Cinque anni fa, un team internazionale di scienziati ha compilato il primo inventario globale delle sostanze chimiche disponibili in commercio con risultati preoccupanti: hanno identificato un numero di sostanze chimiche sul mercato tre volte superiore a quanto stimato in precedenza, spinto dalla crescita esplosiva della produzione petrolchimica negli ultimi decenni. Meno del 5 percento delle 350.000 sostanze chimiche e miscele registrate per la produzione e l’uso è stato testato per la sicurezza. E con scarse informazioni sul comportamento ambientale o sulla tossicità della maggior parte dei composti, gli scienziati accademici impiegano anni per identificare i potenziali rischi.
Ora, un nuovo studio peer-reviewed si aggiunge a un crescente corpo di prove che dimostrano il fallimento degli attuali approcci normativi nel proteggere la salute ambientale e umana. I ricercatori si sono concentrati sui polimeri, molecole molto grandi fatte di lunghe catene di molecole più piccole, che gli scienziati consideravano troppo grandi per fuoriuscire dai prodotti o entrare nelle cellule del corpo e causare danni. I polimeri sono esenti dalle normative tossiche statunitensi ed europee per incoraggiare la produzione di alternative alle sostanze chimiche dimostrate dannose.
Nel nuovo studio, pubblicato lunedì sulla rivista Nature Sustainability, il team ha scoperto che i polimeri non solo possono degradarsi nell’ambiente, ma diventano anche “sostanzialmente più tossici” quando lo fanno. Il team si è concentrato sui ritardanti di fiamma bromurati polimerici, o polyBFR, ampiamente utilizzati nell’elettronica per ridurre il rischio di incendio. Sono stati commercializzati come alternative più sicure ai ritardanti di fiamma che presentano rischi ambientali e per la salute.
“Come uno dei pochissimi rapporti che esplorano gli impatti ambientali dei polyBFR, il nostro lavoro mostra chiaramente che ci sono rischi ambientali associati a questi polimeri e il loro uso dovrebbe essere adeguatamente valutato e regolamentato,” ha detto Da Chen, chimico ambientale presso l’Università di Jinan in Cina che ha guidato lo studio. Chen ha paragonato i polimeri a un cavallo di Troia che trasporta sostanze chimiche dannose all’interno di un guscio apparentemente innocuo.
Più di 20 anni fa, i ricercatori hanno sollevato preoccupazioni sui ritardanti di fiamma bromurati “non polimerici”, sostanze con strutture chimiche semplici, ampiamente utilizzate per ridurre il rischio di incendio in numerosi prodotti di consumo e industriali, dall’elettronica e TV alle schiume isolanti e altri materiali da costruzione. All’epoca, c’erano poche informazioni sulla tossicità dei numerosi ritardanti di fiamma bromurati disponibili in commercio nonostante la loro crescente contaminazione dell’aria, del suolo e delle vie d’acqua e l’accumulo nelle persone e nelle specie selvatiche, dalle aquile calve ai primati in via di estinzione.
Da allora, gli scienziati indipendenti hanno scoperto che i ritardanti di fiamma bromurati non polimerici causano diversi problemi di salute, tra cui danni riproduttivi, ormonali e neuroevolutivi, riduzione del QI e aumento del rischio di morire di cancro. Le versioni polimeriche sono emerse per sostituire i ritardanti di fiamma bromurati che erano stati vietati o eliminati a seguito di una ricchezza di ricerche sulla loro ubiquità e tossicità.
Notando che la produzione di polyBFR probabilmente continuerà ad espandersi man mano che le versioni più semplici vengono regolamentate, Chen e il suo collega hanno cercato di testare l’affermazione che è improbabile che pongano rischi. Il team ha raccolto campioni ambientali da impianti di riciclaggio di rifiuti elettronici nel sud della Cina, e da case e ambienti esterni entro circa un miglio e a distanze di oltre 30 miglia. Per determinare se i polyBFR si degradassero in molecole più piccole, hanno sviluppato un nuovo metodo di screening per analizzare i campioni di suolo, polvere e aria raccolti, nonché ciò che rimaneva dopo aver sottoposto i polimeri a trattamenti di laboratorio progettati per simulare condizioni reali che potrebbero causarne la degradazione nell’ambiente.
Lo screening ha rilevato 76 componenti dei polyBFR lasciati quando si degradano che il team ha identificato attraverso l’analisi strutturale. Ha anche identificato più di 200 altri che richiederanno ulteriori analisi per essere identificati. Una batteria di test tossicologici nei pesci zebra, un organismo modello standard per tali test, ha mostrato che le molecole più piccole lasciate dalla degradazione dei polimeri causavano molteplici problemi di sviluppo a basse concentrazioni, tra cui spine curve, dimensioni oculari ridotte, battiti cardiaci anormali e problemi di apprendimento e memoria. Analisi aggiuntive hanno suggerito che le molecole più piccole probabilmente mediavano questi difetti di sviluppo interrompendo una via metabolica chiave.
I risultati mostrano che i polyBFR non possono più essere considerati sicuri per la salute ambientale o umana, ha detto Chen. Ma, ha aggiunto, sono necessari ulteriori studi da altre regioni del mondo per fornire dati scientifici sufficienti a supportare la gestione e la regolamentazione delle sostanze chimiche.
Lo studio mostra che “i grandi polimeri, che ci viene detto non si degradano, lo fanno!”, ha detto la tossicologa Linda Birnbaum, ex direttrice del National Institute of Environmental Health Sciences. Birnbaum non è coautrice ma è stata ringraziata per i “commenti inestimabili” sul documento.
“Ho esaminato una versione precedente del documento più di un anno fa e l’ho trovata piuttosto sorprendente all’epoca,” ha detto. ”Lo penso ancora.” Alcune molecole identificate dai ricercatori sono abbastanza piccole da essere assorbite dal corpo, ha detto Birnbaum. ”Mentre il polimero può essere ‘più sicuro’, si degrada e quei prodotti possono chiaramente essere tossici.”
Un portavoce della North American Flame Retardant Alliance ha detto che l’industria ha fatto significativi progressi nello sviluppo di chimiche più sicure e più rispettose dell’ambiente come i polyBFR. “Il rapporto non riesce a riconoscere adeguatamente questi progressi rispetto alle tecnologie legacy e l’impegno dell’industria per il miglioramento continuo,” ha detto.
Ha anche notato che l’industria aderisce alle linee guida statunitensi ed europee per l’uso dei ritardanti di fiamma e aggiorna le sue pratiche per allinearsi con le ultime scoperte scientifiche e i requisiti normativi. “Le implicazioni del rapporto secondo cui l’industria non è adeguatamente regolamentata sono infondate e fuorvianti,” ha detto.
I ritardanti di fiamma a piccole molecole operano sotto un rigoroso quadro normativo, ha detto la coautrice Arlene Blum, direttrice esecutiva del Green Science Policy Institute. “Tuttavia, le molecole più grandi, come quelle studiate nel documento, non sono regolamentate dall’EPA o nell’UE, e questo è un problema perché durante il loro ciclo di vita, produzione, uso e fine vita, le molecole piccole dannose possono essere presenti senza alcuna regolamentazione.”
Ecco perché Chen, incoraggiato da Blum, ha intrapreso questo sforzo arduo. Erano preoccupati che i polimeri—che sono esenti ai sensi del Toxic Substances Control Act degli Stati Uniti e dal quadro REACH dell’UE—potrebbero non essere così innocui come si presumeva.
“Questo è davvero uno studio approfondito che ha richiesto sette anni dall’idea alla pubblicazione,” ha detto Blum, che ha elogiato Chen e il suo team per aver portato avanti una suite così completa di esperimenti e analisi.
“Sappiamo che le molecole piccole sono dannose,” ha detto Blum, che ha lavorato a lungo per ridurre le esposizioni alle sostanze chimiche tossiche. Puoi unirle e dire che non sono dannose, ha detto, ma le molecole grandi sono molto difficili da studiare.
“Pochissime persone fanno quel lavoro,” ha detto. Ma quando lo fanno, scoprono che le molecole grandi non sono sempre sicure perché possono degradarsi, producendo molecole piccole dannose.
Il messaggio del documento è che i polimeri devono essere regolamentati negli Stati Uniti e nell’UE, che si tratti di ritardanti di fiamma polimerici o di PFAS polimerici, ha detto Blum, riferendosi alle “sostanze chimiche eterne” che sono state rilevate nell’aria e nelle forniture di acqua potabile in tutto il mondo. “Non dovrebbero avere un trattamento di favore, perché è la direzione in cui si sta muovendo l’industria chimica.” Quando queste sostanze chimiche entrano nell’ambiente, ha detto Blum, “rimangono e sono dannose.”