Biocyd - Biocide

Aby zapoznać się z klasą cząsteczek organicznych zawierających disacharydową grupę funkcyjną, patrz Bioside .

Biocyd jest zdefiniowana w legislacji europejskiej jak substancja chemiczna lub mikroorganizm przeznaczony do niszczenia, unieszkodliwienia lub wywierania wpływu na kontroli szkodliwych organizmów. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) stosuje nieco inną definicję biocydów jako „różnorodnej grupy substancji trujących, w tym konserwantów, insektycydów, środków dezynfekujących i pestycydów stosowanych do kontroli organizmów szkodliwych dla zdrowia ludzi lub zwierząt lub powodujących szkody do produktów naturalnych lub wytworzonych". Porównując, obie definicje sugerują mniej więcej to samo, chociaż definicja US EPA obejmuje środki ochrony roślin i niektóre leki weterynaryjne.

Terminy „biocydy” i „ pestycydy ” są regularnie wymieniane i często mylone z „środkami ochrony roślin”. Aby to wyjaśnić, pestycydy obejmują zarówno biocydy, jak i środki ochrony roślin, przy czym te pierwsze odnoszą się do substancji do celów niespożywczych i paszowych, a drugie do substancji do celów spożywczych i paszowych.

Omawiając produkty biobójcze, należy dokonać rozróżnienia między biobójczą substancją czynną a produktem biobójczym. Substancje czynne biobójcze to głównie związki chemiczne, ale mogą to być również mikroorganizmy (np. bakterie). Produkty biobójcze zawierają jedną lub więcej biobójczych substancji czynnych i mogą zawierać inne nieaktywne składniki obojętne, które zapewniają skuteczność oraz pożądane pH , lepkość , kolor, zapach itp. produktu końcowego. Produkty biobójcze są dostępne na rynku do użytku przez profesjonalnych i/lub nieprofesjonalnych konsumentów.

Chociaż większość biobójczych substancji czynnych ma stosunkowo wysoką toksyczność, istnieją również przykłady substancji czynnych o niskiej toksyczności, takich jak CO
2, które wykazują działanie biobójcze tylko w określonych warunkach, np. w układach zamkniętych. W takich przypadkach produktem biobójczym jest połączenie substancji czynnej i urządzenia zapewniającego zamierzone działanie biobójcze, czyli uduszenie gryzoni przez CO
2w zamkniętej pułapce systemowej. Innym przykładem produktów biobójczych dostępnych dla konsumentów są produkty impregnowane biocydami (nazywane również wyrobami poddanymi obróbce), takie jak ubrania i opaski impregnowane insektycydami, skarpetki impregnowane substancjami antybakteryjnymi itp.

Biocydy są powszechnie stosowane w medycynie , rolnictwie , leśnictwie i przemyśle . Substancje i produkty biobójcze są również stosowane jako środki przeciwporostowe lub środki dezynfekujące w innych okolicznościach: na przykład chlor jest używany jako krótkotrwały biocyd w uzdatnianiu wody przemysłowej, ale jako środek dezynfekujący w basenach. Wiele biocydów jest syntetycznych, ale istnieją biocydy występujące w przyrodzie sklasyfikowane jako biocydy naturalne , pochodzące np. z bakterii i roślin.

Biocydem może być:

Zastosowania

W Europie produkty biobójcze są podzielone na różne typy produktów (PT) w zależności od ich przeznaczenia. Te typy produktów, łącznie 22 w ramach BPR, są pogrupowane w cztery główne grupy, a mianowicie środki dezynfekujące, konserwanty, środki do zwalczania szkodników i inne produkty biobójcze. Na przykład główna grupa „środki dezynfekujące” obejmuje produkty przeznaczone do higieny człowieka (PT 1) i higieny weterynaryjnej (PT 3), główna grupa „środki konserwujące” to środki do konserwacji drewna (PT 8), główna grupa „do zwalczania szkodników” zawiera rodentycydy (PT 14) oraz repelenty i atraktanty (PT 19), podczas gdy główna grupa „inne produkty biobójcze” zawiera produkty przeciwporostowe (PT 21). Należy zauważyć, że jedna substancja czynna może być stosowana w kilku rodzajach produktów, takich jak na przykład fluorek sulfurylu, który jest dopuszczony do stosowania jako środek do konserwacji drewna (PT 8) oraz jako insektycyd (PT 18).

Biocydy można dodawać do innych materiałów (zwykle płynów ), aby chronić je przed porażeniem i wzrostem biologicznym. Na przykład niektóre rodzaje czwartorzędowych związków amonowych ( quats ) dodaje się do wody basenowej lub przemysłowych systemów wodnych, aby działały jako algicyd, chroniąc wodę przed inwazją i rozwojem glonów . Przechowywanie i używanie trującego gazowego chloru do uzdatniania wody jest często niepraktyczne, dlatego stosuje się alternatywne metody dodawania chloru. Należą do nich roztwory podchlorynu , które stopniowo uwalniają chlor do wody, oraz związki takie jak dichloro-s-triazynotrion sodu (dwuwodny lub bezwodny), czasami określany jako „dichlor” i trichloro-s-triazynetrion , czasami określany jako „trichlor”. . Związki te są trwałe w stanie stałym i mogą być stosowane w postaci sproszkowanej, granulowanej lub tabletki. Po dodaniu w niewielkich ilościach do wody basenowej lub przemysłowych systemów wodnych, atomy chloru hydrolizują z reszty cząsteczki, tworząc kwas podchlorawy (HOCl), który działa jako ogólny biocyd zabijający zarazki, mikroorganizmy, glony i tak dalej. Jako biocydy stosuje się również chlorowcowane związki hydantoiny .

Zagrożenia i ryzyka środowiskowe

Ponieważ produkty biobójcze mają zabijać żywe organizmy, wiele produktów biobójczych stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia i dobrostanu ludzi. Podczas obchodzenia się z biocydami wymagana jest duża ostrożność i należy używać odpowiedniej odzieży ochronnej i sprzętu. Stosowanie biocydów może mieć również znaczący negatywny wpływ na środowisko naturalne. Wykazano, że farby przeciwporostowe, zwłaszcza te wykorzystujące organiczne związki cyny , takie jak TBT , mają poważny i długotrwały wpływ na ekosystemy morskie, a takie materiały są obecnie zakazane w wielu krajach dla statków handlowych i rekreacyjnych (choć czasami nadal są używane dla okrętów wojennych).

Utylizację zużytych lub niechcianych biocydów należy podejmować ostrożnie, aby uniknąć poważnych i potencjalnie długotrwałych szkód w środowisku.

Klasyfikacja

Klasyfikacja europejska

Klasyfikacja produktów biobójczych w rozporządzeniu w sprawie produktów biobójczych (UE) 528/2012) (BPR) jest podzielona na 22 rodzaje produktów (tj. kategorie zastosowań), z których kilka obejmuje wiele podgrup:

GRUPA GŁÓWNA 1: Środki dezynfekujące i ogólne produkty biobójcze

  • Typ produktu 1: Produkty biobójcze przeznaczone do higieny człowieka
  • Typ produktu 2: Środki dezynfekujące i inne produkty biobójcze do użytku w obszarach prywatnych i zdrowia publicznego
  • Produkt typu 3: Produkty biobójcze stosowane w higienie weterynaryjnej
  • Typ produktu 4: Środki do dezynfekcji powierzchni żywności i pasz
  • Typ produktu 5: Środki do dezynfekcji wody pitnej

GRUPA GŁÓWNA 2: Konserwanty

  • Typ produktu 6: Konserwanty w puszce
  • Produkt typu 7: Konserwanty folii
  • Produkt typu 8: Środki do konserwacji drewna
  • Grupa 9: Środki do konserwacji włókien, skóry, gumy i materiałów polimeryzowanych
  • Grupa 10: Konserwanty murarskie
  • Produkt typu 11: Środki konserwujące do systemów chłodzenia i przetwarzania cieczy processing
  • Produkt typu 12: Slimicydy
  • Produkt typu 13: Środki konserwujące płyny do obróbki metali

GRUPA GŁÓWNA 3: Zwalczanie szkodników

GRUPA GŁÓWNA 4: Inne produkty biobójcze

Obecny rynek

Światowe zapotrzebowanie na biocydy do użytku w produktach przemysłowych i konsumenckich oszacowano w 2008 roku na 6,4 miliarda USD, czyli o około 3% więcej niż w roku poprzednim. Dotknięty globalnym kryzysem gospodarczym rynek pozostanie dość powolny do 2010 roku. Ogólnie branża jest dodatkowo obciążona coraz bardziej restrykcyjnymi przepisami. . W 2008 r. na rynku nastąpiła fala konsolidacji, ponieważ producenci poszukują środków kontroli kosztów i wzmocnienia pozycji rynkowej. Najważniejszym obszarem zastosowań pod względem ilościowym jest uzdatnianie wody przemysłowej i publicznej.

Ustawodawstwo

Ramy prawne UE dotyczące produktów biobójczych od lat określa dyrektywa 98/8/WE, znana również jako dyrektywa w sprawie produktów biobójczych (BPD). Dyrektywa BPD została uchylona na mocy rozporządzenia w sprawie produktów biobójczych 528/2012 (BPR), które weszło w życie w dniu 17 lipca 2012 r. z datą stosowania 1 września 2013 r. Opracowano kilka uwag technicznych dla wytycznych (TNsG) w celu ułatwienia wdrożenia BPR oraz zapewnienie wspólnego zrozumienia swoich zobowiązań. Zgodnie z prawodawstwem UE produkty biobójcze wymagają zezwolenia na wprowadzenie lub utrzymanie na rynku. Za ocenę i zatwierdzanie substancji czynnych zawartych w biocydach odpowiadają właściwe organy państw członkowskich UE. BPR przestrzega niektórych zasad określonych wcześniej w rozporządzeniu REACH (rejestracja, ocena, udzielanie zezwoleń i stosowane ograniczenia w zakresie chemikaliów), a koordynacja procesu oceny ryzyka zarówno dla REACH, jak i BPR jest zlecona Europejskiej Agencji Chemikaliów (ECHA), która zapewnia harmonizacja i integracja metodologii charakterystyki ryzyka między tymi dwoma rozporządzeniami.

Ustawodawstwo dotyczące produktów biobójczych kładzie nacisk na zapewnienie zgodności rozporządzenia z zasadami i wymogami Światowej Organizacji Handlu (WTO) oraz z Globalnie Zharmonizowanym Systemem Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (GHS), a także z programem OECD dotyczącym metod badawczych. Wymiana informacji wymaga korzystania ze zharmonizowanych szablonów OECD wdrożonych w IUCLID – Międzynarodowym Ujednoliconym Systemie Danych o Chemikaliach (patrz strony internetowe ECHA i OECD).

Wiele produktów biobójczych w USA podlega regulacjom federalnej ustawy o pestycydach (FIFRA) i jej późniejszych zmianach, chociaż niektóre podlegają federalnej ustawie o żywności, lekach i kosmetykach , która obejmuje środki ochrony roślin (patrz strony internetowe poniżej). W Europie środki ochrony roślin są wprowadzane na rynek w ramach innych ram regulacyjnych, zarządzanych przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA).

Ocena ryzyka

Biocydy, takie jak rodentycydy lub insektycydy, ze względu na swoje nieodłączne właściwości i sposoby stosowania, mogą powodować niekorzystne skutki dla ludzi, zwierząt i środowiska, dlatego należy je stosować z najwyższą ostrożnością. Na przykład, antykoagulanty stosowane do zwalczania gryzoni powodowały toksyczność u gatunków niedocelowych, takich jak ptaki drapieżne, ze względu na ich długi okres półtrwania po spożyciu przez gatunki docelowe (tj. szczury i myszy) oraz wysoką toksyczność dla gatunków niedocelowych. Wykazano, że pyretroidy stosowane jako insektycydy powodują niepożądane skutki w środowisku, ze względu na ich niespecyficzne działanie toksyczne, powodując również toksyczne skutki w organizmach wodnych niebędących przedmiotem zwalczania.

W świetle potencjalnych negatywnych skutków oraz w celu zapewnienia zharmonizowanej oceny ryzyka i zarządzania ryzykiem ustanowiono unijne ramy regulacyjne dotyczące produktów biobójczych w celu zapewnienia wysokiego poziomu ochrony zdrowia ludzi i zwierząt oraz środowiska. W tym celu wymagana jest ocena ryzyka produktów biobójczych przed wprowadzeniem ich do obrotu. Centralnym elementem oceny ryzyka produktów biobójczych są instrukcje użytkowania, które określają dawkowanie, sposób stosowania i liczbę zastosowań, a tym samym narażenie ludzi i środowiska na substancję biobójczą.

Ludzie mogą być narażeni na produkty biobójcze na różne sposoby, zarówno w środowisku zawodowym, jak i domowym. Wiele produktów biobójczych jest przeznaczonych wyłącznie do sektorów przemysłowych lub zastosowań profesjonalnych, podczas gdy inne produkty biobójcze są powszechnie dostępne do użytku prywatnego przez użytkowników nieprofesjonalnych. Ponadto potencjalne narażenie osób niebędących użytkownikami produktów biobójczych (tj. ogółu społeczeństwa) może wystąpić pośrednio poprzez środowisko, na przykład poprzez wodę pitną, łańcuch pokarmowy, a także poprzez narażenie atmosferyczne i mieszkalne. Szczególną uwagę należy zwrócić na narażenie wrażliwych subpopulacji, takich jak osoby starsze, kobiety w ciąży i dzieci. Również zwierzęta domowe i inne zwierzęta domowe mogą być narażone pośrednio po zastosowaniu produktów biobójczych. Ponadto narażenie na biocydy może różnić się pod względem drogi (wdychanie, kontakt ze skórą i połknięcie) i drogi (żywność, woda pitna, miejsce zamieszkania, miejsce pracy) narażenia, poziomu, częstotliwości i czasu trwania.

Środowisko może być narażone bezpośrednio w wyniku stosowania biocydów na zewnątrz lub w wyniku stosowania wewnątrz pomieszczeń, a następnie uwolnienia do kanalizacji po np. myciu na mokro pomieszczenia, w którym stosowany jest biocyd. Po tym uwolnieniu substancja biobójcza może przejść przez oczyszczalnię ścieków (STP) i, w oparciu o jej właściwości fizykochemiczne, rozdzielić się na osad ściekowy, który z kolei może być wykorzystany do wzbogacania gleby, uwalniając w ten sposób substancję do przedziału gleby. Alternatywnie substancja może pozostać w fazie wodnej w oczyszczalni ścieków, a następnie trafić do elementu wodnego, takiego jak woda powierzchniowa itp. Ocena ryzyka dla środowiska koncentruje się na ochronie elementów środowiska (powietrza, wody i gleby) poprzez przeprowadzanie ocen zagrożeń na kluczowe gatunki, które reprezentują łańcuch pokarmowy w określonym przedziale. Na szczególną uwagę zasługuje dobrze działający STP, który jest niezbędny w wielu procesach usuwania. Duża różnorodność zastosowań biobójczych prowadzi do skomplikowanych scenariuszy narażenia, które muszą odzwierciedlać zamierzone zastosowanie i możliwe drogi degradacji w celu przeprowadzenia dokładnej oceny ryzyka dla środowiska. Kolejne obszary zainteresowania to zaburzenia endokrynologiczne, właściwości PBT, wtórne zatrucie i toksyczność mieszanin.

Produkty biobójcze często składają się z mieszanin jednej lub więcej substancji czynnych wraz ze składnikami obojętnymi, takimi jak stabilizatory, konserwanty i środki barwiące. Ponieważ substancje te mogą działać razem, aby wywołać efekt łączony, ocena ryzyka związanego z każdą z tych substancji osobno może nie doszacować rzeczywistego ryzyka związanego z produktem jako całością. Dostępnych jest kilka koncepcji przewidywania wpływu mieszaniny na podstawie znanych toksyczności i stężeń pojedynczych składników. Podejścia do oceny toksyczności mieszanin do celów regulacyjnych zazwyczaj popierają założenia dotyczące efektów addytywnych;. Oznacza to, że zakłada się, że każda substancja w mieszaninie przyczynia się do efektu mieszaniny wprost proporcjonalnie do jej stężenia i siły działania. W ścisłym sensie zakłada się zatem, że wszystkie substancje działają według tego samego sposobu lub mechanizmu działania. W porównaniu z innymi dostępnymi założeniami, ten model dodawania stężenia (lub model dodawania dawki) może być stosowany z powszechnie dostępnymi danymi (eko)toksyczności i danymi dotyczącymi skutków wraz z szacunkami np. LC50, EC50, PNEC, AEL. Ponadto założenia dotyczące efektów addytywnych dowolnej mieszaniny są ogólnie uważane za bardziej ostrożne podejście w porównaniu z innymi dostępnymi koncepcjami predykcyjnymi.

Potencjalne wystąpienie efektów synergicznych stanowi szczególny przypadek i może wystąpić na przykład, gdy jedna substancja zwiększa toksyczność innej, np. jeśli substancja A hamuje detoksykację substancji B. Obecnie podejścia prognostyczne nie mogą wyjaśnić tego zjawiska. Luki w naszej wiedzy na temat sposobów działania substancji oraz okoliczności, w których takie skutki mogą wystąpić (np. skład mieszaniny, stężenia narażenia, gatunki i parametry końcowe) często utrudniają podejście prognostyczne. Wskazania, że ​​w produkcie mogą wystąpić efekty synergiczne, uzasadniają bardziej ostrożne podejście lub testowanie produktu.

Jak wskazano powyżej, ocena ryzyka biocydów w UE zależy w dużej mierze od opracowania dokumentów scenariuszy emisji (ESD) dla każdego typu produktu, co jest niezbędne do oceny narażenia człowieka i środowiska na nie. Takie ESD zawierają szczegółowe scenariusze, które można wykorzystać do wstępnej oceny najgorszego przypadku narażenia oraz do dalszych udoskonaleń. ESD są opracowywane w ścisłej współpracy z Grupą Zadaniową OECD ds. Produktów Biobójczych oraz Grupą Zadaniową OECD ds. Oceny Narażenia i są publicznie dostępne na stronach internetowych zarządzanych przez Wspólne Centrum Badawcze i OECD (patrz poniżej). Po udostępnieniu ESD są one wprowadzane do unijnego Systemu Oceny Substancji (EUSES), narzędzia informatycznego wspierającego wdrażanie zasad oceny ryzyka określonych w Wytycznych Technicznych dla Oceny Ryzyka Produktów Biobójczych (TGD). EUSES umożliwia organom rządowym, instytutom badawczym i firmom chemicznym przeprowadzanie szybkich i skutecznych ocen ogólnych zagrożeń stwarzanych przez substancje dla człowieka i środowiska.

Po dopuszczeniu biobójczej substancji czynnej do wykazu zatwierdzonych substancji czynnych jej specyfikacje stają się źródłem odniesienia dla tej substancji czynnej (tzw. „referencyjna substancja czynna”). W związku z tym, gdy pojawia się alternatywne źródło tej substancji czynnej (np. od firmy, która nie brała udziału w programie przeglądu substancji czynnych) lub gdy pojawia się zmiana w miejscu wytwarzania i/lub procesie wytwarzania referencyjnej substancji czynnej, wówczas równoważność techniczną między tymi różnymi źródłami należy ustalić w odniesieniu do składu chemicznego i profilu zagrożenia. Ma to na celu sprawdzenie, czy poziom zagrożenia dla zdrowia i środowiska przez substancję czynną ze źródła wtórnego jest porównywalny z początkowo ocenianą substancją czynną.

Nie trzeba dodawać, że produkty biobójcze muszą być stosowane w odpowiedni i kontrolowany sposób. Stosowana ilość substancji czynnej powinna być zminimalizowana do ilości niezbędnej do osiągnięcia pożądanych skutków, zmniejszając tym samym obciążenie środowiska i związane z tym potencjalne niekorzystne skutki. W celu określenia warunków stosowania i zapewnienia, że ​​produkt spełnia zamierzone zastosowania, oceny skuteczności są przeprowadzane jako zasadnicza część oceny ryzyka. W ramach oceny skuteczności organizmy docelowe, skuteczne stężenia, w tym wszelkie progi lub zależność wpływu na stężenia, prawdopodobne stężenia substancji czynnej stosowanej w produktach, sposób działania oraz możliwe wystąpienie oporności, oporności krzyżowej lub oceniana jest tolerancja. Produkt nie może zostać dopuszczony do obrotu, jeśli pożądany efekt nie może zostać osiągnięty w dawce bez stwarzania niedopuszczalnego zagrożenia dla zdrowia ludzkiego lub środowiska. Należy przyjąć odpowiednie strategie zarządzania, aby uniknąć narastania (krzyżowego) oporu. Ostatnie, ale nie mniej ważne, inne podstawowe elementy to instrukcje użytkowania, środki zarządzania ryzykiem i komunikacja ryzyka, za które odpowiadają państwa członkowskie UE.

Chociaż biocydy mogą mieć poważny wpływ na zdrowie człowieka i/lub środowisko, nie należy lekceważyć ich korzyści. Aby podać kilka przykładów, bez wyżej wymienionych rodentycydów aktywność gryzoni może poważnie wpłynąć na uprawy i zapasy żywności, a choroby takie jak leptospiroza mogą być łatwiej rozprzestrzeniane, ponieważ gryzonie mogą być wektorem chorób. Trudno wyobrazić sobie szpitale, zakłady przemysłu spożywczego bez stosowania środków dezynfekcyjnych czy nieprzetworzonego drewna na słupy telefoniczne. Innym przykładem korzyści jest oszczędność paliwa w przypadku substancji przeciwporostowych stosowanych na statkach w celu zapobiegania gromadzeniu się biofilmu i późniejszych organizmów porostowych na kadłubach, które zwiększają opór podczas żeglugi.

Zobacz też

Bibliografia

Literatura

Linki zewnętrzne