Valutazione delle potenziali esposizioni dei bambini ai metalli nocivi nella gomma dei pneumatici mediante fotodegradazione accelerata degli agenti atmosferici

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13877 (2023) Citare questo articolo

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Se un parco giochi in gomma di gomma (TCR) possa esporre i bambini a sostanze chimiche potenzialmente dannose come i metalli pesanti è una questione aperta. I metalli rilasciati disponibili per la raccolta sulla superficie delle piastrelle TCR sono stati studiati mediante invecchiamento accelerato di 2 anni dei TCR nel NIST-SPHERE (National Institute of Standards and Technology Simulated Photodegradation via High Energy Radiant Exposure). Il contatto cutaneo è stato imitato da un metodo di pulizia della superficie composita della US Environmental Protection Agency durante tutto il processo di invecchiamento. Il rilascio superficiale dei dieci metalli nocivi più preoccupati (Be, Cr, Cu, As, Se, Cd, Sb, Ba, Tl, Pb) è stato monitorato nel corso dell'invecchiamento. Il rilascio cumulativo di Cu, As, Tl e Sb ha raggiunto livelli potenzialmente dannosi in vari momenti nell'arco di 3 anni, sebbene solo Cr sia stato trovato a un livello dannoso sulla superficie delle piastrelle. Tenendo conto dell’effetto purificante delle precipitazioni o della pulizia periodica con la pioggia, i parchi giochi TCR possono comunque essere sicuri per l’uso.

Il riciclaggio o il riutilizzo degli pneumatici fuori uso è una pratica economica per il recupero di energia e materiali. Secondo la US Tire Manufacturers Association (https://www.ustires.org/scrap-tire-markets), i mercati di utilizzo finale hanno consumato l’81,4% degli pneumatici di scarto generati negli Stati Uniti nel 2017, compreso il carburante derivato dagli pneumatici (> 43%), applicazioni di gomma per pneumatici (TCR) (≈ 25%), prodotti di ingegneria civile (≈ 7,9%) e altri mercati (≈ 7,4%) e rappresenta oltre 205 milioni di pneumatici di scarto. Circa il 25% e il 22% del TCR sono stati utilizzati rispettivamente nelle superfici sportive e nelle piastrelle/pacciame dei parchi giochi, e si prevede che il loro utilizzo aumenterà ulteriormente perché il TCR può assorbire gli urti e ridurre le lesioni fisiche1,2. Tuttavia, sono aumentate le preoccupazioni sulla potenziale esposizione umana a sostanze chimiche dannose, inclusi contaminanti organici e metalli, dopo il contatto fisico ripetuto con i prodotti TCR invecchiati, in particolare nei parchi giochi per bambini2,3,4.

La Consumer Product Safety Commission degli Stati Uniti ha completato un sondaggio tra le famiglie americane sull'interazione dei bambini e sulla potenziale esposizione ai materiali di superficie dei parchi giochi nel 2019. Ha riferito che più della metà dei bambini ha visitato i parchi giochi almeno una volta alla settimana, con ciascuna visita della durata di 30-59 minuti, e più di un terzo ha trascorso 60-120 minuti nei parchi giochi per visita5. Tali visite ad alta frequenza esporrebbero probabilmente i bambini a sostanze chimiche nocive note e sconosciute attraverso il contatto cutaneo (ad esempio tramite le mani), l’ingestione e/o l’inalazione che potrebbero causare effetti negativi sulla salute.

Le sostanze rilasciate che studi precedenti hanno identificato dai prodotti di consumo costituiti da granuli TCR includono idrocarburi policiclici aromatici6,7,8,9,10,11,12,13, ftalati10,12,13, additivi di vulcanizzazione11,13 ed elementi metallici come Al, As, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Cd, Fe, K, Li, Mg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Tl, V e Zn7,8,9,10,11,12 ,14,15,16,17,18. I contaminanti organici sono probabilmente il risultato della decomposizione dei polimeri di gomma e degli acceleratori di vulcanizzazione, dei plastificanti durante la triturazione e macinazione dei pneumatici; i metalli provenivano principalmente dalla gomma naturale stessa, dagli ossidi metallici catalizzatori per la vulcanizzazione e dai residui dei fili di cintura in acciaio per i frammenti e i trucioli dei pneumatici1. Rispetto ai contaminanti organici, i metalli non sono degradabili e persistono negli ambienti riceventi, pertanto l’accumulo a lungo termine di metalli tossici è particolarmente preoccupante. In secondo luogo, si è scoperto che i metalli continuavano a fuoriuscire durante il periodo sperimentale di 30 giorni, ma le concentrazioni di sostanze chimiche organiche nei percolati si stabilizzavano in pochi giorni19. Tuttavia, il meccanismo di invecchiamento del TCR con luce solare, calore, umidità/pioggia, ossigeno/ozono è poco compreso. Pochi studi hanno scoperto che l'ossigeno/ozono, le radiazioni ultraviolette (UV) e il calore potrebbero accelerare la degradazione ossidativa dei vulcanizzati o distruggere gli antidegradanti sulla superficie; e che l'acqua proveniente da umidità/pioggia potrebbe causare la lisciviazione di componenti solubili20,21,22,23.