát- és oxalát-vegyületek) toxikusak és nagymértékben károsítják a tüdőt, a szívet és a vesét. A mérgezés szisztematikus jelei a bevitelt követően általában három lépcsőben jelentkeznek, kezdve a központi idegrendszerre gyakorolt hatással és anyagcserezavarral, folytatódva a szívre és tüdőre gyakorolt hatással, végezetül pedig a vesetoxicitással. Az anyagcsere-folyamatban az etilénglikol oxálsavvá alakul, és abból különböző formák, pl. kalcium-oxalát-kristályok képződnek. Ezek lerakódása a vesében jelentős mértékben károsítja azt, habár egyéb anyagcseretermékek szerepe sem zárható ki. [21], [10]

Lebontás az emberben, távozása a szervezetből

Az etilénglikol a májban és a vesében bomlik le, az etil-alkohol lebontásában is kulcsszerepet játszó alkohol-dehidrogenáz enzim közreműködésével. [21]

Endokrin rendszert károsító

Lehetséges [22]

Immunrendszert károsító

Nem valószínűsíthető [10] [20]

(Egyszeri nagy dózisú (0,8 x LD50) etilénglikol expozíció immunelnyomó hatású volt egerek esetében) [10]

Szövetkárosító

Igen (csak a bomlástermékek révén) [21]

Mutagén

Nem mutagén [20]

Karcinogén

Nem karcinogén [11]

Reprotoxikus, teratogén

Emberre vonatkozólag nincs adat [11], patkányoknál kimutatható [10]

Akut toxicitási adatok (LD50)

-

Krónikus toxicitási adatok (NOEL, LOEL)

NOEL= 200 [mg/kg/nap] [23]

LOAEL= 1 000 [mg/kg/nap] [23]

EGYÉB JELLEMZŐK

Referncia dóizis

RfD = 2 [mg/kg/nap] [23]

Szerző által felhasznált források: 

[1]       PubChem adatbázis honlapja

http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=174#x304

[2]       Sevas Education Society honlapja

http://www.sbioinformatics.com/design_thesis/Ethylene_Glycol/Ethyleneglycol_Properties&uses.pdf

[3]       Biztonságtechnikai adatlap (ISCS): Etilén-glikol

[4]       ESIS :  European chemical Substances Information System

http://esis.jrc.ec.europa.eu/

[5]       Reliance Industries Limited honlapja

http://www.ril.com/html/business/polyester_inter_meg.html

[6]       ChemIDplus Lite adatbázis

http://chem.sis.nlm.nih.gov/chemidplus/ProxyServlet?objectHandle=DBMaint&actionHandle=default&nextPage=jsp/chemidlite/ResultScreen.jsp&TXTSUPERLISTID=0000107211

[7]       IPCS: International Programme on Chemical Safety

http://www.inchem.org/documents/pims/chemical/pim227.htm#3.%20PHYSICO-CHEMICAL%20PROPERTIES

[8]       Minesota Poison Control System honéapja

http://www.mnpoison.org/index.asp?pageID=155

[9]       New Hampshire Department of Environmental Services (2006),  Ethylene Glycol and Propylene Glycol: Health Information Summary

[10]     Agency for Toxic Substances and Disease Registry (2010),  Toxicological Profile For Ethylene Glycol

[11]     (US EPA) TTN: Technology Transfer Network

http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/ethy-gly.html

[12]     DOW Copmany honlapja

http://www.dow.com/ethyleneglycol/about/properties.htm

[13]     US EPA: United States Environmental Protection Agency

http://epa.gov/dfe/pubs/pwb/ctsa/appc/appc-2.pdf

[14]     220/2004. (VII. 21.) Korm. rendeleta felszíni vizek minősége védelmének szabályairól

[15]     6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet, A földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről

[16]     IPCS: International Programme on Chemical Safety

http://www.inchem.org/documents/cicads/cicads/cicad_22.htm#PartNumber:8

[17]     Dobson S. (2000) ETHYLENE GLYCOL: Environmental aspects (WHO tanulmány), Genf

[18]     IPCS: International Programme on Chemical Safety

http://www.inchem.org/documents/cicads/cicads/cicad_22.htm#PartNumber:2

[19]     The American Chemistry Council’s Ethylene Glycol Panel (2000), Environmental Fate And Effects Of Ethylene Glycol Used At Airports

[20]     Canadian Environmental Protection Act (1997), State Of The Science Report for Ethylene Glycol

[21]     Kockazatos.hu weblap -Etiléglikol

http://kockazatos.hu/anyag/etil%C3%A9n-glikol

[22]     US EPA: United States Environmental Protection Agency

http://www.epa.gov/endo/pubs/prioritysetting/draftlist2.htm

[23]     US EPA: United States Environmental Protection Agency –IRIS (Integrated Risk Information System)

http://www.epa.gov/iris/subst/0238.htm