폴리브로마이드 디페닐 에테르

Polybrominated diphenyl ethers
유럽의 단백질 데이터 뱅크(PDBe)에 대해서는 단백질 데이터 뱅크를 참조하십시오.

폴리브로마이드 디페닐 에테르 또는 PBDE는 내연제로 사용되는 오르간로민 화합물의 일종이다. 다른 브롬화 난연제와 마찬가지로 PBDE는 건축자재, 전자제품, 가구, 자동차, 비행기, 플라스틱, 폴리우레탄 기포,[1] 섬유 등 다양한 제품군에 사용되어 왔다. 그것들은 구조적으로 두 개의 할로겐화 방향족 고리로 구성된 폴리염소화 디페닐 에테르(PCDE), 폴리염소화 비페닐(PCB) 및 기타 폴리할로겐화 화합물과 유사하다. PBDE는 분자 내 브로민 원자의 평균 수에 따라 분류된다. 이러한 화학물질들의 건강상의 위험은 점점 더 많은 정밀조사를 끌어모았고, 그것들은 가정에서 발견되는 수준에서 인간의 생식력을 감소시키는 것으로 나타났다.[2] 독성과 지속성 때문에 일부 PBDE의 산업생산은 스톡홀름 협약에 따라 제한된다. 스톡홀름 협약은 주요 지속성 유기오염물질(POP)을 통제하고 단계적으로 폐기하는 조약이다.

PBDE 클래스

PBDE의 화학구조

PBDE 계열은 209개의 가능한 물질로 구성되어 있으며, 이를 착향료라고 한다(PBDE12(10−x)x = 1, 2, ..., 10 = m + n). 모노, 디, 트라이, 테트라, 펜타-, 헥사-, 옥타-, 옥타-, 비아-, 데카브로모디페닐 에테르에 대한 이소머의 수는 각각 3, 12, 24, 42, 42, 42, 12, 3 및 1이다.[3] 미국에서는 PBDE가 PentaB에 DE-60F, DE-61, DE-62, DE-71이라는 상호를 적용하여 시판되고 있다.DE 혼합물, OctaB에 DE-79 적용DE 혼합물, DE 83R 및 Saytex 102E를 데카B에 적용혼합물. 상용 PBDE 제품은 단일 화합물이나 단일 착향료가 아니라 착향료의 혼합물이다.

브롬화 PBDE 감소

이들 종은 분자당 평균 1~4개의 브롬 원자를 가지고 있으며, 보다 효율적으로 생물학적 축적되기 때문에 더 위험한 것으로 간주된다. 낮은 혈중 PBDE는 갑상선의 호르몬 수준에 영향을 미치는 것으로 알려져 왔다. 연구는 그것들을 특정 농도 이상에서 생식 및 신경학적 위험과 연관시켰다.[4]

브롬화 PBDE 증가

이 종들은 분자당 평균 5개 이상의 브로민 원자를 가지고 있다.

Pentabromodiphenyl ether라는 이름의 상용 혼합물은 주로 펜타브로모 유도체(50–62%)를 함유하고 있지만, 이 혼합물에는 테트라브로미드(24–38%)와 육각류(4–8%)와 트리브로미드 흔적(0–1%)도 포함되어 있다. 유사한 방식으로 상업용 옥타브로모디페닐 에테르도 헥사-, 헵타-, 옥타-, 논아-, 데카브로미이드의 혼합물이다.

보건 및 환경 문제

1990년대 이후 PBDE의 높은 친수성과 분해 과정에 대한 높은 저항성 때문에 환경적 우려가 제기되었다. 생물분해는 PBDE의 주요 경로로 간주되지 않지만, 광분해와 열분해는 PBDE의 변환 연구에 관심이 있을 수 있다.[5][6] 사람들은 음식 섭취와 흡입으로 낮은 수준의 PBDE에 노출된다. PBDEs는 혈액, 모유, 지방 조직에서 생물학적으로 축적된다. PBDE 함유 제품의 제조와 관련된 인력은 최고 수준의 PBDE에 노출된다. 이러한 경우 특히 PBDE 함유 제품에 대한 재활용 및 수리 작업자의 경우 생체적응이 특히 중요하다. 사람들은 또한 일반 가정용품에 널리 보급되어 있기 때문에 가정 환경에서도 이러한 화학물질에 노출된다. 캐나다의 연구는 연어, 갈은 쇠고기, 버터, 치즈와 같은 흔한 음식에서 상당한 양의 PBDE를 발견했다.[7] PBDE는 또한 실내 먼지, 하수 슬러지, 폐수 처리 공장의 유출물에서도 높은 수준으로 발견되었다. 항만 바다표범과 같은 해양 포유류의 혈액에서 PBDE 수치가 증가하는 것이 감지되었다.

PBDE가 폴리염소화 디벤조디오신의 환경 장수와 생체적응 특성을 공유한다는 우려도 커지고 있다.[8]

간종양은 극히 많은 양의 데카비를 먹은 쥐와 생쥐에서 발병했지만 PBDE가 사람에게 암을 유발할 수 있을지는 알려지지 않았다.DE는 평생 동안. 저염색 PBDE는 아직 동물에서 암에 대한 검사를 받지 않았다. 국제암연구소(IARC)는 인간 발암성의 불충분한 증거와 실험동물의 불충분하거나 제한된 증거를 근거로 PBDE를 그룹 3 발암물질(인체에 대한 발암성에 대해 분류할 수 없음)으로 분류했다. EPA는 인간 발암성에 대해 분류할 수 없는 암 범주 D 그룹을 모노, 디, 트라이, 테트라, 펜타, 헥사, 옥타, 비아B에 할당한다.DE와 보고에서는 특정 착향료 2,2,4,4'-테트라BDE,2,2,2,2,4',5-펜타BDE 및 2,2,4,4',5,5'-헥사BDE를 분류하기 위한 "부적절한 정보"를 분류한다. 그러나 EPA는 decaBDE에 대해 "발암 유발 잠재력의 제안적 증거"의 분류에 할당한다. 보건복지부는 PBDE를 발암물질로 분류하지 않았다. 미국정부산업위생사회의(ACGIH)는 PBDE의 암 분류에 관한 자료가 없다.[9]

사례 연구

PBDE는 특히 에스트로겐과 갑상선 호르몬에 호르몬 파괴 효과가 있는 것으로 나타났다.[10] 미국 환경보호청(EPA)이 수행한 2009년 동물 연구는 자궁 내 중요한 발달 시점과 출생 직후 PBDE에 산전 피폭된 후 탈기, 활성 수송, 황화 및 글루쿠로니드화가 갑상선 동태성 장애에 관여할 수 있다는 것을 보여준다.[11] 발달 중 갑상선 호르몬 교란의 간 메커니즘에 대한 부작용은 성인기까지 지속되는 것으로 나타났다.[citation needed] EPA는 PBDE가 동물의 발달하는 뇌에 특히 독성이 있다고 지적했다.[11] 동료들이 검토한 연구들은 뇌 발달 동안 쥐에게 투여되는 단 한 번의 투약도 과잉 활동을 포함한 행동의 영구적인 변화를 일으킬 수 있다는 것을 보여주었다.[12]

스웨덴 과학자들은 펜타B와 관련된 물질들을 처음 보고했다.DE는 인간의 모유 속에 축적되고 있었다.[13] 스웨덴 자연보전 협회의 연구는 페레그린 팔콘 알에서 매우 높은 수준의 브롬화 PBDE (BDE-209)를 처음으로 발견했다.[14] 두 가지 형태의 PBDE인 펜타-와 옥타BDE는 건강과 안전에 대한 우려 때문에 더 이상 미국에서 제조되지 않는다. 유럽 연합은 기존 물질 규정 793/93/EEC에 따른 포괄적 위험 평가에 근거하여 펜타-와 옥타-B의 사용을 전면 금지했다.DE는 2004년부터.[15] 그러나 두 화학물질 모두 단계적 퇴치가 완료되기 전에 만들어진 가구와 폼 제품에서 여전히 발견되고 있다. 전자제품에 가장 많이 사용되는 PBDE는 decaBDE이다. 데카BDE는 이러한 사용을 위해 유럽과 미국의 일부 주에서는 금지된다. PBDE의 경우 EPA는 몸무게의 킬로그램 당 7 마이크로그램의 기준 선량을 설정했는데, 이는 "감각할 수 있는 효과가 없는 것으로 판단된다"고 밝혔다. 그러나 EPA(현 NIEHS)의 선임 독성학자인 린다 버른바움 박사는 "내가 보는 것은 아이들의 화학 물질 수치가 부모의 수준보다 더 높은 것처럼 보인다는 사실을 뒷받침하는 또 다른 증거"라고 지적했다.[16] 2003년 환경 워킹 그룹의 이전 연구에서는 20명의 미국 산모의 모유 내 화재 방지제의 평균 수치가 유럽에서 측정된 평균 수치보다 75배나 높다는 실험 결과가 발표되었다.[17]

환경 내 PBDE의 증가 수준은 고양이과성 갑상선 기능 항진증의 발생 증가의 원인이 될 수 있다.[18] 2007년 한 연구에 따르면, 갑상선 항진 고양이와 혈청 PBDE 수준 사이의 연관성을 확립하기 위해 충분한 동력을 공급받지 못했지만, 미국 성인의 중앙값 수준보다 20배에서 100배 더 높은 PBDE 수치를 발견했다.[19] 이후의 연구들은 실제로 그러한 연관성을 발견했다.[20][21][22]

2005년 우즈홀 해양학 연구소에서 실시한 실험에서 고래 블러버에서 발견된 메톡시-PBDE의 동위원소 시그니처에는 탄소의 자연 발생 방사성 동위원소인 탄소-14가 들어 있었다. 메톡시-PBDE는 일부 해양 종에 의해 생산된다.[23] 만약 고래에 있는 메톡시-PBDE가 인공적인 (인간이 만든) 선원에서 왔다면, 그들은 탄소의 안정적인 동위원소만을 포함했을 것이다. 왜냐하면 인공적으로 생산되는 모든 PBDE는 석유를 탄소의 원천으로 사용하기 때문이다; 모든 탄소-14는 그 원천에서 완전히 부패한 지 오래되었을 것이다.[24] PBDE 자체의 동위원소 서명은 평가되지 않았다. 대신 탄소-14는 인간이 만든 PBDE에 효소 첨가된 메톡시 그룹에 있을 수 있다.

2010년 한 연구에 따르면 PBDE 착향료의 농도가 높은 아동은 출생 당시 탯줄혈액에서 47, 99, 100점을 받은 후 1세에서 6세 사이의 심신 발달 테스트에서 낮은 점수를 받았다. 발달 효과는 특히 성별, 민족성, 담배연기 노출, 엄마의 아이큐를 교정한 후 태교 피폭률이 가장 높은 사람의 언어 및 전체 IQ 점수가 5.5~8.0점 낮아진 4세 때 뚜렷했다.[25]

침전물 오염

영국 스코틀랜드 클라이드강 하구의 퇴적물 내 환경농도 증가와 PBDE 분포 변화 등이 평가됐다.[26] 글래스고 시에서 그리녹까지 각각 1m 깊이의 침전물 코어 6개를 분석한 결과 강바닥 표면(0~10cm) 쪽으로 총 농도가 증가했다. PBDE의 범위는 1 ~ 2,645 µg/kg(건조 wt. 침전물)이며 평균은 287 µg/kg(건조 wt. 침전물)이다.[26] 하향식 PBDE 착향료 프로필은 높은 농도가 BDE-209의 높은 수준 때문에 발생한다는 것을 보여주었다. 침전물 기록의 대다수는 주로 낮은 깊이의 분자량 BDE 47,99, 183, 153에서 표면 가까이에 있는 BDE-209로의 변화, 펜타-와 옥타B의 제한에 해당하는 착향기 및 호몰로뉴 그룹 패턴의 변화를 분명히 보여주었다.2004-2006년 EU 법에 따른 DE 상용 혼합물.

PBDE 규정

2003년 8월, 캘리포니아 주는 펜타-와 옥타B의 판매를 금지했다.DE 및 이를 포함한 제품들은 2008년 1월 1일부터 시행된다.[27] PBDE는 환경 어디에서나 볼 수 있으며, EPA에 따르면 노출은 건강 위험을 초래할 수 있다. 미국 EPA의 통합 위험 정보 시스템에 따르면, PBDE가 간 독성, 갑상선 독성, 신경 발달 독성을 가질 수 있다는 증거가 있다.[28][29] 2008년 6월 미국 EPA는 가장 일반적인 4개의 PBDE 착향료에 대해 체중 kg당 0.1~7 ug의 안전한 일일 노출 수준을 설정했다.[30][29][31][28] 2007년 4월, 워싱턴 주 의회는 PBDE 사용을 금지하는 법안을 통과시켰다.[32] 메인 주 환경 보호부는 모든 PBDE가 금지되어야 한다고 발견했다.[33] 2007년 5월, 메인 주의 의회는 데카PBDE의 사용을 단계적으로 폐지하는 법안을 통과시켰다.[34]

유럽연합(EU)은 특히 PBDE와 다색화 비페닐(PBB) 등 2종류의 난연제를 전기·전자 기기에 사용하는 것을 금지하기로 했다. 이 금지는 RoHS 훈령에서 공식화되었으며, PBB와 PBDE의 합계에 대해 1 g/kg의 상한선이 설정되었다. 2009년 2월 기준물질 및 측정연구소는 분석연구소가 이 두 종류의 난연제를 더 잘 검출할 수 있도록 하기 위해 두 가지 인증표준물질을 발표했다. 참조 자료는 법적 한도에 가까운 수준에서 모든 관련 PBDE와 PBB를 포함하도록 맞춤 제작되었다.

국제적인 차원에서, 2009년 5월에, 지속성 유기 오염 물질에 대한 스톡홀름 협약의 당사자들은 상업적인 펜타비를 상장하기로 결정했다.DE와 상업 옥타BPOP 물질로서의 DE. 이번 상장은 상업용 옥타BDE의 성분인 헥타BDE와 헵타BDE의 특성과 상업용 펜타BDE의 주요 성분인 테트라BDE와 펜타BDE의 특성 때문이다.[35] 2017년에는 decaBDE도 상장하기로 했다.[36][37]

참조

  1. ^ Stapleton HM, Klosterhaus S, Keller A, Ferguson PL, van Bergen S, Cooper E, Webster TF, Blum A (2011). "Identification of flame retardants in polyurethane foam collected from baby products". Environ. Sci. Technol. 45 (12): 5323–31. Bibcode:2011EnST...45.5323S. doi:10.1021/es2007462. PMC 3113369. PMID 21591615.
  2. ^ Harley, K.; Marks, A.; Chevrier, J.; Bradman, A.; Sjödin, A.; Eskenazi, B. (2010). "PBDE Concentrations in Women's Serum and Fecundability". Environmental Health Perspectives. 118 (5): 699–704. doi:10.1289/ehp.0901450. PMC 2866688. PMID 20103495.
  3. ^ Frank Rahman; et al. (2001). "Polybrominated diphenyl ether (PBDE) flame retardants". Science of the Total Environment. 275 (1–3): 1–17. Bibcode:2001ScTEn.275....1R. doi:10.1016/s0048-9697(01)00852-x. PMID 11482396.
  4. ^ Kellyn S. Betts (2001-12-07). "Rapidly rising PBDE levels in North America". Environmental Science & Technology. Archived from the original on 2002-11-07.
  5. ^ Hutzinger O; Thoma, H.; et al. (1987). "Polybrominated dibenzodioxins and dibenzofurans". Chemosphere. 16 (8–9): 1877–1880. Bibcode:1987Chmsp..16.1877H. doi:10.1016/0045-6535(87)90181-0.
  6. ^ Watanabe I; Kashimoto, Takashi; Tatsukawa, Ryo; et al. (1987). "Polybrominated diphenyl ethers in marine fish, shellfish and river sediments in Japan". Chemosphere. 16 (10–12): 2389–2396. Bibcode:1987Chmsp..16.2389W. doi:10.1016/0045-6535(87)90297-9.
  7. ^ Globe 및 Mail 기사 2008-11-19년 웨이백 머신에 보관 "화학 물질로 레이싱된 일반 식품"
  8. ^ "The PBDEs: An Emerging Environmental Challenge and Another Reason for Breast-Milk Monitoring Programs". Archived from the original on 2011-06-14.
  9. ^ Breysse, Patrick N. (March 2017). "TOXICOLOGICAL PROFILE FOR POLYBROMINATED DIPHENYL ETHERS (PBDEs)" (PDF). Agency for Toxic Substances and Disease Registry.
  10. ^ Costa, L. G.; Giordano, G. (2011). "Is decabromodiphenyl ether (BDE-209) a developmental neurotoxicant?". NeuroToxicology. 32 (1): 9–24. doi:10.1016/j.neuro.2010.12.010. PMC 3046405. PMID 21182867.
  11. ^ a b Szabo DT, Richardson VM, Ross DG, Diliberto JJ, Kodavanti PR, Birnbaum LS (2009). "Effects of perinatal PBDE exposure on hepatic phase I, phase II, phase III, and deiodinase 1 gene expression involved in thyroid hormone metabolism in male rat pups". Toxicol. Sci. 107 (1): 27–39. doi:10.1093/toxsci/kfn230. PMC 2638650. PMID 18978342.
  12. ^ Kuriyama, Sergio N.; Talsness, Chris E.; Grote, Konstanze; Chahoud, Ibrahim (2005). "Developmental exposure to low-dose PBDE-99: effects on male fertility and neurobehavior in rat offspring". Environmental Health Perspectives. 113 (2): 149–154. doi:10.1289/ehp.7421. PMC 1277857. PMID 15687051.
  13. ^ Lind Y, Darnerud PO, Atuma S, et al. (October 2003). "Polybrominated diphenyl ethers in breast milk from Uppsala County, Sweden". Environ. Res. 93 (2): 186–94. Bibcode:2003ER.....93..186L. doi:10.1016/S0013-9351(03)00049-5. PMID 12963403.
  14. ^ Lindberg P, Sellström U, Häggberg L, de Wit CA (January 2004). "Higher brominated diphenyl ethers and hexabromocyclododecane found in eggs of peregrine falcons (Falco peregrinus) breeding in Sweden". Environ. Sci. Technol. 38 (1): 93–6. Bibcode:2004EnST...38...93L. doi:10.1021/es034614q. PMID 14740722. S2CID 13671737.
  15. ^ "DIRECTIVE 2003/11/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL" (PDF).
  16. ^ 웹MD 기사 "어린이 혈액에서 난연제 발견"
  17. ^ 식품소비자기사 "유아·미취학 아동의 독성 화합물, 엄마보다 3배 이상 높다"
  18. ^ Anthes, Emily (2017-05-16). "The Mystery of the Wasting House-Cats". The New York Times. ISSN 0362-4331. Retrieved 2017-05-24.
  19. ^ Dye, J.A.; Venier, Marta; Zhu, Lingyan; Ward, Cynthia R.; Hites, Ronald A.; Birnbaum, Linda S. (2007). "Elevated PBDE Levels in Pet Cats: Sentinels for Humans?". Environmental Science & Technology. 41 (18): 6350–6356. Bibcode:2007EnST...41.6350D. doi:10.1021/es0708159. PMID 17948778. S2CID 24426988.
  20. ^ Norrgran, Jessica; Jones, Bernt; Bignert, Anders; Athanassiadis, Ioannis; Bergman, Åke (2015-04-21). "Higher PBDE Serum Concentrations May Be Associated with Feline Hyperthyroidism in Swedish Cats". Environmental Science & Technology. 49 (8): 5107–5114. Bibcode:2015EnST...49.5107N. doi:10.1021/acs.est.5b00234. ISSN 0013-936X. PMID 25807268.
  21. ^ Guo, Weihong; Gardner, Stephen; Yen, Simon; Petreas, Myrto; Park, June-Soo (2016-02-02). "Temporal Changes of PBDE Levels in California House Cats and a Link to Cat Hyperthyroidism". Environmental Science & Technology. 50 (3): 1510–1518. Bibcode:2016EnST...50.1510G. doi:10.1021/acs.est.5b04252. ISSN 0013-936X. PMID 26699103.
  22. ^ Walter, Kyla M.; Lin, Yan-ping; Kass, Philip H.; Puschner, Birgit (2017). "Association of Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) and Polychlorinated Biphenyls (PCBs) with Hyperthyroidism in Domestic Felines, Sentinels for Thyroid Hormone Disruption". BMC Veterinary Research. 13 (1): 120. doi:10.1186/s12917-017-1031-6. ISSN 1746-6148. PMC 5415813. PMID 28468659.
  23. ^ A. Malmvärn; Y. Zebühr; L. Kautsky; Å. Bergman; L. Asplund (2008). "Hydroxylated and methoxylated polybrominated diphenyl ethers and Polybrominated dibenzo-p-dioxins in red alga and cyanobacteria living in the Baltic Sea". Chemosphere. 72 (6): 910–916. Bibcode:2008Chmsp..72..910M. doi:10.1016/j.chemosphere.2008.03.036. PMID 18457860.
  24. ^ Emma L. Teuten; Li Xu; Christopher M. Reddy (2005). "Two Abundant Bioaccumulated Halogenated Compounds Are Natural Products". Science. 307 (5711): 917–920. Bibcode:2005Sci...307..917T. doi:10.1126/science.1106882. PMID 15705850. S2CID 9377016.
  25. ^ Herbstman, J. B.; Sjödin, A.; Kurzon, M.; Lederman, S. A.; Jones, R. S.; Rauh, V.; Needham, L. L.; Tang, D.; Niedzwiecki, M.; Wang, R. Y.; Perera, F. (2010). "Prenatal Exposure to PBDEs and Neurodevelopment". Environmental Health Perspectives. 118 (5): 712–719. doi:10.1289/ehp.0901340. PMC 2866690. PMID 20056561.
  26. ^ a b Vane, Christopher H.; Ma, Yun-Juan; Chen, She-Jun; Mai, Bi-Xian (2009). "Increasing polybrominated diphenyl ether (PBDE) contamination in sediment cores from the inner Clyde Estuary, UK" (PDF). Environmental Geochemistry and Health. 32 (1): 13–21. doi:10.1007/s10653-009-9261-6. ISSN 0269-4042. PMID 19347590. S2CID 102768.
  27. ^ "BILL NUMBER: AB 302, An act to add Chapter 10 (commencing with Section 108920) to Part 3 of Division 104 of the Health and Safety Code, relating to toxic substances". www.leginfo.ca.gov.
  28. ^ a b 미국 환경보호국. Decabromodiphenyl ether (BDE-209)에 대한 독성학적 프로파일, 2008년 6월.
  29. ^ a b 미국 환경보호국. 2,2',4,4',5-펜타브로모디페닐 에테르(BDE-99)에 대한 독성학적 프로파일, 2008년 6월.
  30. ^ 미국 환경보호국. 2,2,2,4,4'-테트라브로모디페닐 에테르(BDE-47)에 대한 독성학적 프로파일, 2008년 6월.
  31. ^ 미국 환경보호국. 2,2,2,4,4',5,5'-헥사브로모디페닐에테르(BDE-153)에 대한 독성학적 프로파일, 2008년 6월.
  32. ^ "화학적 금지는 산업을 방어적으로 만든다." 워싱턴 주는 PBDE 사용을 금지하고 있다.
  33. ^ [1][permanent dead link] "DEP는 난연제에 대한 입법적 금지를 촉구한다"
  34. ^ "주 입법부는 독성 데카 난연제 금지 투표를 한다." 2013-01-13년 보관. 현재 메인 주에서는 DecaBDE 사용을 금지하고 있다.
  35. ^ House, Stockholm Convention Clearing. "Information on the 16 chemicals added to the Stockholm Convention".
  36. ^ 참조: C.N.766.2017.조약-XXVII.15(상호 통보)
  37. ^ Sharkey, Martin; Harrad, Stuart; Abou-Elwafa Abdallah, Mohamed; Drage, Daniel S.; Berresheim, Harald (2020). "Phasing-out of legacy brominated flame retardants: The UNEP Stockholm Convention and other legislative action worldwide". Environment International. 144: 106041. doi:10.1016/j.envint.2020.106041. PMID 32822924.

외부 링크