Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Chloroxylenol – charakterystyka i toksyczność dla środowiska

Chloroxylenol (inaczej chloroksylenol, para-chloro-meta-ksylenol, PCMX) to substancja organiczna, należąca do związków fenolowych, wymieniona na Liście Podstawowych Leków Światowej Organizacji Zdrowia jako skuteczny środek antyseptyczny i dezynfekcyjny. Chociaż chloroxylenol ma szerokie zastosowanie w przemyśle kosmetycznym i medycznym, ulega niepełnej biodegradacji i stanowi poważne zagrożenie dla funkcjonowania ekosystemów środowiskowych.

 

 

Charakterystyka chloroxylenolu

Chloroxylenol należy do grupy fenoli i jest zaliczany do produktów ochrony indywidualnej (ang. personal care products, PCPs) – związków chemicznych, stosowanych jako dodatki do produktów codziennego życia ludzi. Środki te obejmują preparaty do pielęgnacji skóry, włosów, pasty do zębów, mydła, kremy z filtrem UV i perfumy. Jednocześnie są to związki charakteryzujące się potencjalnie toksycznym i szkodliwym oddziaływaniem na środowisko i ekosystemy. Chloroxylenol naturalnie ma postać białego, krystalicznego proszku o charakterystycznym zapachu. Zwykle jest stosowany w formie preparatu: rozpuszczalnego koncentratu do sporządzenia roztworu, preparatu technicznego i półproduktu. 

Zastosowanie

Chloroxylenol jest związkiem szeroko wykorzystywanym w przemyśle jako:

– dodatek do leków bez recepty, takich jak preparaty na trądzik i łupież, produkty odkażające drogi moczowe, kremy, płyny oraz maści na skaleczenia, zadrapania, ukąszenia owadów, oparzenia, farmaceutyki stosowane w leczeniu grzybicy stóp,

– środek konserwujący – zapobiega zakażeniom bakteryjnym, hamuje rozwój i przetrwanie mikroorganizmów w czasie używania i przechowywania produktu,

– środek antyseptyczny i dezynfekujący w produktach przemysłowych, wykorzystywany w gospodarstwach domowych, szpitalach (m.in. do oczyszczania powierzchni) i innych instytucjach, 

– środek przeciwdrobnoustrojowy do eliminacji alg, grzybów i bakterii (pestycyd),

– dodatek do kosmetyków: preparatów do włosów, oczu i makijażu, perfum, dezodorantów, mydeł do kąpieli i produktów do paznokci. 

Chloroxylenol wykazuje zdolności bakteriobójcze – jest skuteczny przeciwko bakteriom Gram-dodatnim i Gram-ujemnym, wykazuje zdolność do redukcji populacji bakterii, takich jak Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Proteus vulgaris i Salmonella typhi, a także grzybów Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Candida albicans. Ostatnio potwierdzono także jego działanie wirusobójcze przeciwko wirusowi SARS-CoV-2. Mechanizm działania tego związku obejmuje zaburzenie funkcji białek enzymatycznych, przerwanie ciągłości ściany komórkowej oraz błony komórkowej, powodując wzrost jej przepuszczalności i wyciek zawartości bakterii.  

Toksyczność 

W dzisiejszych czasach bardzo ważnym aspektem ochrony środowiska jest monitorowanie zanieczyszczeń środowiska naturalnego toksycznymi związkami pochodzenia antropogenicznego, ze względu na masową produkcję łatwo dostępnych chemikaliów. Wiele grup należących do mikrozanieczyszczeń nie jest objętych obowiązującymi przepisami, ponieważ ulega akumulacji w środowisku w niewielkim stopniu. Postęp technologiczny pozwolił jednak na ich identyfikację, pomimo niskiego stężenia. PCPs są rozpowszechnione w środowisku, z uwagi na ich niecałkowitą eliminację w konwencjonalnych biologicznych systemach oczyszczania ścieków. Z racji, że są ciągle emitowane do środowiska i przedostają się do systemów wodnych lub glebowych, gdzie wykazują szkodliwą aktywność biologiczną, stanowią poważne zagrożenie ekologiczne – uwalnianie szkodliwych substancji pozostawia krótko- i długoterminowe skutki w środowisku.

Jako składnik szeroko wykorzystywany na skalę przemysłową chloroxylenol może ulegać nieustannej emisji do środowiska, gdzie jest akumulowany w glebie i wodzie, stanowiąc poważne zagrożenie dla funkcjonowania ekosystemów roślin i organizmów. Mikroorganizmy glebowe pełnią w przyrodzie bardzo ważne funkcje, takie jak biodegradacja zanieczyszczeń, rozkład materii organicznej oraz przemiana składników odżywczych. Chloroxylenol, wykazujący działanie bakteriobójcze, istotnie wpływa na żywotność, rozwój i zdolność do tworzenia biofilmów bakterii glebowych i uniemożliwia spełnianie ich funkcji środowiskowej. Nieuregulowane odprowadzenie zanieczyszczeń zawierających chloroxylenol do ekosystemów, a także wykorzystywanie osadów ściekowych jako nawozów i odzyskiwanych wód w rolnictwie stanowi poważne zagrożenie ekologiczne. Niska lotność i rozpuszczalność PCMX w wodzie oznacza również, że łatwo wiąże się on z glebą, osadami i organizmami żywymi. W rezultacie pozostałości PCMX w środowisku wodnym stwarzają zagrożenie toksykologiczne dla organizmów wodnych na wszystkich poziomach troficznych. Liczne badania toksykologiczne wykazały, że niskie stężenia chloroxylenolu w środowisku mogą oddziaływać mutagennie na bezkręgowce i ryby – u danio pręgowanego i pstrąga tęczowego długotrwała ekspozycja na działanie PCMX powoduje opóźnienia lub zahamowanie wylęgu, zmienioną ekspresję genów, śmiertelność zarodków, nieprawidłowości morfologiczne, neurotoksyczność i uszkodzenia DNA.

– Rozwój nowoczesnych technologii i wykorzystanie instrumentów analitycznych o wysokiej czułości umożliwiło znaczne podwyższenie granicy wykrywalności i identyfikację substancji toksycznych nawet przy bardzo niskich stężeniach, takich jak nano- czy mikrogramy. W literaturze naukowej szeroka gama nowo identyfikowanych i niebezpiecznych substancji organicznych, o nieokreślonym ryzyku dla zdrowia ludzi i środowiska, określana jest mianem „contaminants of emergin concern”. Do tego typu mikrozanieczyszczeń zalicza się właśnie chloroksylenolu, który ze względu na swoje przeznaczenie, charakteryzuje się wysoką aktywnością biologiczną, potencjałem do bioakumulacji oraz niską podatnością na degradację. Chloroksylenol przedostaje się do środowiska naturalnego poprzez zrzuty ścieków do wód powierzchniowych oraz wykorzystanie osadów ściekowych do nawożenia terenów rolniczych. Konieczne jest skupienie się analizach stężeń środowiskowych, ocenie ostrej i chronicznej toksyczności oraz poznaniu przemian środowiskowych, jakim podlegają farmaceutyki czy dodatki do produktów ochrony indywidualnej. Pozwoliłoby to ocenić realne ryzyko dla ekosystemów w związku z obecnością mikrozanieczyszczeń i ich metabolitów w wodzie lub glebie – mówi Marta Nowak-Lange, młodszy specjalista w Katedrze Mikrobiologii Przemysłowej i Biotechnologii na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ. 

Reakcje alergiczne

Ostatnie badania dowiodły, że chloroxylenol nie wykazuje toksycznego działania dla człowieka.  Odnotowano jednak liczne przypadki alergicznego kontaktowego zapalenia skóry, zwykle dotyczącego skóry dłoni, w wyniku kontaktu z produktami zawierającymi chloroxylenol, np. mydłami antybakteryjnymi i środkami antyseptycznymi. Istnieją także pojedyncze doniesienia o podrażnieniach oczu i błon śluzowych. 

Źródła

1. Berthelot C., Zirwas MJ. Allergic contact dermatitis to chloroxylenol. Dermatitis. 2006, 17(3):156-9.

2. Jing JLJ., Yi TP., Bose RJC., McCarthy JR., Tharmalingam N., Madheswaran T. Hand Sanitizers: A Review on Formulation Aspects, Adverse Effects, and Regulations. Int J Environ Res Public Health. 2020, 17(9):3326. 

3. Nowak-Lange, M., Niedziałkowska, K., Bernat, P. Lisowska K. In vitro study of the ecotoxicological risk of methylisothiazolinone and chloroxylenol towards soil bacteria. Sci Rep 2002, 12, 19068: 1-16.

4. Yost LJ., Rodricks JD., Turnbull D., DeLeo PC., Nash JF., Quiñones-Rivera A., Carlson PA. Human health risk assessment of chloroxylenol in liquid hand soap and dishwashing soap used by consumers and health-care professionals. Regul Toxicol Pharmacol. 2016, 80:116-24. 

Fot. https://pixabay.com/pl/photos/ryba-szko%c5%82a-r%c3%b3j-podwodny-zwierz%c4%85t-1839706/

KOMENTARZE
news

<Luty 2023>

pnwtśrczptsbnd
1
2
3
4
5
8
9
11
12
13
15
16
18
19
20
21
25
26
1
3
4
5
Newsletter