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RITARDANTI DI FIAMMA:
USO, TOSSICITÀ E POSSIBILI RIMEDI
A cura di Nicola LORETI
a.a. 2019/2020
Abstract
Con il termine Ritardanti di
Fiamma (FR) si identifica una vasta
classe di sostanze chimiche
utilizzate, come dice il termine
stesso, al fine di prevenire o
rallentare l'ulteriore sviluppo
dell'accensione. Essi hanno un
larghissimo impiego, dai materiali
fabbricati come materie plastiche e
tessili, fino ai rivestimenti superficiali di elettrodomestici, mobili, giocattoli.
Tuttavia, ci sono alcuni studi che ne dimostrano tossicità e bioaccumulo; per
questi motivi, verranno discussi alcuni composti aventi la medesima funzione
ma che sono allo stesso tempo ecosostenibili e biocompatibili. Inoltre, verranno
proposte opinioni sui FR da parte di alcuni enti della comunità scientifica.
Indice
1 Cosa sono i Ritardanti di Fiamma e classificazione;
1.1 Visione classica
1.2 Visione recente
2 Dove troviamo i Ritardanti di Fiamma e loro utilizzo;
3 Impatto dei Ritardanti di Fiamma sulla salute umana e sull'ambiente, con relative
conseguenze e vie di esposizione;
3.1 Vie di esposizione
3.2 Impatto sull'uomo
3.2.1 Sviluppo e Neurosviluppo
3.2.2 Riproduzione e Embriogenesi
3.2.3 Tiroide e sistema Endocrino
3.3 Impatto ambientale
4 Dichiarazioni della comunità scientifica sui Ritardanti di Fiamma;
4.1 SCIENCE
4.2 ECO-SMEs (services for green products)
4.3 EFSA – European Food Safety Authority
4.4 HUMANITAS Research Hospital
4.5 WHO - World Health Organization
4.6 NATURE
5 Analisi di composti non nocivi e potenzialmente sostituibili ai Ritardanti di Fiamma;
6 Conclusioni;
Bibliografia e Sitografia.
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Cap. 1: Cosa sono i Ritardanti di Fiamma e classificazione
I Ritardanti di Fiamma (FR) sono
tutti quei composti eterogenei di natura
chimica che vengono aggiunti ai
materiali fabbricati, come materie
plastiche e tessili, nonché finiture e
rivestimenti superficiali [1].
Sono considerati contaminanti
ambientali antropogenici utilizzati a
concentrazioni relativamente elevate in molte applicazioni [2]. Essi sono
attivati dalla presenza di una fonte di accensione e hanno lo scopo di prevenire
un probabile incendio o rallentarne l'ulteriore sviluppo attraverso meccanismi
fisici e chimici. Possono essere aggiunti come copolimero durante il processo
di polimerizzazione o successivamente aggiunti al polimero in un processo di
stampaggio o estrusione.
I FR possono essere suddivisi in diversi modi, in tal caso vengono proposte due
tipologie di suddivisione: una più classica e una più recente.
1.1 Visione classica
Nella suddivisione più classica (2009) [2] troviamo quattro gruppi principali:
FR inorganici: comprendono idrossidi metallici (ad esempio idrossido di
alluminio e idrossido di magnesio), polifosfato di ammonio, sali di boro,
composti inorganici di antimonio, stagno, zinco e molibdeno; vengono
aggiunti come riempitivi nei polimeri e sono considerati immobili, in
contrasto con i FR additivi organici;
FR organofosforici: sono principalmente esteri del fosforo che possono
contenere anche bromo o cloro; sono ampiamente utilizzati sia nei
polimeri che nelle fibre di cellulosa tessili;
FR contenenti azoto: inibiscono la formazione di gas infiammabili e sono
utilizzati principalmente nei polimeri contenenti azoto, come poliuretano
e poliammide, tra i più importanti troviamo la melamina [3] e i suoi
derivati;
FR organichi alogeni sono di solito a base di cloro e bromo (BRF).
In base alla loro struttura, i FR alogenati possono essere suddivisi ulteriormente
in tre classi:
alifatico
cicloalifatico
aromatico
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Figura 1: Strutture chimiche di diversi ritardanti di fiamma (FR).
(A) FR inorganico: idrossido di alluminio;
(B) FR organofosforico: trifenilfosfato (
C) FR contenente azoto: melamina; (D) FR organici alogenati alifatico: dibromoneopentil glicole (DBNPG);
(E) FR cicloalifatico: esabromociclododecano (HBCD)
(F) FR aromatico: tetrabromobisfenolo A (TBBPA).
Considerando invece il meccanismo d'azione dei Ritardanti di Fiamma,
possiamo distinguere:
chimico
fisico
Il meccanismo di azione chimico dei FR attivi in fase gassosa comporta lo
spazzamento dei radicali liberi responsabili della ramificazione della reazione
a catena radicale nella fiamma.
Il meccanismo d'azione fisico nella fase gassosa consiste nel generare grandi
quantità di gas non combustibili, che diluiscono i gas infiammabili e
diminuiscono le temperature assorbendo il calore (esempio carbonizzazione).
Se si considerano le modalità di incorporazione nel materiale polimerico,
distinguiamo:
- reattivi, sono legati chimicamente;
- additivi, sono miscelati con i polimeri e hanno quindi maggiori probabilità di
fuoriuscire dai prodotti.
1.2 Visione recente
Secondo la suddivisione più recente (2020) [1], riscontriamo due classi
generali:
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A) minerali, sono in genere additivi, esempi sono idrossido di alluminio e
di magnesio;
B) organoalogeni/organofosforici, possono essere sia additivi sia reattivi:
Organoalogeni: organoclorurati, organobromine (BFR) [5] come
decabromodifenil etere (decaBDE), difenil eteri polibromurati
(PBDE). Questi composti possono anche essere definiti come
"Composti di Organobromina“ [6] ovvero contenenti carbonio
legato al bromo.
Organofosforici: organofosfati (OPFR) come trifenil fosfato (TPP),
resorcinolo bis (difenilfosfato) (RDP), bisfenolo A difenil
fosfato (BADP) e tricresilfosfato (TCP)Un caso particolare è il
tris (1,3-dicloro-isopropil) fosfato (TDCPP) [7], studiato
nell'impatto sul sistema endocrino.
In particolare, i ritardanti di fiamma bromurati (BFR) sono composti di
organobromina che hanno un effetto inibitorio sulla chimica della combustione
e tendono a ridurre l'infiammabilità dei prodotti che li contengono [5].
Gli OPFR, invece, essendo privi di alogeni, sono considerati sostituti dei
PBDE; ciò nonostante gli OPFR, e in particolare quelli derivati da 9,10-diidro-
9-oxa-10-fosffenofenene-10-ossido (DOPO), sono stati rilevati in varie matrici
ambientali e sono stati identificati come contaminanti emergenti (CE), poiché
sono responsabili di danni al DNA attraverso stress ossidativo [8].
Recentemente i PBDE sono stati ampiamente sostituiti da OPFR e ritardanti di
fiamma bromurati alternativi (Alt-BFR) per soddisfare i requisiti di
infiammabilità.
Cap. 2: Dove troviamo i Ritardanti di Fiamma e loro utilizzo
Come detto nel Capitolo 1 i FR hanno un notevole utilizzo che, come vedremo,
ha come principale effetto il costante contatto con l'organismo umano. Se
dovessimo fare una generica stima, potremmo dire che l'organismo umano
viene a contatto con oggetti e materiali contenenti FR durante tutto l'arco delle
ventiquattro ore.
In particolare, secondo una revisione dei CE [9] pubblicata nel 2019 gli OPFR,
tra i FR più comunemente usati, sono ampiamente utilizzati in mobili, tessuti e
quindi abiti, materiali da costruzione, elettronica e altri prodotti chimici di
processo. Gli OPFR vengono spesso utilizzati anche come plastificanti in lucidi
per pavimenti, rivestimenti, tecnopolimeri e resine epossidiche. Tuttavia, alcuni
OPFR risultano essere volatili con pressioni di vapore più elevate, e per questo
tendono ad essere più facilmente scaricati nell'aria. Non solo, ma quelli
clorurati hanno dimostrato di avere una migliore solubilità in acqua e
rappresentano una continua minaccia per gli animali acquatici.
Alcuni BFR, come i PBDE, sono stati gradualmente eliminati dal mercato
5
globale a causa della loro crescente persistenza ambientale e prove di
bioaccumulo e tossicità.
Rispetto ai loro predecessori, gli OPFR hanno meno persistenza e
arricchimento biologico, ma in studi recenti è stato scoperto che, a causa del
loro uso diffuso, essi sono comunemente rilevati in una varietà di matrici
ambientali, compresa l'atmosfera, suolo, aria artica, aria interna, acque
superficiali dell'oceano, ecc. Quasi tutti gli OPFR prodotti nell'ultimo decennio
sono stati rilevati in animali marini e d'acqua dolce, pollame, insetti e campioni
umani. Alla luce di queste evenienze, gli OPFR sono stati identificati come
inquinanti emergenti.
Analizziamo un po' di numeri relativi al consumo [9]: l'uso dei FR risale
al 484 a.C. quando lo storico greco Erodoto documentò l'uso di potassio e
solfati di alluminio da parte degli egiziani come ritardanti di fiamma per
ammollo del legno. Gli OPFR sono stati utilizzati già all'inizio del XX secolo
e la loro produzione e il loro uso sono aumentati rapidamente dopo il 1940.
Secondo le statistiche di mercato, il consumo globale di OPFR è aumentato da
200.000 a 500.000 tonnellate dal 2004 al 2011, fino a toccare quota 680.000
tonnellate nel 2015. Visti questi numeri, è logico che il loro impatto sulla salute
umana e sull'ambiente non può essere ignorato. Bisognerebbe inoltre tener
presente che, per quanto riguarda la rimozione degli OPFR, non esiste un
metodo efficace di degradazione o adsorbimento per l'eliminazione completa.
É stata prodotta una tabella di confronto tra gli OPFR e altri FR [10].
La figura 2 mostra i dati sul consumo:
Il consumo di ritardanti di fiamma negli Stati Uniti nel 2005 e nel 2008 è stato
di 65.000 tonnellate e 72.000 tonnellate, rispettivamente, e per quegli anni in
Europa sono state rispettivamente 83.000 tonnellate e 95.000 tonnellate. La
spettrometria di cromatografia liquida-massa (LC / MS) è il metodo più
tradizionale per rilevare i residui di ritardanti di fiamma organofosfati
nell'ambiente. Questo metodo evita le lunghe fasi di rilevamento della
concentrazione/ arricchimento del campione. I suoi vantaggi includono facilità
d'uso, rilevamento rapido e risultati affidabili.
Secondo Ceresana [11], uno dei principali istituti di ricerca di mercato a
livello globale, nel 2018 sono stati trasformati in tutto il mondo circa 2,26
milioni di tonnellate di FR. Fino al 2026, i ricercatori di Ceresana si aspettano
che la domanda di FR nel settore dei trasporti subisca la più forte crescita
percentuale: ca. 2,8% all'anno.
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Figura 2: Diagramma di schizzo del consumo di diversi ritardanti di fiamma in diversi anni
(1997, 2013, 2016). Consumo di FR con alluminio (linea rossa), OPFR (linea blu), FR
alogenati (linea gialla), altri FR (linea verde.)
Nell’articolo“l’impatto ambientale dei ritardanti di fiamma”, pubblicato
nel 2009 [2], però, a seguito di un test eseguito dal National Bureau of
Standards (Istituto nazionale di standard e tecnologia), è emersa
un'informazione da non sottovalutare: lo studio ha confrontato la combustione
di materie plastiche FR con quella di materie plastiche non FR; i risultati hanno
dimostrato che i materiali FR consentono tempi di fuga più lunghi, meno
rilascio di calore, meno fumo e soprattutto rilascio di una concentrazione
inferiore di gas tossici.
Uno studio analogo del 2013, condotto dall'azienda Springer [12] ,
gruppo editoriale specializzato nell'edizione di riviste e opere scientifiche,
tecnologiche e mediche, sostiene che le schiume poliuretaniche flessibili
(FPUF) con FR non aumentano la tossicità cronica e acuta del fumo in un
incendio rispetto a FPUF prive di FR.
Questa conclusione è stata messa in risalto da uno studio comparativo da
parte dell'azienda stessa [13] che misurava i gas emessi dalle FPUF con e senza
FR.
7
I dati emersi, sorprendentemente, testimoniavano come un tessuto con
FR, seppur richiedeva una grande fonte di accensione per incendiarsi,
rimanendo intatto, riduceva l’emissione di gas tossici prevenendo l’accensione,
mentre le barriere con schiuma infiammabile aumentano l'emissione tossica in
condizioni di accensione a fiamma libera ridotta.
Cap. 3: Impatto dei Ritardanti di Fiamma sulla salute umana e
sull'ambiente, con relative conseguenze e vie di esposizione
Finora abbiamo esaminato dove e in che concentrazioni troviamo i principali
composti FR. Purtroppo essi non sono esenti da effetti, per lo più nocivi,
sull'organismo umano e sull'ambiente. Verranno prese in considerazione
dapprima le principali vie di esposizione, per poi esaminare nel dettaglio gli
effetti sull'organismo umano e sull'ambiente.
3.1) Vie di esposizione
É importante fare una precisazione: gli additivi, al contrario dei reattivi,
esaminati del capitolo 1, non sono legati chimicamente al materiale di base e
fuoriescono più facilmente. Secondo alcuni studi sulle esposizioni ai FR e i loro
relativi meccanismi [1][7], le persone possono essere esposte a FR attraverso
diverse vie, inclusa la dieta; questi composti si riscontrano in prodotti di
consumo a casa, veicolo o posto di lavoro. Il 60-80% delle esposizioni,
continua lo studio [1], è dovuto all'inalazione o all'ingestione di polvere, mentre
il restante 20%-40% all'assunzione di cibo (bioaccumulo nella catena
alimentare). Gli individui possono anche essere esposti attraverso dispositivi
elettronici ed elettrici. Neonati ed infanti sono particolarmente esposti ai
ritardanti di fiamma alogenati presenti nel latte materno e nella polvere, nel
seggiolone e nei giocattoli; inoltre i PBDE attraversano la placenta. Tra le classi
di lavoratori più esposte troviamo i vigili del fuoco e i lavoratori che fabbricano
prodotti con FR.
Un un altro studio è stato condotto da Rose et al. nel 2010 per misurare i livelli
circolanti di PBDE in 100 bambini di età compresa tra 2 e 5 anni dalla
California. É stato notato come i livelli di PBDE, nell'organismo, erano
fortemente influenzati da dieta, ambiente interno e fattori sociale. Uno studio
simile [14] è stato condotto dal BioMed Central (BMC), ma l'attenzione è stata
focalizzata sui comportamenti sociali dei bambini in età prescolare
considerando l'esposizione a FR.
3.2) Impatto sull'uomo
Un importante fenomeno riportato dall'articolo “Impatto ambientale dei
ritardanti di fiamma“ [2], riguarda il bioaccumulo. Vi sono prove crescenti che
alcuni BFR, come PBDE, si bioaccumulano nella catena alimentare, poiché le
concentrazioni aumentavano in specie più alte nella catena alimentare. Questo
8
fenomeno riguarda anche l'uomo, in quanto, attraverso la dieta, mangia pesce,
carne, uova, latticini contaminati.
Secondo uno studio di intervento comportamentale, pubblicato su Nature [15],
è di fondamentale importanza il comportamento dell'uomo per ridurre
l'esposizione a questi composti. In particolare, avendo misurato le
concentrazioni nelle salviettine cutanee e nei metaboliti urinari, è stato
dimostrato che in alcuni casi l'esposizione ai singoli ritardanti di fiamma è stata
ridotta, in una settimana, di circa la metà grazie ad accurate pulizie di casa e
delle mani.
In merito al fenomeno dell'esposizione umana ai FR, sono stati pubblicati dei
lavori anche da parte di Elsevier, il maggior editore mondiale in ambito medico
e scientifico. In particolare, in alcuni studi [16][17][18] vengono poste in risalto
le concentrazioni di BFR e OPFR in ambienti professionali, in ambienti
domestici e nell'aria urbana della città di Toronto; inoltre viene valutata la
presenza di biosegnalatori di FR nelle urine. I risultati ottenuti mettono diversi
aspetti in risalto:
- Rispetto ai campioni di popolazione generale, le concentrazioni di FR nelle
urine erano più elevate nel gruppo dei vigili del fuoco di 2/3 volte; erano anche
evidenti disfunzioni neurologiche;
- L'aria urbana può essere considerata una sentinella per rilevare i cambiamenti
nell'uso e nell'applicazione dei FR nei prodotti commerciali;
- I livelli di OPFR e di BFR nell'aria interna sono influenzati dall'età degli
edifici (quelli più datati tendono ad avere livelli più alti di BFR) e dalla
presenza di dispositivi elettronici.
Vediamo ora in dettaglio gli effetti dei FR su vasi sistemi biologici:
3.2.1) Sviluppo e Neurosviluppo
Alcuni studi epidemiologici pubblicati su PubMed e Nature [7][8][15]
hanno dimostrato che i bambini di madri aventi gravidanze esposte a
concentrazioni più elevate di PBDE avevano un rischio maggiore di deficit del
quoziente intellettivo e comportamenti di apprendimento alterati più avanti
nella vita.
Non solo, ma esperimenti in vitro hanno messo in risalto la capacità dei
PBDE di causare l'interruzione del neurosviluppo. Inoltre, un metabolita del
PDBE, OH-BDE, altera il rilascio di neurotrasmettitori nelle cellule di ratto.
In questi studi è stato preso in esame anche un altro composto, il TDCPP. In
particolare, esso causava una ridotta vitalità, crescita e replicazione delle cellule
neuronali e un aumento dello stress ossidativo nelle cellule di ratto. Inoltre,
veniva alterata l'espressione di geni che regolavano l'apoptosi, la sinaptogenesi
e l'espansione di neuriti.
Infine, secondo una revisione degli effetti associati [9], gli OPFR possono
essere tossici sullo sviluppo neurologico, data la loro somiglianza strutturale
con i pestidici organofosfati.
9
3.2.2) Riproduzione e Embriogenesi
Anche in questo caso lo studio sugli impatti endocrini dei FR [7] ci mostra
dei dati sui seguenti composti: PBDE, TDCPP e TPP. Nel dettaglio:
PDBE, nell'uomo, porta a complicanze sulla gravidanza, riduzione della
circonferenza cranica, peso e lunghezza alla nascita, aumento del rischio di
criptorchidismo;
TDCPP nell'uomo conduce a squilibri ormonali, riduzione della qualità
dello sperma e espressione alterata di geni;
TPP nell'uomo determina soprattutto squilibri che interessavano lo
sperma.
Secondo lo studio di revisione dei FR [9], la tossicità si riferiva alla capacità di
alcuni composti di interferire con la funzione di trascrizione ed espressione
degli acidi nucleici, influenzando così la crescita e lo sviluppo degli individui.
Le manifestazioni concrete di tossicità per lo sviluppo comprendono ritardo
della crescita individuale, insufficienza o anomalia funzionale, teratogenicità
ed effetto letale embrionale.
3.2.3) Tiroide e Sistema Endocrino
Informazioni su tiroide e sistema endocrino ci vengono fornite da alcuni
studi scientifici [1][7][9], in particolare i FR alogenati con anelli aromatici sono
probabilmente interferenti degli ormoni tiroidei. In merito a ciò, essi
competono per i siti di legame nel sistema tiroideo, interferendo con la normale
funzione delle proteine di trasporto della tiroide. Sulla base di studi in vitro,
sembra che questi composti riescano ad imitare estrogeni, progesterone e
androgeni. In dettaglio:
- PBDE causa ridotti livelli sierici di triiodotironina (T3) e tiroxina (T4)
nei ratti e eccessivi livelli sierici di T4 nell'uomo, causando inoltre
ipertrofia follicolare;
- TDCPP nell'uomo determina livelli alterati degli ormoni dell’asse
ipotalamo-ipofisi-gonadi (HPG).
Elsevier ha pubblicato alcuni articoli che trattano della tossicità dei FR.
In uno studio sulla possibilità di induzione di apoptosi da parte dei FR [19],
sono state usate cellule per studiare i meccanismi di tossicità dei tipici OPFR.
OPFR e BFR potrebbero determinare la riduzione della vitalità cellulare delle
cellule A549 in modo dipendente dalla dose e dal tempo di esposizione, 24/48
ore. Le A549 [31] sono cellule epiteliali basali alveolari umane
adenocarcinomiche, utilizzate come modelli per lo studio del cancro del
polmone. Allo stesso tempo, l'eccessiva generazione di specie reattive
dell'ossigeno (ROS), la disfunzione del potenziale della membrana
mitocondriale (MMP), l'apoptosi cellulare e il sovraccarico di Ca 2+ libero
intracellulare hanno dimostrato che la citotossicità indotta da OPFR e BFR era
mediata dallo stress ossidativo. Ulteriori studi sulla via dell'apoptosi cellulare
hanno rivelato che quella indotta da OPFR e BFR era una via mitocondriale
10
dipendente dalla caspasi.
Un altro studio [20], invece, prende in considerazione l'impatto sul sistema
endocrino e sulla fecondità misurata dal tempo di gravidanza (TTP). Il TTP,
che si riferisce al numero di cicli mestruali necessari per concepire, è un buon
metodo per stimare la fecondità o la probabilità che si verifichi una gravidanza
durante un ciclo mestruale. Studi su animali e umani hanno dimostrato che le
sostanze chimiche responsabili di difetti endocrini, producono effetti negativi
sullo sviluppo, sulla riproduzione, neurologici e immunitari. Uno studio di
coorte prospettico e uno studio di coorte retrospettivo, hanno riferito che
esisteva un'associazione tra PBDE e fecondabilità.
3.3) Impatto ambientale
Considerando questi effetti tossici testati in vivo e in vitro, senza trascurare il
fenomeno del bioaccumulo, è di fondamentale importanza trovare metodi
ragionevoli che limitino queste esposizioni e, soprattutto, che rimuovano i FR,
in particolare gli OPFR, dall'ambiente. Al momento la revisione dei FR, nella
sezione “Controlli dell'inquinamento” [9], indica diversi metodi come strategie
principali per la rimozione di OPFR: metodo dei fanghi attivi, metodo del
biofilm, metodo della fotoconversione, metodo di adsorbimento. Tuttavia
questi metodi non sono esenti da limiti: utilizzando il metodo dei fanghi per
rimuovere gli OPFR, ad esempio, il contaminante bersaglio che rimane nei
fanghi attivati è difficile da degradare e rientra facilmente nell'ambiente
mediante bioaccumulo. É stato quindi proposto di applicare l'ozonizzazione e
UV/H2O2 all'attuale processo di trattamento degli impianti di depurazione, ma
questo metodo non risulta essere molto efficace nel trattamento dei composti
clorurati. Tuttavia, Krzeminski et al. (2017) hanno utilizzato membrane per
ultrafiltrazione (UF), nanofiltrazione (NF) e osmosi inversa (RO) per
rimuovere gli OPFR dalle acque reflue urbane, migliorandone la qualità e
favorirne il riutilizzo.
Secondo lo studio sull'impatto ambientale, nel capitolo “Destino ambientale dei
FR” [2], si riporta che i BFR hanno generalmente una biodegradabilità limitata,
sono persistenti e tendono ad accumularsi nell'ambiente. Tuttavia, in
determinate condizioni ambientali, possono verificarsi numerosi processi
abiotici e biotici. I processi abiotici sono processi fisico-chimici che includono
fotodegradazione, deposizione umida e secca, decomposizione ad alta
temperatura, reazioni chimiche con altri composti o radicali (ad es. Idrossile,
metalli, ecc.). I processi biotici possono essere definiti come quei processi
biologici che includono bioaccumulo e ingresso nella catena alimentare,
biotrasformazione e biodegradazione.
Il processo di biodegradazione, inoltre, che è (in gran parte) mediato dai
microrganismi, può contribuire alla riduzione/eliminazione completa dei
contaminanti organici nell'ambiente. I microrganismi possono utilizzare
composti organici alogenati come fonte di carbonio e come substrato
11
ossidabile. La rimozione di alogeni, ovvero la fase di dealogenazione, è la
reazione chiave durante la biodegradazione dei composti organici alogenati. La
rimozione dell'alogeno riduce la resistenza dei composti alla biodegradazione
e il rischio di formare intermedi tossici durante le successive fasi metaboliche.
Cap 4: Dichiarazioni della comunità scientifica sui Ritardanti di Fiamma
Dopo aver considerato gli effetti tossici su varie componenti biologiche, causati
dai FR, vengono proposte qui di seguito opinioni pubblicate da parte di alcuni
enti della comunità scientifica.
Prima di vederle in dettaglio, però, viene proposta la Dichiarazione di
Sant'Antonio [21] sui Ritardanti di Fiamma bromurati e clorurati, pubblicata
nel 2010. Un gruppo di 145 eminenti scienziati di 22 Paesi ha firmato la prima
dichiarazione di consenso che documenta i rischi per la salute causati da
sostanze chimiche ritardanti di fiamma che si trovano ad alti livelli in mobili
per la casa, elettronica, isolamento e altri prodotti. Questa dichiarazione
documenta che i FR possono causare seri problemi di salute.
Oltre questa dichiarazione, pubblicata anche da Environmental Health
Perspectives (EHP), una rivista scientifica supportata dal National Institute of
Environmental Health Sciences (NIEHS) [21.1], vengono analizzate altre
pubblicazioni dal 2004 al 2017 circa:
SCIENCE – Rivista scientifica
In una pubblicazione [22] afferma che: “Gli additivi bromurati più
comunemente usati presentano degli svantaggi dovuti al rilascio di gas
alogenati tossici e corrosivi durante la combustione [...]. I composti sembrano
inoltre essere persistenti dal punto di vista ambientale[...]”. La Rivista mette in
risalto anche uno studio che mirava a sintetizzare polimeri ignifughi non tossici.
ECO-SMEs - Services for green products
Eco-smes [33] “riporta: “I ritardanti di fiamma sono aggiunti ad alcuni
componenti per ridurre la loro infiammabilità, prevengono e riducono la
possibilità di incendio e la propagazione della fiamma. [...] I ritardanti di
fiamma vanno proibiti perché: si accumulano negli organismi (bio-accumulo),
provocano danni ad organi, tessuti e al DNA, la loro decomposizione
nell'ambiente origina composti ancora più tossici, hanno effetti persistenti
nell'organismo umano colpendo soprattutto il sistema endocrino”.
EFSA – European Food Safety Authority
In diverse pubblicazioni [23] [24] afferma che: “I BFR additivi (come PBDE,
PBB, HBCD) sono semplicemente miscelati fisicamente con il polimero o sono
incorporati nei prodotti e quindi possono gradualmente sfuggire al prodotto, i
BFR reattivi invece (come TBBPA), sono legati covalentemente al prodotto e
12
quindi non sono normalmente rilasciati nell'ambiente. Inoltre, i BFR reattivi
sono meno lipofili e mostrano un metabolismo e/o una degradazione molto più
rapidi a causa dei loro gruppi OH”.
Nell’Unione europea, inoltre, l’uso di alcuni BFR è vietato o limitato; tuttavia,
a causa della loro persistenza nell’ambiente, tali sostanze chimiche continuano
a destare timori per i rischi che comportano per la salute pubblica.
HUMANITAS Research Hospital - Ospedale ad alta specializzazione, centro di
Ricerca e sede di insegnamento universitario.
In una pubblicazione [25] inserisce i FR tra le 17 sostanze potenzialmente
rischiose che aumentano l'insorgenza del tumore al seno. Essi, insieme ai loro
metaboliti, li ritroviamo nella resina poliestere, polimeri plastici e schiume di
poliuretano rigide.
WHO – World Health Organization
In collaborazione con UNEP, la WHO sostiene che i bambini esposti a FR,
come BDE e OPFR, mostrano un ridotto funzionamento neurocognitivo. Uno
studio [26] si è concentrato sui bambini tra i 3 e i 5 anni: è stato osservato che
i bambini soggetti a esposizioni più elevate sono stati valutati dai loro
insegnanti, in età prescolare, come se avessero un comportamento meno
responsabile e come se fossero meno assertivi.
NATURE – Rivista scientifica
Questa rivista [27] sostiene che: “È stato scoperto che la polvere domestica
contaminata con comuni ritardanti di fiamma utilizzati negli oggetti domestici
di uso quotidiano è associata ad un aumentato rischio di sviluppare forme più
piccole di cancro alla tiroide papillare nell'uomo. Questi risultati sottolineano
la necessità di prendere in considerazione l'exposoma nel valutare la maggiore
incidenza di cancro alla tiroide”.
Cap 5: Analisi di composti non nocivi e potenzialmente sostituibili ai
Ritardanti di Fiamma
In questo capitolo verranno presi in considerazione alcuni composti
potenzialmente sostituibili ai FR. Per trovare quindi delle soluzioni alternative
ad un evidente problema non trascurabile, è necessario trovare prodotti che
rispettino le proprietà intrinseche di ritardante di fiamma, ma che, allo stesso
tempo, siano ecocompatibili e non tossici per chi vi entra a contatto.
Secondo uno studio sulla rifinitura ignifuga [28] pubblicato nel 2019,
esisterebbe un notevole rimedio ai FR, il ciclotriphosfoszenico (CPZ), derivato
dal ciclofosfazene. Questo composto è stato usato per la finitura tessile di
tessuti in misto cotone, cotone/poliestere e cotone/poliammide, dimostrando
migliori proprietà ignifughe dei tessuti stessi. Nell'articolo sono presi in
considerazione vari tessuti trattati con CPZ, qui verranno proposti tre esempi:
13
CO, PA e PET. CO e PA, secondo l'Etichettatura tessile [29], sono le sigle di
Cotone e Poliammide o Nylon rispettivamente; PET rappresenta invece il
Polietilene Tereftalato.
CO – COTONE.
PA – POLIAMMIDE
PET – POLIETILENE TEREFTALATO
Nelle figure proposte possiamo vedere i tre tessuti in esame prima (foto a
sinistra) e dopo (foto a destra) trattamento con CPZ. I grafici, invece,
Figura 3: Immagini al microscopio
elettronico a scansione (SEM) della sezione
carbonizzata di vari tessuti privi di CPZ e
trattati con CPZ: cotone (CO), poliammide
(PA), polietilene terefttalato (PET)
Figura 4: Calorimetria a combustione
microscopica (MCC) di tessuti privi di
CPZ (curva 1) e trattati con CPZ
(curva 2). HRR è il tasso di rilascio di
calore
14
presentano il diverso comportamento di uno stesso composto privo di CPZ
(curva 1) e con CPZ (curva 2); sulle ascisse troviamo la temperatura e sulle
ordinate i valori di HRR (tasso di rilascio di calore). Si osserva lo stesso
fenomeno nei tre casi in esame: seppur a temperature minori, i picchi massimi
raggiungibili di HRR hanno valori più bassi nei tessuti trattati con CPZ. Ciò
significa che la produzione di calore e di fumo, ovvero la velocità di
combustione, sono inferiori nei tessuti con CPZ.
Un altro prodotto che può essere utilizzato in sostituzione ai FR è EcoFire
GG77 [30]. Il composto è realizzato con sostanze naturali, estratte da cellule
organiche, combinate con polveri naturali. EcoFire può essere applicato e/o
miscelato a qualsiasi tipo di materiale tra cui, ma non solo, tessuti, vestiti,
giocattoli, oggetti in plastica, dispositivi elettronici, cavi elettrici, tubi, colle,
resine, senza alterarne minimamente l'aspetto, il colore e la percezione tattile.
Inoltre, è efficace anche se miscelato con vernici, nylon, prodotti in legno,
pietra, vetroresine, prodotti plastici, gomma ecc. EcoFire tutela la salute,
trattandosi di composto organico e non tossico, e tutela gli oggetti, essendo
trasparente, inodore e di facile applicazione [31] [32].
Cap. 6: Conclusioni
È un dato oggettivo che i FR rappresentano un problema che ci riguarda molto
da vicino, per cui bisogna tenerlo sotto costante monitoraggio vista la loro
presenza abnorme nell'ambiente. A riguardo sono state presentate anche
diverse dichiarazioni di matrice scientifica pubblicate nel corso degli anni, le
quali mettono ancora più in risalto l'emergenza ambientale. I FR, infatti, non
sono solo responsabili di effetti tossici, ma sono anche protagonisti di
bioaccumulo. Tuttavia, ci sono possibili rimedi: sono stati presi come esempi
CPZ e EcoFire, ma essi sono solo due delle possibili soluzioni ai FR[33] [34].
L'uomo è in costante contatto con i FR, ma ha a disposizione numerosi prodotti
ecocompatibili e non tossici, con medesime caratteristiche ignifughe e
realizzati con sostanze naturali, con cui poterli sostituire.
Concludo con una citazione di Ernest Hemingway: “Il mondo è un bel posto e
per esso vale la pena di lottare”.
Cap 7: Bibliografia e sitografia
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[2] Osnat Sequev, Ariel Kushmaro e Asher Brenner; Environmental Impact of Flame
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