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“FATTORI DI CRITICITA’ NELLA MESSA A PUNTO DI UN PROTOCOLLO ANALITICO-TOSSICOLOGICO DI CARATTERIZZAZIONE DI COLORANTI USATI NEL COMPARTO CONCIARIO AI FINI DEL RISPETTO DEL REGOLAMENTO REACH.”
Dal 1° giugno 2007, in base al Regolamento (CE) n. 1907/2006, le sostanze chimiche in circolazione nella Comunità Europea sono sottoposte al regolamento REACH (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals).
In base a tale, per poter commercializzare e usare una sostanza, è necessario registrarla all’ECHA (European Chemicals Agency) fornendo informazioni di tipo chimico, fisico, ecotossicologico e sulla sicurezza; bisogna inoltre distinguere le sostanze pure dalle miscele specificando la struttura molecolare di tutti i composti presenti e in che percentuale ognuno di essi contribuisce alla composizione totale.
Nell’ottica di dare risposte relative a quanto appena detto, il caso dei coloranti usati nel comparto conciario costituisce una casistica complessa; si tratta, infatti, di coloranti azoici prodotti con sintesi di tipo batch su cui non si può realizzare un puntuale controllo di processo. In queste sintesi, basta una piccola variazione nel pH della reazione, o nella geometria del reattore, per ottenere miscele che, pur essendo identiche dal punto di vista delle proprietà coloranti, sono però diverse in termini di caratteristiche molecolari e composizione dei prodotti ottenuti. Un altro aspetto critico di queste sintesi è l’alto peso molecolare dei coloranti azoici derivante dalla loro tendenza ad oligomerizzare, formando aggregati di due o più molecole, che spesso costituiscono un fattore limitante per l’applicazione di diverse tecniche analitiche comuni.
La presente tesi si è proposta di investigare quali informazioni si possono ottenere applicando le normali tecniche di laboratorio al caso dell’analisi di tali coloranti, con lo scopo di formulare delle ipotesi di messa a punto di un protocollo analitico-tossicologico che permetta di:
• Confrontare un campione con un eventuale standard.
• Determinare la composizione e la purezza di un campione.
Dopo un’iniziale ricerca bibliografica relativa al regolamento REACH, ai coloranti azoici e in particolare all’Acid Black 210, che è il tipo di colorante che è stato preso in esame, è stata sviluppata un’attività sperimentale che ha compreso le seguenti analisi:
1. Determinazione del contenuto di sostanza organica e inorganica.
2. Analisi della frazione inorganica.
3. Analisi spettroscopiche (UV-Vis, FT-IR).
4. Estrazioni solido-liquido con solventi di diversa polarità e successiva analisi degli estratti (UV-Vis, HPLC, FT-IR).
5. Applicazione di tecniche cromatografiche (TLC e cromatografia su colonna) per la separazione di diversi componenti eventualmente presenti.
6. Applicazione di tecniche cromatografiche come GC-MS e LC-MS per la separazione di eventuali componenti e la loro successiva analisi.
7. Analisi della struttura molecolare del colorante tramite H1-NMR e C13-NMR.
8. Analisi ecotossicologiche: determinazione del pH della soluzione acquosa e del coefficiente di ripartizione ottanolo-acqua (Kow), verifica dell’eventuale rilascio di ammine aromatiche.
Durante il percorso analitico sono state confermate le attese difficoltà legate all’elevato PM del colorante derivanti dall’oligomerizzazione, che insieme all’elevato numero di composti presenti rende complessa l’analisi strutturale.
Tenendo conto delle informazioni che, in base al regolamento REACH, devono essere riportate nel fascicolo di registrazione, i problemi legati all’analisi strutturale rappresentano un’importante criticità nella messa a punto di un protocollo di caratterizzazione dei coloranti azoici, in quanto si tratta proprio delle informazioni di base richieste non solo per la compilazione del fascicolo di registrazione ma anche della pre-registrazione.
La raccolta di informazioni di carattere generale - ad esempio, capire se il campione analizzato è un composto puro o una miscela o ottenere informazioni riguardo alle caratteristiche chimico-fisiche - è quella che presenta le minori complessità, anche se, nel condurre le analisi su questi tipi di matrici, si devono comunque affrontare delle criticità a livello pratico: alcune analisi come la determinazione del contenuto di sostanza organica o del coefficiente di ripartizione richiedono, infatti, accorgimenti che non sono generalmente necessari nell’analisi di matrici meno complesse. Rispetto agli obiettivi prefissati, l’attività svolta si è rivelata utile nel mettere a fuoco che la caratterizzazione chimica può dare effettivamente ottimi risultati nella definizione della composizione di una sostanza in quanto composto puro o miscela e anche in termini di confronto tra campioni, mentre incontra serie difficoltà nel fornire risposte conclusive a proposito della determinazione della struttura dei composti presenti. A questo riguardo appare importante considerare che eventuali “zone d’ombra” nella conoscenza delle caratteristiche strutturali del sistema possano essere in tutto o in parte compensate dalle proprietà di tipo chimico-fisico, che esprimono il comportamento del sistema nel suo complesso e che sono fruibili anche per un corretto indirizzo ai test ecotossicologici.
Questo tipo di conclusione apre nuove prospettive di dialogo tra analisti ed eco-tossicologi.