Polichlorowane bifenyle (PCB)

Animacja:
Jak prawidłowo wietrzyć

Animation: Richtig Lüften
Włącz animację

Polichlorowane bifenyle (PCB) to określenie dla grupy 209 związków chemicznych charakteryzujących się wspólną strukturą, w której w pierścieniach węglowych/ fenylowych atomy wodoru zostały zastąpione różną ilością atomów chloru.

Pojedyncze substancje, zwane kongenerami PCB różnią się jedynie ilością i położeniem atomów chloru związanych z pierścieniami i dla uproszczenia zostały ponumerowane.

Kongenery indykatorowe

W analityce środowiskowej, ze względów praktycznych, oznacza się zazwyczaj jedynie tak zwane kongenery indykatorowe. Należą do nich lotne niskochlorowane kongenery PCB nr 28,52 i 101 oraz wysokochlorowane nr 138, 153 i 180. Na podstawie zawartości wyżej wymienionych kongenerów szacuje się całkowitą zawartość PCB.

Pokrewne grupy substancji

Oprócz PCB istnieją pokrewne grupy substancji wykazujące porównywalne cechy charakterystyczne. Są nimi przykładowo polichlorowane trifenyle (PCT) oraz chloroparafiny. Stan wiedzy na temat tych dwóch grup substancji w porównaniu do PCB jest niższy, jednak można wyjść z założenia, że PCT i PCB wykazują podobieństwa. Chloroparafiny są zgodnie z obecnym stanem wiedzy mało toksyczne dla człowieka, aczkolwiek krótko-łańcuchowe wysokochlorowane chloroparafiny zagrażają środowisku wodnemu i żyjącym w nim organizmom.

Występowanie i zastosowanie

Od ponad 70 lat znane są chemiczne właściwości PCB dające wielostronne korzyści. Substancje te znalazły różnorodne zastosowanie w przemyśle budowlanym, elektrycznym i tworzyw sztucznych. Jednak stopniowo odkrywano, że PCB kumulują się w łańcuchu pokarmowym ze względu na dużą stabilność i rozpuszczalność w tłuszczach, i w związku z tym zaczęto ograniczać ich stosowanie. Od roku 1978 użycie PCB zabronione jest w otwartych systemach, a od 1989 zabronione jest całkowicie (z nielicznymi wyjątkami). Materiały klasyfikuje się jako zawierające PCB, jeżeli zawierają powyżej 50 mg PCB na kg.

PCB w środowisku

Również w dzisiejszych czasach polichlorowane bifenyle znajdują się w różnych środowiskach; np. w  wodzie, w glebie, w powietrzu, w osadach, i również w roślinach i zwierzętach. Wciąż znaczącym źródłem PCB dla człowieka są produkty spożywcze pochodzenia zwierzęcego o dużej zawartości tłuszczu (ryby, np. węgorz, produkty mleczarskie i mięsne). Obciążenie człowieka PCB pochodzi w 90% z pożywienia. Jednak zawartość PCB w żywności zmalała o jedną czwartą w przeciągu ostatnich dziesięciu lat (Schäfer i in. 2000).

PCB w mleku matki

Nadal mleko matki zawiera mierzalną ilość PCB, jednak tendencja jest spadkowa (Wittsiepe i współpracownicy, 2007).

PCB w budynkach

Szczególną uwagę zwraca się na źródła PCB w budynkach. Zazwyczaj można je znaleźć w budowlach z lat 1960 oraz 1975 - 1980. Często są to budynki użyteczności publicznej, takie jak szkoły i przedszkola. Jako źródła zanieczyszczenia wchodzą w rachubę m.in. uszczelniacze do fug zawierające PCB ("tiokol"), nieszczelne kondensatory w świetlówkach, środki zmniejszające palność oraz farby i tworzywa sztuczne zawierające PCB w roli zmiękczacza. Czasami stosowano PCB w klejach do parkietów i płytek wykładzinowych.

Pierwotne i wtórne źródła zanieczyszczenia PCB

Oprócz wyżej wymienionych pierwotnych źródeł zanieczyszczenia istnieją również źródła wtórne. Do nich należą wcześniej nieskażone ściany i meble, które zostały obciążone poprzez ulatnianie się PCB ze źródeł pierwotnych a następnie osadzanie się ich oparów. Zaliczamy do nich przykładowo meble, firany, zasłony, czy również dywany itp., na których osadziły się opary PCB pochodzące ze źródeł pierwotnych.

Szkodliwość dla zdrowia

Działanie na zdrowie w ekspozycji ostrej

Polichlorowane bifenyle działają na człowieka w ostrym narażeniu jedynie lekko toksycznie. W przeciwieństwie do oceny ostrej ekspozycji odpowiednio trudno jest ocenić skutki długotrwałego narażenia na PCB, między innymi z powodu obszerności tej grupy substancji. 

Oprócz wielu wspólnych cech charakterystycznych, takich jak np. wysoka stabilność i rozpuszczalność w tłuszczach, poszczególne kongenery różnią się od siebie m.in. ze względu na strukturę przestrzenną cząsteczki, lotność i sposób metabolizowania oraz magazynowania przez organizmy żywe. Przykładowo niektóre kongenery wykazują strukturę podobną do dioksyn i dlatego należy je oceniać pod względem toksykologicznym inaczej niż kongenery nieposiadające tej charakterystycznej cechy.

Odkładanie w organizmie

Wiadomo, że kongenery PCB o niskiej zawartości chloru są słabiej akumulowane w organizmie człowieka niż związki wysokochlorowane. Te pierwsze są szybciej rozkładane i wydalane. Logiczne jest, że w żywności pochodzenia zwierzęcego znajdują się głównie PCB z większą zawartością chloru.

Układ immunologiczny, wątroba i płodność

W próbach na zwierzętach wykazano, że PCB prowadzi do zmian w układzie odpornościowym, wątrobie i płodności.

Kancerogenność

Badania nad kancerogennością wykazały, że pewne PCB wprawdzie nie powodują powstawania raka, ale przyczyniają się do jego wzrostu. Human-Biomonitoring stwierdza na temat działania PCB na człowieka, co następuje:

"Oceniając zebrane wyniki prawie 40 badań naukowych na temat zawodowego narażenia człowieka na PCB wyciągamy wnioski, że w sumie występowanie efektów toksycznych jest raczej wątpliwe (np. toksyczność na funkcje wątroby, płuc, układu: nerwowego, krwi, odpornościowego, krążenia, endokrynnego i pokarmowego), tylko w niewielu przypadkach jest przypuszczalne lub możliwe (niska masa urodzeniowa, zwiększone występowanie niektórych rodzajów raka) a tylko dla chlorakne toksyczność uważamy za uzasadnioną.” (Komm. Humanbiomonitoring, Stoffmonographie PCB).

Opinia na temat kancerogenności:

"Dlatego również Komisja MAK kwalifikuje PCB do grupy substancji o uzasadnionym podejrzeniu o potencjał rakotwórczy dla człowieka (III B na liście MAK, aktualna klasyfikacja jako kancerogen kategorii 3B, przyp. autorów). WHO uznaje kancerogenność PCB, z pewnymi ograniczeniami, za udowodnioną."

Deficyty neurologiczne

Wysokie obciążenie matki ciężarnej może prowadzić do neurofizjologicznych i neuromotorycznych deficytów rozwojowych u dziecka. Niektórzy naukowcy (por. G. Winneke, 2007) są zdania, że owe deficyty wyrównują się w wieku 6 lat. Unijny Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności jest jednak zdania, że deficyty te są nieodwracalne (EFSA 2010).

PCB w powietrzu wewnętrznym

Czy pobyt w pomieszczeniach zanieczyszczonych PCB może mieć skutki zdrowotne? Według obecnego stanu wiedzy, nie należy obawiać się ostrych objawów zatrucia. Jeśli chodzi jednak o długotrwałe oddziaływanie PCB na układ hormonalny, immunologiczny i centralny układ nerwowy, to wiedza jest niepełna. Oprócz tego ze względu na fakt, że polichlorowane bifenyle są prawdopodobnie kancerogenne, stosuje się profilaktycznie zasadę minimalnego stosowania.

Analytika

Można oznaczać zawartość PCB w kurzu domowym, w próbkach materiałów oraz w powietrzu wewnętrznym. Analiza kurzu domowego pod kątem zawartości PCB może rozwiać wątpliwości, czy mamy do czynienia z obciążeniem PCB, czy nie. Najczęściej uznaje się wartości powyżej 5mg na kg kurzu jako wskazówkę, że istnieje źródło zanieczyszczenia PCB. Następnie można poddać badaniu próbki materiałów, takich jak masa do fug, klej do parkietu czy kit do fug w parkiecie (dotyczy parkietów kładzionych przed rokiem 1980). Aby powietrze wewnętrzne poddać analizie, przez wiele godzin zasysana jest pewna ilość powietrza przez materiał pochłaniający, by następnie w laboratorium poddać je chromatografii gazowej na PCB. Pobieranie próbek oraz analiza powinna być przeprowadzona przez doświadczone i certyfikowane laboratorium, które zwróci uwagę na przepisy Rozporządzenia dot. PCB.

W lecie na przykład, z powodu silniejszego ulatniania się, stwierdza się wyższą zawartość PCB niż w zimie. Aby otrzymać poprawne wyniki pomiarów, należy kontrolować temperaturę i pobierać próbę przy zamkniętych oknach i drzwiach. Właściwe oznaczenie PCB następuje na drodze chromatografii gazowej.

Biomonitoring

Obciążenie organizmu może zostać stwierdzone w badaniach próbek krwi (krew pełna, osocze), mleka matki oraz tkanki tłuszczowej.

Wartości referencyjne

Wartości referencyjne dla trzech zwyczajowo oznaczanych kongenerów PCB o numerach 138,153 i 180 są zależne od wieku (patrz tabela poniżej: wartości referencyjne we krwi pełnej).

Wartości referencyjne dla PCB-138, -153, -180 i ich sumy we krwi (w mikrogramach na litr)
Wiek (w latach)
PCB-138
PCB-153
PCB-180
suma PCB
krew*
rok
krew*
rok
krew*
rok
krew*
rok
7-14
0,3
2003/6
0,4
2003/6
0,3
2003/6
1,0
2003/6
18-19
0,4
1997/99
0,6
1997/99
0,3
1997/99
1,1
1997/99
20-29
0,6
1997/99
0,9
1997/99
0,6
1997/99
2,0
1997/99
30-39
0,9
1997/99
1,6
1997/99
1,0
1997/99
3,2
1997/99
40-49
1,4
1997/99
2,2
1997/99
1,6
1997/99
5,1
1997/99
50-59
1,7
1997/99
2,8
1997/99
2,1
1997/99
6,4
1997/99
60-69
2,2
1997/99
3,3
1997/99
2,4
1997/99
7,8
1997/99
Krew* = krew pełna; suma PCB = PCB-138 + PCB-153 + PCB-180

Źródło: Niemiecki Urząd Ochrony Środowiska (stan na: sierpień 2010) 

Wartości biomonitoringu u człowieka (HBM)

Latem 2012 roku Komisja Human-Biomonitoring ustaliła następujące wartości polichlorowanych bifenyli w osoczu krwi  niemowląt, małych dzieci i kobiet w wieku rozrodczym (2012):

  • Wartość HBM-I: 3.5 mikrograma całkowitego PCB na litr osocza
  • Wartość HBM-II: 7 mikrograma całkowitego PCB na litr osocza

W powyższym celu oznacza się zawartość kongenerów PCB o numerach 138, 153 i 180 w osoczu, dodaje i mnoży przez dwa. Wynik można bezpośrednio porównać z wyżej wymienionymi wartościami HBM. Badania wykazały jednak, że obciążenie powietrza wewnętrznego rzędu 3000 mikrogramów na metr sześcienny (Rozporządzenie ds. PCB) najczęściej nie skutkuje podwyższonymi wartościami z biomonitoringu.

Główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest fakt, że ilościowe obciążenie z pożywienia jest bardziej znaczące niż obciążenie z powietrza. Ponadto kongenery PCB dostarczane z powietrza kumulują się słabiej w organizmie człowieka w porównaniu do tych z pożywienia. Biomonitoring nie dostarcza więc wskazówek, czy w przeszłości istniało obciążenie PCB z powietrza, może jednak być pomocny w ocenie ryzyka. W zasadzie nie jest więc sensowne przeprowadzanie badania krwi pod kątem PCB, jeżeli mamy do czynienia z obciążeniem PCB z powietrza (Humanbiomonitoring-Kommission 1999, Heudorf i inni 2000).

Wartości dopuszczalne/wartości wskaźnikowe

Koncepcja "ekwiwalentów toksycznych (TEQ)"

Dla umożliwienia oceny toksykologicznej mieszanek substancji, np. dioksyn (polichlorowane dibenzodioksyny PCDD i dibenzofurany PDDF) oraz/lub polichlorowanych bifenyli (PCB) często używa się koncepcję równoważników toksycznych (TEQ). W tym celu bierze się substancję składową (kongener) o najwyższej toksyczności jako substancję referencyjną.

Toksyczność innych składników przelicza się stosując współczynnik toksyczności (TEF). Dla interesujących nas tutaj substancji, jako referencyjną przyjmuje się 2,3,7,8-TCDD, tak zwaną „dioksynę z Seveso.” WHO ustaliło współczynnik toksyczności dla PCDD, PCDF i PCB. Stosując współczynnik toksyczności można obliczać stężenia równoważników toksycznych (WHO TEQ). W ten sposób można oceniać mieszaniny substancji, które stają się porównywalne między sobą. W uproszczeniu można powiedzieć, że przelicza się mieszaninę substancji tak, jakby składała się tylko z jednej substancji o najwyższej toksyczności. Stężenia i ilości ekwiwalentów toksycznych nie można więc porównywać z wynikami analizy dla pojedynczych lub sumarycznych zawartości PCB w powietrzu wewnętrznym, w kurzu i we krwi. Ten rodzaj przeliczania stosuje się głównie w przypadku dioksyn (produkty uboczne procesów chemicznych oraz procesów spalania), jak również w przypadku polichlorowanych bifenyli.

Niektóre kongenery PCB mają bardzo podobną strukturę molekularną do dioksyn, nazywa się je więc dl-PCB (z ang. dioxin-like PCB). Większość kongenerów PCB różni się jednak masą i liczbą/ilością od dioksyn (ndl-PCB, z ang. non-dioxin-like PCB).

Dzienna dawka tolerowana (limit TDI z ang. tolerable daily intake) oraz tygodniowa dawka tolerowana (z ang. TWI = tolerable weekly intake).

Dzienna dawka tolerowana (TDI) oraz tygodniowa dawka tolerowana (TWI) odnosi się również do sumy stężenia ekwiwalentów toksycznych dla PCDD, PDCF i PCB (WHO-PCDD/F-PCB-TEQ). Wartości podawane są w jednostkach pg (pikogram = jedna bilionowa grama). Światowa Organizacja Zdrowia ustaliła dzienną dawkę tolerowaną na poziomie od 1-4 pg WHO-PCDD/F-PCB-TEQ na kg masy ciała. Dolną wartość 1 pg należy rozumieć jako wartość docelową. Komisja Naukowa ds. Żywności UE (SCF = Scientific Committee on Food) ustaliła tygodniową dawkę tolerowaną (TWI) na poziomie 14 pg WHO-PCDD/F-PCB-TEQ na kg masy ciała, co w przeliczeniu odpowiada wartości średniej zalecanej przez WHO.

Wytyczne dotyczące PCB (ARGEBAU - Grupa Robocza ds. Budownictwa Mieszkaniowego i Osiedlowego -1995)

Fachowcy z Niemiec i niemieckich krajów związkowych uzgodnili wspólnie zalecenia dotyczące środków zaradczych w budynkach obciążonych PCB i spisali je w formie wytycznych dot. PCB. W niektórych krajach związkowych Niemiec zostały ujęte w prawie budowlanym jako obowiązujące. W wytycznej dot. PCB ustalona wartość docelowa to stężenie PCB w powietrzu wewnętrznym mniejsze niż 300 nanogramów na metr sześcienny (1 nanogram ng = jedna miliardowa grama). W zakresie między 300 a 3.000 ng na metr sześcienny należy odnaleźć źródło obciążenia PCB i wytłumić lub usunąć je stosując rozwiązania oparte na zasadzie proporcjonalności.

Stężenie PCB przekraczające 3000 ng na metr sześcienny powietrza wewnętrznego wymaga interwencji (jest to średnia wartość w przeciągu roku i przy założeniu przebywania w pomieszczeniu 24 godziny na dobę). Oznacza to również, że przy krótszym czasie przebywania w pomieszczeniu można tolerować tymczasowo odpowiednio wyższe stężenia.

Grupa robocza ad hoc Komisji ds. Higieny w Pomieszczeniach przy Federalnym Urzędzie Ochrony Środowiska i Wspólnota Robocza Urzędów Krajowych ds. Zdrowia w Niemczech (AOLG)

Powyższa grupa robocza opublikowała w 2007 roku zaktualizowaną opinię w konkretnych przypadkach (Federalny Urząd Ochrony Środowiska 2007b):

"Rozróżniamy dwa przypadki:

A) Jeżeli jednoznacznie mamy do czynienia z fugami zawierającymi PCB, w których zawartość chloru jest mniejsza niż w Clophenie A60, to do oceny stosuje się skalę dla całkowitego PCB, bazującą na sześciu PCB indykatorowych (bez PCB118).

Przy stężeniach powyżej 3 µg/m3 całkowitego PCB należy rozważyć zastosowanie środków zaradczych minimalizujących ekspozycję. Przy niższych stężeniach należy skontrolować sposób, w jaki pomieszczenie jest wietrzone i ewentualnie polepszyć sposób wietrzenia.

B) Jeżeli mamy do czynienia z płytami sufitowymi zawierającymi Clophen A50 lub A60 i źródłem PCB są Clopheny z dużą zawartością chloru, to również można zastosować do oceny skalę całkowitego PCB.

W przypadku wyższych stężeń PCB (> 1µg/m3) należy stosować do oceny stężenie PCB118. Przy stężeniach powyżej 0,01 µg PCB118/m3 należy rozważyć zastosowanie środków zaradczych minimalizujących ekspozycję. Przy niższych stężeniach należy skontrolować sposób, w jaki pomieszczenie jest wietrzone i ewentualnie polepszyć sposób wietrzenia."

Środki zaradcze

O ile z całą pewnością stwierdzono, że pomieszczenie jest obciążone PCB, w rachubę wchodzą różnorodne środki zaradcze w zależności od stopnia obciążenia (patrz punkt „Wartości dopuszczalne/ wartości wskaźnikowe”). Równocześnie należy wziąć pod uwagę stosunek nakładów do zagrożenia (zasada proporcjonalności).

Najprostszą metodą działania doraźnego jest regularne wietrzenie (wielokrotnie w ciągu dnia, szczególnie przeciąg). Ponadto aby zmniejszyć obciążenie poprzez kurz domowy, należy często odkurzać, wycierać na wilgotno podłogę i meble oraz prać firanki i zasłony.

W ramach środków zaradczych źródło PCB może zostać usunięte lub ekranowane, przy czym obydwie metody powinna stosować firma o odpowiednich kwalifikacjach. W porównaniu z (kosztownym) usuwaniem źródeł PCB, ekranowanie ich (np. za pomocą folii) jest najczęściej tańsze, ale efekt nie zawsze jest trwały.

Przeprowadzając czynności zaradcze przeciw PCB należy prace przeprowadzać tak, aby powstawało jak najmniej pyłu, a po ich zakończeniu dokładnie oczyścić pomieszczenie włącznie z meblami, zasłonami i firanami. Doświadczenie pokazuje, że wartość docelowa 300 ng PCB na metr sześcienny powietrza osiągnięta zostaje zazwyczaj dopiero po pewnym czasie od zakończenia robót. Do tej pory należy nadal dobrze wietrzyć i często wycierać na mokro (Wytyczna dot. PCB dla Bawarii).

Linki na temat oczyszczania pomieszczeń obciążonych PCB znajdują się w części „Literatura”.

Mehr zum Thema Polichlorowane bifenyle (PCB):

Diesen Artikel...

Stand: 15. Mai 2013 - 12:32 Uhr

Autor/Autorzy: