氨羧类螯合剂展现良好应用前景
□ 河北诚信有限责任公司 李燕 陈雨佳
氨羧类螯合剂是一类既有氨基又有羧基的有机配位剂，目前应用最广的是乙二胺四乙酸（EDTA）及其二钠盐（EDTA-2Na）。随着社会的发展与环保要求的提高，氨羧酸类螯合剂的应用受到越来越多的关注，其用量也越来越大，预计到2015年螯合剂全球产量有望达到40.9万吨。
一、在清洗行业中彰显优势
1.日用洗涤
香皂通常有因痕量金属离子促使不饱和化合物氧化而引起的味道，加入EDTA(0.2%~0.5%)可以使皂条的储存时间从几天增加到8个月以上。另外，洗涤剂中添加一定的螯合剂能起到软化水质的作用，少量的螯合剂还能增强杀菌剂的杀菌作用。
过去使用沸石来抓住水中的钙、镁离子，可它不能将这些金属离子从污垢粒子中分离出来。而螯合剂可以与钙、镁离子螯合，促使污垢粒子在纺织纤维上松动，从而有效去污。
为了产生漂白的效果，大多数清洁剂含有少量的过氧化氢，固体清洁剂中则添加了过碳酸盐或过硼酸盐。污垢中存在的锰多以二氧化锰形式存在，二氧化锰能够分解过氧化氢，从而影响其漂白活性，降低消除污渍的能力。使用螯合剂的优势是能紧紧地抓住锰离子防止形成二氧化锰，达到稳定漂白剂的效果。同样，螯合剂在香波、液皂、皮肤清洗剂等方面也有这样的特性。
2．金属洗涤
金属洗涤工业惯用的磷酸盐会对江河湖泊产生富营养化，随着国家对环境保护相关法律的相继出台，使用环境友好型的清洗剂迫在眉睫，而有机螯合剂的环保优势使其成为磷酸盐的优良替代品。
在不同的使用环境下，螯合剂的种类有所差异。如EDTA型螯合剂在pH值3~12的范围内可使二价金属离子失去活性，在pH值2~8的范围内铁离子较易失去活性；而当pH值超过8时，羟乙基乙烯二胺三乙酸（HEDTA）是较好的选择。
二、在农田施肥中崭露头角
1．补充微量元素
统计表明，世界上缺乏微量元素的土壤达到25亿hm2，甚至更多。中国大部分地区在微量元素上也存在不同程度的缺乏。目前多数使用无机肥料对土壤进行微量元素的补充，如磷石膏、矿石和含多种微肥的矿石。虽然成本比较低，但是极易失效。
EDTA金属盐、DTPA金属盐及氨基酸金属盐类等有机螯合微肥不仅能有效地补充土壤中的微量元素，还有稳定性好、吸收性强、利用率高的优点。EDTA金属盐主要有EDTA的铁盐、锰盐、铜盐、锌盐、钙盐，形成的螯合比为1:1，螯合能力强，应用较广泛。DTPA的螯合比EDTA更强些，能迅速与上述金属离子形成水溶性络合物，因此DTPA在叶面肥的使用中效果尤为突出。氨基酸类的螯合剂如胱氨酸、酪氨酸、亮氨酸等，螯合能力虽比EDTA稍差些，但可以对农作物提供蛋白方面的影响，对农作物的增产效果比较好。
2.修复受重金属污染土壤
在螯合剂的作用下，土壤中的重金属能以自然富集的形式被植物所吸收，这也就是目前所说的螯合诱导吸附技术。作用原理：土壤中有大量以沉淀物形式存在的重金属，但是它不会被植物吸收；通过添加螯合剂，增加了重金属在土壤中的溶解度，可被植物有效的吸收，从而降低了土壤中重金属的含量。
三、广泛用于食品医药领域
1．食品行业
氨羧螯合剂可以对果汁和蔬菜汁饮料的颜色起到良好的保护作用。添加0.025%的EDTA就能保证饮料的颜色不褪去，这是由于EDTA与铁发生了络合从而抑制了铁离子对颜色变化的作用。另外，酒中添加300×10-6左右的EDTA能提高它的稳定性，在大豆油、人造奶油中添加EDTA可提高它们的抗氧化作用。
由于EDTA铁钠具有安全性、吸收率高、对食品本身无影响且具有一定的抗氧化作用，被广泛应用在铁营养强化剂中。EDTA的钙盐和锌盐可以作为钙锌补充剂应用到食品中。
基于食品安全的考虑，在食品中添加螯合剂金属盐时，要严格按照相应的法律规范，不合理的添加方式会带来人体内微量元素的缺失，对人体产生不安全的因素。
2．医药
在医药方面，螯合剂用在金属中毒方面的治疗尤其广泛。如EDTA-CaNa2可用于无机铅中毒的治疗，对排锰、镉有一定疗效；DTPA（促排灵）可促排铅、钴、锌、铬、锰、铁及一些放射性元素；HEDTA可促排铜、铁。
四、用于油田管道除垢
油气田中的生产井地层容易堵塞，主要原因是钻井过程中引入了氯化钙、砂岩层的碳酸钙等。常规方法是使用盐酸对管道进行除垢，但是时间久了会产生二次沉淀。螯合剂会将管道内的钙络合，从而增加其溶解度，有效避免二次沉淀的产生，同时对设备的损伤远远小于盐酸。氨羧类的螯合剂如EDTA、DTPA可应用在油田除垢中。
此外，氨羧类螯合剂在分析化学中应用十分广泛，应用形式多是以螯合阴离子的形成存在于水溶液。饲料中添加螯合剂对鱼虾的成长增重效果也极好，EDTA-2Na、DTPA-5Na等在鱼虾饲养中应用较广。
五、绿色螯合剂是发展发向
低毒、环境友好的新型绿色螯合剂是未来螯合剂的发展趋势。从降解速度及使用安全上考虑，目前广泛使用的EDTA、NTA、DTPA等均不在绿色螯合剂之列。NTA的可降解性较高，但是它具有致癌性；EDTA的生物可降解性很差，会产生积累效应。为此，很多国家已经采取了行动，如瑞典的洗涤品协会已经通过了洗涤品中不再添加EDTA的决议；中国罐头食品中对EDTA-2Na的含量也有所限制，其最大使用量为0.25g/kg。
GLDA、MGDA、 HIDA、IDHA等的螯合剂具备绿色螯合剂的特点，他们的生物可降解性较高，28天的生物降解率大于80%。从目前市场看，这类螯合剂的价格较高，还处于市场推广阶段。目前，美国是使用新型绿色螯合剂最多的国家，其次是欧洲，亚太将会成为未来新型绿色螯合剂的市场驱动点。