Stručná charakteristika
Benzotriazolové UV stabilizátory (BUV) se řadí mezi skupinu nejčastěji používaných UV stabilizátorů. Často bývají součástí plastu, ale také kosmetiky (např. opalovacích krémů), nátěrových hmot, lepidel a tmelů. UV stabilizátory se do polymerních materiálů přidávají pro zvýšení jejich odolnosti vůči ultrafialovému záření (UV-záření). To u nechráněných plastů zapříčiňuje nežádoucí změnu tvaru, barvy, zvrásnění, či popraskání. Rozlišujeme několik typů BUV: UV-P, UV-234, UV 320, UV-326, UV-327, UV-328, atd. Všechny jsou si strukturně velmi podobné, mají společný tzv. benzotriazolový základ, odlišují se však postranními řetězci molekuly.
Podrobná charakteristika
UV stabilizátory jsou využívány ve stavebních materiálech, automobilových součástech, voscích a barvách, aby tyto výrobky a materiály lépe odolávaly škodlivému ultrafialovému záření. UV stabilizátory absorbují plné spektrum ultrafialového světla (UV-A a UV-B) s vlnovou délkou od 280 do 400 nm. Vedle ochrany výrobků před ultrafialovým zářením se UV stabilizátory používají také jako zpomalovače koroze nebo jako ochrana proti zamlžování. Některé UV stabilizátory jsou také používány v plastech jako světelné stabilizátory. Mezi nejběžnější UV stabilizátory patří benzotriazol a jeho deriváty (UV-P, 1H-BT, UV-234, UV-326, UV-327, UV-328, UV-329 a UV-350). V roce 1999 byl roční objem výroby benzotriazolových UV stabilizátorů odhadován na 9000 tun.
Účinky na zdraví lidí a zvířat
Několik studií ukazuje, že UV stabilizátory jsou endokrinní disruptory a nepříznivě ovlivňují plodnost a prenatální vývoj u živočichů i lidí.
V roce 2007 byl u UV-320 prokázán nepříznivý efekt zejména na játra, kdy po ústním podání došlo k hypertrofii (zvětšení objemu) a odumření jaterních buněk u testovaných potkanů. Např. v Japonsku je jeho používání omezeno místními autoritami z důvodu persistence, bioakumulace a toxicity pro vodní organismy a potkany.
Několik výzkumů dospělo k závěru, že benzotriazolové stabilizátory narušují normální funkci endokrinní soustavy. Konkrétně u dania pruhovaného bylo zjištěno, že UV-234, UV-236, UV-329 a UV-P potlačují funkci jeho štítné žlázy a zpomalují srdeční rytmus. UV-P a 1HBT u dania dále vykazují antiandrogenní účinky a UV-P a UV-326 zasahují do činnosti aryl uhlovodíkových receptorů, které jsou klíčové pro normální vývoj. Narušení pak může vést k vývojové toxicitě vyvolané chemickými látkami. UV-P a UV-328 také vykázaly antiandrogenní účinky v metabolických biotestech. Benzotriazol navíc vyvolává estrogenní účinky u samců i samic hřebenatek.
Výskyt v životním prostředí
UV stabilizátory nejsou přímo vázány do struktury plastů, a proto se mohou poměrně snadno uvolňovat z polymerní matrice. BUVs byly v posledních desetiletích používány ve velkém měřítku, čemuž nasvědčují i výsledky studií, kdy byly detekovány ve všech environmentálních matricích, tedy v odpadních vodách, přírodních tocích, půdě, vodních živočiších, vzduchu, ale i v prachu domácností a také v mateřském mléce.
Mezinárodní úmluvy a legislativa
Kvůli své perzistenci, bioakumulativitě a toxicitě se v roce 2015 několik benzotriazolových UV stabilizátorů (UV-320, UV0327, UV-328 a UV-350) dostalo na Kandidátský seznam látek vzbuzujících mimořádné obavy Evropské agentury pro chemické látky (ECHA). V roce 2018 pak ECHA přidala látky UV-328, UV-320, UV-327 a UV-350 na autorizační seznam, což znamená, že výrobci musejí žádat ECHA o povolení, aby mohli pokračovat v používání těchto látek. Některé další UV stabilizátory, jako UV-P, UV-234, UV-326 a UV-329, procházejí v současné době procesem analýzy rizik, který předchází jejich zařazení na seznam SVHC látek.V Japonsku podléhá UV-320 regulaci podle tamního zákona na kontrolu chemických látek jako chemická látka 1. třídy. V USA jsou UV-320, UV-328 a UV-329 na seznamu chemických látek vzbuzujících obavy na úrovni jednotlivých států, ale v současnosti nejsou vedeny mezi kontrolovanými chemickými látkami na federální úrovni.
UV stabilizátor 328 je doporučen na zařazení mezi látky vyžadující globální zákaz mezinárodní Stockholmskou úmluvou o persistentních organických polutantech (POPs).
Literatura
Ankur Khare; Pradip Jadhao; Atul Narayan Vaidya; Kumar, A. R., Benzotriazole UV Stabilizers (BUVSs) in the Environment: Much More than an Emerging Contaminant of Concern. In Research Square, 18 Jan ed.; 2022.
Sakuragi, Y.; Takada, H.; Sato, H.; Kubota, A.; Terasaki, M.; Takeuchi, S.; Ikeda-Araki, A.; Watanabe, Y.; Kitamura, S.; Kojima, H., An analytical survey of benzotriazole UV stabilizers in plastic products and their endocrine-disrupting potential via human estrogen and androgen receptors. Sci Total Environ 2021, 800, 149374.
ECHA Seznam látek vzbuzujících mimořádné obavy podléhajících povolení. https://echa.europa.eu/cs/candidate-list-table (accessed 16. 11. 2022).
Stockholm Convention - Annex E information on UV-328. http://chm.pops.int/TheConvention/POPsReviewCommittee/Meetings/POPRC16/POPRC16Followup/UV328submission/tabid/8761/Default.aspx.
Zhuang, S.; Lv, X.; Pan, L.; Lu, L.; Ge, Z.; Wang, J.; Wang, J.; Liu, J.; Liu, W.; Zhang, C., Benzotriazole UV 328 and UV-P showed distinct antiandrogenic activity upon human CYP3A4-mediated biotransformation. Environmental Pollution 2017, 220, 616-624.
Rani, M.; Shim, W.; Han, G.; Jang, M.; Song, Y.-K.; Hong, S., Benzotriazole-type ultraviolet stabilizers and antioxidants in plastic marine based and their new products. Science of The Total Environment 2016, 579.
Kawamura, Y.; Ogawa, Y.; Nishimura, T.; Kikuchi, Y.; Nishikawa, J.; Nishihara, T.; Tanamoto, K., Estrogenic activities of UV stabilizers used in food contact plastics and benzophenone derivatives tested by the yeast two-hybrid assay. J Health Sci 2003, 49 (3), 205-212.
Hahladakis, J. N.; Velis, C. A.; Weber, R.; Iacovidou, E.; Purnell, P., An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling. Journal of Hazardous Materials 2018, 344, 179-199.
Kim, J.-W.; Chang, K.-H.; Prudente, M.; Viet, P. H.; Takahashi, S.; Tanabe, S.; Kunisue, T.; Isobe, T., Occurrence of benzotriazole ultraviolet stabilizers (BUVSs) in human breast milk from three Asian countries. Science of The Total Environment 2019, 655, 1081-1088.
