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所有增塑剂都是有毒有害的吗?
发布人:中国毒理学会 发布日期:2019-08-05 16:23:26

【所有增塑剂都是有毒有害的吗?】

【接触含增塑剂的塑料制品会对人体有害吗?】

 

什么是增塑剂

塑料制品跟我们的生活息息相关,其应用广泛如汽车,家具,电器,建材装饰,电线电缆等,为人类提供了安全,耐用和高性价比的工业和生活用品。但由于经历了如“起云剂”等食品污染事故并一些错用化学品的事件,加上部分媒体不尽全面且扩大化的宣传,导致 “谈塑色变”,人们对增塑剂也产生了不少误解。

 

增塑剂是软性塑料制品不可缺少的元素,它与聚氯乙烯树脂(PVC)不发生化学反应但却有良好的相容性,可以增强产品的柔韧性和操作性能。作为重要的化工产品,增塑剂的年产量及使用量在百万吨级以上。

 

同样是增塑剂,可有着大大的不同!低碳链和高碳链增塑剂理化和毒理性质大为不同

市场上采用了好几十年最常见的主增塑剂应该是邻苯二甲酸酯类增塑剂。当人们谈到邻苯类增塑剂时,常常误以为这是同一种类的物质,殊不知其包含了一大类理化和毒理性质不同的化学物质。由于毒理特性与分子结构相关,结构相像的物质也可拥有不同的毒理表现,就如甲醇和乙醇,虽然它们同是醇类且只相差一个碳,乙醇常用在食品和饮料里,而少量甲醇就有可能造成食物中毒,这两种醇的毒性真相差很远呢!

 

根据毒理学性质上的差异,可以将邻苯二甲酸酯类增塑剂分为低碳链和高碳链增塑剂,数十年来,国际上众多研究机构、政府组织和企业对其进行了广泛的毒理学研究和风险评估结果显示,对于邻苯二甲酸酯类增塑剂的毒性关注主要在两个方面:动物试验中发现的致癌性和生殖发育毒性。

 

致癌性研究不会在人类中致癌也不把邻苯类增塑剂分类为致癌物

一般来说,致癌性实验在实验动物中开展,然后将结果类推到人类。由于实验动物尤其是啮齿类动物跟人存在较大的差别,把实验结果以此类推就要特别小心。根据国际和国家标准如果有明确证据表明某物质在动物实验中致癌的机制与人类不相关,可以降低关注度,不将该物质分为致癌物

 

全球多个针对邻苯二甲酸酯类增塑剂致癌性的研究表明,高剂量的增塑剂在动物试验中可能会导致肝癌、肾癌和单核细胞白血病,但是这些致癌机制与人类不相关(见附件材料表1)。所以欧盟、澳大利亚和美国联邦主管机构在考虑与人类的相关性后,经过评估,认为不会在人类中致癌(见附件材料表1)也不把邻苯类增塑剂分类为致癌物只有美国加州65法案(仅美国加州适用)由于考虑与人类的相关性,才把几个邻苯二甲酸酯列为致癌物。

 

生殖发育毒性研究高碳链邻苯二甲酸酯类增塑剂不是生殖发育毒物

低碳链邻苯二甲酸酯:在动物实验中会导致雄激素水平下降、尿道下裂、隐睾、肛门-生殖器距离下降等,具有明显的生殖发育毒性,也已被欧盟分类为生殖发育毒物(1B类) (CLP, 2008)。

高碳链邻苯二甲酸酯:仅在少部分研究中观察到一些轻微或可逆或没有统计学意义的毒性效应,例如肛门-生殖器距离的降低,乳头保留,或发现试验动物体内睾酮水平降低(效应)但未致尿道下裂、隐睾等不良毒理效应,因此,按照上述对生殖发育毒性进行分类的原则,这些效应与生殖发育毒性分类不相关 (RAC, 2018)。

 

综合这些实验结果,大部分的国际研究机构和政府组织,已认定高碳链邻苯二甲酸酯类增塑剂不是生殖发育毒物。

 

暴露与风险——经皮肤接触塑料制品而因增塑剂而造成不良毒性效应的可能性就更低了

“剂量决定毒性”   这是一个毒理学最基础的概念。例如,盐是我们身体不可缺少的元素,我们每天也从不同途径吸取盐份,若是在短时间内吃了大量的盐也有可能导致身体中毒。

风险 =  危害性(毒性) X  暴露量

什么是风险?一只被关在笼子里的老虎的风险就可能比一只没有栓住的狗低得多了!所以风险也是取决于暴露量的。

 

谈到增塑剂,人们常常误解以为摸一摸含有邻苯二甲酸酯增塑剂的产品就会吸取大量的增塑剂。首先,高碳链邻苯二甲酸酯本身是不容易挥发的,它跟PVC树脂也有良好的相容性,所以当它与PVC 合成为塑料制品后就不轻易析出或迁移。根据研究数据,在大鼠的动物实验中,邻苯二甲酸酯增塑剂经皮肤吸收是很低的,就算直接把高碳链的邻苯二甲酸酯增塑剂长时间敷在大鼠皮肤表面,平均每天的吸收速率只是0.3~0.6%而通过人类皮肤的吸收比大鼠更低。即使在高剂量经口吸取增塑剂的动物试验中,高碳链邻苯二甲酸酯增塑剂也没有观察到可导致分类的不良效应,而通过皮肤接触比经口暴露吸收到体循环的邻苯二甲酸酯增塑剂的量将要少很多,因此可以推论,经皮肤接触塑料制品而因增塑剂而造成不良毒性效应的可能性就更低了。

 

当然,大家都很关心幼儿或儿童的健康。欧盟化学品主管机构ECHA2013年对高碳链邻苯二甲酸酯增塑剂对幼儿的经皮暴露估算表明 (ECHA, 2013),在极端保守的情况下,最大的暴露量为54 μg/kg bw/day相当于经皮暴露的“推导无效应水平”(DNEL1,880μg/kg bw/day),这个暴露量就非常低了(按照风险评估的原则来说,只要暴露水平小于对应的“推导无效应水平”即表示风险可控)。

 


全球评估和法规——确认现时高碳链邻苯增塑剂在所有应用的安全性,只是限制在可放入口中的玩具与儿童护理用品使用。

由于邻苯二甲酸酯增塑剂已经被广泛地应用在工业和生活用品四十多年,各国政府和监管机构就市场上主要的邻苯二甲酸酯增塑剂也进行了毒理分析和研究,并根据其安全和风险性制定相关法规以有效监管增塑剂,让人民的健康得到保护,各主要国家的法规限制可以概括如下:

· 4种低碳链邻苯二甲酸酯BBP, DBP, DIBP, DEHP已被多国包括欧美加澳中禁用于所有玩具和儿童用品,它们也将在2019-2021年被欧盟分别禁用于电子电器产品,消费品及医疗用品

· 高碳链邻苯二甲酸酯在大部分的应用包括玩具和儿童用品都没有被限制使用,只是欧加中限制DINPDIDPDNOP用于幼儿可放入口中的玩具与儿童护理用品。另外,美国化工行业协会也正跟美国消费品安全委员会打官司,反对其采用不合理的科学原则来限制DINP使用于儿童玩具和用品。

· 各国对可能会接触到食品的材料也设有严谨的监管法规,其中部分邻苯二甲酸酯是不能使用的。就算是列在“可容许使用”清单上的产品也必须通过严格的测试以确保不会有超于安全水平的化学品接触到食品。

· 美国加州65法案只适用于加州,在美国其他州份是不适用的),是一个有关贴标签而禁用化学品法案在其所列出的1000多种化学品中包括几种市场上常见的邻苯二甲酸酯。

值得一提的是,一般监管机构在制定法规时都已经采纳了较保守的原则,并考虑到即使在部分极端情况下,人们的安全和健康仍然可以得到保障。除此之外,鉴于邻苯类增塑剂受到广泛关注,欧盟化学品管理局(ECHA)对其中两种高碳链的邻苯类增塑剂(DINP, DIDP特别进行了一项长达4年针对危害和暴露两方面的深入研究和评估,最终还是一再确认现时在所有应用的安全性,只是限制在可放入口中的玩具与儿童护理用品使用。能通过这严格评估真的不简单,像是经过火炼的真金,让人们对这两种高碳链的邻苯类增塑剂的安全性更有信心!

 

 

 

结论

高和低碳链邻苯二甲酸酯增塑剂是大不相同。低碳链邻苯增塑剂已在多个国家的玩具和儿童用品禁用,且将被欧盟禁用于电子电器及消费品等。而高碳链邻苯增塑剂在大部分的应用中都可以安全使用。并且由于高碳链邻苯二甲酸酯跟聚氯乙烯树脂(PVC)有良好的相容性,当它与PVC 合成为塑料制品后就不轻易析出或迁移,所以经皮肤接触塑料制品而因增塑剂造成不良毒性效应的可能性是很低的,因此无需忧心以为摸一摸含有邻苯二甲酸酯增塑剂的产品就会吸取大量的增塑剂。

 

相比之下,一些新出现的增塑剂或替代品,由于资源等限制一般通仅过主要监管机构的基本评估就进入市场,不一定经过非常全面、深入和系统的评估。(一般来说只有产品达到高产量及潜在高暴露量时,监管机构才会投入资源进行更深入的研究,以更全面地评估其安全性。)从增塑剂的性能和安全性来说,如果使用了一些跟PVC相容性不高的增塑剂可能提高因增塑剂析出或迁移而导致的暴露风险,也可能大大减低塑料制品的功能甚至造成危险!

 

资料由国际化学品制造商协会高分子增塑剂小组提供 (AICM PAP)

 

参考文献:

 

CLP (2008). REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 16 December 2008 on classification, labelling and packaging of substances and mixtures, amending and repealing Directives 67/548/EEC and 1999/45/EC, and amending Regulation (EC) No 1907/2006

CPSC (2010). Toxicity review of Diisononyl Phthalate (DINP)

ECHA (2013). Evaluation of New Scientific Evidence Concerning DINP and DIDP. In relation to entry 52 of Annex XVII to REACH Regulation (EC) No 1907/2006. Final Review Report. https://echa.europa.eu/documents/10162/13579/201308_echa_review_dinp_didp_final_report_en.pdf/31b4067e-de40-4044-93e8-9c9ff1960715

Midwest Research Institute (1983). Dermal Disposition of 14C-Di-isononyl Phthalate in Rats. Unpublished Laboratory Report from Midwest Res. Inst. prepared for Exxon Corporation, MRI Project No 7572-E, Final Report August 4, 1983 (as cited in EC 2003a)

NICNAS (2012). Priority Existing Chemical Assessment Report No. 35: Diisononyl Phthalate

RAC (2018). Committee for Risk Assessment RAC Opinion proposing harmonised classification and labelling at EU level of 1,2-Benzenedicarboxylic acid, di-C8-10-branched alkylesters, C9- rich; [1] di-“isononyl” phthalate; [2] [DINP]

WHO (2004). Risk Assessment Terminology Part 1: IPCS/OECD Key Generic Terms used in Chemical Hazard/Risk Assessment Part 2:IPCS Glossary of Key Exposure Assessment Terminology. http://www.inchem.org/documents/harmproj/harmproj/harmproj1.pdf

 

附件材料

科学家发现邻苯二甲酸酯类增塑剂的毒理性质跟其“醇链骨架”含碳数目有密切关系:

 

根据毒理学性质上的差异,可以将其分为低碳链和高碳链增塑剂:低碳链是指碳骨架为C3-C6的邻苯二甲酸酯,DOP (DEHP)DBPBBP等;高碳链是指碳骨架为C7-C13的邻苯二甲酸酯,如DINPDIDP等。

 

综合毒性分类按照GHS,欧盟CLP,并中国国标的分类规则的毒性分类

1. 邻苯二甲酸酯类增塑剂的毒性分类

 

低碳链

高碳链

毒性终点

毒性效应

 

GHS/欧盟CLP/国标毒性分类

毒性效应

 

GHS/ 欧盟CLP/国标毒性分类

急性毒性

不分类

不分类

刺激性

不分类

不分类

致敏性

不分类

不分类

致突变性

不分类

不分类

生殖发育毒性

生殖发育毒物

生殖毒性1B.

很低

不分类

致癌性

在啮齿类动物试验中有肿瘤形成但与人类不相关

不分类

在啮齿类动物试验中有肿瘤形成但与人类不相关

不分类

 

对于致癌性的分类,国际上主流的分类规则为联合国发布的GHS框架,中国很早就开始实施GHS,并发布了一系列的国家标准。最新的致癌性分类国标为“GB30000.23-2013 化学品分类和标签规范 第23部分: 致癌性”。该标准清晰地描述了致癌性分类的详细规则,其中特别提到:

“4.2.5.2 …

可能提高或降低关注程度的附加因素包括:

---- 作用方式及其与人类的关联性,例如致突变性、刺激增长的细胞毒性、有丝分裂、免疫抑制。

1. 多个国家对DINP致癌性分类的结论

癌症类型

欧盟(ECHA, 2013)

澳大利亚(NICNAS, 2012)

美国(CPSC, 2010)

单核细胞白血病

不能作出明确的结论

这种单核细胞白血病在人类没有发现,在人类中也没有类似的癌症类型

F344大鼠有非常高的单核细胞白血病自发率,因此与人类相关性存疑

肾癌

这种癌症的作用机制与人类不相关

alpha 2µ globulin的致癌机制只存在雄性大鼠中

这种肾癌由alpha 2µ globulin的机制引起,这种机制只存在雄性大鼠中

肝癌

当推导到人时需要保持谨慎

这种肝癌与过氧化酶体扩增效应有关,这与人类不相关

这种肝癌是通过过氧化酶体扩增和相关效应的机制,这在人类中不容易导致这种癌症

 

生殖发育毒性也是广为关注的毒性终点。按照GB 30000.24-2013 化学品分类和标签规范 24部分:生殖毒性”,在对生殖发育毒性进行分类时,有几个重要的考量因素:

1. 分类生殖毒物要以整体证据权重的评估为基础。也就是说,应将阳性和阴性结果相结合来评估证据的力度,进行综合评价而不是只考虑单个研究的结果。

2. 在实验动物生殖毒性研究中,仅观察到毒理学意义上较小或很小的效应,不一定可作为分类的依据。

3. 原则上,动物研究中,是在很高剂量水平观察到生殖有害效应,一般情况下就分类。

在这里特别需要提到的是,人们常常将效应(effect)和不良效应(adverse effect)混为一谈。世界卫生组织在2004年特意发布了关于不良效应的定义,即生物体在形态学、生理学、生长、生殖、发育或预期寿命的改变导致功能容量的损伤或对额外应激代偿能力的损伤或对其他环境因素造成的有害效应的敏感性的增加 (WHO, 2004)。所以效应是一个更广的定义,不是所有效应都是不良效应,只有一部分造成特定损伤的效应才会被认为是不良效应。例如,很多常见物质,甚至一些食物(如绿茶)都会导致体内某些激素或酶水平的改变(效应),但是多数并不导致癌症、生育能力下降、发育迟缓等(不良效应)。