Brand säkert

Den här artikeln handlar om kemiska flamskyddsmedel som används i textilier, plaster och hartser. För kemikalier som används för att bekämpa strukturbränder och skogsbränder, se Brandskyddsmedel .

Tester med öppen låga jämför brännbarheten hos obehandlat polyuretanskum (överst) och en identisk skumprovyta behandlad med en sandwichliknande beläggning som innehåller skiktade dubbla hydroxider. 90 sekunder efter antändning är det obehandlade skummet helt förbrukat.

Termen flamskyddsmedel omfattar en mångfald av kemikalier som tillsätts tillverkade material, såsom plast och textilier , och ytfinish och beläggningar . Flamskyddsmedel aktiveras av närvaron av en antändningskälla och är avsedda att förhindra eller bromsa vidare utveckling av antändning med en mängd olika fysikaliska och kemiska metoder. De kan tillsättas som en sampolymer under polymerisationsprocessen, eller senare tillsättas polymeren vid en formnings- eller extruderingsprocess eller (särskilt för textilier) appliceras som en topisk finish. Mineral flamskyddsmedel är vanligtvis additiva medan organohalogen och organofosforföreningar kan vara antingen reaktiva eller additiva.

Klasser

Både reaktiva och additiva flamskyddsmedelstyper kan ytterligare separeras i fyra distinkta klasser:

Retardationsmekanismer

De grundläggande mekanismerna för flamskydd varierar beroende på det specifika flamskyddsmedlet och substratet. Additiva och reaktiva flamskyddade kemikalier kan både fungera i ångfas (gasformig) eller kondenserad (fast) fas.

Endotermisk nedbrytning

Vissa föreningar bryts ner endotermiskt när de utsätts för höga temperaturer. Magnesium- och aluminiumhydroxider är ett exempel, tillsammans med olika karbonater och hydrater som blandningar av huntit och hydromagnesit . Reaktionen tar bort värme från substratet och kyler därigenom materialet. Användningen av hydroxider och hydrater begränsas av deras relativt låga sönderdelningstemperatur, vilket begränsar den maximala bearbetningstemperaturen för polymererna (används vanligtvis i polyolefiner för tråd- och kabelapplikationer).

Termisk skärmning (fast fas)

Ett sätt att stoppa spridningen av lågan över materialet är att skapa en värmeisoleringsbarriär mellan de brinnande och oförbrända delarna. Svällande tillsatser används ofta; deras roll är att förvandla polymerytan till en kol, som separerar lågan från materialet och bromsar värmeöverföringen till det oförbrända bränslet. Icke-halogenerade oorganiska och organiska fosfatflammhämmare verkar vanligtvis genom denna mekanism genom att generera ett polymert lager av förkolnad fosforsyra.

Utspädning av gasfas

Inerta gaser (oftast koldioxid och vatten ) som produceras genom termisk nedbrytning av vissa material fungerar som utspädningsmedel för de brännbara gaserna, sänker deras partialtryck och partialtrycket av syre och saktar ner reaktionshastigheten.

Gasfas radikal släckning

Klorerade och bromerade material genomgår termisk nedbrytning och frigör väteklorid och vätebromid eller, om de används i närvaro av en synergist som antimontrioxid, antimonhalogenider. Dessa reagerar med de mycket reaktiva H · och OH · radikalerna i lågan, vilket resulterar i en inaktiv molekyl och en Cl · eller Br · radikal. Halogenradikalen är mycket mindre reaktiv jämfört med H · eller OH · och har därför mycket lägre potential att sprida radikaloxidationsreaktionerna vid förbränning .

Material

Flamskyddad bomull

A red oven mitt.
Flamskyddad bomull används ofta i ugnsvantar, grytlappar och andra värmenära tillbehör.

Flamskyddad bomull är bomull som har behandlats för att förhindra eller bromsa antändning genom olika behandlingar som tillämpas under tillverkningsprocessen. Bomull görs vanligtvis flamsäker genom kemiska tillämpningar av polymera, icke-polymera och polymera/icke polymera hybrider som är sammansatta av ett eller flera av elementen som kväve , natrium , fosfor , kisel , bor eller klor .

Tillverkning

Även om icke-organiska tyger vanligtvis görs flambeständiga genom att inkorporera flamskyddsmedel i deras matriser , är ytmodifiering mer praktiskt för ekologiska tyger som bomull.

Använda sig av

Bomullstyger har använts flitigt över hela världen på grund av deras fördelaktiga egenskaper med avseende på värmeisolering, biokompatibilitet och utmärkta fuktabsorptions- och andningsegenskaper. Dessa fördelar indikerar potentiella tillämpningar av bomullstyger i skyddskläder och människors hälsa. Naturligt bomullstyg är dock mycket brandfarligt och kommer snabbt att brinna ut. Denna ödesdigra nackdel avslöjar en potentiell fara och begränsar användningen av bomullstyger. Därför är det viktigt att behandla bomullstyger för att få brandbeständiga bomullstyger.

Brandmän, eller de som utsätts för lågor på regelbunden basis, litar på flamskyddad bomull för både skydd och komfort. Vanligtvis är deras underkläder under den tyngre brandsäkra utrustningen gjorda av flamskyddad bomull eller annat andningsbart, organiskt tyg som har behandlats för att motstå antändning.

Polymerer som innehåller kväve- , natrium- och fosforatomer kan fungera som material för brandbeständiga cellulosatextilier , såsom bomull eller rayon . Specifikt kan organiska polymerer fungera som ett flamskyddsmedel på grund av närvaron av en eller alla tre typerna av dessa element. Dessa atomer kan finnas i de ursprungliga polymererna, eller så kan de inkorporeras genom kemisk modifiering. Flamskyddande material och beläggningar utvecklas som är fosfor- och biobaserade.

Användning och effektivitet

Brandsäkerhetsnormer

Flamskyddsmedel läggs vanligtvis till industri- och konsumentprodukter för att uppfylla brandfarlighetsstandarder för möbler, textilier, elektronik och byggprodukter som isolering.

1975 började Kalifornien implementera Technical Bulletin 117 (TB 117), som kräver att material som polyuretanskum som används för att fylla möbler ska kunna stå emot en liten öppen låga, motsvarande ett ljus, i minst 12 sekunder. I polyuretanskum uppfyller möbeltillverkare vanligtvis TB 117 med tillsats av halogenerade organiska flamskyddsmedel. Även om inga andra amerikanska stater har en liknande standard, eftersom Kalifornien har en så stor marknad uppfyller många tillverkare TB 117 i produkter som de distribuerar över hela USA. Spridningen av flamskyddsmedel, och särskilt halogenerade organiska flamskyddsmedel, i möbler över hela USA är starkt kopplad till TB 117.

Som svar på farhågor om hälsoeffekterna av flamskyddsmedel i stoppade möbler föreslog Kalifornien i februari 2013 att modifiera TB 117 för att kräva att tyg som täcker stoppade möbler uppfyller ett glödtest och för att eliminera skummets brandfarlighetsstandarder. Guvernör Jerry Brown undertecknade den modifierade TB117-2013 i november och den trädde i kraft 2014. Den ändrade förordningen kräver inte en minskning av flamskyddsmedel.

I Europa varierar flamskyddsstandarderna för inredning och är de strängaste i Storbritannien och Irland. Generellt skulle rangordningen av de olika vanliga flamskyddstesterna över hela världen för möbler och mjuka möbler indikera att Kalifornien-testet Cal TB117 - 2013-testet är det enklaste att klara, det finns ökande svårigheter att klara Cal TB117 -1975 följt av det brittiska testet BS 5852 och följt av Cal TB133. Ett av de mest krävande brännbarhetstesterna världen över är förmodligen US Federal Aviation Authority-testet för flygplanssäten som involverar användningen av en fotogenbrännare som spränger låga mot provbiten. Greenstreet Berman-studien från 2009, utförd av den brittiska regeringen, visade att under perioden mellan 2002 och 2007 stod de brittiska reglerna för brandsäkerhet för möbler och möbler för 54 färre dödsfall per år, 780 färre dödsoffer per år och 1 065 färre bränder varje år efter införandet av de brittiska säkerhetsföreskrifterna för möbel 1988.

Effektivitet

Effektiviteten hos flamskyddade kemikalier för att minska brandfarligheten hos konsumentprodukter vid husbränder är omtvistad. Förespråkare för den flamskyddade industrin, som American Chemistry Councils North American Flame Retardant Alliance, citerar en studie från National Bureau of Standards som visar att ett rum fyllt med flamskyddade produkter (en polyuretanskum vadderad stol och flera andra föremål, inklusive skåp och elektronik) erbjöd ett 15 gånger större tidsfönster för de boende att fly ur rummet än ett liknande rum fritt från flamskyddsmedel. Men kritiker av denna position, inklusive huvudstudieförfattaren, hävdar att nivåerna av flamskyddsmedel som användes i 1988 års studie, även om de finns kommersiellt, är mycket högre än de nivåer som krävs av TB 117 och används allmänt i USA i stoppade möbler. .

En annan studie drog slutsatsen att flamskyddsmedel är ett effektivt verktyg för att minska brandrisker utan att skapa giftiga utsläpp.

Flera studier på 1980-talet testade antändning i hela möbler med olika klädsel- och fyllningstyper, inklusive olika flamskyddande formuleringar. De tittade särskilt på maximal värmeavgivning och tid till maximal värmeavgivning, två viktiga indikatorer på brandfara. Dessa studier fann att typen av tygöverdrag hade stor inverkan på lättantändningen, att bomullsfyllningar var mycket mindre brandfarliga än polyuretanskumfyllningar och att ett mellanläggsmaterial avsevärt minskade lättantändningen. De fann också att även om vissa flamskyddande formuleringar minskade lättantändningen, hade den mest grundläggande formuleringen som uppfyllde TB 117 mycket liten effekt. I en av studierna hade skumfyllningar som uppfyllde TB 117 likvärdiga antändningstider som samma skumfyllningar utan flamskyddsmedel. En rapport från Proceedings of the Polyurethane Foam Association visade inte heller någon nytta i tester med öppen låga och cigarett med skumkuddar behandlade med flamskyddsmedel för att uppfylla TB 117. Andra forskare stöder dock detta test med öppen låga.

Jämfört med bomull ökar flamskyddsmedel brandtoxiciteten. De har en stor effekt på brännbarhetstester i bänkskala, men en försumbar effekt på storskaliga brandtester. Möbler av naturligt flamskyddade material är mycket säkrare än skum med brandskyddsmedel.

Miljö- och hälsofrågor

Miljöbeteendet hos flamskyddsmedel har studerats sedan 1990-talet. Främst bromerade flamskyddsmedel hittades i många miljödelar och organismer inklusive människor, och vissa enskilda ämnen visade sig ha giftiga egenskaper. Därför har alternativ efterfrågats av myndigheter, icke-statliga organisationer och utrustningstillverkare. Det EU-finansierade samarbetsforskningsprojektet ENFIRO (EU-forskningsprojekt FP7: 226563, avslutat 2012) utgick från antagandet att det inte fanns tillräckligt med miljö- och hälsodata om alternativ till de etablerade bromerade flamskyddsmedlen. För att göra utvärderingen heltäckande beslöts att även jämföra material och brandprestanda samt göra en livscykelbedömning av en referensprodukt innehållande halogenfria kontra bromerade flamskyddsmedel. Ett dussintal halogenfria flamskyddsmedel studerades representerande en mängd olika applikationer, från teknisk plast, tryckta kretskort , inkapslingsmedel till textil och svällande beläggningar. En stor grupp av de studerade flamskyddsmedlen visade sig ha en bra miljö- och hälsoprofil: ammoniumpolyfosfat (APP), aluminiumdietylfosfinat (Alpi), aluminiumhydroxid (ATH), magnesiumhydroxid (MDH), melaminpolyfosfat (MPP), dihydrooxafosfafenantren (DOPO), zinkstannat (ZS) och zinkhydroxstannat (ZHS). Sammantaget visade sig de ha en mycket lägre tendens att bioackumuleras i fettvävnad än de studerade bromerade flamskyddsmedlen.

Testerna på brandbeteendet hos material med olika flamskyddsmedel visade att halogenfria flamskyddsmedel ger mindre rök och giftiga brandutsläpp, med undantag för arylfosfaterna RDP och BDP i styrenpolymerer. Lakningsexperimenten visade att polymerens natur är en dominerande faktor och att lakningsbeteendet för halogenfria och bromerade flamskyddsmedel är jämförbart . Ju mer porös eller " hydrofil " en polymer är desto mer flamskyddsmedel kan frigöras. Formgjutna plattor som representerar verkliga plastprodukter visade dock mycket lägre urlakningsnivåer än extruderade polymergranuler. Konsekvensanalyserna bekräftade på nytt att felaktig avfalls- och återvinningsbehandling av elektroniska produkter med bromerade flamskyddsmedel kan producera dioxiner , vilket inte är fallet med halogenfria alternativ. Vidare United States Environmental Protection Agency (US-EPA) genomfört en rad projekt relaterade till miljöbedömning av alternativa flamskyddsmedel, projekten " design för miljön " om flamskyddsmedel för tryckta kretskort och alternativ till dekabromdifenyletrar och hexabromcyklododekan (HBCD).

2009 släppte US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en rapport om polybromerade difenyletrar (PBDE) och fann att de, i motsats till tidigare rapporter, hittades i hela USA:s kustzon. Denna rikstäckande undersökning fann att New Yorks Hudson Raritan Estuary hade de högsta totala koncentrationerna av PBDE, både i sediment och skaldjur. Enskilda platser med de högsta PBDE-mätningarna hittades i skaldjur tagna från Anaheim Bay, Kalifornien, och fyra platser i Hudson Raritan Estuary. Vattendelar som inkluderar Southern California Bight, Puget Sound, centrala och östra Mexikanska golfen utanför Tampas och St. Petersburgs kust, i Florida, och vattnet i Lake Michigan nära Chicago och Gary, Indiana, visade sig också ha höga PBDE-koncentrationer.

Hälsoproblem

De tidigaste flamskyddsmedlen, polyklorerade bifenyler (PCB), förbjöds i USA 1977 när man upptäckte att de var giftiga. Branscher använde bromerade flamskyddsmedel , men dessa får nu en närmare granskning. Under 2004 och 2008 förbjöd EU flera typer av polybromerade difenyletrar ( PBDE). Förhandlingar mellan EPA och de två amerikanska tillverkarna av DecaBDE (ett flamskyddsmedel som har använts i elektronik, tråd- och kabelisolering, textilier, bilar och flygplan och andra applikationer), Albemarle Corporation och Chemtura Corporation, och den största amerikanska importören , ICL Industrial Products, Inc., resulterade i åtaganden från dessa företag att fasa ut dekaBDE för de flesta användningsområden i USA senast den 31 december 2012, och att avsluta all användning i slutet av 2013. Delstaten Kalifornien har listat det flamskyddade medlet kemiskt klorerat Tris (tris(1,3-diklor-2-propyl) fosfat eller TDCPP) som en kemikalie som är känd för att orsaka cancer. I december 2012 lämnade Kaliforniens ideella Center for Environmental Health in meddelanden om avsikt att stämma flera ledande återförsäljare och tillverkare av babyprodukter för att ha brutit mot Kaliforniens lag för att de inte märkte produkter som innehåller detta cancerframkallande flamskyddsmedel. Medan efterfrågan på bromerade och klorerade flamskyddsmedel i Nordamerika och Västeuropa minskar, ökar den i alla andra regioner.

Det finns ett potentiellt samband mellan exponeringen för fosfor-flamskyddsmedel (PFR) i damm inomhus och utvecklingen av allergier, astma och dermatit. En studie genomfördes 2014 av Araki, A. et al. i Japan för att bedöma detta förhållande. De fann ett signifikant samband mellan Tris (2-kloro-iso-propyl) fosfat (TCIPP) och atopisk dermatit med en oddskvot på 2,43. De fann också att tributylfosfatet var associerat med utvecklingen av allergisk rinit och astma med en oddskvot på 2,55 respektive 2,85.

En annan studie utförd av Chevrier et al. 2010 mätte koncentrationen av 10 PBDE-kongener, fritt tyroxin (T4), totalt T4 och sköldkörtelstimulerande hormon (TSH) hos 270 gravida kvinnor runt den 27:e graviditetsveckan. Samband mellan PBDE och fritt och totalt T4 visade sig vara statistiskt insignifikanta. Författarna fann dock ett signifikant samband mellan exponering för PBDE och lägre TSH under graviditeten, vilket kan ha konsekvenser för mödrars hälsa och fosterutveckling.

En prospektiv, longitudinell kohortstudie initierad efter 11 september 2001 , inklusive 329 mödrar som förlossade på ett av tre sjukhus på nedre Manhattan, New York, utfördes av Herbstman et al. 2010. Författarna till denna studie analyserade 210 navelsträngsblodprover för utvalda PBDE-kongener och bedömde neuroutvecklingseffekter hos barn vid 12–48 och 72 månaders ålder. Resultaten visade att barn som hade högre navelsträngsblodkoncentrationer av polybromerade difenyletrar (PBDE) fick lägre poäng på tester av mental och motorisk utveckling vid 1–4 och 6 års ålder. Detta var den första studien som rapporterade sådana samband hos människor.

En liknande studie utfördes av Roze et al. 2009 i Nederländerna om 62 mödrar och barn för att uppskatta samband mellan 12 organohalogenföreningar (OHC), inklusive polyklorerade bifenyler (PCB) och bromerade difenyleter (PBDE) flamskyddsmedel, mätt i moderns serum under den 35:e graviditetsveckan och motorisk prestanda ( koordination, finmotorik ) , kognition (intelligens, visuell perception, visuomotorisk integration, hämmande kontroll, verbalt minne och uppmärksamhet) och beteendepoäng vid 5–6 års ålder. Författare visade för första gången att transplacental överföring av polybromerade flamskyddsmedel var förknippad med utvecklingen av barn i skolåldern.

En annan studie utfördes av Rose et al. 2010 för att mäta cirkulerande PBDE-nivåer hos 100 barn mellan 2 och 5 år från Kalifornien. PBDE-nivåerna enligt denna studie var hos 2- till 5-åriga barn i Kalifornien 10 till 1 000 gånger högre än europeiska barn, 5 gånger högre än andra amerikanska barn och 2 till 10 gånger högre än amerikanska vuxna. De fann också att kost, inomhusmiljö och sociala faktorer påverkade barns kroppsbelastningsnivåer. Att äta fjäderfä och fläsk bidrog till förhöjd kroppsbelastning för nästan alla typer av flamskyddsmedel. Studien fann också att lägre mödrautbildning var oberoende och signifikant associerad med högre nivåer av de flesta flamskyddskongener hos barnen.

San Antonio uttalande om bromerade och klorerade flamskyddsmedel 2010 : En grupp på 145 framstående forskare från 22 länder undertecknade det första konsensusförklaringen någonsin som dokumenterar hälsorisker från flamskyddade kemikalier som finns i höga halter i hemmöbler , elektronik , isolering och andra produkter. Detta uttalande dokumenterar att dessa flamskyddsmedel, med begränsad brandsäkerhetsfördel, kan orsaka allvarliga hälsoproblem, och eftersom typer av flamskyddsmedel är förbjudna bör alternativen bevisas säkra innan de används. Gruppen vill också ändra utbredda policyer som kräver användning av flamskyddsmedel.

Mekanismer för toxicitet

Direkt exponering

Många halogenerade flamskyddsmedel med aromatiska ringar, inklusive de flesta bromerade flamskyddsmedel, är sannolikt sköldkörtelhormonstörande ämnen . Sköldkörtelhormonerna trijodtyronin (T3) och tyroxin (T4) bär jodatomer, en annan halogen, och liknar strukturellt många aromatiska halogenerade flamskyddsmedel, inklusive PCB, TBBPA och PBDE . Sådana flamskyddsmedel verkar därför konkurrera om bindningsställen i sköldkörtelsystemet, vilket stör normal funktion av sköldkörteltransportproteiner ( som transtyretin ) in vitro och sköldkörtelhormonreceptorer . En 2009 in vivo -djurstudie utförd av US Environmental Protection Agency (EPA) visade att avjodering, aktiv transport, sulfatering och glukuronidering kan vara involverade i störningar av sköldkörtelhomeostas efter perinatal exponering för PBDE under kritiska utvecklingstidpunkter i livmodern och strax efter födelse. Avbrott i dejodinas som rapporterats i Szabo et al., 2009 in vivo -studie fick stöd i en uppföljande in vitro- studie. De skadliga effekterna på levermekanismen av störningar av sköldkörtelhormon under utveckling har visats kvarstå i vuxen ålder. EPA noterade att PBDE är särskilt giftiga för utvecklande hjärnor hos djur. Peer-reviewed studier har visat att även en enda dos som administreras till möss under utvecklingen av hjärnan kan orsaka permanenta förändringar i beteende, inklusive hyperaktivitet.

Baserat på laboratoriestudier in vitro , härmar flera flamskyddsmedel, inklusive PBDE, TBBPA och BADP, sannolikt också andra hormoner, inklusive östrogener , progesteron och androgener . Bisfenol A-föreningar med lägre bromeringsgrad verkar uppvisa större östrogenicitet. Vissa halogenerade flamskyddsmedel, inklusive de mindre bromerade PBDE:erna, kan vara direkta neurotoxiska medel i in vitro cellodlingsstudier: Genom att förändra kalciumhomeostas och signalering i neuroner , såväl som neurotransmittorfrisättning och upptag vid synapser , stör de normal neurotransmission . Mitokondrier kan vara särskilt känsliga för PBDE-toxicitet på grund av deras inverkan på oxidativ stress och kalciumaktivitet i mitokondrier. Exponering för PBDE kan också förändra neurala celldifferentiering och migration under utveckling.

Nedbrytningsprodukter

Många flamskyddsmedel bryts ned till föreningar som också är giftiga, och i vissa fall kan nedbrytningsprodukterna vara det primära giftiga medlet:

  • Halogenerade föreningar med aromatiska ringar kan brytas ned till dioxiner och dioxinliknande föreningar, särskilt vid upphettning, till exempel under produktion, en brand, återvinning eller exponering för sol. Klorerade dioxiner är bland de mycket giftiga föreningar som anges i Stockholmskonventionen om långlivade organiska föroreningar .
  • Polybromerade difenyletrar med högre antal bromatomer, såsom dekaBDE, är mindre toxiska än PBDE med lägre antal bromatomer, såsom pentaBDE. Men eftersom PBDE av högre ordning bryts ned biotiskt eller abiotiskt, avlägsnas bromatomer, vilket resulterar i mer toxiska PBDE-kongener.
  • När vissa halogenerade flamskyddsmedel som PBDE metaboliseras, bildar de hydroxylerade metaboliter som kan vara mer toxiska än moderföreningen. Dessa hydroxylerade metaboliter, till exempel, kan konkurrera starkare om att binda med transtyretin eller andra komponenter i sköldkörtelsystemet, kan vara mer potenta östrogenhärmare än moderföreningen och kan kraftigare påverka neurotransmittorreceptoraktivitet.
  • Bisfenol-A-difenylfosfat (BADP) och tetrabrombisfenol A (TBBPA) bryts sannolikt ned till bisfenol A (BPA), en hormonstörande faktor .

Exponeringsvägar

Människor kan exponeras för flamskyddsmedel genom flera vägar, inklusive diet; konsumentprodukter i hemmet, fordonet eller arbetsplatsen; ockupation; eller miljöföroreningar nära deras hem eller arbetsplats. Invånare i Nordamerika tenderar att ha betydligt högre kroppsnivåer av flamskyddsmedel än människor som bor i många andra utvecklade områden, och runt om i världen har kroppsnivåerna av flamskyddsmedel ökat under de senaste 30 åren.

Exponering för PBDE har studerats mest. Eftersom PBDE har fasats ut ur användning på grund av hälsoproblem, har organofosfor flamskyddsmedel, inklusive halogenerade organofosfat flamskyddsmedel, ofta använts för att ersätta dem. I vissa studier har inomhusluftkoncentrationerna av fosfor flamskyddsmedel visat sig vara högre än inomhusluftens koncentrationer av PBDE. Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) utfärdade 2011 vetenskapliga yttranden om exponering för HBCD och TBBPA och dess derivat i livsmedel och drog slutsatsen att den nuvarande exponeringen via kosten i Europeiska unionen inte ger upphov till hälsoproblem.

Exponering i den allmänna befolkningen

Kroppsbelastningen av PBDE hos amerikaner korrelerar väl med nivån av PBDE mätt i svabbar av deras händer, troligen plockade upp från damm. [55] [56] Dammexponering kan förekomma i hemmet, bilen eller på arbetsplatsen. Nivåerna av PBDE kan vara så mycket som 20 gånger högre i fordonsdamm som i hushållsdamm, och uppvärmning av fordonets interiör under varma sommardagar kan bryta ner flamskyddsmedel till mer giftiga nedbrytningsprodukter. [57] Däremot verkar blodserumnivåer av PBDE korrelera mest med nivåer som finns i damm i hemmet. [56] 60-80 % av exponeringarna beror på damminandning eller förtäring. [50] [51] . Utöver detta sker 20–40 % av exponeringen för PBDE för vuxna i USA genom födointag eftersom PBDE bioackumuleras i näringskedjan. Hög koncentration kan hittas i kött, mejeriprodukter och fisk med den återstående exponeringen till stor del på grund av damminandning eller förtäring [ 50] [51] . Individer kan också exponeras genom elektroniska och elektriska apparater. Små barn i USA tenderar att bära högre halter av flamskyddsmedel per kroppsviktsenhet än vuxna. [59] [60] Spädbarn och småbarn är särskilt utsatta för halogenerade flamskyddsmedel som finns i bröstmjölk och damm. Eftersom många halogenerade flamskyddsmedel är fettlösliga, ackumuleras de i feta områden som bröstvävnad och mobiliseras till bröstmjölk, vilket ger höga halter av flamskyddsmedel till ammande spädbarn. [51] PBDE passerar också placentan, vilket betyder att spädbarn exponeras i livmodern. Mödrars nivå av sköldkörtelhormon (T4) kan störas och exponering in utero i studier på råtta har visat sig förändra motorisk kontroll, fördröja sensorisk utveckling och puberteten.

En annan orsak till höga exponeringsnivåer hos små barn beror på att konsumentprodukter åldras, små materialpartiklar blir dammpartiklar i luften och landar på ytor runt hemmet, inklusive golvet. Små barn som kryper och leker på golvet tar ofta händerna mot munnen och får i sig ungefär dubbelt så mycket husdamm som vuxna per dag i USA. [58] Barn har också ett högre födointag per kilo kroppsvikt jämfört med vuxna. Små barn utsätts också för flamskyddsmedel genom sina kläder, bilbarnstolar och leksaker. Introduktionen av dessa kemikalier skedde efter den tragiska döden av barn som bar borstat rayontyg som lätt kunde antändas. USA antog Flammable Fabrics Act som antogs 1953, varefter flamskyddsmedel fick mandat att läggas till många barnartiklar, inklusive pyjamas. Även om flamskyddsmedel har visat sig minska risken för brännskador hos barn, uppvägs inte riskerna för sköldkörtelstörningar samt fysiska och kognitiva utvecklingsförseningar.

En studie genomfördes av Carignan 2013, C. et al. fann att gymnaster utsätts för vissa flamskyddade produkter som PentaBDE och TBB mer än den allmänna befolkningen i USA. Efter att ha testat handtorkningsprover före och efter träningen fann de att BDE-153-koncentrationen var fyra till över sex gånger högre bland gymnaster än befolkningen i USA. PentaBDE-koncentrationen var också högre upp till tre gånger efter träning jämfört med nivån innan; indikerar en högre nivå av flamskyddsmedel på träningsutrustningen. Dessutom hittade de flera flamskyddade produkter med olika koncentrationer i luften och damm som var högre i gymmet än i bostäder. Studien utfördes dock på ett litet urval; och ytterligare studier rekommenderas för att bedöma sambandet.

Yrkesmässig exponering

Vissa yrken utsätter arbetare för högre halter av halogenerade flamskyddsmedel och deras nedbrytningsprodukter. En liten studie av amerikanska skumåtervinnare och mattinstallatörer, som hanterar stoppning ofta gjord av återvunnet polyuretanskum, visade förhöjda nivåer av flamskyddsmedel i deras vävnader. Arbetare i elektronikåtervinningsanläggningar runt om i världen har också förhöjda kroppsnivåer av flamskyddsmedel i förhållande till den allmänna befolkningen. Miljökontroller kan avsevärt minska denna exponering, medan arbetare i områden med liten tillsyn kan få i sig mycket höga halter av flamskyddsmedel. Elektronikåtervinnare i Guiyu, Kina, har några av världens högsta nivåer av PBDE i människokroppen. En studie utförd i Finland fastställde arbetstagares yrkesexponering för bromerade flamskyddsmedel och klorerade flamskyddsmedel (TBBPA, PBDE, DBDPE, HBCD, Hexabrombensen och Dechlorane plus). På fyra återvinningsplatser för avfall från elektrisk och elektronisk utrustning ( WEEE) drog studien slutsatsen att kontrollåtgärder som genomförts på plats minskade exponeringen avsevärt. Arbetare som tillverkar produkter som innehåller flamskyddsmedel (som fordon, elektronik och babyprodukter) kan exponeras på liknande sätt. Amerikanska brandmän kan ha förhöjda halter av PBDE och höga halter av bromerade furaner , giftiga nedbrytningsprodukter av bromerade flamskyddsmedel.

Miljöexponering

Flamskyddsmedel tillverkade för användning i konsumentprodukter har släppts ut i miljöer runt om i världen. Den flamskyddade industrin har utvecklat ett frivilligt initiativ för att minska utsläppen till miljön (VECAP) genom att främja bästa praxis under tillverkningsprocessen. Samhällen nära elektronikfabriker och avfallshanteringsanläggningar, särskilt områden med liten miljötillsyn eller kontroll, utvecklar höga nivåer av flamskyddsmedel i luft, jord, vatten, växtlighet och människor.

Organiska fosfor flamskyddsmedel har påvisats i avloppsvatten i Spanien och Sverige, och vissa föreningar tycks inte avlägsnas ordentligt under vattenrening. Organofosfor flamskyddsmedel hittades också i kran- och flaskvatten i Kina. Likaså i Elbe-floden i Tyskland.

Förfogande

När produkter med flamskyddsmedel når slutet av sin livslängd återvinns de vanligtvis, förbränns eller deponeras.

Återvinning kan förorena arbetare och samhällen nära återvinningsanläggningar, såväl som nya material, med halogenerade flamskyddsmedel och deras nedbrytningsprodukter. Elektroniskt avfall , fordon och andra produkter smälts ofta för att återvinna sina metallkomponenter, och sådan uppvärmning kan generera giftiga dioxiner och furaner. När man bär personlig skyddsutrustning (PPE) och när ett ventilationssystem är installerat kan exponeringen av arbetare för damm reduceras avsevärt, vilket framgår av arbetet utfört av återvinningsanläggningen Stena-Technoworld AB i Sverige. Bromerade flamskyddsmedel kan också förändra plastens fysiska egenskaper, vilket resulterar i sämre prestanda i återvunna produkter och i "downcycling" av materialen. Det verkar som om plaster med bromerade flamskyddsmedel blandar sig med flamskyddsfria plaster i återvinningsströmmen och en sådan downcycling äger rum.

Förbränning av dålig kvalitet genererar och frigör på samma sätt stora mängder giftiga nedbrytningsprodukter. Kontrollerad förbränning av material med halogenerade flamskyddsmedel, samtidigt som den är kostsam, minskar avsevärt utsläpp av giftiga biprodukter.

Många produkter som innehåller halogenerade flamskyddsmedel skickas till deponier. Tillsatser, i motsats till reaktiva, flamskyddsmedel är inte kemiskt bundna till basmaterialet och läcker ut lättare. Bromerade flamskyddsmedel, inklusive PBDE, har observerats läcka ut från deponier i industriländer, inklusive Kanada och Sydafrika. Vissa deponier tillåter infångning av lakvatten, som skulle behöva behandlas. Dessa mönster försämras också med tiden.

Regulatorisk opposition

Strax efter att Kalifornien ändrade TB117 2013 för att endast kräva flambeständiga möbelöverdrag (utan begränsningar för interiörkomponenterna), hörde möbeltillverkare över hela USA ökade krav på flamskyddsfria möbler. Observera att pyrbeständiga tyger som används i flambeständiga beläggningar inte innehåller PBDE, organofosfater eller andra kemikalier som historiskt sett har samband med negativa effekter på människors hälsa. Ett antal beslutsfattare inom hälsosektorn - som står för nästan 18 % av USA:s BNP - har åtagit sig att köpa sådana material och möbler. Tidiga användare av denna policy inkluderade Kaiser Permanente, Advocate Health Care, Hackensack University Hospital och University Hospitals. Sammantaget uppgick möblernas köpkraft för dessa sjukhus till 50 miljoner dollar. Alla dessa sjukhus och sjukhussystem tillskriver Healthier Hospitals Initiative, som har över 1300 medlemssjukhus, och främjar miljömässig hållbarhet och samhällshälsa inom hälso- och sjukvårdsindustrin.

Ytterligare lagstiftning i Kalifornien har tjänat till att utbilda allmänheten om flamskyddsmedel i deras hem, vilket i praktiken minskar konsumenternas efterfrågan på produkter som innehåller dessa kemikalier. Enligt en lag (Senate Bill, 1019) undertecknad av guvernör Jerry Brown 2014 måste alla möbler tillverkade efter 1 januari 2015 innehålla en konsumentvarningsetikett som anger om den innehåller eller inte innehåller flamskyddade kemikalier

Från och med september 2017 nådde ämnet federal regulatorisk uppmärksamhet i Consumer Product Safety Commission, som röstade för att sammansätta en rådgivande panel för kroniska risker som fokuserade på att beskriva vissa risker med olika konsumentprodukter, särskilt baby- och barnvårdsprodukter (inklusive sängkläder och leksaker). stoppade hemmöbler, madrasser och madrasser och bäddmadrasser och plasthöljen som omger elektronik. Denna rådgivande panel har till uppgift att ta itu med riskerna med additiv, icke-polymera organohalogen flamskyddsmedel (OFR). Även om dessa kemikalier inte har förbjudits, sätter denna dom igång en djupgående konsumentsäkerhetsutredning som så småningom kan leda till att dessa ämnen helt tas bort från konsumenttillverkning.

I enlighet med Toxic Substances Control Act från 1976 utvärderar Environmental Protection Agency också aktivt säkerheten för olika flamskyddsmedel, inklusive klorerade fosfatestrar, tetrabrombisfenol A, cykliska alifatiska bromider och bromerade ftalater. Ytterligare bestämmelser beror på EPA-resultat från denna analys, även om eventuella regleringsprocesser kan ta flera år.

National Bureau of Standards testning

I ett testprogram från 1988, utfört av det tidigare National Bureau of Standards (NBS), nu National Institute of Standards and Technology (NIST), för att kvantifiera effekterna av brandhämmande kemikalier på total brandrisk. Fem olika typer av produkter, var och en gjord av olika typer av plast, användes. Produkterna tillverkades i analoga brandhämmande (FR) och icke retarderade varianter (NFR).

Effekten av FR-material (flammhämmande) på överlevnadsförmågan hos de boende i byggnaden bedömdes på två sätt:

Först, att jämföra tiden tills ett hemutrymme inte är lämpligt för ockupation i det brinnande rummet, känt som "ohållbarhet"; detta gäller för de boende i det brinnande rummet. För det andra att jämföra den totala produktionen av värme, giftiga gaser och rök från branden; detta är tillämpligt på boende i byggnaden på avstånd från brandrummet.

Tiden till ohållbarhet bedöms av den tid som är tillgänglig för de boende innan antingen (a) rumsövertändning inträffar eller (b) ohållbarhet på grund av produktion av giftig gas inträffar. För FR-testerna var den genomsnittliga tillgängliga utrymningstiden mer än 15 gånger längre än för de boende i rummet utan brandskyddsmedel.

När det gäller produktionen av förbränningsprodukter,

  • Mängden material som förbrukades i branden för de brandhämmande (FR)-testerna var mindre än hälften av den mängd som gick förlorade i de icke-brandhämmande (NFR)-testerna.
  • FR-testerna indikerade en mängd värme som frigjordes från branden som var 1/4 av den mängd som frigjordes vid NFR-testerna.
  • Den totala mängden giftiga gaser som producerades i rumsbrandtesterna, uttryckta i "CO-ekvivalenter", var 1/3 för FR-produkterna, jämfört med NFR-produkterna.
  • Rökproduktionen skilde sig inte nämnvärt mellan rumsbrandtesterna med NFR-produkter och de med FR-produkter.

I dessa tester minskade således de brandhämmande tillsatserna den totala brandrisken.

Global efterfrågan

2013 var världskonsumtionen av flamskyddsmedel mer än 2 miljoner ton. Det kommersiellt mest importerade applikationsområdet är byggsektorn. Den behöver flamskyddsmedel för till exempel rör och kablar av plast. Under 2008 konsumerade USA, Europa och Asien 1,8 miljoner ton, värt 4,20-4,25 miljarder USD. Enligt Ceresana ökar marknaden för flamskyddsmedel på grund av stigande säkerhetsstandarder världen över och den ökade användningen av flamskyddsmedel. Det förväntas att den globala flamskyddsmarknaden kommer att generera 5,8 miljarder USD. 2010 var Asien-Stillahavsområdet den största marknaden för flamskyddsmedel, och stod för cirka 41 % av den globala efterfrågan, följt av Nordamerika och Västeuropa.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Flame_retardant&oldid=1139757465 "