Текстілдер мен пластиктердегі отқа төзімді заттар

Кіріспе

Өртті баяулатуға немесе тұтандыруды кешіктіруге арналған заттар, химиялық отты баяулатушылар маталар, пластиктер және шайырларда қолданылады.

"Отты баяулатушы" термині пластик және маталар сияқты өндірілген материалдарға, сондай-ақ беттік қаптамалар мен жабындарға қосылатын әртүрлі химиялық заттар тобын қамтиды. Минералды отты баяулатушылар көбінесе қоспалы болып табылады, ал органогалогенді және органофосфорлы қосылыстар реактивті немесе қоспалы болуы мүмкін.

Келесі:

Жалынды төмендететін негізгі механизмдер нақты жалынды төмендететін заттың және материалдың өзіне қарай әртүрлі болады. Қосымша және реакциялық жалынды төмендететін химиялық заттар бу (газ) немесе конденсирленген (қатты) фазада әрекет ете алады.

Термиялық қалқалау (қатты фаза)

Жалынның материалға таралуын тоқтатудың бір жолы – жанған және жанбаған бөліктердің арасында жылу оқшаулағыш кедергі жасау. Интуместентті қоспалар көбінесе қолданылады; олардың міндеті – полимер бетін көмірлендіруге айналдыру, бұл жалынды материалдан бөліп, жанбаған отынға жылу беруді баяулатады. Галогенсіз бейорганикалық және органикалық фосфатты отты сөндіргіштер әдетте осы механизм арқылы күйген фосфор қышқылының полимерлік қабатын жасайды.

Өңдеу

Органикалық емес маталар әдетте өртке төзімді болу үшін құрамына отты баяулатушы заттар қосылып жасалады, ал мақта сияқты органикалық маталар үшін беттік модификация жасау ыңғайлырақ.

Қолдану

Мақта маталарының жоғары жылу оқшаулау қасиеттері, биологиялық үйлесімділігі, ылғалды жақсы сіңіруі және тыныс алатындығы оларды бүкіл әлемде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Бұл артықшылықтар мақта маталарын қорғаныш киімдерінде және адам денсаулығын сақтауда пайдалануға ыңғайлы жағдай жасайды. Дегенмен, табиғи мақта тез тұтанады және жылдам жануға ұшырайды. Бұл қауіпті кемшілік мақта маталарын қолдануға шектеу қояды және қауіп тудырады. Сондықтан, мақта маталарын отқа төзімді ету үшін арнайы өңдеуден өткізу маңызды. Өрт сөндірушілер және жалынға үнемі қатысатын адамдар қорғаныс пен жайлылық үшін отты баяулатушы мақтаға сенім артады. Әдетте, олардың ауыр отқа төзімді киімдерінің астындағы іш киімдері отқа төзімді мақтадан немесе басқа да тыныс алатын, отқа төзімділік қасиеттерімен өңделген органикалық матадан жасалады. Азот, натрий және фосфор атомдарын қамтитын полимерлер мақта немесе рацион сияқты отқа төзімді целлюлозалық маталар үшін материал ретінде қолданылуы мүмкін. Атап айтқанда, органикалық полимерлер аталған элементтердің біреуінің немесе барлығының болуына байланысты жалынды баяулатушы ретінде әрекет етеді. Бұл атомдар бастапқы полимерлер құрамында болуы мүмкін, немесе химиялық өзгерту арқылы енгізілуі мүмкін.

Өрт қауіпсіздігі стандарттары

Жалынды баяулатушы заттар әдетте жиһаз, тоқыма, электроника және оқшаулау сияқты құрылыс өнімдерінің тұтанғыш стандарттарына сәйкес келу үшін өнеркәсіптік және тұтыну өнімдеріне қосылады. Полиуретан көбігінде жиһаз өндірушілер әдетте TB 117 стандартын қосымша галогенді органикалық жалынды баяулатушы заттармен орындайды. АҚШ-тың басқа штаттарында осындай стандарт болмаса да, Калифорнияның үлкен нарығы болғандықтан, көптеген өндірушілер АҚШ бойынша тарататын өнімдерінде TB 117 стандартына сәйкес келеді. АҚШ-тағы жиһаздарда жалынды баяулатушы заттардың, әсіресе галогенді органикалық жалынды баяулатушы заттардың кең таралғаны TB 117 стандартымен тығыз байланысты. Төселген жиһаздардағы жалынды баяулатушы заттардың денсаулыққа тигізетін әсеріне қатысты алаңдаушылықтарға жауап ретінде, 2013 жылдың ақпан айында Калифорния TB 117 стандартын өзгертуді ұсынды, бұл төселген жиһазды жабатын матаның тұтанбау сынағынан өтуін және көбіктің тұтанғыш стандарттарын жоюды талап етеді. Губернатор Джерри Браун 2013 жылдың қараша айында түзетілген TB117 стандартына қол қойды және ол 2014 жылы күшіне енді. Түзетілген ереже жалынды баяулатушы заттардың мөлшерін азайтуды міндеттемейді.

Еуропалық Одақ

Еуропада жиһазға арналған отқа төзімділік стандарттары әртүрлі, ал ең қатаңдары Ұлыбритания мен Ирландияда. Жалпы, жиһаз және жұмсақ жиһаз үшін әлемдегі кең таралған жалынға қарсы сынақтардың тізімі бойынша, Калифорниядағы Cal TB117 2013 сынағын ең оңайынан өткізуге болады, Cal TB117 1975 сынағын өткізу қиындығы артады, одан кейін британдық BS 5852 сынағы және Cal TB133 сынағы келеді. Әлемдегі ең қиын жану сынақтарының бірі – АҚШ Федералдық авиация басқармасының ұшақ орындықтарына арналған сынағы, ол сынамаға керосинмен от тікелей бағыттайтын оттық құралды пайдалануды қамтиды. 2009 жылғы Greenstreet Berman зерттеуі, Ұлыбритания үкіметі жүргізген, 2002-2007 жылдар аралығында Ұлыбританияның жиһаз және жиһаздардың өрт қауіпсіздігі ережелері 1988 жылы енгізілгеннен кейін, жылына 54 өлім жағдайын азайтты, 780 жарақатты алдын алды және жыл сайын 1065 өрттің туындауын болдырмады.

Тиімділігі

Жалынды басушы химиялық заттардың тұтыну өнімдеріндегі өрт қаупін азайту тиімділігі күмәнді. Жалынды баяулатқыштарды қолдаушылар, мысалы, Америка Химиялық Кеңесінің Солтүстік Америка Жалынды Баяулатқыштар Альянсы, Ұлттық Стандарттар Бюросының зерттеуіне сілтеме жасайды. Зерттеуде жалынды баяулатқыш заттармен жабдықталған бөлме (полиуретан көбігімен төселген кресло және шкафтар, электроника сияқты басқа да бірнеше заттар) өрттен қашу үшін адамдарға жалынды баяулатқыштары жоқ бөлмеге қарағанда 15 есе көп уақыт берген. Дегенмен, осы пікірге қарсы шығушылар, тіпті зерттеудің жетекші авторы, 1988 жылғы зерттеуде қолданылған жалынды баяулатқыштардың мөлшері, саудада табылғанымен, TB 117 стандартында белгіленген мөлшерден әлдеқайда жоғары және АҚШ-тағы төсеніш жиһаздарында кеңінен қолданылады деп мәлімдейді. 1980 жылдардағы бірнеше зерттеулер әртүрлі төсемдер мен толтыру материалдары, соның ішінде әртүрлі жалынды баяулатқыш формулалары бар жиһаздың тұтануын сынады. Олар ең алдымен, өрт қаупінің екі маңызды көрсеткіші – максималды жылу шығарылуы және максималды жылу шығарылу уақытына назар аударды. Зерттеулер көрсеткендей, матаның түрі тұтану оңайлығына үлкен әсер етеді, мақта толтырулары полиуретан көбігіне қарағанда әлдеқайда аз тұтанады, ал аралық материал тұтану оңайлығын айтарлықтай төмендетеді. Сондай-ақ, кейбір жалынды баяулатқыш формулалары тұтану оңайлығын азайтады, бірақ TB 117 стандартына сай келетін ең қарапайым формуланың әсері өте шамалы болды. Алайда, басқа ғалымдар ашық отта сынауды қолдайды. Мақтамен салыстырғанда, жалынды баяулатқыштар өрттің зияндылығын арттырады. Олар кішкентай масштабтағы жану тестілерінде маңызды рөл атқарады, бірақ үлкен масштабтағы өрт сынақтарында көрінетін әсері жоқ. Табиғи жалынды баяулатқыш материалдардан жасалған жиһаз, жалынды баяулатқыштармен жасалған көбіктен әлдеқайда қауіпсіз.

Қоршаған орта және денсаулық мәселелері

Жалынды басаңдатушы заттардың қоршаған ортаға әсері 1990 жылдан бері зерттеліп келеді. Көбінесе бромталған жалынды басаңдатушылар көптеген қоршаған орта компоненттері мен организмдерде, оның ішінде адамдарда табылған, ал кейбір жеке заттардың уытты қасиеттері анықталды. Сондықтан билік органдары, коммерциялық емес ұйымдар және жабдық өндірушілер баламаларды талап етті. Еуроодақ қаржылаған ENFIRO ғылыми-зерттеу жобасы (ЕО ғылыми-зерттеу жобасы FP7: 226563, 2012 жылы аяқталды) белгілі бромталған жалынды басаңдатушылардың баламалары туралы жеткілікті экологиялық және денсаулық деректерінің жетіспеуінен туындады деп есептеді. Бағалауды толықтыру үшін материалдық және өртке төзімділік сипаттамаларын салыстыруға, сондай-ақ галогенсіз және бромталған жалынды басаңдатушыларды қамтитын эталон өнімнің өмірлік циклын бағалауға шешім қабылданды. Шамамен онға жуық галогенсіз жалынды басаңдатушы зат зерттелді, олар инженерлік пластиктерден, басылған тізбек тақталарынан, қаптау материалдарынан бастап, тоқыма және кеңейтілген жабындарға дейін қолдану салаларының кең ауқымын қамтыды. Зерттелген жалынды басаңдатушы заттардың көп бөлігінің қоршаған ортаға және денсаулыққа жағымды әсері бар екені анықталды: аммоний полифосфаты (АПФ), алюминий диэтилфосфинаты (АДФ), алюминий гидроксиді (АГ), магний гидроксиді (МГ), меламин полифосфаты (МПФ), дигидрооксафосфафенантрен (ДОФО), мырыш станнаты (МС) және мырыш гидроксистаннаты (МГС). Жалпы, олар зерттелген бромталған жалынды басаңдатушыларға қарағанда майлы тіндерде биоаккумуляциялануға бейімділігінің айтарлықтай төмен екені анықталды. Әртүрлі жалынды басаңдатушы материалдардың өртке төзімділігін сынау нәтижесінде галогенсіз жалынды басаңдатушылардың түтін мен уытты өрт шығарындыларын азайтатыны анықталды, тек стирол полимерлеріндегі арилфосфаттары RDP және BDP ерекшелік құрады. Сүзу тәжірибелері полимердің сипаты басым фактор екенін және галогенсіз және бромталған жалынды басаңдатушылардың сүзу мінез-құлқы салыстырмалы екенін көрсетті. Полимердің құрылымы неғұрлым кеуекті немесе «гидрофильді» болса, жалынды басаңдатушы заттардың шығарылу мүмкіндігі соғұрлым жоғары. Дегенмен, нақты пластикалық өнімдерді бейнелейтін қалыпталған пластиналар экструзияланған полимер гранулаларына қарағанда айтарлықтай төмен сүзу деңгейлерін көрсетті. Әсерді бағалау зерттеулері бромталған жалынды басаңдатушылармен электрондық өнімдердің дұрыс емес кәдеге жаратылуы және қайта өңделуі диоксиндердің пайда болуына әкелуі мүмкін екенін растады, ал галогенсіз баламаларда мұндай жағдай байқалмайды. Сонымен қатар, АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (US EPA) балама жалынды басаңдатушылардың экологиялық бағалауына, жалынды басаңдатушыларға арналған басылған сымдарға қатысты «қоршаған ортаны ескере отырып жобалау» жобаларына және декабромдифенил эфирі мен гексабромциклододеканға (HBCD) баламаларға қатысты бірқатар жобаларды жүзеге асырды. 2009 жылы АҚШ Ұлттық мұхит және атмосфера басқармасы (NOAA) полибромды дифенил эфирлері (PBDE) туралы есеп жариялады және бұрынғы есептерден айырмашылығы, олар АҚШ жағалау аймағының барлық бөліктерінде табылған. Ел бойынша жүргізілген зерттеулер Нью-Йорктегі Гудзон-Раритан сағасында PBDE-нің ең жоғары концентрациясы тұнбаларда да, моллюскаларда да кездесетінін анықтады. PBDE деңгейі ең жоғары жеке орындар Калифорния штатының Анахайм шығанағынан алынған моллюскаларда және Гудзон-Раритан сағасындағы төрт орында табылған. Оңтүстік Калифорния шығанағы, Пьюгет саунд, Флоридадағы Тампа мен Санкт-Петербург жағалауындағы Мексика шығанағының орталық және шығыс бөліктері, сондай-ақ Чикаго мен Индиана штатындағы Гэри маңындағы Мичиган көлінің суларында да PBDE-нің жоғары концентрациясы анықталды.

The environmental behaviour of flame retardants has been studied since the 1990s. Mainly brominated flame retardants were found in many environmental compartments and organisms including humans, and some individual substances were found to have toxic properties. Therefore, alternatives have been demanded by authorities, NGOs and equipment manufacturers. The EU funded collaborative research project ENFIRO (EU research project FP7: 226563, concluded in 2012) started out from the assumption that not enough environmental and health data were known of alternatives to the established brominated flame retardants. In order to make the evaluation fully comprehensive, it was decided to compare also material and fire performance as well as attempt a life cycle assessment of a reference product containing halogen free versus brominated flame retardants. About a dozen halogen free flame retardants were studied representing a large variety of applications, from engineering plastics, printed circuit boards, encapsulants to textile and intumescent coatings. A large group of the studied flame retardants were found to have a good environmental and health profile: ammonium polyphosphate (APP), aluminium diethyl phosphinate (Alpi), aluminium hydroxide (ATH), magnesium hydroxide (MDH), melamine polyphosphate (MPP), dihydrooxaphosphaphenanthrene (DOPO), zinc stannate (ZS) and zinc hydroxstannate (ZHS). Overall, they were found to have a much lower tendency to bioaccumulate in fatty tissue than the studied brominated flame retardants. The tests on the fire behaviour of materials with different flame retardants revealed that halogen free flame retardants produce less smoke and toxic fire emissions, with the exception of the aryl phosphates RDP and BDP in styrenic polymers. The leaching experiments showed that the nature of the polymer is a dominating factor and that the leaching behaviour of halogen free and brominated flame retardants is comparable. The more porous or “hydrophilic” a polymers is the more flame retardants can be released. However, moulded plates which represent real world plastic products showed much lower leaching levels than extruded polymer granules. The impact assessment studies reconfirmed that the improper waste and recycling treatment of electronic products with brominated flame retardants can produce dioxins which is not the case with halogen free alternatives. Furthermore, the United States Environmental Protection Agency (US EPA) has been carrying out a series of projects related to the environmental assessment of alternative flame retardants, the “design for environment” projects on flame retardants for printed wiring boards and alternatives to decabromodiphenyl ether and hexabromocyclododecane (HBCD). In 2009, the US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) released a report on polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and found that, in contrast to earlier reports, they were found throughout the US coastal zone. This nationwide survey found that New York's Hudson Raritan Estuary had the highest overall concentrations of PBDEs, both in sediments and shellfish. Individual sites with the highest PBDE measurements were found in shellfish taken from Anaheim Bay, California, and four sites in the Hudson Raritan Estuary. Watersheds that include the Southern California Bight, Puget Sound, the central and eastern Gulf of Mexico off the coast of Tampa and St. Petersburg, in Florida, and the waters of Lake Michigan near Chicago and Gary, Indiana, also were found to have high PBDE concentrations.

Денсаулыққа қатысты мәселелер

Ең алғашқы отты баяулатушы заттар – полихлорлы бифенилдер (ПХБ) – 1977 жылы олардың улы екендігі анықталған соң АҚШ-та тыйым салынды. Өнеркәсіптер оның орнына бромды отты баяулатушы заттарды қолданды, бірақ қазір олар жантықтық тексеруден өтуде. 2004 және 2008 жылдары ЕО полибромды дифенил эфирлерінің (ПБДЭ) бірнеше түрін тыйым салды. EPA және АҚШ-тың екі декаБДЭ өндірушісі (электроникада, сымдар мен кабельдерді оқшаулауда, тоқымаларда, автомобильдер мен ұшақтарда және басқа да қолданыстарда қолданылатын отты баяулатушы) – Albemarle Corporation және Chemtura Corporation, сондай-ақ АҚШ-тың ең ірі импортшысы ICL Industrial Products, Inc. арасындағы келіссөздер нәтижесінде бұл компаниялар 2012 жылдың 31 желтоқсанына дейін АҚШ-та декаБДЭ-ні көпшілік қолданудан кезең-кезеңмен шығаруға және 2013 жылдың соңына дейін толығымен қолдануды тоқтатуға міндеттелді. Калифорния штаты хлорланған Трис (трис((1,3-дихлоро-2-пропил)фосфат немесе TDCPP) отты баяулатушы затын қатерлі ісік тудыратын зат ретінде тізімге енгізді. 2012 жылдың желтоқсан айында Калифорниядағы коммерциялық емес «Қоршаған ортаны қорғау орталығы» бірнеше ірі саудагерлер мен нәресте тауарларын өндірушілерді Калифорния заңдарын бұзғаны үшін – осы қатерлі ісік тудыратын отты баяулатушы бар өнімдерді таңбаламағаны үшін сотқа беру туралы хабарлама жолдады. Солтүстік Америка мен Батыс Еуропада бром және хлорлы отты баяулатушы заттарға сұраныс төмендеп келеді, ал қалған барлық аймақтарда ол өсуде. Chevrier және авторлар тобы жүргізген тағы бір зерттеуде 2010 жылы жүктіліктің 27-ші аптасында 270 жүкті әйелде 10 PBDE конгенерінің, еркін тироксиннің (T4), жалпы T4 және қалқанша безін ынталандыратын гормонның (TSH) концентрациясы өлшенді. PBDE және еркін және жалпы T4 арасындағы байланыс статистикалық тұрғыдан маңызды емес деп табылса, авторлар жүктілік кезінде PBDE-ге тәуелділік пен TSH деңгейінің төмендеуі арасындағы маңызды байланысты анықтады, бұл ананың денсаулығы мен ұрықтың дамуына әсер етуі мүмкін. 2001 жылғы 11 қыркүйектен кейін басталған, Нью-Йорк штатының Манхэттен қаласының төменгі бөлігіндегі үш аурухананың бірінде босанған 329 ананы қамтыған перспективалық, лонгитюдті зерттеуді Herbstman және авторлар тобы 2010 жылы жүргізді. Зерттеу авторлары 210 пуповина қан үлгісін PBDE конгенерлеріне талдап, балалардың 12–48 және 72 айлық жасындағы нейро дамуына әсерін бағалады. Нәтижелер көрсетті, пуповинадағы полибромды дифенил эфирлерінің (PBDE) концентрациясы жоғары балалар 1–4 және 6 жастағы ақыл-ой және қозғалыс дамуы бойынша тесттерде төмен нәтижелер көрсетті. Бұл адамдарда мұндай байланыстар туралы алғаш рет хабарланған зерттеу болды. Roze және авторлар тобы 2009 жылы Нидерландыда 62 ана мен балаға 12 органохалогендік қосылыстардың (ОАҚ), соның ішінде полихлоридті бифенилдердің (ПХБ) және бромды дифенил эфир (PBDE) отты баяулатушы заттарының жүктіліктің 35-ші аптасындағы аналық сарысуда өлшенген деңгейлері мен моторикалық өнімділік (координация, ұсақ моторикалық дағдылар), танымдық қабілет (ақыл, визуалды қабылдау, визуалдық-моторикалық интеграция, тежегіш бақылау, сөздік жад және назар) және мінез-құлық көрсеткіштері арасындағы байланысты бағалау үшін ұқсас зерттеу жүргізді. Авторлар алғаш рет полибромдалған отты баяулатушы заттардың трансплацентарлық берілуі мектеп жасындағы балалардың дамуымен байланысты екенін көрсетті. Rose және авторлар тобы 2010 жылы Калифорниядағы 2 мен 5 жас аралығындағы 100 баланың қан айналымындағы PBDE деңгейін өлшеу үшін тағы бір зерттеу жүргізді. Зерттеу нәтижесінде 2–5 жастағы Калифорниялық балалардағы PBDE деңгейі еуропалық балалардан 10–1000 есе жоғары, басқа АҚШ балаларынан 5 есе жоғары және АҚШ ересектерінен 2–10 есе жоғары болды. Сондай-ақ, диета, үй ішіндегі орта және әлеуметтік факторлар балалардың дене жүктемесінің деңгейіне әсер ететіні анықталды. Құс еті мен шошқа етін жеу барлық типтегі отты баяулатушы заттардың дене жүктемесінің жоғарылауына ықпал етті. Зерттеу сондай-ақ ананың төмен білімі балаларда көптеген отты баяулатушы заттардың жоғары деңгейімен тәуелсіз және маңызды түрде байланысты екенін көрсетті. 2010 жылғы Сан-Антонио мәлімдемесі: Бром және хлорлы отты баяулатушы заттар бойынша – 22 елден келген 145 белгілі ғалымдар тобы үй жиһаздарында, электроникада, изоляцияда және басқа да өнімдерде кездесетін отты баяулатушы химиялық заттардың денсаулыққа төндіретін қауіптерін растайтын алғашқы консенсус мәлімдемесіне қол қойды. Мәлімдемеде көрсетілгендей, өрт қауіпсіздігін қамтамасыз етуде шектеулі тиімділігі бар бұл отты баяулатушы заттар денсаулыққа қатысты ауыр проблемаларды тудыруы мүмкін. Сондай-ақ, отты баяулатушы заттардың түрлері тыйым салынғанда, олардың орнына қолданылатын заттар қолдану алдында қауіпсіз екеніне көз жеткізілуі керек. Топ сондай-ақ отты баяулатушы заттарды қолдануды талап ететін кең таралған саясатты өзгертуді қалайды.

The earliest flame retardants, polychlorinated biphenyls (PCBs), were banned in the US in 1977 when it was discovered that they were toxic. Industries used brominated flame retardants instead, but these are now receiving closer scrutiny. In 2004 and 2008 the EU banned several types of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs). Negotiations between the EPA and the two US producers of DecaBDE (a flame retardant that has been used in electronics, wire and cable insulation, textiles, automobiles and airplanes, and other applications), Albemarle Corporation and Chemtura Corporation, and the largest US importer, ICL Industrial Products, Inc., resulted in commitments by these companies to phase out decaBDE for most uses in the United States by December 31, 2012, and to end all uses by the end of 2013. The state of California has listed the flame retardant chemical chlorinated Tris (tris(1,3 dichloro 2 propyl) phosphate or TDCPP) as a chemical known to cause cancer. In December 2012, the California nonprofit Center for Environmental Health filed notices of intent to sue several leading retailers and producers of baby products for violating California law for failing to label products containing this cancer causing flame retardant. While the demand for brominated and chlorinated flame retardants in North America and Western Europe is declining, it is rising in all other regions. Another study conducted by Chevrier et al. 2010 measured the concentration of 10 PBDE congeners, free thyroxine (T4), total T4, and thyroid stimulating hormone (TSH) in 270 pregnant women around the 27th week of gestation. Associations between PBDEs and free and total T4 were found to be statistically insignificant. However, authors did find a significant association amongst exposure to PBDEs and lower TSH during pregnancy, which may have implications for maternal health and fetal development. A prospective, longitudinal cohort study initiated after 11 September 2001, including 329 mothers who delivered in one of three hospitals in lower Manhattan, New York, was conducted by Herbstman et al. 2010. Authors of this study analyzed 210 cord blood specimens for selected PBDE congeners and assessed neurodevelopmental effects in the children at 12–48 and 72 months of age. Results showed that children who had higher cord blood concentrations of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) scored lower on tests of mental and motor development at 1–4 and 6 years of age. This was the first study to report any such associations in humans. A similar study was conducted by Roze et al. 2009 in The Netherlands on 62 mothers and children to estimate associations between 12 Organohalogen compounds (OHCs), including polychlorinated biphenyls (PCBs) and brominated diphenyl ether (PBDE) flame retardants, measured in maternal serum during the 35th week of pregnancy and motor performance (coordination, fine motor skills), cognition (intelligence, visual perception, visuomotor integration, inhibitory control, verbal memory, and attention), and behavior scores at 5–6 years of age. Authors demonstrated for the first time that transplacental transfer of polybrominated flame retardants was associated with the development of children at school age. Another study was conducted by Rose et al. in 2010 to measure circulating PBDE levels in 100 children between 2 and 5 years of age from California. The PBDE levels according to this study, in 2 to 5 year old California children was 10 to 1,000 fold higher than European children, 5 times higher than other US children and 2 to 10 times higher than US adults. They also found that diet, indoor environment, and social factors influenced children's body burden levels. Eating poultry and pork contributed to elevated body burdens for nearly all types of flame retardants. Study also found that lower maternal education was independently and significantly associated with higher levels of most flame retardant congeners in the children. San Antonio Statement on Brominated and Chlorinated Flame Retardants 2010: A group of 145 prominent scientists from 22 countries signed the first ever consensus statement documenting health hazards from flame retardant chemicals found at high levels in home furniture, electronics, insulation, and other products. This statement documents that, with limited fire safety benefit, these flame retardants can cause serious health issues, and, as types of flame retardants are banned, the alternatives should be proven safe before being used. The group also wants to change widespread policies that require use of flame retardants.

Тікелей әсер ету

Көптеген галогенделген отқа төзімді заттар, оның ішінде басым бөлігі бромаланған отқа төзімді заттар, қалқанша безі гормондарының жұмысын бұзуы мүмкін, сондай-ақ қалқанша безі гормондарының рецепторларына әсер етеді. АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) жүргізген 2009 жылғы жануарлар үстіндегі in vivo зерттеуі, деиодинация, белсенді тасымалдау, сульфаттау және глюкуронидация процестерінің ұрықтағы және туғаннан кейінгі дамудың маңызды кезеңдерінде PBDE-ге ұшырағаннан кейін қалқанша безінің гомеостазының бұзылуына қатысуы мүмкін екенін көрсетті. Szabo және басқалардың 2009 жылғы in vivo зерттеуінде баяндалған деиодиназаның бұзылуы, кейіннен жүргізілген in vitro зерттеуде расталды. Даму кезінде қалқанша безі гормондарының бұзылуының бауыр механизміне тигізетін зиянды әсері ересек жасқа дейін сақталады. EPA атап көрсеткендей, PBDE жануарлардың дамитын миы үшін ерекше қауіпті. Сарапшылармен тексерілген зерттеулер, ми даму кезінде егеуқұйрықтарға бір рет берілген дозаның мінез-құлқындағы тұрақты өзгерістерге, соның ішінде гипербелсенділікке әкелуі мүмкін екенін көрсетті. In vitro зертханалық зерттеулерге сүйенсек, PBDE, TBBPA және BADP сияқты бірнеше отқа төзімді заттар басқа гормондарды да – эстрогендерді, прогестеронды және андрогендерді де имитациялай алады. Төменгі дәрежеде бромаланған бисфенол А қосылыстары жоғары эстрогендік белсенділікке ие. Дегенмен, жоғары дәрежедегі PBDE биотикалық немесе абиотикалық жолмен ыдырағанда бром атомдары алынып тасталады, нәтижесінде PBDE-нің одан да уытты конгенерлері пайда болады. PBDE сияқты кейбір галогенделген отқа төзімді заттар метаболизмге ұшырағанда, бастапқы қосылыстан гөрі уыттырақ болатын гидроксилденген метаболиттер түзеді. Мысалы, бұл гидроксилденген метаболиттер транстиретинмен немесе қалқанша безінің басқа компоненттерімен байланысу үшін күштірек бәсекелесе алады, бастапқы қосылысқа қарағанда эстрогенді анағұрлым күшті имитациялай алады және нейротрансмиттер рецепторларының белсенділігіне күштірек әсер ете алады.

Экспозиция жолдары

Адамдар тұтандырғыштарға бірнеше арна арқылы ұшырауы мүмкін, оның ішінде тамақпен, үйде, көлікте немесе жұмыс орнындағы тұтыну тауарлары арқылы, кәсіби қызметі барысында немесе үйіне немесе жұмыс орнына жақын жердегі қоршаған ортаның ластануы салдарынан. PBDE-лерге ұшырау ең көп зерттелген.

Жалпы халықты әсер ету

Американдықтардың денесіндегі PBDE мөлшері, олардың қолынан алынған сынамалардағы PBDE деңгейімен жақсы сәйкес келеді, бұл шаңнан келген болуы мүмкін. Шаңға үй ішінде, көлікте немесе жұмыс орнында тап болуы мүмкін. Көлік шаңындағы PBDE деңгейі, тұрмыстық шаңға қарағанда 20 есе жоғары болуы мүмкін, ал жаздың ыстық күндерінде көлік салонының қыздырылуы, отты баяулатушы заттарды уытты ыдырау өнімдеріне айналдыруы мүмкін. Дегенмен, қан сарысуындағы PBDE деңгейі, үйдегі шаңда табылған деңгеймен ең көп сәйкес келеді. Сонымен қатар, АҚШ ересектердің PBDE-ге ұшырауының 20-40% тамақ арқылы жүзеге асады, себебі PBDE азық тізбегінде жинақталады. Ет, сүт өнімдері және балықта жоғары концентрация кездеседі, ал қалған әсер көбінесе шаңды тыныспен алу немесе жұту арқылы болады. АҚШ-тағы кішкентай балалар, ересектерге қарағанда дене салмағының бір бірлігіне шаққанда, отты баяулатушы заттардың жоғары деңгейін тасымалдайды. Сәбилер мен шала жас балалар, ана сүті мен шаңдағы галогенделген отты баяулатушы заттарға ерекше сезімтал. Көптеген галогенделген отты баяулатушы заттар майда еритін болғандықтан, олар майлы тіндерде, мысалы, сүт бездерінде жинақталады және ана сүтіне өтеді, нәтижесінде емшектемелі балаларға отты баяулатушы заттардың жоғары деңгейі жеткізіледі. Ананың қалқанша безі гормоны (T4) деңгейі бұзылуы мүмкін, ал егешқұрлы егештердегі зерттеулерде жатыр ішіндегі әсер моторлық бақылауды өзгертетіні, сезімдік дамуды және жасөспірімдік кезеңді кешіктіретіні көрсетілген. Кішкентай балалардағы жоғары деңгейдегі әсердің тағы бір себебі – тұтыну өнімдерінің ескіруі, материалдың ұсақ бөлшектері ауадағы шаң бөлшектеріне айналып, үйдің айналасындағы, соның ішінде едендегі беттерге түседі. АҚШ-та еденде жүзіп ойнайтын кішкентай балалар жиі ауыздарына қолын қойып, ересектерге қарағанда күніне екі есе көп үй шаңын жұтады. Балалар ересектерге қарағанда дене салмағының бір килограмына шаққанда көбірек тамақ тұтынады. Кішкентай балалар киімдері, көлік орындықтары және ойыншықтары арқылы да отты баяулатушы заттарға ұшырайды. Бұл химиялық заттардың пайда болуы трагедиялық оқиғаларға байланысты болды, олардың салдарынан балалар тез тұтанатын матадан жасалған киімдерді кигенде қайтыс болды. АҚШ 1953 жылы «Тұтанатын маталар туралы» заңды қабылдады, содан кейін көптеген балалар тауарларына, соның ішінде пижамаларға отты баяулатушы заттар қосу міндетті болды. Отты баяулатушы заттар балаларда күйік жарақаттарының қаупін азайтады, бірақ қалқанша безінің бұзылуы, сондай-ақ физикалық және танымдық дамудың тежелуі сияқты тәуекелдер осы пайдадан асып түспейді. 2013 жылы Carignan, C. және тағы басқалар жүргізген зерттеуде гимнасттардың АҚШ халқына қарағанда PentaBDE және TBB сияқты жалынды баяулатушы өнімдерге көбірек ұшырайтыны анықталды. Жаттығудан бұрын және кейін қол сүрткіш үлгілерін тексергеннен кейін, гимнасттар арасындағы BDE 153 концентрациясы АҚШ халқына қарағанда төрт-алты есе жоғары екені анықталды. Сонымен қатар, жаттығудан кейін PentaBDE концентрациясы жаттығу алдындағы деңгейге қарағанда үш есеге дейін жоғары болды, бұл жаттығу жабдықтарындағы отты баяулатушы заттардың жоғары деңгейін көрсетеді. Сонымен қатар, олар ауадағы және шаңдағы бірнеше жалынды сөндіргіш заттарды анықтады, олардың концентрациясы спорт залындағы тұрғын үйлерге қарағанда жоғары болды. Алайда, зерттеу шағын үлгіде жүргізілді және байланысты бағалау үшін қосымша зерттеулер ұсынылады.

The body burden of PBDEs in Americans correlates well with the level of PBDEs measured in swabs of their hands, likely picked up from dust. Dust exposure may occur in the home, car, or workplace. Levels of PBDEs can be as much as 20 times higher in vehicle dust as in household dust, and heating of the vehicle interior on hot summer days can break down flame retardants into more toxic degradation products. However, blood serum levels of PBDEs appear to correlate most highly with levels found in dust in the home. In addition to this, 20% to 40% of US adult exposure to PBDEs is through food intake as PBDEs bioaccumulate in the food chain. High concentration can be found in meat, dairy and fish with the remaining exposure largely due to dust inhalation or ingestion. Young children in the United States tend to carry higher levels of flame retardants per unit body weight than do adults. Infants and toddlers are particularly exposed to halogenated flame retardants found in breast milk and dust. Because many halogenated flame retardants are fat soluble, they accumulate in fatty areas such as breast tissue and are mobilized into breast milk, delivering high levels of flame retardants to breast feeding infants. Mothers thyroid hormone (T4) level can be disrupted and exposure in utero in rat studies has been demonstrated to alter motor control, delay sensory development and puberty. Another reason for high levels of exposure in young children are due to aging consumer products age, small particles of material become dust particles in the air and land on surfaces around the home, including the floor. Young children crawling and playing on the floor frequently bring their hands to their mouths, ingesting about twice as much house dust as adults per day in the United States. Children also have a higher food intake per kilogram of bodyweight compared to adults. Young children are also exposed to flame retardants through their clothing, car seats and toys. The introduction of these chemicals came about after the tragic death of children wearing brushed rayon fabric that would ignite easily. The US enacted the Flammable Fabrics Act passed in 1953 after which, flame retardants were mandated to be added to many children's items, including pajamas. While flame retardants are shown to decrease the risk of burn injuries in children, the risks of thyroid disruption as well as physical and cognitive developmental delays, are not outweighed. A study was conducted by Carignan in 2013, C. et al. found that gymnasts are exposed to some flame retardant products such as PentaBDE and TBB more than the general population in the United States. After testing hand wipe samples before and after the exercise, they found that the BDE 153 concentration was four to over six times greater among gymnasts than the United States population. Also, the PentaBDE concentration was higher up to three times after exercise compared to the level before; indicating a higher level of the flame retardants on the training equipment. Moreover, they also found several flame retardant products with different concentrations in the air and dust that were higher in the gym than residencies. However, the study was performed on a small sample size; and further studies are recommended to assess the association.

Кәсіби әсер ету

Кейбір кәсіптер жұмысшыларды галогенделген отты баяулатқыштар мен олардың ыдырау өнімдерінің жоғары деңгейіне ұшыратады. АҚШ-тағы көбік қайта өңдеушілер мен кілем төсеушілердің шағын зерттеуі, олар қайта өңделген полиуретан көбіктен жасалған төсемдермен жұмыс істегенде, олардың тіндерінде отты баяулатқыштардың жоғары деңгейі анықталды. Әлемдегі электрониканы қайта өңдеу заводтарындағы жұмысшылардың денелеріндегі отты баяулатқыштар деңгейі жалпы халыққа қарағанда жоғары. Қоршаған ортаны бақылау шаралары осы әсерді айтарлықтай азайта алады, ал бақылаудың аз болған жерлерде жұмыс істейтіндер өте жоғары деңгейдегі отты баяулатқыштарға ұшырауы мүмкін. Қытайдың Гуйю қаласындағы электрониканы қайта өңдеушілерде адам организміндегі ПБДЭ деңгейі әлемдегі ең жоғары көрсеткіштердің бірін құрайды. Отты баяулатқыштар бар өнімдерді (мысалы, көлік құралдары, электроника және балалар тауарлары) өндіретін жұмысшылар да осыған ұқсас әсерге ұшырауы мүмкін. АҚШ өрт сөндірушілерінде ПБДЭ деңгейі жоғары болуы мүмкін, сондай-ақ бромаланған фурандардың жоғары деңгейі де кездеседі, олар бромаланған отты баяулатқыштардың уытты ыдырау өнімдері болып табылады.

Қоршаған ортаға әсер ету

Тұтыну тауарларында қолдануға арналған отты баяулатушы заттар әлемнің түкпір-түкпіріндегі қоршаған ортаға тарады. Отты баяулатушы заттар индустриясы өндіріс процесінде ең жақсы тәжірибелерді қолдану арқылы қоршаған ортаға шығарындыларды азайту мақсатындағы ерікті бастаманы (VECAP) жасады. Электроникалық заводтар мен қалдықтарды кәдеге жарату орындарының жанындағы елді мекендерде, әсіресе экологиялық бақылау немесе қадағалау нашар болған аймақтарда ауада, топырақта, суда, өсімдіктерде және адамдарда отты баяулатушы заттардың жоғары концентрациясы байқалады. Испания мен Швециядағы сарқында суларда органофосфорлы отты баяулатушы заттар анықталды, ал кейбір қосылыстар суды тазарту кезінде толыққанды түрде алынып тасталмайды. Қытайда мұндай органофосфорлы отты баяулатушы заттар құдық суынан және бөтелкеленген судан да табылды. Сонымен қатар, Германиядағы Эльба өзенінде де осылай.

Тарату

Өрт сөндіргіштері бар өнімдердің пайдалану мерзімі біткенде, олар көбінесе қайта өңделеді, жағылады немесе полигонға тасталады. Қайта өңдеу процесінде жұмысшылар мен қайта өңдеу зауыттарының жанындағы тұрғындар, сондай-ақ жаңа материалдар галогенделген отты баяулатушы заттармен және олардың ыдырау өнімдерімен ластануы мүмкін. Электрондық қалдықтар, көлік құралдары және басқа да өнімдер металл компоненттерін қайта өңдеу үшін көбінесе балқытылады, мұндай қыздыру кезінде улы диоксиндер мен фурандар пайда болуы мүмкін. Бромдалған отты баяулатушылар пластиктердің физикалық қасиеттерін өзгертіп, қайта өңделген өнімдердің сапасын нашарлатуы және материалдардың "төмендетіліп өңделуіне" әкелуі мүмкін. Бромдалған отты баяулатушылар бар пластмассалар, қайта өңдеу ағынында отты баяулатушы заттар жоқ пластмассалармен араласып, осылайша төмендетіліп өңделу процесі жүзеге асуда. Бұл ауруханалар мен аурухана жүйелерінің барлығы "Дені сау ауруханалар" бастамасына мүше, оның 1300-ден астам мүше ауруханалары бар, және денсаулық сақтау саласында экологиялық тұрақтылықты және қоғамдық денсаулықты қолдайды. Калифорниядағы қосымша заңнама халықты үйлеріндегі отты баяулатушы заттар туралы хабардар етуге мүмкіндік берді, нәтижесінде осы химиялық заттарды қамтитын өнімдерге тұтынушылардың сұранысы азайды. 2014 жылы губернатор Джерри Браун қол қойған заңға (Сенат заң жобасы, 1019) сәйкес, 2015 жылдың 1 қаңтарынан кейін өндірілген барлық жиһазға, оның құрамында отты баяулатушы химиялық заттар бар-жоқ екенін көрсететін тұтынушыға арналған ескерту белгісі қойылуы тиіс. 1976 жылғы "Уытты заттарды бақылау туралы" заңға сәйкес, Қоршаған ортаны қорғау агенттігі хлорланған фосфат эфирлері, тетрабромбисфенол А, циклдік алифалық бромдар және бромдалған фталаттарды қоса алғанда, түрлі отты баяулатушы заттардың қауіпсіздігін белсенді түрде бағалап жатыр. Қосымша ережелер осы талдаудың нәтижелеріне байланысты болады, бірақ кез келген реттеу процесі бірнеше жылға созылуы мүмкін.

Ұлттық стандарттау бюросының сынақтары

1988 жылы бұрынғы Ұлттық стандарттар бюросы (NBS), қазір Ұлттық стандарттар және технология институты (NIST) жүргізген сынақ бағдарламасында өртке қарсы химиялық заттардың жалпы өрт қаупіне тигізетін әсерін анықтау мақсатында зерттеу жүргізілді. Әрқайсысы әртүрлі пластиктен жасалған бес түрлі өнім пайдаланылды. Өнімдер өртке қарсы (FR) және өртке қарсы шарасы қолданылмаған (NFR) нұсқаларында жасалды.

Әлемдік сұраныс

2013 жылы жалынға қарсы заттардың әлемдік тұтынуы 2 миллион тоннадан асты. Коммерциялық маңызы ең жоғары сала – құрылыс секторы. Пластмассадан жасалған құбырлар мен кабельдер сияқты өнімдерге жалынға қарсы заттар қажет. 2008 жылы АҚШ, Еуропа және Азия 4,20-4,25 миллиард АҚШ долларына бағаланған 1,8 миллион тонна тұтынып алды. Ceresana компаниясының мәліметінше, жалынға қарсы заттар нарығы дүниежүзілік қауіпсіздік стандарттарының жоғарылауы және жалынға қарсы заттарды қолданудың артуына байланысты өсуде. Әлемдік жалынға қарсы заттар нарығы 5,8 миллиард АҚШ долларын құрайды деп күтілуде. 2010 жылы Азия-Тынық мұхиты жалынға қарсы заттардың ең ірі нарығы болды, ол әлемдік сұраныстың шамамен 41% құрады, одан кейін Солтүстік Америка және Батыс Еуропа келді.