Copat - CSEI Catania

Quality Management dell’acqua imbottigliata:
dall’imbottigliamento al consumatore.
Dott.ssa Chiara Copat
Obiettivi
Comprendere:
Natura delle sostanze chimiche presenti
nelle acque.
Tossicità delle sostanze chimiche discusse.
Fattori che possono determinare la loro
presenza nell’acqua imbottigliata.
Comprendere ed applicare:
Le raccomandazioni per l'uso, lo
stoccaggio e il trasporto di acqua in
bottiglia, al fine di minimizzare la
contaminazione chimica nelle acque.
Plasticizzanti nell’acqua imbottigliata
Possono:
Contaminare l'acqua nell'impianto
di imbottigliamento.
Provocare contaminazioni crociate
durante l’imbottigliamento.
Migrazione di plastificanti dal
materiale della bottiglia per l'acqua
Additivi nelle bottiglie di plastica
Plasticizzanti
Coloranti
Stabilizzatori termici
Offrire un'ampia funzionalità di polimeri
Non sono chimicamente legati alle catene polimeriche
Possono migrare contaminando le acque
Si dissolvono in ambiente acquoso
Contribuire al rischio di esposizione per i consumatori
Composti chimici che possono trovarsi nelle
bottiglie
Bisfenolo A (BPA)
Monomero utilizzato nella produzione di policarbonati (PC) e
resine epossidiche
Le resine epossidiche sono usate per ricoprire l'interno di lattine di cibo,
brick di vino, contenitori per l'acqua e acquedotti
Considerato un inquinante organico emergente
Composti chimici che possono trovarsi nelle
bottiglie
Nonilfenoli e ottilfenoli (NP & OP)
Sono i principali metaboliti prodotti durante la durante la
degradazione di alchilfenoli etossilati (APE), che vengono utilizzati
in detergenti, disinfettanti e in formulazioni di pesticidi.
Dal gennaio 2005, c’è una restrizione in Europa sul loro conenuto
che non può superare lo 0.1% di 4-etossilato di nonilfenolo
(NPEOs) o 4-nonilfenoli (NPs).
Composti chimici che possono trovarsi nelle
bottiglie
Ftalati (PEs)
Inquinanti ubiquitari nell'ambiente a causa della loro
diffusione per circa 50 anni.
Utilizzati principalmente come plastificanti nella lavorazione
del PVC per la loro elevata flessibilità, lavorabilità e durata
nel tempo.
Sono presenti anche in prodotti come vernici, adesivi,
inchiostri e cosmetici.
Composti chimici che possono trovarsi nelle
bottiglie
Acetaldeide
Principalmente utilizzato come intermedio nella sintesi di altri prodotti
chimici.
Viene utilizzato nella produzione di profumi, resine e coloranti basici.
Ubiquitario nell'ambiente
Formaldeide
Principalmente utilizzata per produrre resine e come intermedio nella
sintesi di altri prodotti chimici
Riscontrata nei materiali da costruzione, mobili e alcuni prodotti di
consumo
Antimonio (Sb)
Metallo rilevato a basse concentrazioni per tutto l’ambiente.
Gli ossidi di antimonio sono usati come ritardanti di fiamma per materie
plastiche, tessili, gomma, adesivi, pigmenti e carta.
La cessione dal PET all’acqua
Acetaldeide
Le aldeidi si formano a causa degradazione termica del polimero
durante la produzione di bottiglie in PET
Acetaldeide è trattenuta nella struttura del materiale della
bottiglia e durante il periodo di conservazione, migra verso
l’acqua o verso l’aria
Tracce sono state riscontrate in acqua in bottiglia
Formaldeide
Quantità variabili sono stati trovate in acqua imbottigliata
La cessione dal PET all’acqua
Antimonio
Triossido di antimonio è il catalizzatore preferito per la
fabbricazione di PET grazie alla sua adeguata attività catalitica e i
costi.
Ftalati
Gli ftalati non dovrebbero essere utilizzati nella produzione di PET,
ma occasionalmente sono state ritrovate delle tracce nelle acque
acque imbottigliate.
Tuttavia, data la contaminazione generale, altre fonti di
contaminazione da ftalati non si possono escludere
La cessione dal PC all’acqua
BPA
Legame instabile tra BPA e PC
La migrazione di BPA in acqua
Cessione da Tritan™ nell’acqua
Plastiche BPA-free
Potenziale sostituto di PC
Bassa cessione di ftalati
Cessione dalla plastica all’acqua
Dialchil maleati & fumarati
Prodotti chimici emergenti che sono stati trovati in acqua in
bottiglia
Potrebbero rappresentare un nuovo gruppo di antagonisti dei
recettori steroidei.
Finora, sono stati ignorati dalla comunità scientifica e dalla
normativa
Legislazione
Direttiva 2008/105/EC, Annex II
DEHP, NP e OP sono stati inseriti nella lista delle sostanze prioritarie da
monitorare per la salute dell’uomo.
BPA: elenco delle sostanze soggette a revisione come possibili sostanze prioritarie
nel settore della politica delle acque
European Food Safety Authority
Tollerabile dose giornaliera (TDI) rappresenta un livello di sicurezza giornaliera
TDI
BPA: 0.004 mg/kg bw, DBP: 0.010 mg/kg bw
European Commission
Limiti specifici di cessione (SML)
SML per BPA: 600 mg/kg
Vietare l'uso di BPA per la produzione di biberon in policarbonato infantile (2011)
Legislazione
US EPA “the Safe Drinking Water Act”
DEHP –concentrazione massima tollerata: 0.006 mg/L
Monitoraggio costante della concentrazione di ftalati.
BBP, DBP, DEP, DINP, NP, NPEs, OP, OPEs e BPA sono in cima ai
contaminanti che richiedono una legislazione
Integrated Risk Information System (IRIS) dell’
US EPA
Stabilisce la dose di riferimento per l’esposizione orale (RdD) basata
sulla valutazione degli effetti cronici.
RfD
BPA: 5×10-2 mg/kg bw/day, DEP: 8×10-1, DBP: 1×10-1, BBP: 2×10-1,
DEHP: 2×10-2
Legislazione
US National Toxicology Program (NTP) Center for
the Evaluation of Risks to Human Reproduction
(CERHR)
Valutazione del BPA (2008)
Basata sullo studio di circa 500 lavori di ricerca,
‘Minima’ or ‘Trascurabile’ probabilità di problemi riproduttivi umani
‘Qualche preoccupazione’ per effetti neurologici o comportamentali nei feti,
neonati e bambini.
‘Minimo impatto’ l’esposizione in utero al BPA ha un effetto negativo sulla
prostata, produce difetti di nascita e malformazioni e potenzialmente provoca
pubertà precoce.
Composti endocrino distruttori (EDCs)
Sostanze che interferiscono con la sintesi, la secrezione, il trasporto, e
sull’azione degli ormoni naturali negli esseri umani, influenzando quindi
lo sviluppo, il comportamento, la fertilità e mantenimento dell'omeostasi.
BPA
DEHP
Possibili effetti sulla salute degli ftalati
Preoccupazione per la salute pubblica a causa della loro tossicità
dimostrata negli animali
Studi effettuati sui roditori dimostrano che alcuni ftalati causano
danni ai testicoli ed al fegato, cancro del fegato e teratogenicità.
Significativa associazione tra la presenza di metaboliti urinari di
ftalati e alcuni end point come lo sviluppo dei genitali nei
bambini
L’esposizione a ftalati in utero è associata a malformazioni
dell’apparato genitale maschile e alla pubertà precoce delle
ragazze.
Possibili effetti avversi di acetaldeide &
formaldeide
Acetaldeide
Genotossica in molti sistemi biologici
Classificata come possibile carcinogeno (Group 2B, IARC)
Formaldeide
Genotossica, induce danno al DNA ed ai cromosomi in vari
organismi.
Classificata come carcinogena per l’uomo (Group 1, IARC)
Possibili effetti del BPA
Carcinogenicità
L’ attività estrogenica ed estrogeno-indipendente sono
probabilmente responsabili nella promozione della carcinogenesi in
tumori multipli.
Interagisce con i recettori steroidei e promuove la proliferazione
delle cellule tumorali della prostata.
Esposizione fetale al BPA potrebbe portare alla carcinogenesi di
molti organi.
Potrebbe indurre tumore al seno.
Possibili effetti del BPA
Altri effetti
Associazione con diversi effetti endocrino-correlati, come la funzione
riproduttiva, disfunzione sindrome metabolica, obesità, diabete
mellito tipo 2, ipertensione e patologie cardiovascolari.
In animali esposti a basse dosi di BPA, sono stati osservati potenziali
effetti negativi tra cui le anomalie urogenitali in neonati di sesso
maschile, calo della qualità del liquido seminale, insorgenza precoce
della pubertà nelle ragazze e problemi neuro-comportamentali, come
ADHD deficit di attenzione ed iperattività.
Possibili effetti sulla salute dei composti
alternativi al BPA
A) BPF & BPS
Attività endocrina simile al BPA
La sostituzione di questi composti va effettuata con cautela
B) D-8 & Pergafast® 201
Studi in vitro sulla steroidogenesi hanno mostrato che essi
possono essere buone alternative BPA
Sono necessarie ulteriori ricerche per dimostrare che non
inducono effetti negativi sul sistema ormonale
ECONOMIC BURDEN FROM EDCs
Fattori che influenzano la cessione
In generale
Le bottiglie in PET possono cedere interferenti endocrini in caso di
stoccaggio prolungato e la temperatura elevata.
La cessione dei composti aumenta proporzionalmente con il riuso
delle bottiglie/contenitori, durata dell’esposizione ai raggi UV,
temperatura.
Fattori che influenzano la degradazione del PC sono: la
temperatura, l’età del polimero e pH.
Fattori che influenzano il rilascio di
formaldeide ed acetaldeide
Temperatura: a 60ºC,la cessione di questi composti è molto
accelerata, a 40°C inizia la cessione dell’acetaldeide.
L’anidride carbonica contribuisce alla migrazione delle aldeidi
Anche la luce potrebbe facilitare la cessione di questi composti
sebbene in letteratura ci siano conclusioni discordanti.
Fattori che influenzano la cessione
dell’antimonio
La cessione del Sb nell'acqua è accentuata dal riuso delle bottiglie,
ma mai a livelli di rischio.
Concentrazioni di Sb aumentate mediamente del 90% sono state
riscontrate in 48 marche di acqua imbottigliata dopo un periodo di
6 mesi a temperatura ambiente
L’esposizione ai raggi UV promuove la cessione di Sb, sebbene nel
PET tale migrazione non sia significativa.
Complessivamente le plastiche in PC, HDPE e PS rilasciano meno
Sb del PET.
Fattori che influenzano la cessione
dell’antimonio
L’acqua frizzante dissolve l’Sb ad una velocità più elevata, a causa
del pH più basso.
E’ stato dimostrato che i volumi di bottiglia maggiori rilasciano
livelli inferiori di Sb.
Conclusioni contraddittorie sono state raggiunte per quanto
riguarda l'effetto del colore della bottiglia sulla migrazione Sb
Fattori che influenzano la cessione di BPA
La cessione aumenta se la bottiglia è stropicciata o scolorita.
L'acqua alcalina può degradare la plastica PC e portare a un rilascio di
BPA
È riscontrato l’aumento della cessione del BPA dopo l’eventuale lavaggio
delle bottiglie.
Temperatura
È il fattore critico che favorisce la cessione del BPA
La temperatura più alta accelera il processo di cessione.
Anche il riuso delle bottiglie per bevande calde favorisce la cessione, come il
riscaldamento al forno a microonde.
Fattori che influenzano la cessione di ftalati
La concentrazione degli ftalati nelle bottiglie di plastica varia con il
variare del pH, tempo di conservazione, temperatura di conservazione
(30°C- 60°C) ed esposizione al sole.
La loro presenza dipende fortemente dal materiale bottiglia in PET
(vergine vs polimero contenente PET riciclato), il volume
dell'imballaggio e della temperatura.
Semplici condizioni di conservazione:
10 settimane a temperature di circa 30 ° C aumentano le concentrazioni di DBP, BBP
e DEHP in acqua in bottiglia.
Migrazione di ftalati in condizioni esterne non è sostanziale.
Lievi differenze di quantità DEHP di acqua in bottiglia in PET sono state
osservati in associazione con temperature elevate e in campioni
provenienti da diversi paesi.
Raccomandazioni per minimizzare i rischi
Stoccaggio e trasporto di acqua in bottiglia
A temperatura controllata
Senza esposizione al sole
Consumare in breve tempo l’acqua
Raccomandazioni per la riduzione al minimo
la cessione chimica in acqua in bottiglia
Minimizzare:
Riuso delle bottiglie di plastica
Acqua bollente in bottiglie di plastica
Asciugare bottiglie di plastica ad alte temperature o lavarle con
detergenti alcalini ed ad alte temperature.