Natriumtrifosfat

Natriumtrifosfat (STP = STPP – "sodium tripolyphosphate" – ibland kallat TPP) är ett oorganiskt salt.

STPP är natriumsaltet till polyfosfatpenta-anjonen, vars konjugatbas är trifosforsyra.

Tillverkning och egenskaper
Natriumtripolyfosfat tillverkas genom upphettning av en stökiometriskt sammansatt blandning av dinatriumfosfat, Na2HPO4 och mononatriumfosfat, NaH2PO4, under noggrann styrning.

2 Na2HPO4  +  NaH2PO4   →   Na5P3O10  +  2 H2O

Med denna metod tillverkas årligen cirka 2 megaton.

STPP är ett färglöst salt som förekommer i såväl vattenfri form som kristallin form (hexahydrat).

Anjonen utgörs av pentanjon-kedjan

[O3POP(O)2OPO3]5-.

Det finns många  di-, tri- och polyfosfater, bl a cyklisk trifosfat, P3O93-.

Anjonens koppling mot metallkatjoner kan ske genom bidental (tvåvägs) och tridental (trevägs) bindning.

Användning
Natriumtrifosfat tillverkas i stora mängder och ingår i många hushålls- och industriprodukter, särskilt tvättmedel av olika slag.

Tvättmedel
Huvuddelen av STPP används som en ingrediens i saluförda tvättmedel. Det fungerar där som "byggare". (Fackjargong för avhärdning av s.k. hårt vatten.) Om vattnet håller hög halt av jonslagen Ca2+ och Mg2+), kallas det hårt, och i sådant vatten fungerar tvättmedel dåligt. STPP5- används som avhärdare genom komplexbindning, så att kalciums och magnesiums dikatjoner fångas och ersätts med natrium så att verkan av i tvättmedlet ingående sulfonater inte störs. Även tetranatriumdifosfat (natriumpyrofosfat) och natriumhexametafosfat fungerar på samma sätt.

Livsmedel

STPP kan användas som konserveringsmedel for fisk och skaldjur, köttvaror, fågel och sammansatta animaliska livsmedel. Som tillsatsämne får det E-nummer E451.

Vatten tillsätts ofta vissa livsmedel, såsom skinka, kassler m m för att de skall få ett friskare utseende. STPP emulgerar vattnet så att det hålls på plats. I många länder finns bestämmelser om den mängd vatten som tillåts, ty vattnet kan öka varans vikt betydligt. ("Matfusk:" Eftersom vatten är billigt och kött dyrt får man mindre mat för pengarna, än det kilopriset ger sken av.)

Andra tillämpningar
Hundratusentals ton natriumtrifosfat används varje år för en mängd olika ändamål, t.ex.
 teknisk keramik (keramer)
 garvning av läder
 klumpförebyggande medel i pulverformiga material (även för annat än som livsmedelstillsats)
 fördröjning av härdtiden vid tillverkning av härdplastföremål
 flamskyddsmedel
 papperstillverkning
 pigment i korrosionsskyddsmedel
 textiltillverkning
 gummivaror
 fermentering i biokemiindustrin
 antifrysmedel."
 STPP med sina polyanjonändar i molekylen kan utnyttjas som tvärbindare i polysackarider som används för administrering av läkemedel.

Hälsoeffekter
E451 är än så länge godkänt av Livsmedelsverket som livsmedelstillsats. Livsmedelsverket följer därvid EU-direktiv. United States Food and Drug Administration (FDA) anser STPP i princip ofarligt i mat.

På senare tid har larmats om att fosfater i maten eventuellt skulle kunna vara skadligt, bl a har det sagts att njurskador riskeras, och därmed sekundärt andra skadliga effekter, eftersom överskott av fosfater inte kan avgå genom urinen, utan då stannar i kroppen i skadliga koncentrationer för somliga organ. Till den änden har EFSA börjat en studie över för kroppen möjligen skadligt fosfor i maten. Om resultatet av den studien skulle visa att fosforhaltiga E-nummer-ämnen är betänkliga, återstår att se.

I vattenlösning sönderfaller polyfosfater i enklare fosfat (hydrolys), vilket är en förutsättning för vissa livsprocesser.

Exempelvis är Adenosintrifosfat (ATP), – ett derivat av trifosfat – livsnödvändigt. Det innebär att toxisk verkan från polyfosfater är låg. LD50 vid oralt intag är >1 g/kg kroppsvikt enligt en dansk undersökning.

Detta torde vara anledningen till att inga mutageniska eller karcinogena effekter har märkts, ej heller nedsatt fortplandningsförmåga.

Salter med polyfosfatanjoner är något irriterande på huden och slemhinnor eftersom de är svagt basiska.

Miljöpåverkan
Eftersom ämnet är så allmänt förekommande kan det ge miljöproblem genom övergödning.

Världens förbrukning av STPP år 2000 har uppskattats till ca 2 megaton. Eftersom STPP är mycket lättlösligt i vatten blir inte särskilt mycket kvar som avloppsslam, och kommer inte den vägen ut i naturen genom slamspridning som jordbruknäring. Inga miljörisker hänförbara till STPP i tvättmedel har kunnat konstateras vare sig i mark eller luft. Det STPP som kan finnas i sådana rengöringsmedel som används i vanliga hushåll hamnar i hushållens avloppsvatten och tas då om hand hos reningsverk, via trekammarbrunnar, genom avloppsinfiltration eller andra fristående anläggningar för hantering av smutsvatten.

Eftersom STPP är ett oorganiskt ämne, kan biologisk rening användas bara i speciella fall. Om STPP hydrolyserats ända till slutprodukten ortofosfat (PO4) kan det tas om hand av alger eller andra mikroorganismer. Fosforn i STPP hamnar således till slut i naturens egna ekosystem, fosforcykeln .

Pålitliga publicerade studier bekräftar den biokemiska uppfattningen att STPP successivt bryts ned av biokemiska processer när det kommer i kontakt med avloppsvatten i kloakrör och slutligen i reningsverk samt även i vattenmiljöer i naturens ekosystem.

Detta har med användning av  EUSES-modellen och HERA-scenariet beträffande tvättmedel gjort det möjligt att beräkna ett värstafall som skulle kunna inträffa, PEC (Predicted Environmental Concentrations, beräknade miljöhalter). Vid denna beräkning ansatte man för säkerhets skull 10 % regionalt utsläpp i stället för de 7 % som antagits i HERA-scenariet.

Pålitliga studier av kortsiktiga effekter på vattenmiljön finns, vilka visar att STTP inte är giftigt för vattenlevande organismer: alla EC/LC50-tal är större än 100 mg/l för daphnier, fisk och alger.

Av denna anledning, och p.g.a. att STPP finns i vattensystemen genom hydrolys bara tillfälligt har man hittills inte studerat eventuell långsiktig verkan på dessa vattenlevande organismer.

Värdet på PNEC (Predicted no-effect concentrations, beräknad gränshalt för icke-påverkan) har därför beräknats för vattenmiljö och slam under antagande av resultaten från undersökningarna av kortsiktiga effekter.

Inverkan från fosforhaltigt spillvatten
Rengöringsmedel som innehåller fosfor bidrar tillsammans med andra fosforkällor till övergödning, även kallad eutrofiering, av många sötvatten. Med övergödning menas en ökning av kemiska näringsämnen i ett ekosystem – typiskt ämnen som innehåller kväve eller fosfor. Detta kan ske såväl på fast mark som i vatten. Emellertid används termen ofta med innebörden resulterande ökning i ett ekosystems huvudsakliga produktion (överdriven tillväxt och nedbrytning, igenvuxna sjöar), och andra effekter såsom syrgasbrist och allvarlig försämring av vattenkvaliteten, minskade bestånd av fisk och andra djur (döda havsbottnar).

Teoretiskt kan fosfor öka algmängden med 500 gånger sin egen vikt.  (Wetzel 1983). I havsvatten anses produktionen huvudsakligen styras av kväveförekomst, medan produktionen i sötvatten styrs av fosforförekomst. I många länder släpps orenat avloppsvatten direkt ut  till sjöar och vattendrag, vilket gör användning av fosfor som komplexbildare miljömässigt betänklig. Av denna anledning är användning av fosforhaltiga  tvättmedel numera förbjuden i Sverige.

Se även
 Acceptabelt dagligt intag (ADI)
 Vattenhårdhet (dH-värde)
 E-nummer
 Lista över E-nummer

Referenser

Noter

Källor
 Engelskspråkiga Wikipedia: Sodium triphosphate 

Fosfater
Livsmedelstillsatser
Natriumföreningar
Tvättmedel