Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta. Estery kyseliny ftalové v obalových materiálech Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Estery kyseliny ftalové v obalových materiálech Bakalářská práce Vedoucí práce: prof. Ing. Alžbeta Jarošová, Ph.D. Brno 2013 Vypracovala: Kateřina Závadská

2

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Estery kyseliny ftalové v obalových materiálech vypracoval(a) samostatně a použil(a) jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Dne Podpis

4 PODĚKOVÁNÍ Tímto bych chtěla poděkovat paní prof. Ing. Alžbetě Jarošové, Ph. D. za odborné vedení mé bakalářské práce a velice vstřícný přístup. Dále bych chtěla poděkovat své rodině a přátelům za podporu a trpělivost.

5 ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá tématem esterů kyseliny flatové (PAE) v obalových materiálech. Cílem bylo shrnout poznatky o výskytu esterů kyseliny ftalové v obalových materiálech a životním prostředí obecně. Byly popsány vlastnosti těchto kontaminantů, expozice člověka a metabolismus. Expozice člověka začíná již v prenatálním vývoji a pokračuje postnatálním vývojem inhalací, perorální a kožní resorpcí. Dále se práce zabývá výskytem a migrací PAE z obalů, účinky na lidský a živočišný organismus. Lze říct, že estery kyseliny ftalové mají negativní vliv na živočišný a lidský organismus a to především díky vstupu do potravního řetězce. Byly prostudovány i legislativní požadavky České republiky a Evropské unie na výskyt ftalátů v potravinách, plastových obalových materiálech a hračkách. Byly zde sepsány i možné regulace a prevence ftalátů a současné metody stanovení. Klíčová slova: Ftaláty, expozice, toxické látky, účinek, riziko, hračky, plasty, obaly ABSTRACT This bachelor thesis deals with phthalic acid esters (PAE) in packaging materials. The aim is to summarize the findings of phthalic acid esters in the packaging materials and environment in general. In this bachelor thesis have been described properties of these contaminants, human exposure and metabolism. Human exposure begins in the prenatal development and continues by postnatal development inhalation, oral and dermal resorption. Also, this paper looks at the occurrence and migration of PAE from packaging and effects on human and animal organism. It can be said that the pthalic acid esters have a negative impact on animal and human organism, especially due to the entry into the food chain. Furthermore, a study of legislative requirements of the Czech Republic and the European Union on phthalic occurrence in food, plastic packaging materials and toys was carried out. A draft for regulations and possible prevention of phthalates and current methods of determination was also mentioned. Key words: Phthalates, exposure, toxic substances, effect, risk, toys, plastics, packaging

6 Obsah 1. ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Chemická struktura Fyzikálně-chemické vlastnosti Toxicita ftalátů Akutní toxicita Chronická toxicita Využití esterů kyseliny ftalové Expozice člověka Metabolismus ftalátů Průnik do životního prostředí Ovzduší Voda Půda Výskyt ftalátů v krmivech, surovinách a potravinách Výskyt a migrace PAE z obalů Legislativa Regulace a prevence ftalátů Metody stanovení ftalátů Plynová chromatografie Kapalinová chromatografie Gelová permeační chromatografie ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM ZKRATEK SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK... 45

7 1. ÚVOD S rozvojem výroby a technologií na výrobu potravin rostou i nároky na obalové materiály a obaly potravin. Obaly by měly plnit různá kritéria dle požadavků na ně. Díky tomu se začaly používat plastové obaly a to z důvodu jejich dobrých vlastností, dostupnosti a manipulovatelnosti. Měli bychom si uvědomit, že i tyto obaly mohou obsahovat velice škodlivé látky estery kyseliny ftalové, které jsou používány jako změkčovadla plastů. Je prokázáno, že tyto látky působí mutagenně, teratogenně, embryotoxicky, spermiotoxicky, hepatotoxicky, neurotoxicky a karcinogenně při dlouhodobé expozici. Ftaláty nejsou v polymeru pevně vázány, a tudíž může docházet k uvolňování do materiálů, které jsou v přímém kontaktu s plastem. Živé organismy přijímají ftaláty prakticky denně. Ftaláty jsou všudypřítomné kontaminanty, které lidský organismus dokáže vstřebávat perorální a kožní resorpcí, a inhalací. Bylo dokázáno, že se vyskytují v ovzduší, vodě, půdě a hlavně v potravinách. Organismus ftaláty dokáže degradovat a následně vylučovat, bohužel jejich denní příjem je vyšší, než množství, které dokáže vyloučit. Nejohroženější skupinou populace jsou děti, které kumulují ftaláty v těle mnohem snáze než dospělý organismus a nedokážou tolik vylučovat. Studie prokázaly škodlivé účinky, které ukazují na nutnost nahrazení těchto změkčovadel za jiné, méně škodlivé látky, nebo by se měly používat jiné obalové materiály. V dnešní době je mnoho lidí, kteří mají rakovinu, problémy s početím apod. Nejsou to jen starší lidé, ale i malé děti, které přichází do kontaktu se všemi škodlivými látkami prostřednictvím matky. Měli bychom omezit škodlivé látky, které přijímáme na minimum. Je to vhodné nejen pro nás, ale i pro další generace a zdravější populaci. 7

8 2. CÍL PRÁCE Estery kyseliny ftalové jsou velice závažné kontaminanty životního prostředí a potravin. Kumulují se převážně v tukových tkáních a následně pak ve svalovině a to díky jejich lipofilnímu charakteru. Je nutné sledovat obsah ftalátů zejména v potravním řetězci a následně i v životním prostředí. Tyto látky vykazující negativní účinky na živočišný a lidský organismus. Cílem bakalářské práce bylo: - Prostudovat dostupnou literaturu týkající se výskytu esterů kyseliny ftalové v potravním řetězci, obalech a životním prostředí. - Prostudovat výskyt a migrace PAE z obalů do potravin. - Prostudovat chromatografické metody, které se používají při stanovení PAE. - Dle pokynů zpracovat a odevzdat bakalářskou práci. 8

9 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Chemická struktura Ftaláty jsou průmyslové látky se společnou chemickou strukturou. Jsou to dialkyly, alkyly, nebo aryl estery kyseliny benzen 1,2 dikarboxylové (Latini, 2005). Estery kyseliny ftalové, označované jako ftaláty nebo flexoly, jsou všudypřítomné organické kontaminanty životního prostředí. Jejich vysoká produkce má souvislost s vhodnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, které se uplatňují jako změkčovadla (látky zlepšující mechanické vlastnosti plastických hmot, převážně PVC). Produkt vyrobený pomocí ftalátů následně může obsahovat 5 až 30 % tohoto změkčovadla (Kizlink, 2011). Ftaláty nejsou v polymeru chemicky vázány, může tedy docházet k uvolňování do materiálu, který je v kontaktu s plastem. Ftaláty jsou estery kyseliny ftalové, neboli 1,2-benzendikarboxylové kyseliny. Jejich molekula je tvořena planárním aromatickým kruhem s dvěma flexibilními, nelineárními alifatickými postranními řetězci, které jsou většinou shodné (Velíšek, 2002). Úřad pro ochranu životního prostředí v Americe (EPA, Enviromental Protection Agency) zahrnul do seznamu prioritních kontaminantů životního prostředí šest esterů kyseliny ftalové. Nejrozšířenější jsou dibutyl-ftalát a bis(2- ethylhexyl)-ftalát. Dále sem patří dimethylftalát, diethylftalát, benzylbutylftalát a dioktylftalát (Velíšek a Hajšlová, 2009). Obr. 1 Obecné schéma ftalátů (Morin, 2003) 3.2 Fyzikálně-chemické vlastnosti Estery kyseliny ftalové se vyskytují jako čiré, olejovité, nehořlavé kapaliny bez zápachu s nízkou tenzí par a vysokým bodem varu. Estery s delším postranním řetězcem jsou značně lipofilní, tím pádem velice málo rozpustné ve vodě. S rostoucí molekulovou hmotností rozpustnost ve vodě klesá, klesá také tenze par a stoupá míra lipofility sloučenin (Velíšek a Hajšlová, 2009). 9

10 Tab. 1 Fyzikálně-chemické vlastnosti ftalátů (Velíšek a Hajšlová, 2009) Ftalát Mr Bod varu ( C) Dimethylftalát (DMP) Diethyl-ftalát (DEP) Dibutyl-ftalát (DBP) Benzylbutylftalát (BBP) Bis(2- ethylhexyl)- ftalát (DEHP) Dioktyl-ftalát (DOP) Bod tání ( C) Rozpustnost ve vodě v mg.dm -3 ( C) Tenze par v mpa a (25 C) pk ow 194, (25) 220 1,53 222, (25) 220 2,35 278, ,2 (25) 1,87 4,57 321, ,69 (25) 1,15 4,91 390, ,3 (25) 0,86 5,11 390,6 220 při tlaku 6, Pa (20) - - M r =relativní molekulová hmotnost Da, K ow =rozdělovací koeficient ve směsi oktan1- ol/voda Fyzikální vlastnosti se odvíjí od délky postranních řetězců. Podle těchto vlastností se určuje i jejich využití (Latini, 2005). 3.3 Toxicita ftalátů Byly zjištěny toxické a škodlivé účinky ftalátů. S rostoucí délkou postranního řetězce a také jeho molekulovou hmotností se zvyšuje intenzita nežádoucích účinků PAE na lidský organismus. Prokázány byly teratogenní a embryotoxické, spermiotoxické, hepatotoxické, neurotoxické a karcinogenní účinky a to při dlouhodobé expozici v experimentech in vivo nebo in vitro na živých tkáňových kulturách (Jarošová, 2000). Byly pozorovány i další nežádoucí účinky PAE a to poškození jaterních buněk krys po podání diety s 2 % DEHP po dobu 108 dní. Tato dieta způsobila u 78,5 % pokusných zvířat nádorové poškození jater (Rao aj., 1990). Studie, které byly prováděny na zvířatech, uvádí, že DEHP způsobuje abnormální sexuální vývoj jedince. Pohlavní ústrojí mláďat je citlivější k monoesteru DEHP, což je toxický metabolit monoethylhexyl ftalát MEHP, než pohlavní ústrojí dospělých savčích jedinců. Dalšími nepříznivými vlivy jsou například retence varlat, vrozené vývojové vady penisu, vyústění močové trubice 10

11 a prostaty, retence bradavky, zakrnění semenotvorných tubulů, změny v produkci spermií, snížení hmotnosti varlat, nadvarlat, prostaty, chámové žlázky a žaludu penisu. Vystavení účinkům DEHP může dále způsobovat kosterní, kardiovaskulární a oční vady, vady nervového seskupení, které tvoří základ nervové soustavy staršího embrya. Dále pak uhynutí plodu uvnitř dělohy, zvýšená pravděpodobnost úmrtí plodu, zhoršený nitroděložní a poporodní růst, změny vaječníků a neplodnost jak samic, tak samců (Růžičková aj., 2004). Odborníci z Národního toxikologického programu Střediska pro posouzení rizik v reprodukci člověka dospěli k závěru, že pro reprodukční účinky u hlodavců dosahuje LOAEL (Lowest observed adverse effect level) pro orální cestu hodnoty mg.kg -1 tělesné hmotnosti/den a NOAEL (No observed adverse effect level) je přibližně 3,7-14 mg.kg -1 tělesné hmotnosti/den (Růžičková aj., 2004). Dalšími nežádoucími účinky jsou například potlačená nebo opožděná ovulace, potlačená reprodukce estradiolu a polycystická ovaria, omezení funkce ledvin, atrofie ledvin, omezení jaterních funkcí, dýchací potíže a snížený srdeční tep a tlak (Růžičková aj., 2004). Byla prokázána toxicita DEHP u pokusných zvířat. Údaje o reálné expozici nejsou na tolik známé, aby se mohla určit toxicita člověka. Expozice těchto látek způsobuje vážné obavy, protože mohou ovlivnit mužskou reprodukci (Latini aj., 2004) Akutní toxicita Akutní toxicita esterů kyseliny ftalové je nízká. Hodnoty LD 50 to dokazují, pohybují se na úrovni jednotek až desítek gramů na kilogram. Projevem akutní toxicity je podráždění gastrointestinálního traktu, nevolnost, spavost, snížení krevního tlaku, závratě, halucinace, poruchy vidění, slzení, při inhalaci par kašel a podráždění hrdla a jícnu (Velíšek a Hajšlová, 2009). 11

12 Tab. 2 Akutní toxikologické hodnoty esterů kyseliny ftalové (Kizlink, 2011) Název LD 50 mg.kg -1 Dimethylftalát(DMP),(Repudin), (repelent) 6900 Diethylftalát (DEP) 9500 Dibuthylftalát (DBP) toxická dávka pro člověka je asi 140 mg.kg Diisobuthylftalát (DIBP) Dioktylftalát (DOP) toxická dávka pro člověka je asi 143 mg.kg Diisooktylftalát (DIOP) Bis(2-ethylhexyl)ftalát (DEHP) Dinonylftalát (DNP) Chronická toxicita Z hlediska chronického působení jsou nebezpečnější ftaláty s rozvětveným postranním řetězcem. Hodnoty LD 50 při chronické toxicitě jsou až 28 krát nižší než hodnoty akutní a to konkrétně u bis(2-ethlehexyl)ftalátu. Primárně jsou zasažena játra, ale mohou být zasaženy i ledviny a další orgány. Ftaláty při chronickém příjmu vykazují teratogenní a karcinogenní účinky a mohou ovlivnit i reprodukční schopnost organismu (Velíšek a Hajšlová, 2009). 3.4 Využití esterů kyseliny ftalové Tato skupina látek našla široké technické uplatnění v posledních desítkách let. Výroba plastických hmot a od ní se odvíjejících dalších odvětví výroby by byly z veliké části nerealizovatelné bez změkčovadel v podobě esterů kyseliny ftalové. DEHP je nejvíce používaný ftalát, nacházející se v životním prostředí nejčastěji. V Evropě se použilo 90 % DEHP jako změkčovadlo pro polymery, zejména polyvinylchlorid (PVC). Takto změkčené PVC se používá v řadě spotřebních výrobků od kosmetiky přes hračky, obaly, zdravotnické pomůcky až po stavební materiály jako obklady stěn, podlahové krytiny, filmy, tabule, potahované výrobky, kabely, hadice a profily. Tvrdý PVC se změkčuje DEHP pro zlepšení jeho pružnosti a zpracovatelnosti, tuhý polymer se změní na měkký materiál, který je vhodný pro výrobu velké škály výrobků, dokonce i zdravotnických pomůcek (Růžičková aj, 2004). 12

13 Ftaláty jsou přidávány do barev, inkoustů, laků, nátěrových hmot, lepidel, kosmetických přípravků, filmů, repelentů, pesticidů a dalších (Jarošová aj., 1997). Ftaláty od vyšší molekulové hmotnosti se používají také jako nosiče barvy a vůně v různých spotřebitelských věcech pro osobní hygienu (Cao a XL, 2010). Ze změkčených plastů vyrábí široký sortiment výrobků, jako jsou například podlahové krytiny, závěsy do koupelen, gumové rukavice, dětské hračky, obaly potraviny až po specializované výrobky používané například ve zdravotnictví (Velíšek a Hajšlová, 2009). Estery kyseliny ftalové se přidávají také do barev, laků, lepidel a tiskařského inkoustu (Jarošová aj., 2009). Některé ftaláty se běžně přidávají do komerčních produktů, které mají držet barvy nebo vůně, lesk a film. Do některých léčiv se přidávají, aby se v čase neuvolňovaly. Nicméně se primárně používají jako změkčovadla polyvinylchloridu (Latini, 2005). Obr. 2 Spotřeba čtyř hlavních ftalátů v Evropské unii v roce 1990(Peijnenburg, 2008) 3.5 Expozice člověka Lidský organismus je denně vystaven expozici 0,01 mmol PAE.kg -1 tělesné hmotnosti. Zdrojem je potrava, respektive obaly na potravinách, přesný odhad je nemožný nicméně potravu lze považovat za hlavní zdroj celkové denní expozice PAE (Jarošová, 2000). Vystavení člověka DEHP začíná již početím. Těhotné ženy jsou každodenně vystaveny DEHP a podobně působícím ftalátům jako celá populace. Tím, že jsou výrobky z PVC měkčené DEHP všudypřítomné, tak kontaminují pitnou vodu, ovzduší, potraviny a právě tímto způsobem se nejvíce vstřebávají do organismů 13

14 těhotných žen a tím i do plodu. Díky krevním vzorkům od členů Evropského parlamentu bylo prokázáno, že DEHP je jedním z nejčastějších kontaminantů v lidském těle. Dospělý organismus je vystaven DEHP z vody, vzduchu, zdravotnických pomůcek, ale převážně z potravin. Hlavním zdrojem jsou tučné potraviny, jako je olej, mléko, sýry, maso a ryby. Důvodem je, že se DEHP snadno rozpouští v tucích (Růžičková aj, 2004). Studie prokázala, že děti jsou vystaveny ftalátům a jejich metabolitům také z mateřského mléka, dětské výživy a stravy (Jarošová, 2009). Dětská strava je zdrojem DEHP s koncentrací v rozsahu od 0,01 do 0,63 mg DEHP.kg -1 dětské stravy. Dalším zdrojem expozice DEHP dětmi jsou různé předměty, které děti dávají do úst, jsou to například hračky (Růžičková aj., 2004). S ohledem na tělesnou hmotnost podléhají kojenci významně vyšší expozici než starší jedinci (Jarošová, 2009). Výzkum, který provedl Koch a kolektiv v roce 2003 naznačuje, že úroveň expozice DEHP je vyšší, než se očekávalo a to u skupin obyvatel, kteří jsou vystavováni vyšší expozici než ostatní obyvatelé. Střední hodnota příjmu DEHP u Němců je 52,1µg.kg -1 tělesné hmotnosti/den. Skupina lidí, která je nejvíce vystavena příjmu DEHP přijímá 52,1 µg.kg -1 tělesné hmotnosti/den. Odhadovaná průměrná hodnota vystavení DEHP z potravin, vody a okolního vzduchu, která je 3,8-30 µg.kg -1 tělesné hmotnosti/den je touto hodnotou přesáhnuta o 100 %. Pozornost se musí věnovat ale i souhrnnému vystavení látkám s podobným účinkem jako DEHP. Jsou to například DBP, BBP, DNP (Růžičková aj., 2004). O skutečném rozsahu expozice DEHP u dětí je známo velmi málo. Děti jsou považovány za nejcitlivější část populace, protože mohou být vystaveny hned několika zdrojům jako je mateřské mléko, kojenecká výživa, vnitřní ovzduší, dermální a orální expozice prostřednictvím prachu obsahující DEHP (Latini aj., 2004). 3.6 Metabolismus ftalátů Ihned po příjmu se ftaláty dostávají do plic, střev a krve, která je rozvádí ve formě mateřského esteru i ve formě monoesteru a příslušného alkoholu do jater, ledvin, a varlat. Dochází i k ukládání v tuku, ale jen v omezené míře. Metabolismus ftalátů je rychlý a vyloučí se asi % výkaly a močí během 24 hodin. I přes tento 14

15 fakt dochází k akumulaci v organismu, protože rychlost příjmu je vyšší než metabolická konverze (Velíšek, 2002). Metabolismus bis(2-ethylhexyl)-ftalátu začíná v gastrointestinálním traktu a to hydrolýzou, při které vzniká mono(2-ethylhexyl)-ftalát a 2-ethylen-1-ol. Dalším metabolickým krokem se může malá část mono(2-ethylhexyl)-ftalátu hydrolyzovat na ftalovou kyselinu. Většina monoesteru se však oxiduje v postranním alifatickém řetězci. Bylo identifikováno asi 30 metabolitů. Mono(2-ethylhexyl)-ftalát a jeho oxidované deriváty reagují s D-glukoronovou kyselinou za vzniku konjugátů, které jsou z organismu většiny savců vylučovány. Metabolismus ftalátů s kratším postranním řetězcem probíhá obdobně jako u bis(2-ethylhexyl)-ftalátu (Velíšek 1999). V abiotickém prostředí je hydrolýza esterů kyseliny ftalové velice pomalá a u vyšších esterů odbourávání tímto způsobem téměř neexistuje. Jako příklady vyšších esterů jsou například bis(2-ethylhexyl)-ftalát a dioktyl-ftalát. Další reakcí, která může probíhat je fotodegradace ve vodě a v atmosféře. Tato reakce také není příliš významná (Velíšek, 2002). Z prostředí se ftaláty eliminují převážně díky biodegradaci. Organismy disponující biochemickým aparátem produkují nespecifické estery, které jsou schopny katalyzovat hydrolýzou ftalátů. Některé tyto enzymy mohou monoestry, což jsou primární produkty hydrolýzy, rozkládat na jednodušší produkty. Převážně za aerobních podmínek probíhá mikrobiální degradace ftalátů působením půdních a vodních bakterií a plísní. Degradační proces začíná hydrolýzou, která pokračuje přes monoester až ke kyselině ftalové a následně přes pyruvát a sukcinit až na oxid uhličitý a vodu (Velíšek, 2002). Orálně přijatý DEHP se rychleji přemění na MEHP než při přijímání ostatními cestami (Latini aj., 2004). 15

16 Obr. 3 Obecná metabolická degradace ftalátů u člověka (Samandar, 2009) 3.7 Průnik do životního prostředí Rezidua PAE byla prokázána ve všech složkách životního prostředí, živých organismech, krmivech, surovinách i potravinách. Ohromný objem výroby, plošné využití a skladování odpadů s PAE v životním prostředí, nedokonalá likvidace odpadů mají prokázaný vliv na zdraví a ekologii (Jarošová, 2010). Hlavním a jediným zdrojem ftalátů je lidská činnost. K jejich úniku do prostředí dochází jak při výrobě materiálu obsahující ftaláty, tak i během používání a následné likvidace těchto látek a materiálů (Velíšek a Hajšlová, 2009). Výrobky vyrobené z měkčeného PVC s využitím DEHP jsou všudypřítomné. Změkčovadlo kontaminuje potravinové výrobky, okolní vzduch a pitnou vodu (Růžičková aj., 2004). Ftaláty jsou široce distribuovány do ekosystému. Jsou to jedny z nejhojnějších látek znečisťující životní prostředí vyrobených člověkem (Latini, 2005) Ovzduší Odpařování ftalátů do atmosféry je zanedbatelné. Tenze jejich par je zanedbatelná. Pouze v okolí průmyslových závodů, kde se vyrábějí plasty, uzavřených prostorách s výrobky obsahující ftaláty se důležitost zvyšuje. Zde může kontaminace dosáhnout až desítek mg.kg -1. Ve vzduchu nad oceány jsou tyto koncentrace pouze ng.m -3 (Velíšek a Hajšlová, 2009). 16

17 Lidé jsou vystaveni ftalátům přes inhalační a dermální absorpci vnitřního vzduchu. V této studii byly zkoumány koncentrace ftalátů ve vnitřním ovzduší z ložnice, obývacím pokoji a studovně v 10 nově zařízených apartmánech v Číně. Průměrná koncentrace ftalátů v plynné fázi přítomný v domácnosti byla 12096,4 ng.m -3 (Pei aj., 2013) Voda Ftaláty se ve vodě rozpouštějí obtížně, obzvlášť s rostoucí relativní molekulovou hmotností. Koncentrace může být ale značně zvýšena hlavně bis(2-ehthylhexyl)- ftalátem, který se dokáže vázat na organické částice rozpuštěné ve vodě. Kontaminace vod může být způsobena přímo odpadními vodami nebo nepřímo pomocí srážek. Hladiny ftalátů se liší podle lokality, kde jsou měřeny. V blízkosti průmyslových center to mohou být desetiny, až tisíce mikrogramů na kilogram v sedimentu mohou být dokonce až stovky mg.kg -1 hydrofóbnějších ftalátů (Velíšek a Hajšlová. 2009). Ekotoxikologie DEHP je zvláště důležitá pro vodní komunitu, kde jsou údaje rozporné. Některé výzkumy poukazují na nepříznivé účinky ryb po vystavení současným environmentálním koncentracím. Ale některé výzkumy nemají tolik alarmující výsledky (Wams, 1987) Půda Půdy jsou kontaminovány převážně z průmyslové a odpadní městské vody. Do půdy se mohou dostat také ze zemědělských přípravků a ze vzdušných emisí. Jak již bylo řečeno, tak ftaláty mají tendenci se sorbovat na organickou hmotu a kumulovat se tam. V půdě tomu není jinak. Absorpční koeficient se zvyšuje s rostoucí relativní molekulovou hmotností a klesající rozpustností ve vodě. Ftaláty do jisté míry podléhají biodegradaci mikroorganismy, i když to jsou sloučeniny perzistentní, zůstávají v prostředí velice dlouho. Zejména pak bis(2- ethylhexyl)-ftalát (Velíšek a Hajšlová, 2009). Ve studii půdy v Číně se analyzovaly dva druhy půdy na obsah DBP a DEHP. Jeden vzorek byl odebrán ze zemědělsky neobdělávaného místa a druhý ze zeleninového pole. Výsledky ukazují, že DBP má relativně vysoké úrovně reziduí v půdě. Všechny neobdělávané půdy mají nižší obsah ftalátů, což naznačuje, že kontaminace ftaláty je odvozena převážně z lidské zemědělské činnosti (Xu aj., 2008). 17

18 3.8 Výskyt ftalátů v krmivech, surovinách a potravinách Při zjišťování výskytu ftalátů v krmných směsích pro hospodářská zvířata (prasata, skot, drůbež) byly odebrány vzorky komerčně vyráběných krmných směsí z farem na Jižní Moravě. Koncentrace DEHP byly 0,24-1,77 a DBP 0,06-2,36 mg.kg -1 krmiva, podrobnosti v tabulce 3. Největší podíl v krmných směsích tvoří obiloviny, jako jsou pšenice, ječmen a kukuřice. U těchto plodin byly zjištěny obsahy esterů kyseliny ftalové a to můžeme hodnotit jako velice závažné zjištění (Jarošová, 2010). Tab. 3 Obsah DEHP a DBP (mg.kg -1 krmiva) v krmných směsích pro prasata (1-7) a krmiva pro brojlery (8 a 9), (Jarošová, 2010) Vzorek DEHP (mg.kg -1 ) DBP (mg.kg -1 ) 1 ČOS 0,49 0,45 2 A1 0,24 0,47 3 A2 0,35 0,61 4 A3 0,44 0,66 5 A3 0,34 0,32 6 A3 0,45 0,52 7 A3 0,33 0,96 8 BR2 1,77 2,36 9 BR2 0,24 0,06 Ve výzkumu rostlinných olejů určených pro výkrm kuřecích brojlerů jako součástí krmných směsí bylo zjištěno, že obsah ftalátů v oleji byl vyšší po 21 dnech uskladnění v plastové nádobě než v čerstvě vylisovaném oleji. Rozdíl byl i při zkoumání vzorků oleje uskladněného v ocelové nádrži a v plastové nádrži, obsah ftalátů byl vyšší v oleji uskladněném v plastové nádrži (Jarošová aj., 2010). Dále se dělaly testy obsahu esterů kyseliny ftalové v částech těla kuřecích brojlerů po určité době výkrmu. A ukázalo se, že i výživa má vliv na obsah ftalátů v kuřatech, která následně konzumujeme. Ftaláty se kumulují v tukových tkáních více, než v libovém mase a tím pádem bylo zjištěno větší množství těchto látek v kůžích a tučnějším mase (Jarošová aj., 2010). 18

19 Při vyšetřování hospodářských zvířat v jihomoravském regionu byly stanoveny měřitelné koncentrace DEHP a DBP ve svalovině a tukových tkáních (tab. 4). Tab. 4 Obsah DEHP a DBP (mg.kg -1 ) v živočišných tkáních (Jarošová, 2000) Tkáně DHEP (mg.kg -1 ) DBP (mg.kg -1 ) Ledvinový tuk 0,55-1,52 1,76-4,17 krav Podkožní tuk 0,20-0,80 1, prasat Drůbeží tuk 0,20-1,71 0,20-0,68 Svalovina drůbeže 0,02-0,30 0,08-0,24 Ve svalovině a tukových tkáních hospodářských zvířat byly vysoké koncentrace DEHP a DBP, které korelovaly s vysokými koncentracemi v krmivech. Naměřené hodnoty DEHP a DBP potvrdily, že je nutné kontrolovat krmiva hospodářských zvířat na rezidua ftalátů. Hospodářská zvířata ale mohou být kontaminována i dalšími zdroji z prostředí zemědělských farem (Jarošová, 2000). Analyzovány byly i potraviny (salámy, šunky, mražená kuřata, kachny, mléko) balené do různých typů obalů (plastové obaly na bázi polypropylenu, polyamidu, polyvinylidenchloridu, hliníková folie, papírový obal). Tyto potraviny byly odebrány v distribuční síti nebo z potravinářského závodu. Ve všech vzorcích potraviny byly měřitelné koncentrace DEHP a DBP. Koncentrace DEHP byly méně než 0,01 až 0,22 mg.kg -1 vzorku a DBP méně než 0,01 až 1,31 mg.kg -1 vzorku (Jarošová, 2010). Prasatům a brojlerům byly podávány a dávky PAE a následně byly distribuovány do všech sledovaných orgánů. Podle očekávání byly naměřeny nejvyšší hodnoty v tukové tkáni, kde se ftaláty nejvíce akumulují. Hygienický limit (4 mg.kg -1 ) byl překročen u dvou vzorků prasečí tukové tkáně (4,26 a 6,92 mg.kg -1 původního vzorku) a v jednom vzorku tukové tkáně skotu (4,75 mg.kg -1 původního vzorku), (Jarošová, 2006). Při modelových pokusech byly aplikovány per os po dobu 14 dní prasatům denně dávky 5g DEHP a DBP rozpuštěné v jedlém oleji a přidané do prvního podílu krmiva. Následné byla sledována distribuce a kumulace těchto dvou nejtoxičtějších ftalátů ve tkáních prasat. Analyzovány byly v játrech ledvinách, plicích, mozku, 19

20 srdci, svalovině, ledvinovém a podkožním tuku. V podkožním tuku prasat byly nalezeny nejvyšší koncentrace DEHP a DBP po 14denní aplikaci u pokusných prasat (tab.5), (Jarošová, 2010). Tab. 5 Obsah DEHP a DBP (Mg.kg -1 původního vzorku) ve svalovině a podkožním tuku pokusných prasat A 1 a A 2 (Jarošová, 2010) Vzorek DEHP (mg.kg -1 ) DEHP (mg.kg -1 ) A 1 A 2 A 1 A 2 Svalovina 1,22 1,43 1,44 1,83 Podkožní 14,37 12,20 9,42 9,64 tuk Sledována byla distribuce DEHP a DBP v tělech kuřecích brojlerů. Aplikace trvala 14 dní v dávce 100 mg na kus a den přímo do volete v podobě želatinové tobolky. Analyzovala se svalovina, kůže, játra, mezenteriální tuk a krev a to po 14denní aplikaci a následně za 14 a 28 dní po ukončení aplikace. V krvi byl zjištěn metabolit MEHP po aplikaci DEHP. DEHP se kumuloval průměrně osmkrát více než DBP. Distribuce do různých tkání u DEHP a DBO byla také rozdílná. DEHP se kumuloval více v tukové tkání, ale DBP byl rovnoměrně rozložen ve všech sledovaných tkáních. Obsah DEHP a BBP po 14denní aplikaci ve svalovině, mesenterálním tuku a játrech můžeme vidět v následující tabulce (tab. 6). Po 14 a 28 dnech od ukončení aplikace byla zjištěna značná stálost ftalátů v tělech brojlerů (Jarošová, 2010). Tab. 6 Obsah DEHP a DBP (mg.kg -1 původního vzorku) v kůži, ve svalovině, mezenteriálním tuku a v játrech pokusných kuřecích brojlerů (Jarošová, 2010) Vzorek DEHP (mg.kg -1 ) DBP (mg.kg -1 ) Kůže 8,28 0,90 Svalovina 1,93 0,19 Mesenteriálí tuk 18,20 3,13 Játra 0,32 0,27 V experimentech bylo zjištěno, že vzorky kapra obecného vylovené v rybnících na Jižní Moravě a následném sedmitýdenním sádkování obsahují více 20

21 PEA, než vzorky před sádkováním. Průměrná koncentrace DBP byla 0,56 mg.kg -1 a DEHP 0,26 mg.kg -1 původní hmotnosti u ryb bez sádkování. U kaprů, kteří byli umístěni do sádek, byly naměřeny hodnoty DBP 0,83 mg.kg -1 a DEHP 0,72 mg.kg -1 (Zorníková aj., 2008) Do české republiky se dováží velké množství alkoholických nápojů. Česká státní zemědělská a potravinářská inspekce kontrolovala tyto alkoholické nápoje převážně na obsah esterů kyseliny ftalové a ethylkarbamátu (uretanu). Bylo odebráno 51 vzorků a 11 z nich neodpovídalo stanoveným předpisům, 6 vzorků překročilo přípustné množství ftalátů. Alkohol, který nesplňoval požadavky byl dovezen z Německa, Polska, Slovenska, Francie a Itálie. Dovozcům byla udělena pokuta. Z této kontroly vyplynulo, že zahraniční firmy někdy používají materiály a nátěry nevhodné pro výrobu lihovin a z těchto materiálů se mohou estery kyseliny ftalové uvolňovat do nápojů (Kolejková, 2002). Při analýze vín plynovou chromatografií na obsah esterů kyseliny ftalové bylo zjištěno, že všechny vzorky byly kontaminovány. Průzkum byl proveden u bílých a červených vín trhů, od vinařů a z experimentálního poloprovozu. Obchodní vína vykazovaly vyšší koncentrace ftalátů, než vína z poloprovozu (Carlo aj., 2008). 3.9 Výskyt a migrace PAE z obalů Balení potravin a farmaceutických produktů je jedním z nejdůležitějších procesů pro udržení jejich trvanlivosti, transportovatelnosti, distribuce a konečného využití. Základní funkcí balení je chránit potraviny před mechanickým poškozením a zabránit chemickým, biochemickým a mikrobiálním změnám. Kvalita balených produktů závisí na kombinaci atributů, které jsou závislé především na spotřebiteli. Faktory kvality jsou například textura, chuť, nutriční hodnota a bezpečnost balených potravin (Otgonzul, 2010). Z obalů malospotřebitelských balení byly analyzovány obaly pro výzkum obsahu PAE. Byly to obaly plastové na bázi polypropylenu, polyamidu, polyvinylidenchloridu, hliníková fólie, papírový obal, analyzováno bylo 42 vzorků obalů. Ve všech obalech byl prokázán v rozsahu jednotek až tisíců mikrogramů v obalu di-n-butyl ftalát (DBP) a bis(2-ethylhexyl)-ftalát (DEHP), (tab. 7). Obsah PAE byl zjišťován zvlášť v obalech potištěných a nepotištěných částech. V potištěných částech obalu byly vyšší koncentrace PAE než v nepotištěných 21

22 částech (Jarošová, 2010). V obalech, které jsou v přímém kontaktu s potravinou, byly patrné jisté rozdíly v obsahu DEHP a DBP (Gajdůšková aj., 1996). Tab. 7 Obsah DEHP a DBP (mg.kg -1 původního vzorku) v obalech potravin (Jarošová, 2010) Vzorek DEHP (µg.g -1 ) DBP (µg.g -1 ) Obal s potiskem 0, ,1-686 Obal bez potisku 0, ,1-686 Obal nemusí být nevhodný pro balení potravin, když je v něm zjištěn obsah PAE v celém obsahu. Migraci PAE zabraňují nebo snižují bariérové vrstvy. V České republice může hrozit riziko kontaminace konzumovaných potravin toxickými PAE z důvodu širokého sortimentu našich i zahraničních výrobků na trhu a počtu dodavatelů a výrobců barevných plastových obalových materiálů. Kontrolou těchto obalů můžeme zamezit kontaminaci potravin PAE (Jarošová, 2010). Ve zdravotnickém materiálu se také nachází estery kyseliny ftalové. Součástí používaných setů ve zdravotnictví jsou PVC výrobky (hadičky, spojky, vaky). Při řešení problému kontaminace organismu ftaláty z těchto materiálů bylo díky spoluprácí s hemodialyzačním střediskem Fakultní nemocnice U sv. Anny v Brně vyšetřeno 60 dialyzačních a infúzních setů od různých firem. V některých případech dosahovaly hodnoty až 40 hmotnostních procent DEHP z původního vzorku plastu (Jarošová, 2010). Estery kyseliny ftalové, častěji názvem ftaláty, mohou být přítomny v kosmetických produktech jako přísady nebo nečistoty. Jejich přítomnost může být způsobena výrobním procesem, použitými surovinami, nebo migrací ftalátů z obalů (Gimeno aj., 2012). V zájmu kontrolování reziduí ftalátů v plastových výrobcích bylo odebráno 25 druhů vzorků. Tyto vzorky se skládaly z balicích tašek, fólií a obalů, kontejnerů, boxů pro použití v mikrovlnné troubě, sací trubky, lžíce, šálky, talíře, atd. a byly testovány. Pouze jeden z 25 vyšetřovaných vzorků byl bez ftalátů. Zbytek 24 vzorků obsahoval nejméně tři nebo více ftalátů. Převládající ftalát ve zkoumaných vzorcích byl DEHP (Shen, 2005). 22

23 Díky existenci několika zpráv, které tvrdí, že migrace z PET láhví by mohla být zdrojem kontaminace ftalátů, byla provedena studie na přítomnost ftalátů a dalších látek u dvou značek balených minerálních vod (Evian a Volvic, Danone). Ve studii Casajuana a Lacorte (2003) byly zjištěny odlišné úrovně koncentrace ftalátů ve vzorcích vody v PET láhvích, PE a skleněných nádobách po venkovním 10 týdenním skladování. Výsledkem studie bylo, že vody Evian a Volvic neobsahují ftaláty, když jsou zavřené. Nebyla prokázána ani žádná migrace ftalátů z PET láhve do vody. Prokázány byly stopy DEHP v přírodních vzorcích minerálních vod, ale je to pouze negativní odraz sekundární laboratorní kontaminace ftaláty (Dévier aj., 2013). Testování bylinných léků na bezpečnost a účinnost v Jižní Africe ukázalo, že tyto léky balené pomocí recyklovatelných levných plastových materiálů obsahují estery kyseliny ftalové. V jednom z populárních výrobků bylo izolováno 43,3 mg.l -1 DEHP. Pacienti, kteří užívají doporučenou denní dávku tohoto přípravku, přijímají 7,8 mg DEHP denně. Někteří lidé tyto dávky nedodržují a užívají větší množství, než je doporučeno. Důvodem je domněnka, že dosáhnou rychlejších a efektivnějších léčivých účinků. Hromadění DEHP v tělech pacientů je tedy na alarmující úrovni. Ftaláty se do bylinných přípravků dostávají z plastových obalů a v průběhu výroby (Ndhlala aj., 2012). Projekt, který se zabýval kontaminací ftaláty na Belgickém trhu, zkoumal ve 400 vzorcích potravinářských obalů přítomnost osmi ftalátů a to dimethyl-ftalátem (DMP), diethyl-ftalátem (DEP), diisobutyl-ftalátem (DIBP), di-n-butyl-ftalátem (DNBP), benzylbutyl-ftalátem (BBP), bis(2-ethylhexyl)-ftalátem (DEHP), dicyklohexyl ftalátem (DCHP) a di-n-oktylftalátem (DNOP). Vzorky byly rozděleny do jedenácti skupin. V téměř každé skupině byly nejvyšší koncentrace DEHP a následoval DIBP, DNBP a BBP (Fierens aj., 2012) V Austrálii bylo analyzováno 136 potravinových obalů na přítomnost šesti esterů kyseliny ftalové. Všechny vzorky byly vyrobeny ze syntetických polymerů, nebo z celulózy. Většina z nich byla v bezprostředním kontaktu s potravinou. Ve všech zkoumaných materiálech bylo zjištěno, že obsahují dvě a více těchto látek nad detekčním limitem 0,01 µg.kg -1. Koncentrace ftalátů celkem kolísaly od 5 do 8160 µg.g -1. Obaly s pokrytím povrchu tiskovými barvami měly vyšší koncentrace ftalátů (Balafas aj., 1999). 23

24 Studie zaměřená na migraci ftalátů z PVC folií do potravin měla odhalit expozici lidí v Taiwanu. Potraviny pokryté PVC folií byly zahřívány v mikrovlnné troubě. Úroveň DEHP se výrazně zvýšila po 3 minutovém ohřevu. Denní příjem z jednoho 400g jídla byl 1705,6 µg. Při zkoumání metabolitů ftalátů z moči bylo získáno 60 vzorků a u 90 % byly zjistitelné metabolity ftalůtů. Ve studii přesáhlo 37 % populace přijatelný denní příjem. Tělesná zátěž se odráží od použití plastů v daném regionu. Regulace PVC pro přípravu potravin je nezbytná (Chen aj., 2008). Hotová jídla zabalená v plastovém obalu a v hliníkovém nádobí se dodávají pacientům v nemocnicích v Itálii. Tyto obaly byly zkoumány kvůli pravděpodobné migraci DBP a DEHP z obalu do potraviny. Byly sledovány vlivy teploty, doby skladování a typ obalu na migrační proces. Hladiny ftalátů v hliníkovém nádobí byly velmi nízké. Výrazně vyšší množství kontaminujících látek byl zaznamenán v potravinách balených v plastovém obalu. Což značí migraci esterů kyseliny ftalové do potravin. Bylo pozorováno, že v časovém intervalu kdy se pokrmy uchovávaly horké, byly zaznamenány nejvyšší hodnoty PAE (Cirillo aj., 2013) Byl proveden laboratorní průzkum 13 potištěných papírových materiálů pro styk s potravinami a list vzorek z celulózy. Pro srovnávací účely byly analyzovány 4 slepé vzorky, které nebyly potištěny. Výsledky ukazují, že obsah vybraných látek v potištěných materiálech byl vyšší než ty nepotištěné. Z tohoto důvodu bylo testováno 8 typů tiskových barev, které používají pro tištěné vzorky, aby bylo jasno, že je to hlavní zdroj těchto látek. Tiskařské barvy jsou hlavním zdrojem vybraných sloučenin, které by mohly způsobit riziko pro bezpečnost potravin (Xue aj., 2010). V Tchaj-wanu jsou stanoveny limity zbytkové migrace z plastických hmot na základě jejich toxikologických vlastností. Na základě těchto limitů bylo přezkoumáno 7 běžných druhů plastových obalových materiálů potravin. V souladu s hygienickou normou pro potravinářské nádobí, kontejnery a obaly vyhlášenou tchajwanským ministerstvem zdravotnictví bylo testováno 99 obalů v přímém styku s potravinou a 52 vzorků nebylo v souladu s nařízením. Tyto vzorky většinou obsahovaly potisk (Kao, 2012). Byla provedena studie v Saudské Arábii na přítomnost ftalátů u 10 různých značek balené vody, které jsou k dostání na tamním trhu. Ftaláty obsažené ve vzorcích balené vody se mohou vyplavit z obalových materiálů, nebo mohou být kontaminovány během stáčení. Balená voda skladovaná při teplotě 4 C obsahovala 24

25 vyšší úrovně ftalátů, než voda skladovaná pří pokojové teplotě a venku. Zdá se, že teplota a sluneční světlo hraje roli v degradaci ftalátů v čase. Bez ohledu na podmínky skladování, všechny vzorky nepřekročily maximální limit DEHP. I když hladiny ftalátů v testovaných balených vodách byly nízké, musíme zohlednit fakt, že Saúdská Arábie patří k jednomu z nevýznamnějších spotřebitelů balených vod. Díky této vysoké spotřebě je sledování reziduí ftalátů ve vodě velmi důležité (Al-Saleh aj., 2011) Legislativa Dle vyhlášky Ministerstva zdravotnictví 23/2001 Sb. o hygienických požadavcích na výrobky určené pro styk s potravinami a pokrmy musí být výrobky určené pro styk s potravinami konstruovány tak, aby umožňovaly řádné čištění, sterilizaci, případně dezinfekci před každým stykem s potravinou a aby po celou dobu své životnosti odolávaly čisticím, dezinfekčním a sterilizačním prostředkům. Musí mít funkční a mechanické vlastnosti odpovídající předpokládanému použití. K barvení, potiskování a dekoraci výrobků určených pro styk s potravinami se smí použít jen barviv a pigmentů, které budou ve výrobcích pevně zakotveny. Do potraviny se nesmí vyluhovat látky a překročit 0,01 mg.kg -1. Tento limit se používá pro skupinu sloučenin, které jsou strukturně a toxikologicky příbuzné, zejména izomery nebo sloučeniny se stejnou funkční skupinou, a zahrnuje případný nežádoucí přenos otiskem. Plasty a výrobky z plastů nesmějí uvolňovat do potravin své složky v množstvích přesahujících 60 miligramů složek uvolněných na kilogram potraviny. Nádoby nebo výrobky podobné nádobám, které lze naplnit objemem méně než 500 mililitrů nebo více než 10 litrů dále pak desky, folie, u nichž nelze odhadnout poměr mezi velikostí povrchu výrobku a množstvím potraviny, se kterou je ve styku, platí limit celkové migrace 10 miligramů na decimetr čtverečný povrchu daného materiálu nebo výrobku. U výrobků, které přichází do kontaktu s potravinami určených pro kojence a malé děti je limit celkové migrace vždy 60 miligramů na kilogram dané potraviny. Dle vyhlášky 409/2005 Sb. o hygienických požadavcích na výrobky přicházející do přímého styku s vodou a na úpravu vody se výrobky v přímém kontaktu s vodou musí vyrábět správnou výrobní praxí, aby za obvyklých podmínek používání nedocházelo k přenosu jejich složek do vody v množství nebezpečném pro 25

26 lidské zdraví. Ftaláty jsou povoleny do koncentrace 0,008 mg.l -1 a to konkrétně DEHP. Plasty určené pro přímý styk s vodou se mohou vyrábět pouze z monomerů a jiných vhodných látek. Dle vyhlášky 284/2006 Sb. kterou se mění vyhláška č. 221/2004 Sb., kterou se stanoví seznamy nebezpečných chemických látek a nebezpečných chemických přípravků, jejichž uvádění na trh je zakázáno nebo jejichž uvádění na trh, do oběhu nebo používání je omezeno, ve znění pozdějších předpisů se nesmějí od 16. ledna 2007 používat v měkčených plastových materiálech pro výrobu hraček a předmětů péče pro děti v koncentraci vyšší než 0,1 hmotnostních % látky jako je DEHP, BDP, BBP, DINP, DIDP a DNOP. Předměty a hračky pro děti obsahující vyšší koncentraci než 0,1 % se nesmějí uvádět na trh. Dle směrnice Evropského parlamentu a Rady 2005/84/ES, kterou se po dvacáté druhé mění směrnice Rady 76/769/EHS o sbližování právních a správních předpisů členských států týkajících se omezení uvádění na trh a používání některých nebezpečných látek a přípravků (ftaláty v hračkách a předmětech pro péči o děti) je používání určitých ftalátů v hračkách a předmětech určených pro děti, nebo obsahující části vyrobené z měkčeného plastického materiálu by mělo být zakázáno. Přítomnost DEHP, DBP, BBP představuje rizika pro zdraví dětí. Tyto látky se nesmějí používat jako složky přípravků o koncentraci vyšší než 0,1 % hmotnostních měkčeného plastického materiálu. Hračky a předměty určené pro péči o děti, které obsahují tyto ftaláty o vyšší koncentraci než je výše uvedena, nesmí být uváděny na trh. Dle směrnice Komise 2007/19/ES kterou se mění směrnice 2002/72/ES o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami a směrnice Rady 85/572/EHS, kterou se stanoví seznam simulantů pro použití při zkoušení migrace složek materiálů a předmětů z plastů určených pro styk s potravinami je zakázáno vyrábět materiály a předměty z plastů, které jsou určeny pro styk s potravinami a nejsou v souladu s omezeními a specifikacemi pro ftaláty. Benzyl-butyl-ftalát a bis(2-ethylhexyl)-ftalát je možné použít pouze jako změkčovadlo v materiálech a předmětech pro opakované použití, změkčovadlo v materiálech a předmětech na jedno použití přicházející do styku s potravinami bez tuku s výjimkou počáteční a pokračovací kojenecké výživy. V technickém a pomocném materiálu je povolená koncentrace 0,1 % v konečném výrobku. U dibutyl-ftalátu je povoleno stejné využití jako u předchozích ftalátů. Povolený limit v technickém a pomocném materiálu je 26

27 0,05 % v konečném výrobku. Dialkyl-ftaláty s nasycenými rozvětvenými primárními alkyly C8-C10 obsahujícími více než 60 % alkylů C9 a dialkyl-ftaláty s nasycenými primárními alkyly C9-C11 obsahujícími více než 60 % alkylů C10 je povolena koncentrace 0,1 % v konečném výrobku a použití obdobné jako u předchozích ftalátů Regulace a prevence ftalátů Díky základním poznatkům o účincích esterů kyseliny ftalové na živé organismy a výskytu v prostředí, potravinách a potravním řetězci je nutným krokem prevence monitorovat suroviny a potraviny na rezidua DEHP a DBP. Tukové tkáně jsou vhodnými indikátory kontaminace DEHP a DBP (podkožní tuk prasat, ledvinový tuk skotu, podkožní tuk drůbeže) a svalovina. Jako další opatření by byl vhodný monitoring hladiny DEHP a DBP v krmivech a krmných směsích hospodářských zvířat, revize plastů, které jsou součástí výrobních technologií a dalších materiálů přicházejících do kontaktu s potravinami, všechny nové materiály podrobovat zkouškám i na obsah ftalátů, monitoring obalových materiálů použitých pro skladování krmiv, surovin a potravin a další opatření. Postupně by bylo vhodné nahradit toxické ftaláty jinými netoxickými látkami, které se dají použít jako plastifikátory a adhesivní přípravky. Zvláště při výrobě materiálů používaných v zemědělství, potravinářství a zdravotnictví (Jarošová, 2000). Existují řešení vhodné pro regulaci ftalátů, které se dostávají do životního prostředí a do potravin. Ve většině případů lze vystavení DEHP zabránit použitím alternativních materiálů neobsahujících DEHP. Vylučováním DEHP z PVC výrobků do potravin, vody a dalších je nekontrolovatelným zdrojem kontaminace organismu DEHP, který přispívá k celkovému vystavení organismu DEHP. Je tedy třeba, aby byl tento problém vyřešen preventivními opatřeními a to je vyloučení zdroje DEHP. Alternativní polymery neobsahují ftaláty a ani jiná změkčovadla. Tyto polymery jsou ze své podstaty pružné a nepotřebují další přísady ke změkčení na rozdíl od PVC, které obsahuje DEHP. Alternativními materiály jsou například polyethylen, polyuretan a jiné polyolefiny, silikon, etylen vinyl acetát a vícevrstevné laminátové plasty. Výhodou těchto materiálů kromě toho, že neobsahují DEHP je také to, že jsou méně náchylné ke křehnutí při dlouhodobém používání. 27

28 Při výrobě a likvidaci alternativních materiálů jsou chráněni i zaměstnanci a obyvatelé žijící v blízkosti továrny. Protože neuvolňují karcinogeny jako je vinylchlorid monomer a etylen dichlorid (Růžičková aj., 2004) V srpnu roku 2008 zveřejnila Evropská agentura pro chemické látky (ECHA) seznam látek, které vzbuzují velké obavy (SVHC Substances of Very High Concern), na nichž jsou zařazena i změkčovadla na bázi ftalátů. Látky uvedené na tomto seznamu mají závažný vliv na člověka a životní prostředí. V tomto důsledku je náhrada změkčovadel na bázi ftalátů jiným vhodným změkčovadlem předmětem velkého zájmu výrobců. Náhražka DEHP by měla dosáhnout vynikající vulkanizace. Změkčovadlo Mesamoll od společnosti Lanxes by mělo být ideálním řešením. Jedná se o estery kyseliny alkansulfonové. Tento ester není uveden na seznamu SVHC a má velice nízkou těkavost. V porovnání s DEHP změkčovadlo Mesamol rychleji gelovatí,což může zrychlit výrobu a snížit náklady na výrobu. K lepší odolnosti konečného výrobku proti vnějším vlivům přispívá dobré zmýdelnění (Wiedemeier, 2010). Obr. 4 Vzorek polyuretanového těsnicího prostředku se změkčovadlem Mesamoll. Zkoušky vystavení povětrnostním vlivům Foto: Lanxess AG Obr. 5 Vzorek polyuretanového těsnicího prostředku se změkčovadlem BBP. Zkoušky vystavení povětrnostním vlivům. Foto: Lanxess AG 28

29 Obr. 6 Vzorek polyuretanového těsnicího prostředku se změkčovadlem DIHP. Zkoušky vystavení povětrnostním vlivům. Foto: Lanxess AG Alternativními změkčovadly PVC mohou být například deriváty citrátů. Jsou získány z kyseliny citronové, což je společný metabolit rostlin a živočichů. Nevýhodou je, že jsou drahé a nevykazují žádné vynikající technické výhody oproti ftalátů. Další alternativou je ester kyseliny trimellitové, který se běžně používá jako změkčovadlo ve zdravotnických zařízeních v Japonsku. Vyrábí se esterifikací oktyl alkoholu a anhydridem kyseliny trimellitové. Estery kyseliny trimellitové se uvolňují asi 10 krát méně než estery kyseliny ftalové. Jako alternativa ftalátů byly navrženy i iontové kapaliny. Tyto kapaliny mají dobré vlastnosti a nízké vyluhování a migraci než běžně používaná změkčovadla. Vysoké náklady a nedostatek údajů o případné toxicitě jsou důvodem k nepoužívání těchto látek. Alternativami jsou i deriváty cyklohexanu a další (Chiellini aj., 2013) Metody stanovení ftalátů Estery kyseliny ftalové se stanovují obdobně jako u jiných lipofilních polutantů. Nároky jsou kladeny převážně na odstranění všech zdrojů sekundární kontaminace vzorku. PAE jsou všudypřítomné, musíme odstranit všechny možné zdroje, jako jsou například podlahové krytiny z PVC, pomůcky z plastů, plastové časti laboratorních homogenizátorů, chemikálie a čističe s obsahem ftalátů. Vzorky krmiv, surovin a potravin, které obsahují vodu, se po homogenizaci lyofilizují. PAE se extrahují pomocí organických rozpouštědel (hexan, hexan a dichlormethan). Extrakt se následně zahustí a pod proudem dusíku vysuší. Takto připravený extrakt se rozpustí v mobilní fázi (dichlormethan-cyklohexan) 1:1 a PAE se separují permeační chromatografií. Pomocí HPLC se stanoví PAE UV detekcí při 224 nm. Estery kyseliny ftalové se z plastů a obalů extrahují pomocí organických 29

30 rozpouštědel jako je chloroform, hexan a dichlormethan a stanovuje se také vysokotlakou kapalinovou chromatografií (Jarošová aj., 1997; Wenzl, 2009) Plynová chromatografie Plynová chromatografie se využívá především pro analýzu těkavých a tepelně nestabilních látek. Pro tuto metodu je charakteristická účinná a rychlá separace složitých směsí, kde lze použít pouze malé množství vzorku. Stacionární fází plynové chromatografii může být pevná látka, nebo kapalina. V metodě GSC, kde je systém plyn - pevná látka se používá jako stacionární fáze aktivní uhlí, silikagel, nebo molekulová síta. Chromatografie GLC je taková metoda, kde je stacionární fází kapalina, nebo kapalinový film ukotvený na inertním nosiči, nebo na vnitřní stěně kapiláry. Pro stanovování ftalátů je vhodné použít například jako stacionární fázi polydimethylsiloxan, který je nepolární s přídavkem 50% (phenyl)- methylpolysiloxanu, který polaritu zvýší. Nosným plynem musí byt inertní plyn. Jeho úkolem je transportovat složky vzorků kolonou, ne s nimi reagovat. Ideální by bylo použití helia, ale je poměrně drahé, tak se používají jiné plyny jako je dusík, argon, vodík a helium. Vzorky je nutné vpravit do kolony co nejrychleji, aby zaujaly co nejmenší prostor. Kapalné vzorky musí být v plynném stavu a teplota má být vyšší asi o 50 C než je bod varu vzorku. Kolony v plynové chromatografii se dělí na náplňové a kapilární kolony. Z hlediska charakteru stacionární fáze rozlišujeme tři způsoby pokrytí kolon stacionární fázi a to na WCOT stacionární kapalná fáze je nanesena na vnitřní straně kapiláry, SCOT stacionární kapalná fáze je zakotvena na povrchu pevného nosiče na vnitřní stěně kapiláry a PLOT vrstva pevného aktivního sorbentu je na vnitřním povrchu kapiláry (Motyka a Hlaváč, 2009). V plynové chromatografii pro stanovování ftalátů se nejvíce používá hmotnostně spektrometrický detektor (Wenzl, 2009). Je to velice citlivý detektor, který se používá pro detekci složek směsi. MS je univerzální detektor (Motyka a Hlaváč, 2009). Dále se používá plamenový ionizační detektor (FID), který poskytuje odezvu téměř všem organickým látkám. Dalším používaným detektorem pro stanovení ftalátů je detektor elektronového záchytu (EDC), (Motyka a Hlaváč, 2009; Wenzl, 2009). Plynová chromatografie je omezená na analýzu látek v plynném stavu a na látky těkavé, těkavé po derivaci a tepelně stabilní. Původní použití plynové 30

31 chromatografie bylo v oboru biochemie pro analýzy mastných kyselin a aminů. Plynová chromatografie se používá ke sledování kvality ovzduší anebo pro stanovení rezidují rozpouštědel v léčivech, k určování stopových látek pesticidů v půdě, ve vodách a potravinách (Motyka a Hlaváč, 2009). Vědci zjistili, že je možné použít ToF-SIMS k analýze změkčovadla jako je DEHP z vnitřního povrchu krevních vaků a jejich migrace do krve. ToF-SIMS má jednoduché použití s vysokým rozlišením. ToF-SIMS měl srovnatelné výsledky s výsledky z tradičního hmotnostně spektrometrického detektoru. To znamená, že technika ToF-SIMS by mohla používána pro detekci DEHP a ftalátů obecně z krevních vaků, obalů potravin a polymerních materiálů (Ching Yuan Chen aj., 2004). Na obrázku 7 je chromatogram se směsicí esterových změkčovadel. Na základě retenčních časů mohou být identifikována běžně používaná změkčovadla. Identifikovány byly: triethyl citrát (2), methylftalylethyl glykol (3), ethylftalylethyl glykol (4), dibutyl ftalát (5), dibutyl sebakát (6), acetyltributyl citrát (7), butylftalylbutyl glykol (8), butylbenzyl ftalát (9), trioctyl fosfát (10), di (2- ethylhexyl) adipát (11), di(2-ethylhexyl) fta-lát (12), di(2-ethylhexyl) (13), di(2- ethylhexyl) sebakát (14), di-n-decyl ftalát (15) (Podsedník, 2011). Obr. 7 Chromatogram běžně používaného PVC (Podsedník, 2011) 31