Bromované retardátory hoření - environmentální xenoestrogeny

ABSTRAKT:

V současné době, kdy lidská společnost dosahuje vysokého stupně technické vyspělosti, dochází zároveň k nárůstu mnoha rizik, které s dynamickým rozvojem průmyslu úzce souvisí. Nové technologické procesy a zařízení zvyšují významnou měrou rovněž riziko hoření a vznik požárů. Jen ze Spojených států amerických je každoročně hlášeno téměř 3 milionů požárů při kterých dochází k 30 000 zraněním a několika tisícům úmrtí. Stále ve větší míře dochází také ke vzniku hoření v řadě dopravních prostředcích, ať už v letadlech či automobilech. Proto se lidská společnost snaží nejrůznějšími prostředky zajistit dostatečnou ochranu před vznikem hoření nebo alespoň toto riziko co nejvíce snížit. Právě retardátory hoření přidávané do polymerních matric (přírodního či syntetického původu) jsou jednou z možností této ochrany.

Základním principem mechanismu účinku retardátorů (zpomalovačů) hoření (Flame Retardants - dále jako FR) je skutečnost, že při nadměrném zahřátí dochází k jejich rozkladu dříve než u vlastní polymerní matrice, do které jsou inkorporovány, přičemž vznikající produkty zabraňují různými způsoby vzniku hoření. Například hydroxidy a soli kovů používané jako FR se rozkládají za vzniku velkého množství nehořlavých plynů, které pak "zřeďují" kyslík, jenž je hlavním podporovatelem hoření. Halogenové a některé fosfor obsahující retardátory hoření disociují na specifické radikály, které nejrůznějšími mechanismy zabraňují v procesu hoření. FR, které obsahují dusík, vytvářejí ochranou "kapalnou" vrstvu, která zabraňuje přístupu tepla z plamene k polymeru.

K nejsledovanějším FR patří v posledních letech bromované FR, které obsahují obvykle 50 až 80 % (w) bromu. V současné době existuje zhruba 70 různých druhů BFR. K nejdůležitějším patří především tetrabrombisfenol A (TBBPA), jenž tvoří 50 % celosvětové spotřeby BFR. Dalšími významnými BFR jsou pak hexabromcyklododekan (HBCD) a polybromované difenylethery (PBDE).

PBDE jsou chemické látky aromatického charakteru strukturně podobné polychlorovaným bifenylům (PCB). Stejně jako ostatní organohalogenové aromatické sloučeniny (PCB, DDT aj.) i polybromované difenylethery jsou značně lipofilní, perzistentní látky. Jejich vysoká odolnost vůči kyselinám, zásadám, teplu, světlu, redukčním i oxidačním reakcím představuje značné riziko pokud se tyto látky dostanou do životního prostředí, neboť zde mohou perzistovat velmi dlouhou dobu. Navíc při nadměrném zahřívání a spalování PBDE mohou z těchto látek vznikat velmi toxické látky, jako jsou například polybromované dibenzofurany (PBDF) a polybromované dibenzodioxiny (PBDD). Zatímco používání řady chlorovaných sloučenin (PCB, DDT) bylo v mnoha zemích zakázáno či výrazně omezeno, což vedlo k výraznému poklesu obsahu těchto škodlivin v životním prostředí, obdobná opatření v případě PBDE byla zcela ignorována (kromě zákazu produkce HexaBDE v Evropě). Naopak produkce těchto látek se neustále zvyšuje, například produkce DekaBDE činila v roce 2000 55.000 tun, zatímco v roce 1991 činila spotřeba všech bromovaných retardátorů hoření pouze 36.000 tun.

Toxické vlastnosti jednotlivých PBDE jsou samozřejmě významným aspektem, který je předmětem vědeckého výzkumu, neboť se jedná o látky, které patří mezi významné environmentální kontaminanty. V současné době zatím bohužel stále není dostupné komplexní toxikologické hodnocení polybromovaných difenyl etherů. Třebaže již byla provedena řada toxikologických studií s komerčními směsmi PBDE, tak stále jsou pouze omezená data pokud jde o kongener-specifickou toxicitu. Dá s ovšem předpokládat, že vzhledem ke strukturní podobnosti PBDE vůči PCB a chlorovaným dioxinům či furanům mohou tyto látky působit stejnými mechanismy jako uvedené chlorované xenobiotika.

Stejně jako skupina PBDE, i HBCD i TBBPA patří mezi environmentální kontaminanty. Studie se snaží zmapovat současné vědecké poznatky o všech skupinách BFR a podává také všeobecný přehled o tomto aktuálním problému.