Ottimizzazione e validazione delle procedure analitiche per l identificazione delle sostanze chimiche ai sensi REACH.

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1 Convegno CHELAB - NRMACHEM CLP: le nuove regole per classificare ed etichettare i prodotti chimici e l impatto sulle altre norme REACH: l impatto delle prime registrazioni sugli utilizzatori a valle, le sostanze SVHC e la loro gestione Verona, 21 aprile 2011 ttimizzazione e validazione delle procedure analitiche per l identificazione delle sostanze chimiche ai sensi REACH Andrea Tapparo Università degli Studi di Padova Dipartimento di Scienze Chimiche via Marzolo 1, Padova; andrea.tapparo@unipd.it

2 Tre ambiti principali Formazione ) Ricerca Servizio alle Imprese 2

3 Tre ambiti principali La Formazione o Adeguamento dei percorsi formativi nell Università o Formazione specialistica, Master o Formazione aziendale o Formazione orientata al settore pubblico o Network formativi regionali, per incrementare il livello di dialogo tra i vari soggetti coinvolti nel REACH (autorità di controllo regionale) 3

4 Tre ambiti principali La Ricerca o sviluppo e validazione di nuovi metodi di analisi o sviluppo di metodi di screening (SVHC) o sviluppo di metodi alternativi per l acquisizione delle proprietà delle sostanze o sostituzione di sostanze (innovazione ) di prodotto e di processo) o trasferimento tecnologico Il Servizio alle Imprese o identificazione, denominazione delle sostanze chimiche o caratterizzazione e di sostanze chimiche o acquisizione delle proprietà delle sostanze o testing orientato 4

5 L esempio del Dipartimento di Scienze Chimiche dell Università di Padova (in attuazione del DM 22 nov. 2007) Formazione Accademica: Adeguamento dell'offerta formativa Laurea Magistrale in Chimica, Laurea Magistrale in Chimica Industriale Insegnamento di Chimica Analitica e Ambiente (6 CFU, 48 ore) A.A. 2008/09: Attuazione del Regolamento REACH (1 CFU, 8 ore) A.A. 2009/10: Il Regolamento REACH: normativa e competenze professionali ) (2 CFU, 16 ore) Formazione Accademica Specialistica Master I livello in REACH, Università di Venezia (2008/09) Master di II livello in REACH, Università di Venezia e di Padova (2010/11) Gruppo di Lavoro REACH della Società Chimica Italiana Formazione, Metodologie innovative e di misura e valutazione, Metodologie alternative, Sostituzione di sostanze 5

6 Master Annuale, 60 CFU di attività didattiche 45 CFU lezioni ed esercitazioni 10 CFU stage in azienda 5 CFU prova finale 360 ore di didattica frontale, 250 ore di stage A.A : novembre 2010 novembre 2011 A.A : gennaio 2012 novembre Autorità Competente REACH 6

7 Pavia Genova Venezia-Padova Modena-Reggio E. Camerino Pisa Coordinamento attività Eventi e attività comuni Strumenti valutativi Valutazione prodotti ) Napoli-Caserta Bari Master attivi o in fase di attivazione Master in fase di progettazione 7

8 L esempio del Dipartimento di Scienze Chimiche dell Università di Padova (in attuazione del DM 22 nov. 2007) Formazione Accademica: Adeguamento dell'offerta formativa Laurea Magistrale in Chimica, Laurea Magistrale in Chimica Industriale Insegnamento di Chimica Analitica e Ambiente (6 CFU, 48 ore) A.A. 2008/09: Attuazione del Regolamento REACH (1 CFU, 8 ore) A.A. 2009/10: Il Regolamento REACH: normativa e competenze professionali ) (2 CFU, 16 ore) Formazione Accademica Specialistica Master I livello in REACH, Università di Venezia (2008/09) Master di II livello in REACH, Università di Venezia e di Padova (2010/11) Gruppo di Lavoro REACH della Società Chimica Italiana Formazione, Metodologie innovative e di misura e valutazione, Metodologie alternative, Sostituzione di sostanze 8

9 Società Chimica Italiana Innovazione chimica per l applicazione ) del REACH a cura di Luigi Campanella, Presidente SCI, Università La Sapienza di Roma Andrea Tapparo, Università degli Studi di Padova Gianluigi De Gennaro, Università degli Studi di Bari Pierluigi Barbieri, Università degli Studi di Trieste Fabrizio Passarini, Università degli Studi di Bologna Antonio Mazzone, LEnviroS srl - spin off dell Università degli Studi di Bari 9

10 biettivi Presentazione del contributo della comunità scientifica all attuazione del Regolamento REACH Ricognizione delle esperienze concrete sviluppate da laboratori di ricerca nazionali Diffusione della cultura chimica Percorso ) Individuazione degli ambiti a maggior contenuto innovativo e di interesse per gli operatori Ricerca bibliografica sugli argomenti individuati Ricognizione dei laboratori italiani impegnati Raccolta delle esperienze più significative 10

11 Metodologie analitiche per la caratterizzazione di screening Tecniche: Analisi di composti organici volatili (TD, SPME, GC-MS) Analisi elementare di alogeni e metalli (XRF) Analisi superficiale elementare mediante SEM-EDX Altre tecniche spettroscopiche (DRIFT-IR, EA-AAS, FA-AAS, ICP-AES/MS) Metodi per la valutazione di proprietà PBT delle sostanze, alternativi alla sperimentazione ) animale L approccio delle linee guida I metodi alternativi Metodi teorici nell ambito REACH Ulteriori elementi di criticità nelle valutazioni PBT Non solo test tossicologici Misure integrate per la caratterizzazione del rischio Strumenti e approcci per la valutazione di composti alternativi e la sostituzione di sostanze chimiche pericolose 11

12 Test di screening per la valutazione preliminare di sostanze tossiche emesse da articoli A.Tapparo, Univ. di Padova G. De Gennaro, Univ. di Bari Test chimico-fisici per la valutazione della tossicità, alternativi alla sperimentazione animale L. Campanella, Univ. La Sapienza di Roma Metodi biochimici alternativi alla sperimentazione animale G. Gallo, Univ. di Genova ) D.Uccelletti, Univ. La Sapienza di Roma L. Pane, Univ. di Genova F. Fava, Univ. Di Bologna D. Daffonchio, Univ. di Milano Studi in silico e chemometrici, metodi predittivi volti alla determinazione di proprietà ed attività delle molecole in base alla loro struttura (QSPR/QSAR) R. Todeschini, Univ. Di Milano-Bicocca P. Gramatica, Univ. dell Insubria, Varese E. Benfenati, Ist. Mario Negri, Milano S. Moro, Univ. di Padova R. Benigni, Istituto Superiore di Sanità, Roma M. R. Tinè, Univ. di Pisa 12

13 Test in vitro - test per la valutazione del potenziale tossico e irritante (A.M. Bassi, Univ. di Genova) - tossicità per la riproduzione (G.Lazzari, CIZ srl, Cremona; C. Galli, Univ. di Bologna) - neurotossicità (M. Balestrino, Univ. di Genova) - immunotossicità (E. Corsini, Univ. di Milano; I. Malerba, Federchimica, Milano) - esposizioni a contaminanti negli alimenti (L.Costa, Univ. di Parma; V. Fattori, Univ. Bari) - genotossicità (C. Bolognesi, Ist. Naz. Ricerca sul Cancro, Genova Effetti sub letali A. Viarengo, Univ. del Piemonte rientale, Alessandria Studio di scenari di esposizione Marcomini, Univ. Venezia A. Foa, Univ. di Milano Studi epidemiologici pesticidi e fertilità (M. Clementi, R. Causin, Univ. di Padova; G. M. Tiboni, Univ. Chieti-Pescara; C. La Rocca, F. Maranghi, Ist. Superiore di Sanità, Roma) test neuro-comportamentali (R. Lucchini, Univ. di Brescia). Sviluppo di strumenti e approcci per la valutazione di alternative nella sostituzione delle sostanze chimiche pericolose M. Fermeglia, Università di Trieste M. Pierobon, M. Silvani, BASF 13

14 UNINSUBRIA Dip. Chimica, DBSF UNITS Dip. Ingegneria chimica Varese Padova Trieste UNIPD Dip. Sc. Chimiche UNIGE Dip. Medicina, DIMES Dip. Biologia, DIBI/CRESIS Genova Bologna Venezia UNIPD Dip. Sc. Farmsceutiche UNIB Dip. Chimica applicata Pisa UNIVE Dip. Sc. Ambientali Consorzio Venezia Ricerche UNIPI Dip. Chimica Dip. Informatica ) Roma UNIRMA1 Dip. Chimica Bari UNIBA Dip. Chimica Metodi di screening Metodi chimico-fisici Metodi biochimici e biomolecolari Metodi computazionali Strumenti e approcci per la valutazione di alternative UNIRMA1 Dip. Biologia 14

15 L esempio del Dipartimento di Scienze Chimiche dell Università di Padova testing orientato alla caratterizzazione di sostanze coloranti convenzione di ricerca contratto tra Università e Impresa obiettivi tempi di realizzazione personale coinvolto vincoli di riservatezza costi FABBRICA CLRANTI PER L INDUSTRIA via Emilia Ponente Castel Bolognese (RA) 15

16 ) REGISTRAZINE PRE-REGISTRAZINE Art. 28 di REACH Parametri per l identificazione, All. VI, p. 2 di REACH 16

17 La sostanza è completamente identificata secondo l all. VI, p. 2 di REACH, mediante L IDENTITÀ CHIMICA, ovvero il nome IUPAC (o altri nomi e i n. CAS, CE) La CMPSIZINE CHIMICA (%) Il CNTENUT (impurezze, additivi ppm, %) di ogni costituente I coloranti sono composti ben caratterizzati ) su base funzionale, molto meno sotto il profilo chimico. I principali motivi sono: sostanze prodotte extra UE, perdita di competenze in Italia test di funzionalità rispetto a sostanze standard (colore, resa, stabilità, degradabilità, ecc.) scarse informazioni strutturali o relative a impurezze e additivi scarsa disponibilità di standard analitici 17

18 LC-MS Messa a punto di procedure di analisi accurate rapide trasferibili in azienda Validazione delle procedure analitiche LC-DAD/UV-Vis Acquisizione delle informazioni strutturali relative alla sostanza ) Acquisizione delle informazioni strutturali relative alle impurezze m/z , C 20 H 19 N 2 5 S (M esatta = ) colorante AB 62 nella sua forma deprotonata (M - ) HN m/z , dimero deprotonato di AB62 (M 2 H -, C 40 H 39 N 4 10 S 2, M esatta = ) NH 2 Acid Blue 62 S - Na + 18

19 HN S - Na + NH 2 Acid Blue 62 Acquisizione delle informazioni strutturali relative alla sostanza Acquisizione delle informazioni strutturali relative alle impurezze ) Analisi delle distribuzione isotopica: AB 62 nella forma deprotonata (M - ), C 20 H 19 N 2 5 S, (M esatta = ) 19

20 Analisi strutturale mediante spettroscopia 1 H-NMR HN NH 2 Acid Blue 62 S - Na + 20

21 Analisi quantitativa mediante spettroscopia 1 H-NMR con S.I. HN S.I., DMS NH 2 Acid Blue 62 C = 71% S - Na + Ḡэ 21

22 Sviluppo e applicazione di differenti tecniche analitiche per l acquisizione di informazioni relative alla struttura e alla concentrazione delle principali componenti delle sostanza. 13 C-NMR e tecniche multidemensionali LC preparativa per la produzione di standard analitici cristallizzazione e caratterizzazione strutturale via XRD determinazione di specifiche impurezze (ammine, clorobenzeni, via GC-MS) caratterizzazione dei leganti dei coloranti pre-metallizati (complessi metallici) determinazione del metallo libero nei эcoloranti pre-metallizati S S N + Reactive Black 5 S S S N NH 2 H N - N S N S - - N N Acid Black Cr N S - N N

23 Il mistero delle selci blu, Museo di Storia Naturale di Verona ( ) 23

24 Attività coordinate che coinvolgano più imprese (consorzi, ATI, ecc.) Innovazione, ricerca e sviluppo, trasferimento tecnologico grazie a: Dott. Giorgio Salvaro Dott. Alessandro Zanella Dott.ssa Lidia Soldà Dott.ssa Gabriella Favaro Dott. Alfonso Venzo Prof. Daniele Marton Prof. Andrea Tapparo Professor of Analytical Chemistry Department of Chemical Sciences University of Padova Via Marzolo 1, Padova, Italy Phone , Fax andrea.tapparo@unipd.it 懠 э Thank You very much for Your attention! 24