Bisfenol A (BPA) er et syntetisk organisk stoff med kjemisk formel (CH3)2C(C6H4OH)2. Det er et fargeløst, fast stoff som er løselig i en organisk løsning men lite løselig i vann. Ved to fenol funksjonelle grupper, blir det brukt for framstilling av polykarbonatpolymerer og epoxy, sammen med andre råstoffer til plast. BPA-basert plast er gjennomsiktig og bestandig, og blir brukt i mange vanlige forbruksvarer som tåteflasker, vannbeholdere, sportsutstyr, CD-er og DVD-er, og i industriell bruk som indre belegg i vannledninger og vinger til vindturbiner.
Bisfenol A er en hormonhermer som kan herme østrogen, og dermed påvirke helsen negativt. Virkingen opptrer ved svake konsentrasjoner, og er derved omstridt. Det er derved bekymsfullt at stoffet forekommer i forbruksartikler. Siden 2008 har flere lands regjeringer stilt spørsmål ved produktsikkerheten, og har fått noen av produsentene til å trekke tilbake plastprodukter. I EU og Canada er bruk av BPA forbudt i tåteflasker.
Produksjon og bruk Verdens totale produksjonskapasitet var 1 million tonn BPA på 1980-tallet, og mere enn 2,2 millioner tonn i 2009.
Stoffet blir syntetisert ved kondensasjon av aceton (herav betegnelsen A i navnet) med to ekvivalenter fenol. Reaksjonen blir katalysert av en sterk syre, som f.eks. saltsyre (HCl) eller et sulfonert flytende polystyren. Industrielt blir det brukt et stort overskudd av fenol for å sikre fullstendig kondensasjon. Produktblandingen av cumene-prosessen (aceton og fenol) kan også brukes som råstoff.
frameless|upright=2.5|Syntese av bisfenol A fra fenol og aceton
Mange ketoner inngår i liknende kondensasjonsreaksjoner. Kommersiell framstilling av BPA krever destillering – enten uttrekk av BPA fra mange avledede harpikskomponenter under høyt vakuum, eller løsningsbasert uttrekk ved å bruke mere fenol fulgt av destillering.
Den primære bruken av bisfenol A er som plastråstoff. Produkter basert på bisfenol A har vært i kommersiell bruk siden 1957. Årsproduksjonene er mere enn 4 millioner tonn BPA. Det er en vesentlig monomer i produksjonen av epoxy resiner og i de vanligste typene polykarbonat plast. Nettoreaksjonen ved framstilling av polykarbonat kan skrives som:
500px
Polykarbonatplast, som er gjennomsiktig og nesten uknuselig, brukes til en rekke vanlige produkter som tåteflasker, vannflasker, sportsutstyr, helseprodukter, tannfyllinger og tetningsstoffer, CD-er og DVD-er, hjemme-elektronikk, og kontaktlinser. BPA blir også brukt for syntese av polysulfoner og polyeterketoner, som en antioksidant i noen myknere, og som en polymerisasjonshemmer i PVC. Epoksy resiner med innhold av bisfenol A blir brukt for å dekke overflaten på innsiden av de aller fleste mat- og drikkeboksers,. På grunn av mistanken om helsevirkninger ble belegget med BPA i Japan erstattet med PET-film. Bisfenol A inngår også i framstillingen av flammehemmeren tetrabromobisfenol A, og var tidligere i bruk som et soppmiddel. Bisfenol A er i vanlig bruk som fargeframkaller i karbonfritt kopipapir og termopapir, termisk kvitteringspapir. BPA-baserte produkter er også i bruk i metallurgi and for overflatebehandling av vannrør.
Industrien har svart på kritikken av BPA ved å markedsføre «BPA-frie» produkter, med et plast som i stedet inneholder stoffet bisfenol S (BPS). BPS som har lignende struktur og bruksegenskaper som BPA, er nå i bruk i alt fra pengesedler til termopapir. Den omfattende eksponeringen for BPS ble bekreftet i en analyse av urinprøver i 2012, tatt i USA, Japan, Kina og fem andre asiatiske land.Widespread exposure to BPA substitute is occurring from cash register receipts, other paper En studie fra 2013 viste at BPS er like problematisk som BPA ved å være en østrogen hormonhermer selv i ekstremt lave eksponeringsdoser.BPA substitute could spell trouble: Experiments show bisphenol S also disrupts hormone activity
Identifikasjon av plast
"Plast som er merket med gjenvinningskode 1, 2, 4, 5, eller 6 inneholder sannsynligvis ikke BPA. Noen, men ikke alle, plaststoffer som er merket med gjenvinningskode 3 eller 7 kan bestå av BPA."
Det er definert syv gjenvinningsklasser for merking av plastemballasje. Type 7 er en "diverse"-klasse, og noen type 7 plaststoffer som polykarbonat (av og til identifisert ved bokstavene "PC" under gjenvinningssymbolet) og epoksy resiner, er framstilt fra bisfenol A monomere.
Type 3 (PVC) kan også inneholde bisfenol A som en antioksidant i myknere. Dette gjelder "bøyelig PVC", men ikke for stive materialer som rør, vinduer og rammer.
Historisk utvikling Bisfenol A ble første gang syntetisert av den russiske kjemikeren A.P. Dianin i 1891.
Vurdering av skadelighet
BPAs østrogenlignende egenskaper ble første gang påvist på 1930-tallet ved eksperimenter på rotterE. C. Dodds and W. Lawson, Proceedings of the Royal Society of London, Series B, Biological Sciences, 125, #839 (27-IV-1938), pp. 222–232. men negative virkninger fra lavdosert påvirkning i forsøksdyr ble først påvist i en studie publisert i 1997.
I 2007 ble det rapportert at i offentlig finansierte BPA-forsøk på laboratoriedyr og vevsprøver, ble det påvist skadelige virkninger i 153 og ingen funn i 14. Samtidig viste samtlige 13 forsøk finansiert av kjemisk industri ingen skadelige virkninger.
De skadelige virkningene ble påvist i unger av gnagere eksponert under drektighetsperioden: Unormal vektøkning, insulinresistens, prostatakreft, samt unormal utvikling i melkekjertler.
En studie av 244 mødre indikerte at eksponering for BPA før fødselen kunne påvirke jenter adferd før 3 års alder. Jentebarn av de mødrene som hadde høye nivåer av BPA i urinen under svangerskapet, hadde dårligere resultater i tester for uro og hyperaktivitet. Selv om disse jentenes testresultat var innenfor normalområdet, ble det påvist at for hver tidobling av morens BPA var jentenes resultat minst seks prosent lavere i testene. Guttebarn viste ikke tilsvarende resultat i testene. Etter at et spebern er født kan morens BPA-eksponering fortsatt påvirke barnet ved amming.
Spedbarn på tåteflaske er blant de mest utsatte, og de som blir gitt polykarbonatflasker kan konsumere opp til 13 mikrogram bisfenol A per kg kroppsvekt per dag (μg/kg/dag; se tabellen under). I USA og Canada er BPA påvist i flaskemelk i varierende konsentrasjon fra 0,48 til 11 ng/g.
Befolkning Estimert daglig inntak av bisfenol A, μg/kg/dag.Tabellen er tilrettelagt fra «National Toxicology Program» Expert Panel rapport. Spedbarn (0–6 måneder)flaskeføde 1 – 11 Spedbarn (0–6 måneder)brystføde 0,2 – 1 Spedbarn (6–12 måneder) 1,65 – 13 Barn (1,5–6 år) 0,043 – 14,7 Voksne (hele befolkningen) 0,008 – 1,5 Voksne (yrkesutsatte) 0,043 - 100
Det empiriske belegget for BPAs negative helseeffekter varierer sterke mellom forskjellige studier. Flere rådgivende ekspertpaneler har konkludert med at gjeldende nivåer av BPA i befolkningen er ufarlige. Dette gjelder Europakommisjonens vitenskapskomite om mat, EUs myndighet for matsikkerhet, og USAs Food and Drug Administration. Derimot har eksperter på hormonhermere erklært at hele befolkningen kan oppleve negative helsekonsekvenser fra gjeldende nivåer av BPA.Breonius, A., Rudén, C., Håkansson, H. & Hanberg, A. (2010) "Risk to all or none? A comparative analysis of controversies in the health risk assessment of Bisphenol A" Reproductive Toxicology 29. 132–146 PMID 19931376
April 2023 publisert EUs myndighet for matsikkerhet (EFSA) nye og langt strengere grenseverdier (TDI) på 0,2 ng/kg kroppsvekt per dag (0,2 ng er 0,2 nanogram eller 0,2 milliarddeler av et gram).
Denne nye TDI er 20 000 ganger lavere enn den forrige t-TDI på 4 μg/kg kroppsvekt per dag.
EFSA konkluderte videre med at:
Estimert kostholdseksponering for BPA fra EFSAs mening i 2015 er to til tre størrelsesordener høyere enn det nye tolerable nivået på 0,2 ng/kg kroppsvekt per dag. BPA-nivåer som er langt høyere enn den nye TDI er et helseproblem for alle aldersgrupper av den generelle befolkningen. EFSAs vitenskapelige råd om BPA vil informere fremtidige diskusjoner blant EU-lovgivere om tiltakene som skal iverksettes for å beskytte forbrukerne.
EU sitt organ human biomonitoring for EU (HBM4EU) publiserte våren 2023 en rapport som viser urovekkende høye forurensingsnivå av blant annet Bisfenol A av befolkningen i EU og Norge.
"Invånare i Europa utsätts för oroväckande höga halter av hälsofarligare ämnen, slår en omfattande EU-granskning fast.
Höga halter av bland annat bisfenoler, PFAS och ftalater. Det är resultaten från det omfattande forskningsprogrammet HBM4EU inom EU som tittat på de hälsofarliga och hormonstörande ämnen som EU-medborgare exponeras för.
Resultaten är oroväckande, enligt representanter från de som deltagit i arbetet.
– Data visar på oroväckande kontaminering av EU-medborgare, särskilt barn och tonåringar, säger Ninja Reineke, vetenskaplig chef för miljöorganisationen Chem Trust, till TT."
Hormonhermer
Det er påvist at bispfenol A hermer østrogen (17B-oestradiol) ved å binde seg til den østrogen-relaterte gamma-reseptoren (ERR-γ). med dissosiasjonskonstant 5,5 nM, men binder seg ikke østrogenreseptoren (ER). BPAs binding til ERR-γ bevarer dennes grunnleggende virksomme funksjon. Det kan også beskytte resptoren fra deaktivering ved den selektive østrogenreseptormodulatoren 4-hydroxytamoxifen.
ERR-γ har ulik funksjon i ulike deler av kroppen. Dette kan forklare variasjonen i BPAs virkninger. For eksempel finnes ERR-γ oppkonsentrert i placenta, noe som kan forklare hvorfor BPA finnes akkumulert i denne vevstypen.
Lavdoseeksponering av dyr Dose (µg/kg/dag) Virkninger (målt i studier av mus og rotter)Tabellen er tilpasset fra: EWG, 2007. "Many studies confirm BPA's low-dose toxicity across a diverse range of toxic effects," Environmental Working Group Report: A Survey of Bisphenol A in U.S. Canned Foods. Accessed 4 November 2007 at http://www.ewg.org/node/20941. Publisert år 0,025 "Permanent endring i genital tract" 2005 0,025 "Endringer i brystvev som predisponerer celler for hormoner og carcinogener" 2005 1 Langsiktige negative reproduktive og kreftfremkallende virkninger 2009 2 "30% økt prostatavekt" 1997 2 "lavere kroppsvekt, økt anogenital distanse i begge kjønn, tegn på tidlig pubertet og lengre brunst." 2002 2,4 "Redusert testikulært testosteron" 2004 2,5 "Brystceller predisponert for kreft" 2007 10 "Prostataceller mere følsom for hormoner og kreft" 2006 10 "Redusert morsinstinkt" 2002 30 "Reverserte normale kjønnsforskjeller i hjernestruktur og oppførsel" 2003 50 Negative nevrologiske virkninger opptrer hos primater 2008 50 Hindrer utvikling av eggstokkene 2009
I 2007 konkluderte et panel av 38 forskere at vanlig forekommende nivåer av bisfenol A i befolkningen ligger over det som er skadelig for mange dyr i laboratorieforsøk. De påviste imidlertid at BPA ikke er persistent i miljøet eller i mennesker. Undersøkelser ved biomonitorering viser at eksponeringen skjer kontinuerlig. Den vanlige måten å fastsette normer for akseptabelt daglig opptak er ved å vurdere virkning på dyr av akutt eksponering. Ingen av dyreforsøkene hadde vurdert BPA farmakokinetisk ved kontinuerlig lavnivåeksponering.
De la til at måling av BPA-nivå i serum og andre kroppsvæsker antyder at enten er BPA-opptaket mye høyere enn antatt, eller at BPA kan bioakkumulere under visse forutsetninger som graviditet, eller begge.
Langs undersøkelse om hjertesykdom Den første større studien av bisfenol As helseeffekter på mennesker ble publisert i 2008 av Ian Lang og kolleger. Newscientist.com Plastic bottle chemical linked to heart disease Ved å analysere urin fra 1.500 mennesker ble det påvist at forhøyede konsentrasjoner av bisfenol A var signifikant forbundet med hjertesykdom, diabetes, og unormalt høye nivåer av visse leverenzymer.