Антипирены представляют собой разнообразную группу химических веществ, которые добавляются в промышленные материалы, такие как пластик и текстиль , а также в поверхностные покрытия и отделки . [1] Антипирены активируются при наличии источника возгорания и предотвращают или замедляют дальнейшее развитие пламени с помощью различных физических и химических механизмов. Они могут быть добавлены в качестве сополимера в процессе полимеризации или позже добавлены к полимеру в процессе формования или экструзии или (особенно для текстиля) нанесены в качестве местного покрытия. [2] Минеральные антипирены обычно являются добавками, в то время как органогалогеновые и органофосфорные соединения могут быть как реактивными, так и добавочными.
Как реактивные, так и аддитивные типы антипиренов можно разделить на четыре отдельных класса: [1]
Основные механизмы действия антипиренов различаются в зависимости от конкретного антипирена и субстрата. Аддитивные и реактивные антипирены могут функционировать как в паровой (газообразной), так и в конденсированной (твердой) фазе. [1]
Некоторые соединения распадаются эндотермически при воздействии высоких температур. Примером являются гидроксиды магния и алюминия, а также различные карбонаты и гидраты, такие как смеси хантита и гидромагнезита . [3] [6] [7] Реакция отводит тепло от субстрата, тем самым охлаждая материал. Использование гидроксидов и гидратов ограничено их относительно низкой температурой разложения, что ограничивает максимальную температуру обработки полимеров (обычно используемых в полиолефинах для производства проводов и кабелей). [11] [12] [13]
Способом остановить распространение пламени по материалу является создание теплоизоляционного барьера между горящими и несгоревшими частями. [14] Часто используются вспучивающиеся добавки; их роль заключается в превращении полимерной поверхности в уголь, который отделяет пламя от материала и замедляет передачу тепла к несгоревшему топливу. Негалогенированные неорганические и органические фосфатные антипирены обычно действуют через этот механизм, образуя полимерный слой обугленной фосфорной кислоты. [8]
Инертные газы (чаще всего углекислый газ и вода ), образующиеся при термической деградации некоторых материалов, действуют как разбавители горючих газов, снижая их парциальное давление и парциальное давление кислорода, а также замедляя скорость реакции. [5] [7]
Хлорированные и бромированные материалы подвергаются термическому разложению и выделяют хлористый водород и бромистый водород или, если используются в присутствии синергиста, например, триоксида сурьмы, галогениды сурьмы. Они реагируют с высокореактивными радикалами H · и OH · в пламени, что приводит к образованию неактивной молекулы и радикала Cl · или Br · . Радикал галогена гораздо менее реактивен по сравнению с H · или OH · и, следовательно, имеет гораздо меньший потенциал для распространения реакций радикального окисления горения .
Огнестойкий хлопок — это хлопок , который был обработан для предотвращения или замедления возгорания с помощью различных обработок, применяемых в процессе производства. Обычно хлопок становится огнестойким с помощью химических применений полимерных, неполимерных и полимерно-неполимерных гибридов, которые состоят из одного или нескольких элементов, таких как азот , натрий , фосфор , кремний , бор или хлор . [15]
В то время как неорганические ткани обычно делают огнестойкими путем включения в их матрицы антипиренов , для органических тканей, таких как хлопок, более удобна поверхностная модификация. [16]
Хлопковые ткани часто используются во всем мире из-за их выгодных свойств в отношении теплоизоляции, биосовместимости и отличного влагопоглощения и воздухопроницаемости. Эти преимущества указывают на потенциальное применение хлопковых тканей в защитной одежде [17] и для здоровья человека. Однако натуральная хлопковая ткань легко воспламеняется и быстро сгорает. Этот фатальный недостаток выявляет потенциальную опасность и ограничивает использование хлопковых тканей. [18] Поэтому обработка хлопковых тканей для получения огнестойких хлопковых тканей имеет важное значение. [19]
Пожарные или те, кто регулярно подвергается воздействию пламени, полагаются на огнестойкий хлопок как для защиты, так и для комфорта. Обычно их нижнее белье под более тяжелой огнестойкой экипировкой изготавливается из огнестойкого хлопка или другой дышащей органической ткани, обработанной для сопротивления возгоранию. [20]
Полимеры, содержащие атомы азота , натрия и фосфора, могут работать как материалы для огнестойких целлюлозных тканей, таких как хлопок или вискоза . В частности, органические полимеры могут работать как огнестойкие из-за присутствия одного или всех трех типов этих элементов. Эти атомы могут быть в исходных полимерах или они могут быть включены путем химической модификации. [15] Разрабатываются огнестойкие материалы и покрытия на основе фосфора и биологического сырья. [21]
Антипирены обычно добавляются в промышленные и потребительские товары для соответствия стандартам воспламеняемости для мебели, текстиля, электроники и строительных материалов, таких как изоляция. [22]
В 1975 году Калифорния начала внедрять Технический бюллетень 117 (TB 117), который требует, чтобы материалы, такие как полиуретановая пена, используемая для заполнения мебели, могли выдерживать небольшое открытое пламя, эквивалентное свече, в течение как минимум 12 секунд. [22] [23] В полиуретановой пене производители мебели обычно соблюдают TB 117 с помощью добавок галогенированных органических антипиренов. Хотя ни в одном другом штате США нет подобного стандарта, поскольку в Калифорнии такой большой рынок, многие производители соблюдают TB 117 в продуктах, которые они распространяют по всем Соединенным Штатам. Распространение антипиренов, и особенно галогенированных органических антипиренов, в мебели по всем Соединенным Штатам тесно связано с TB 117.
В ответ на обеспокоенность по поводу воздействия на здоровье антипиренов в мягкой мебели в феврале 2013 года Калифорния предложила изменить TB 117, чтобы потребовать, чтобы тканевое покрытие мягкой мебели соответствовало тесту тления, и отменить стандарты воспламеняемости пены. [24] Губернатор Джерри Браун подписал измененный TB117-2013 в ноябре, и он вступил в силу в 2014 году. [25] Измененный регламент не требует сокращения содержания антипиренов.
В Европе стандарты огнестойкости для мебели различаются, и наиболее строгие из них в Великобритании и Ирландии. [26] В целом, рейтинг различных распространенных во всем мире испытаний на огнестойкость для мебели и мягкой мебели показывает, что калифорнийский тест Cal TB117 - 2013 является наиболее простым для прохождения, все больше трудностей возникает при прохождении теста Cal TB117 -1975, за которым следует британский тест BS 5852 и затем Cal TB133. [27] Одним из самых требовательных испытаний на воспламеняемость в мире, вероятно, является испытание Федерального управления гражданской авиации США для сидений самолетов, которое включает использование керосиновой горелки, подающей пламя на испытуемый образец. Исследование Greenstreet Berman, проведенное в 2009 году правительством Великобритании, показало, что в период с 2002 по 2007 год Правила пожарной безопасности мебели и предметов домашнего обихода в Великобритании привели к снижению смертности на 54 случая в год, снижению числа нелетальных случаев на 780 случаев в год и снижению числа пожаров на 1065 случаев в год после введения в Великобритании правил пожарной безопасности мебели в 1988 году. [28]
Эффективность антипиренов в снижении воспламеняемости потребительских товаров при пожарах в домах оспаривается. Сторонники индустрии антипиренов, такие как Североамериканский альянс по антипиренам Американского химического совета, ссылаются на исследование Национального бюро стандартов, указывающее, что комната, заполненная антипиренами (кресло с полиуретановой пеной и несколько других предметов, включая шкафы и электронику), давала обитателям в 15 раз больше времени, чтобы покинуть комнату, чем аналогичная комната без антипиренов. [29] [30] Однако критики этой позиции, включая ведущего автора исследования, утверждают, что уровни антипиренов, использованные в исследовании 1988 года, хотя и были обнаружены в продаже, намного выше уровней, требуемых TB 117 и широко используемых в Соединенных Штатах в мягкой мебели. [22]
Другое исследование пришло к выводу, что антипирены являются эффективным средством снижения риска возникновения пожара без образования токсичных выбросов. [31]
В нескольких исследованиях 1980-х годов проверялось возгорание целых предметов мебели с различными типами обивки и наполнителя, включая различные огнестойкие составы. [32] В частности, они рассматривали максимальное тепловыделение и время до максимального тепловыделения, два ключевых показателя пожарной опасности. Эти исследования показали, что тип тканевого покрытия оказывает большое влияние на легкость возгорания, что хлопковые наполнители гораздо менее огнеопасны, чем наполнители из полиуретановой пены, и что прокладочный материал существенно снижает легкость возгорания. [33] [34] Они также обнаружили, что, хотя некоторые огнестойкие составы снижают легкость возгорания, самая базовая формула, соответствующая TB 117, оказывает очень небольшой эффект. [34] В одном из исследований пенопластовые наполнители, соответствующие TB 117, имеют эквивалентное время возгорания, как и те же пенопластовые наполнители без огнестойких добавок. [33] Отчет Proceedings of the Polyurethane Foam Association также не выявил никаких преимуществ в испытаниях на открытом огне и сигаретах с пенопластовыми подушками, обработанными антипиренами для соответствия TB 117. [35] Однако другие ученые поддерживают этот тест на открытом огне. [36] [37]
По сравнению с хлопком, антипирены повышают токсичность огня. Они оказывают большое влияние на стендовые испытания на воспламеняемость, но незначительное влияние на крупномасштабные испытания на огнестойкость. Мебель из естественно огнестойких материалов намного безопаснее, чем пена с антипиренами. [38]
Экологическое поведение антипиренов изучается с 1990-х годов. В основном бромированные антипирены были обнаружены во многих экологических отсеках и организмах, включая людей, и было обнаружено, что некоторые отдельные вещества обладают токсичными свойствами. Поэтому власти, НПО и производители оборудования потребовали альтернатив. Финансируемый ЕС совместный исследовательский проект ENFIRO (исследовательский проект ЕС FP7: 226563, завершен в 2012 году) начался с предположения, что недостаточно данных об окружающей среде и здоровье для альтернатив устоявшимся бромированным антипиренам. Чтобы сделать оценку полностью всеобъемлющей, было решено также сравнить характеристики материалов и огнестойкость, а также попытаться провести оценку жизненного цикла эталонного продукта, содержащего безгалогеновые антипирены, по сравнению с бромированными. Было изучено около дюжины безгалогеновых антипиренов, представляющих широкий спектр применений: от конструкционных пластиков, печатных плат , герметиков до текстильных и вспучивающихся покрытий.
Было обнаружено, что большая группа исследованных антипиренов имеет хороший экологический и санитарный профиль: полифосфат аммония (APP), диэтилфосфинат алюминия (Alpi), гидроксид алюминия (ATH), гидроксид магния (MDH), полифосфат меламина (MPP), дигидрооксафосфафенантрен (DOPO), станнат цинка (ZS) и гидроксстаннат цинка (ZHS). В целом, было обнаружено, что они имеют гораздо меньшую тенденцию к биоаккумуляции в жировой ткани, чем исследованные бромированные антипирены.
Испытания огнестойкости материалов с различными антипиренами показали, что антипирены без галогенов производят меньше дыма и токсичных выбросов при пожаре, за исключением арилфосфатов RDP и BDP в стирольных полимерах. Эксперименты по выщелачиванию показали, что природа полимера является доминирующим фактором и что выщелачивающее поведение антипиренов без галогенов и бромированных сопоставимо. Чем более пористым или « гидрофильным » является полимер, тем больше антипиренов может быть высвобождено. Однако формованные пластины, которые представляют собой реальные пластиковые изделия, показали гораздо более низкие уровни выщелачивания, чем экструдированные полимерные гранулы. Исследования по оценке воздействия подтвердили, что неправильная обработка отходов и переработка электронных изделий бромированными антипиренами может приводить к образованию диоксинов , чего не происходит в случае с альтернативами без галогенов. Кроме того, Агентство по охране окружающей среды США (US EPA) реализует ряд проектов, связанных с экологической оценкой альтернативных антипиренов, проектов «проектирования для окружающей среды» по антипиренам для печатных плат и альтернативам декабромдифениловому эфиру и гексабромциклододекану (ГБЦД).
В 2009 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) опубликовало отчет о полибромированных дифениловых эфирах (ПБДЭ) и обнаружило, что, в отличие от более ранних отчетов, они были обнаружены по всей прибрежной зоне США. [39] Это общенациональное исследование показало, что эстуарий Гудзон Раритан в Нью-Йорке имел самые высокие общие концентрации ПБДЭ, как в отложениях, так и в моллюсках. Отдельные участки с самыми высокими показателями ПБДЭ были обнаружены в моллюсках, взятых из залива Анахайм, Калифорния, и четырех участках в эстуарии Гудзон Раритан. Водоразделы, которые включают Южную Калифорнийскую бухту, залив Пьюджет-Саунд, центральную и восточную часть Мексиканского залива у побережья Тампы и Сент-Питерсберга во Флориде, а также воды озера Мичиган около Чикаго и Гэри, штат Индиана, также были обнаружены с высокими концентрациями ПБДЭ.
Самые ранние антипирены, полихлорированные бифенилы (ПХБ), были запрещены в США в 1977 году, когда было обнаружено, что они токсичны. [40] Вместо них промышленность использовала бромированные антипирены , но теперь они подвергаются более пристальному изучению. В 2004 и 2008 годах ЕС запретил несколько типов полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ). [41] Переговоры между Агентством по охране окружающей среды и двумя американскими производителями ДекаБДЭ (антипирена, который используется в электронике, изоляции проводов и кабелей, текстиле, автомобилях и самолетах, а также в других областях), Albemarle Corporation и Chemtura Corporation , а также крупнейшим импортером США, ICL Industrial Products , Inc., привели к обязательствам этих компаний по поэтапному отказу от декаБДЭ для большинства видов применения в Соединенных Штатах к 31 декабря 2012 года и прекращению всех видов применения к концу 2013 года. [42] Штат Калифорния внес антипирен хлорированный трис (трис(1,3-дихлор-2-пропил) фосфат или TDCPP) в список химикатов, вызывающих рак. [43] В декабре 2012 года некоммерческий Центр охраны окружающей среды Калифорнии подал уведомления о намерении подать в суд на нескольких ведущих розничных торговцев и производителей детских товаров [44] за нарушение калифорнийского закона за отсутствие маркировки продуктов, содержащих этот вызывающий рак антипирен. В то время как спрос на бромированные и хлорированные антипирены в Северной Америке и Западной Европе снижается, во всех других регионах он растет. [45]
Существует потенциальная связь между воздействием фосфорных антипиренов (PFR) в пыли жилых помещений и развитием аллергии, астмы и дерматита. В 2014 году в Японии было проведено исследование Араки, А. и др. для оценки этой связи. Они обнаружили значительную связь между трис (2-хлор-изо-пропил) фосфатом (TCIPP) и атопическим дерматитом с отношением шансов 2,43. Они также обнаружили, что трибутилфосфат был связан с развитием аллергического ринита и астмы с отношением шансов 2,55 и 2,85 соответственно. [46]
Другое исследование, проведенное Шеврие и др. в 2010 г. [47], измеряло концентрацию 10 конгенеров ПБДЭ, свободного тироксина (Т4), общего Т4 и тиреотропного гормона (ТТГ) у 270 беременных женщин на 27-й неделе беременности. Ассоциации между ПБДЭ и свободным и общим Т4 оказались статистически незначимыми. Однако авторы обнаружили значительную связь между воздействием ПБДЭ и более низким ТТГ во время беременности, что может иметь последствия для здоровья матери и развития плода.
Проспективное продольное когортное исследование, начатое после 11 сентября 2001 года , включающее 329 матерей, которые рожали в одной из трех больниц в нижнем Манхэттене, Нью-Йорк, было проведено Herbstman et al. 2010. [48] Авторы этого исследования проанализировали 210 образцов пуповинной крови на предмет выбранных конгенеров PBDE и оценили нейроразвивающие эффекты у детей в возрасте 12–48 и 72 месяцев. Результаты показали, что дети, у которых в пуповинной крови были более высокие концентрации полибромированных дифениловых эфиров (PBDE), набрали более низкие баллы по тестам на умственное и моторное развитие в возрасте 1–4 и 6 лет. Это было первое исследование, в котором сообщалось о любых подобных ассоциациях у людей.
Аналогичное исследование было проведено Розе и др. 2009 [49] в Нидерландах на 62 матерях и детях для оценки связей между 12 органогалогеновыми соединениями (ОГС), включая полихлорированные бифенилы (ПХБ) и антипирены на основе бромированного дифенилового эфира (ПБДЭ), измеренными в сыворотке крови матери на 35-й неделе беременности, и двигательной активностью (координация, мелкая моторика ), когнитивными функциями (интеллект, зрительное восприятие, зрительно-моторная интеграция, ингибиторный контроль, вербальная память и внимание) и показателями поведения в возрасте 5–6 лет. Авторы впервые продемонстрировали, что трансплацентарный перенос полибромированных антипиренов был связан с развитием детей в школьном возрасте.
Другое исследование было проведено Роузом и соавторами в 2010 году [50] для измерения уровня циркулирующих ПБДЭ у 100 детей в возрасте от 2 до 5 лет из Калифорнии. Уровень ПБДЭ, согласно этому исследованию, у детей Калифорнии в возрасте от 2 до 5 лет был в 10–1000 раз выше, чем у европейских детей, в 5 раз выше, чем у других детей в США, и в 2–10 раз выше, чем у взрослых в США. Они также обнаружили, что диета, окружающая среда в помещении и социальные факторы влияют на уровень нагрузки на организм детей. Употребление в пищу птицы и свинины способствовало повышению нагрузки на организм почти для всех типов антипиренов. Исследование также показало, что более низкий уровень образования матерей был независимо и значительно связан с более высоким уровнем большинства конгенеров антипиренов у детей.
Заявление Сан-Антонио о бромированных и хлорированных антипиренах 2010 г .: [51] Группа из 145 выдающихся ученых из 22 стран подписала первое в истории консенсусное заявление, документирующее опасность для здоровья от антипиренов, содержащихся в больших количествах в домашней мебели , электронике , изоляции и других продуктах. В этом заявлении документируется, что, несмотря на ограниченные преимущества в плане пожарной безопасности, эти антипирены могут вызывать серьезные проблемы со здоровьем, и, поскольку типы антипиренов запрещены, перед использованием альтернативных средств необходимо доказать их безопасность. Группа также хочет изменить широко распространенную политику, которая требует использования антипиренов.
Многие галогенированные антипирены с ароматическими кольцами, включая большинство бромированных антипиренов, вероятно, являются разрушителями гормонов щитовидной железы . [22] Гормоны щитовидной железы трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4) несут атомы йода, другого галогена, и структурно похожи на многие ароматические галогенированные антипирены, включая ПХБ, ТББПА и ПБДЭ. Поэтому такие антипирены, по-видимому, конкурируют за места связывания в тиреоидной системе, мешая нормальной функции транспортных белков щитовидной железы (таких как транстиретин ) in vitro [52] и рецепторов тиреоидных гормонов . Исследование на животных in vivo , проведенное Агентством по охране окружающей среды США (EPA) в 2009 году , продемонстрировало, что дейодирование, активный транспорт, сульфатирование и глюкуронирование могут быть связаны с нарушением гомеостаза щитовидной железы после перинатального воздействия ПБДЭ в критические моменты развития в утробе матери и вскоре после рождения. [53] Нарушение дейодиназы , о котором сообщалось в исследовании Szabo et al., 2009 in vivo , было подтверждено в последующем исследовании in vitro . [54] Было показано, что неблагоприятное воздействие на печеночный механизм нарушения гормонов щитовидной железы во время развития сохраняется и во взрослом возрасте. EPA отметило, что ПБДЭ особенно токсичны для развивающегося мозга животных. Рецензируемые исследования показали, что даже однократная доза, введенная мышам во время развития мозга, может вызвать постоянные изменения в поведении, включая гиперактивность.
На основании лабораторных исследований in vitro , несколько антипиренов, включая PBDE, TBBPA и BADP, вероятно, также имитируют другие гормоны, включая эстрогены , прогестерон и андрогены . [22] [55] Соединения бисфенола А с более низкой степенью бромирования, по-видимому, проявляют большую эстрогенность. [56] Некоторые галогенированные антипирены, включая менее бромированные PBDE, могут быть прямыми нейротоксикантами в исследованиях клеточных культур in vitro : изменяя гомеостаз кальция и сигнализацию в нейронах , а также высвобождение и поглощение нейротрансмиттеров в синапсах , они мешают нормальной нейротрансмиссии . [55] Митохондрии могут быть особенно уязвимы к токсичности PBDE из-за их влияния на окислительный стресс и активность кальция в митохондриях. [55] Воздействие PBDE также может изменять дифференциацию и миграцию нервных клеток во время развития. [55]
Многие антипирены распадаются на соединения, которые также являются токсичными, а в некоторых случаях продукты распада могут быть основным токсичным агентом:
Люди могут подвергаться воздействию антипиренов несколькими путями, включая диету; потребительские товары в доме, транспортном средстве или на рабочем месте; профессию; или загрязнение окружающей среды вблизи их дома или рабочего места. [62] [63] [64] Жители Северной Америки, как правило, имеют значительно более высокий уровень антипиренов в организме, чем люди, которые живут во многих других развитых регионах, и во всем мире уровень антипиренов в организме человека увеличился за последние 30 лет. [65]
Воздействие PBDE изучалось наиболее широко. [22] Поскольку PBDE были выведены из употребления из-за проблем со здоровьем, фосфорорганические антипирены, включая галогенированные органофосфатные антипирены, часто использовались для их замены. В некоторых исследованиях было обнаружено, что концентрация фосфорсодержащих антипиренов в воздухе помещений превышает концентрацию PBDE в воздухе помещений. [8] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) опубликовало в 2011 году научные заключения о воздействии ГБЦД и ТББПА и их производных в пищевых продуктах и пришло к выводу, что текущее воздействие в рационе питания в Европейском союзе не вызывает опасений по поводу здоровья. [66] [67]
Содержание ПБДЭ в организме американцев хорошо коррелирует с уровнем ПБДЭ, измеренным в мазках с их рук, вероятно, взятых из пыли. [68] [69] Воздействие пыли может происходить дома, в машине или на рабочем месте. Уровни ПБДЭ могут быть в 20 раз выше в пыли транспортных средств, чем в бытовой пыли, а отопление салона транспортного средства в жаркие летние дни может расщеплять антипирены на более токсичные продукты распада. [70] Однако уровни ПБДЭ в сыворотке крови, по-видимому, наиболее сильно коррелируют с уровнями, обнаруженными в пыли в доме. [69] 60-80% воздействия обусловлены вдыханием или проглатыванием пыли. [71] [72] В дополнение к этому, от 20% до 40% воздействия ПБДЭ на взрослых в США происходит через потребление пищи, поскольку ПБДЭ биоаккумулируются в пищевой цепи. Высокая концентрация может быть обнаружена в мясе, молочных продуктах и рыбе [73] , а оставшееся воздействие в основном обусловлено вдыханием или проглатыванием пыли. [71] [72] Люди также могут подвергаться воздействию через электронные и электрические устройства. [74] Маленькие дети в Соединенных Штатах, как правило, несут более высокие уровни антипиренов на единицу веса тела, чем взрослые. [75] [76] Младенцы и дети ясельного возраста особенно подвержены воздействию галогенированных антипиренов, содержащихся в грудном молоке и пыли. Поскольку многие галогенированные антипирены жирорастворимы, они накапливаются в жировых областях, таких как ткани молочной железы, и мобилизуются в грудное молоко, доставляя высокие уровни антипиренов грудным младенцам. [72] ПБДЭ также проникают через плаценту, что означает, что младенцы подвергаются воздействию внутриутробно. [77] Уровень гормона щитовидной железы (Т4) у матери может быть нарушен [78], а воздействие внутриутробно в исследованиях на крысах, как было показано, изменяет двигательный контроль, задерживает сенсорное развитие и половое созревание. [79]
Еще одной причиной высокого уровня воздействия на маленьких детей является старение потребительских товаров: с возрастом мелкие частицы материала превращаются в частицы пыли в воздухе и приземляются на поверхностях вокруг дома, включая пол. Маленькие дети, ползающие и играющие на полу, часто подносят руки ко рту, глотая примерно в два раза больше домашней пыли, чем взрослые в день в Соединенных Штатах. [80] Дети также потребляют больше пищи на килограмм веса тела по сравнению со взрослыми. Маленькие дети также подвергаются воздействию антипиренов через свою одежду, автокресла и игрушки. Введение этих химикатов произошло после трагической смерти детей, носивших ворсистую вискозную ткань, которая легко воспламенялась. В США был принят Закон о легковоспламеняющихся тканях, принятый в 1953 году, после чего антипирены были обязательными для добавления во многие детские вещи, включая пижамы. Хотя антипирены, как показано, снижают риск ожогов у детей, риски нарушения работы щитовидной железы, а также задержки физического и когнитивного развития не перевешиваются.
Исследование, проведенное Кариньяном в 2013 году, показало, что гимнасты подвергаются воздействию некоторых огнестойких продуктов, таких как пентаБДЭ и ТББ, больше, чем население в Соединенных Штатах в целом. После тестирования образцов смывов с рук до и после упражнений они обнаружили, что концентрация БДЭ-153 была в четыре-шесть раз выше среди гимнастов, чем среди населения Соединенных Штатов. Кроме того, концентрация пентаБДЭ была выше в три раза после упражнений по сравнению с уровнем до них, что указывает на более высокий уровень огнестойких веществ на тренировочном оборудовании. Более того, они также обнаружили несколько огнестойких продуктов с различными концентрациями в воздухе и пыли, которые были выше в спортзале, чем в жилых помещениях. [81] Однако исследование проводилось на небольшой выборке; и для оценки этой связи рекомендуются дальнейшие исследования.
Некоторые профессии подвергают рабочих воздействию более высоких уровней галогенированных антипиренов и продуктов их распада. Небольшое исследование переработчиков пены и установщиков ковров в США, которые имеют дело с набивкой, часто изготовленной из переработанной полиуретановой пены, показало повышенные уровни антипиренов в их тканях. [64] Рабочие на заводах по переработке электроники по всему миру также имеют повышенные уровни антипиренов в организме по сравнению с общей популяцией. [74] [82] Контроль окружающей среды может существенно снизить это воздействие, [83] тогда как рабочие в районах с недостаточным контролем могут получать очень высокие уровни антипиренов. Переработчики электроники в Гуйюй, Китай, имеют одни из самых высоких уровней ПБДЭ в организме человека в мире. [74] Исследование, проведенное в Финляндии, определило профессиональное воздействие на рабочих бромированных антипиренов и хлорированных антипиренов (ТББПА, ПБДЭ, ДБДПЭ, ГБЦД, гексабромбензол и Дехлоран плюс). В 4 местах переработки отходов электрического и электронного оборудования (WEEE) исследование пришло к выводу, что меры контроля, принятые на месте, значительно снизили воздействие. [84] Рабочие, производящие продукцию, содержащую антипирены (например, транспортные средства, электронику и детские товары), могут подвергаться аналогичному воздействию. [85] У пожарных США могут быть повышенные уровни ПБДЭ и высокие уровни бромированных фуранов , токсичных продуктов распада бромированных антипиренов. [86]
Антипирены, произведенные для использования в потребительских товарах, были выпущены в окружающую среду по всему миру. Индустрия антипиренов разработала добровольную инициативу по сокращению выбросов в окружающую среду (VECAP) [87] путем продвижения передовой практики в процессе производства. Сообщества вблизи заводов по производству электроники и предприятий по утилизации, особенно районы с недостаточным экологическим надзором или контролем, вырабатывают высокие уровни антипиренов в воздухе, почве, воде, растительности и людях. [85] [88]
Фосфорорганические антипирены были обнаружены в сточных водах Испании и Швеции, и некоторые соединения, по-видимому, не удаляются полностью во время очистки воды. [89] [90] Фосфорорганические антипирены были также обнаружены в водопроводной и бутилированной питьевой воде в Китае. [91] То же самое было и в реке Эльба в Германии. [92]
Когда срок службы изделий с антипиренами подходит к концу, их обычно перерабатывают, сжигают или вывозят на свалку. [22]
Переработка может загрязнять рабочих и сообщества вблизи заводов по переработке, а также новые материалы галогенированными антипиренами и продуктами их распада. Электронные отходы , транспортные средства и другие изделия часто плавятся для переработки их металлических компонентов, и такое нагревание может привести к образованию токсичных диоксинов и фуранов. [22] При ношении средств индивидуальной защиты (СИЗ) и при установке системы вентиляции воздействие пыли на рабочих может быть значительно снижено, как показано в работе, проведенной заводом по переработке Stena-Technoworld AB в Швеции. [93] Бромированные антипирены также могут изменять физические свойства пластика, что приводит к ухудшению характеристик переработанных продуктов и «даунсайклингу» материалов. Похоже, что пластик с бромированными антипиренами смешивается с пластиком без антипиренов в потоке переработки, и такой даунсайклинг имеет место. [22]
Некачественное сжигание также генерирует и выбрасывает большое количество токсичных продуктов распада. Контролируемое сжигание материалов с галогенированными антипиренами, хотя и является дорогостоящим, существенно снижает выброс токсичных побочных продуктов. [22]
Многие продукты, содержащие галогенированные антипирены, отправляются на свалки. [22] Добавочные, в отличие от реактивных, антипирены химически не связаны с основным материалом и вымываются легче. Бромированные антипирены, включая ПБДЭ, были замечены вымываемыми из свалок в промышленных странах, включая Канаду и Южную Африку. Некоторые конструкции свалок позволяют улавливать фильтрат, который необходимо обрабатывать. Эти конструкции также со временем деградируют. [22]
Вскоре после того, как в 2013 году Калифорния внесла поправки в TB117, требующие только огнестойких покрытий мебели (без ограничений на внутренние компоненты), производители мебели по всей территории США услышали возросшие требования к мебели, не содержащей огнестойких веществ. Следует отметить, что ткани, устойчивые к тлению, используемые в огнестойких покрытиях, не содержат ПБДЭ, органофосфатов или других химических веществ, исторически связанных с неблагоприятным воздействием на здоровье человека. Ряд лиц, принимающих решения в секторе здравоохранения, на долю которого приходится почти 18% ВВП США [92] , взяли на себя обязательство закупать такие материалы и мебель. Среди первых принявших эту политику были Kaiser Permanente, Advocate Health Care, университетская больница Хакенсака и университетские больницы. В общей сложности покупательная способность мебели этих больниц составила 50 миллионов долларов. [94] Все эти больницы и больничные системы относятся к инициативе «Здоровые больницы», которая насчитывает более 1300 больниц-членов и способствует экологической устойчивости и здоровью населения в сфере здравоохранения.
Дальнейшее законодательство в Калифорнии послужило просвещению общественности об антипиренах в их домах, что фактически снизило потребительский спрос на продукты, содержащие эти химикаты. Согласно закону (сенатский законопроект, 1019), подписанному губернатором Джерри Брауном в 2014 году, вся мебель, произведенная после 1 января 2015 года, должна иметь предупреждающую этикетку для потребителей, в которой указано, содержит ли она антипирены или нет [94]
По состоянию на сентябрь 2017 года эта тема достигла внимания федеральных регулирующих органов в Комиссии по безопасности потребительских товаров, которая проголосовала за создание Консультативной группы по хронической опасности, сосредоточенной на описании определенных рисков различных потребительских товаров, в частности, товаров для младенцев и ухода за детьми (включая постельное белье и игрушки), мягкой домашней мебели, матрасов и наматрасников, а также пластиковых корпусов, окружающих электронику. Эта консультативная группа специально уполномочена рассматривать риски добавок, неполимерных органогалогеновых антипиренов (OFR). Хотя эти химические вещества не были запрещены, это постановление инициирует углубленное расследование безопасности потребителей, которое в конечном итоге может привести к полному исключению этих веществ из потребительского производства. [95]
В соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами 1976 года Агентство по охране окружающей среды также активно оценивает безопасность различных антипиренов, включая хлорированные фосфатные эфиры, тетрабромбисфенол А, циклические алифатические бромиды и бромированные фталаты. [96] Дальнейшие правила зависят от выводов Агентства по охране окружающей среды по результатам этого анализа, хотя любые нормативные процессы могут занять несколько лет.
В программе испытаний 1988 года, проведенной бывшим Национальным бюро стандартов (NBS), ныне Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), для количественной оценки воздействия огнезащитных химикатов на общую пожарную опасность. Использовалось пять различных типов продуктов, каждый из которых был изготовлен из разного типа пластика. Продукты были изготовлены в аналогичных огнезащитных (FR) и неогнезащитных вариантах (NFR). [97]
Влияние огнестойких материалов на выживаемость людей, находящихся в здании, оценивалось двумя способами:
Во-первых, сравнение времени, в течение которого жилое помещение не будет пригодно для проживания в горящей комнате, известное как «непригодность»; это применимо к жильцам горящей комнаты. Во-вторых, сравнение общего производства тепла, токсичных газов и дыма от пожара; это применимо к жильцам здания, удаленного от комнаты, в которой возник пожар. [97]
Время до необслуживаемости оценивается по времени, которое доступно для жильцов до того, как (a) произойдет вспышка в помещении , или (b) необслуживаемость из-за выделения токсичного газа. Для испытаний FR среднее доступное время эвакуации было более чем в 15 раз больше, чем для жильцов помещения без огнезащитных составов.
Таким образом, в отношении производства продуктов сгорания, [97]
Таким образом, в ходе этих испытаний антипиреновые добавки снизили общую пожарную опасность. [97]
В 2013 году мировое потребление антипиренов составило более 2 миллионов тонн. Наиболее импортируемой с коммерческой точки зрения областью применения является строительный сектор. Ему нужны антипирены, например, для труб и кабелей из пластика. [45] В 2008 году Соединенные Штаты, Европа и Азия потребили 1,8 миллиона тонн на сумму 4,20-4,25 миллиарда долларов США. По данным Ceresana, рынок антипиренов растет из-за повышения стандартов безопасности во всем мире и увеличения использования антипиренов. Ожидается, что глобальный рынок антипиренов принесет 5,8 миллиарда долларов США. В 2010 году Азиатско-Тихоокеанский регион был крупнейшим рынком антипиренов, на который приходилось около 41% мирового спроса, за ним следовали Северная Америка и Западная Европа. [98]
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )Медиа, связанные с антипиренами на Wikimedia Commons