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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

3

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

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Flame_retardant

[2] Osnat Sequev, Ariel Kushmaro e Asher Brenner; Environmental Impact of Flame

Retardants (Persistence and Biodegradability); PubMed – Central (NCBI), February

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[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Melamine

[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2672362/figure/f1-ijerph-06-00478/

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Brominated_flame_retardant

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[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Organobromine_compound

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