universitatea de medicinĂ Şi farmacie - umfiasi.ro doctorat/gavat... · universitatea de...

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE

“ Gr. T. Popa” Iaşi Facultatea de Farmacie

CONTRIBUŢII PENTRU CUNOAŞTEREA

IMPLICĂRII UNOR COLORANŢI REACTIVI ÎN DETERMINAREA EFECTELOR BIOLOGICE,

ÎN CORELAŢIE CU PROPRIETĂŢILE LOR FIZICO-CHIMICE

Rezumatul tezei de doctorat Conducător ştiinţific Prof. Univ. Dr. Dorneanu Vasile Doctorand Gavăt Cristian-Cătălin Iaşi, 2011

Domnului Prof. Univ. Dr. Dorneanu Vasile, conducătorul ştiinţific al tezei, profesor în cadrul disciplinei de Chimie Analitică a Facultăţii de Farmacie aleasă consideraţie şi mulţumiri pentru sprijinul permanent acordat şi înţelegerea de care a dat dovadă, pentru permanentele sfaturi şi îndrumări pe care mi le-a dat pe tot parcursul elaborării tezei de doctorat.

Doamnei Prof. Univ. Dr. Ursula Stănescu, profesor în cadrul disciplinei de Farmacognozie a Facultăţii de Farmacie alese mulţumiri pentru bunăvoinţa şi susţinerea acordată în decursul timpului, în vederea realizării tezei.

Doamnelor Prof. Univ. Dr. Cătălina Elena Lupuşoru, Prof. Univ. Dr. Carmen Elena Zamfir precum şi domnişoarei Şef. Lucrări Dr. Cristina Ghiciuc, le mulţumesc pentru colaborarea deschisă şi sinceră şi pentru efortul depus pe tot parcursul cercetărilor mele în vederea finalizării tezei.

Domnului Prof. Univ. Dr. Mureşan Augustin, prodecan al Facultăţii de Textile-Pielărie şi doamnei Prof. Univ. Dr. Rodica Mureşan din cadrul Universităţii Tehnice “Gheorghe Asachi” Iaşi le mulţumesc pentru ajutorul şi sfaturile acordate pe parcursul tezei.

Domnului Prof. Univ. Dr. Butnaru Romen, profesor al Facultăţii de Textile-Pielărie, Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi, Iaşi îi mulţumesc pentru susţinerea şi îndrumarea acordate de-a lungul anilor.

Domnului Cercetător Principal II Roşu Dan şi doamnei Cercetător Principal II Liliana Roşu din cadrul Institutului de Chimie Macromoleculară “Petru Poni”, Iaşi le mulţumesc pentru ajutorul şi colaborarea deschisă de care au dat dovadă pe parcursul cercetărilor în vederea finalizării tezei de doctorat.

Mulţumesc întregii familii pentru răbdarea, susţinerea şi întelegerea pe care au manifestat-o în toată această perioadă a elaborării tezei de doctorat.

Universitatea de Medicină şi Farmacie „Gr.T.Popa” Iaşi, Facultatea de Farmacie

CUPRINS INTRODUCERE PARTEA 1 - STADIUL CUNOAŞTERII

7 11

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN CLASA COLORANŢILOR REACTIVI 11

Capitolul I. TIPURI DE COLORANŢI REACTIVI. CARACTERISTICI STRUCTURALE ŞI MECANISME IMPLICATE ÎN FIXAREA LOR PE FIBRĂ. 11

1.1. Apariţia coloranţilor reactivi. Importanţa lor în procesele de vopsire şi dezvoltarea continuă a producţiei industriale

11

1.1.1. Coloranţi reactivi pentru fibre celulozice 11 1.1.2. Coloranţi reactivi pentru fibre proteice 14 1.1.3. Coloranţi reactivi pentru fibre sintetice 15 1.2. Caracteristici structurale ale coloranţilor reactivi. Criterii de clasificare. 16

1.2.1. Grupe cromofore. Clasificarea coloranţilor reactivi în funcţie de cromofori. 16

1.2.2. Grupe de legătură 18 1.2.3. Grupe solubilizante 18 1.2.4. Purtătorul de atomi reactivi 19 1.2.5. Grupe reactive. Sisteme mono- şi difuncţionale. 19 1.3. Reacţii şi mecanisme implicate în fixarea coloranţilor reactivi pe fibră 24

1.3.1.Grupe care reacţionează prin mecanism de substituţie nucleofilă bimoleculară 24

1.3.2. Grupe care reacţionează prin mecanism de adiţie nucleofilă, precedată de eliminare 26

Capitolul II PROGRESE ÎN SINTEZA ŞI STUDIUL PROPRIETĂŢILOR UNOR COLORANŢI REACTIVI

29

2.1. Consideraţii generale 29 2.2. Coloranţi reactivi monofuncţionali 29 2.2.1. Coloranţi reactivi triazinici 28 29 2.2.2. Coloranţi reactivi vinilsulfonă 33 2.2.3. Investigarea unor reacţii ale coloranţilor reactivi vinilsulfonă şi halotriazinici 35

2.2.4. Coloranţi reactivi fosfonaţi sau carboxilaţi 37

1


2.2.5. Coloranţi reactivi bromoacrilici pentru lână 37 2.3. Coloranţi reactivi bifuncţionali 38 2.3.1. Coloranţi reactivi bis-monoclorotriazinici (bis-MCT) 38 2.3.2. Coloranţi reactivi bis-vinilsulfonă (bis-VS sau SES) 40 2.3.3. Coloranţi reactivi MCT-VS 40 2.3.4. Coloranţi MCT-VS cu cromofor trifenodioxazinic 43 2.4. Coloranţi reactivi cu alţi heterocicli în locul S-triazinei 44 2.4.1. Coloranţi pirimidinici 44 2.4.2. Coloranţi piridinici 45 2.4.3. Coloranţi reactivi MCT, derivaţi de 3’- carboxipiridinium triazine 45

2.4.4. Coloranţi reactivi chinoxalinici 46 Capitolul III PROCEDEE SPECIALE ÎN VOPSIREA CU COLORANŢI REACTIVI

48

3.1. Pretratamente favorabile fixării colorantului pe fibră 48 3.1.1. Cationizarea bumbacului 48 3.1.2. Modificarea celulozei cu chitosan cationizat 50 3.2. Diverse alte tratamente 51 3.2.1. Modificarea celulozei cu acrilamidă, acrilonitril sau monocloroacetat de sodiu 51

3.2.2. Modificarea fizică cu poli(vinilaminoclorură) şi HCl 52 3.2.3. Modificarea bumbacului cu 2,4,6, tricloro-S-triazină, în scopul fixării colroanţilor de dispersie 52

3.2.4. Tratamente cu agenţi rezistenţi la vopsire 53 3.2.5. Tratamente antimicrobiene cu biocide 54 3.2.6. Vopsirea fibrelor celulozice cu coloranţi reactivi, incluzând absorberi UV 55

3.2.7. Modificarea fibrei celulozice cu acid citric 55 3.2.8. Efectul agenţilor de îngroşare în pastele de imprimare 56 Capitolul IV DATE PRIVIND TOXICITATEA COLORANŢILOR REACTIVI

57

4.1. Introducere, generalităţi 57 4.2. Efecte adverse ale substanţelor folosite în industria textilă 58

4.2.1. Efecte adverse ale substanţelor chimice folosite în producţia fibrelor celulozice 58

4.2.2. Efecte adverse ale coloranţilor reactivi 59

2


4.3. Evaluarea toxicităţii substanţelor, cu referire specială la coloranţi 60

4.3.1. Tipuri de toxice şi acţiunea lor 60 4.3.2. Testarea toxicităţii 60 4.4. Determinarea potenţialului de sensibilizare a coloranţilor reactivi 64

PARTEA A 2-A 67 CONTRIBUŢII PERSONALE LA STUDIUL UNOR COLORANŢI REACTIVI 67

Capitolul V ANALIZA SPECTROFOTOMETRICĂ A CINCI COLORANŢI REACTIVI: REACTIVE RED 183, REACTIVE BLUE 204, REACTIVE RED 2, REACTIVE ORANGE 13 ŞI REACTIVE YELLOW 143. VALIDAREA METODEI.

67

5.1. Introducere 67 5.2. Scop şi obiective 68 5.3. Material şi metodă 68 5.3.1. Coloranţi învestigaţi 68 5.3.2. Tehnica de lucru 70 5.3.3. Evaluarea statistică a rezultatelor 74 5.4. Rezultate şi discuţii 75 5.4.1.Trasarea spectrelor de absorbţie în UV-Vis a celor cinci coloranţi reactivi şi determinarea maximelor de absorbţie în domeniul vizibil

75

Concluzii 115 Capitolul VI STUDIU PRIVIND TEHNOLOGIILE DE VOPSIRE ŞI METODA DE DETERMINARE CANTITATIVĂ A COLORANŢILOR REACTIVI DIN ŢESĂTURI DE BUMBAC 100%

118

6.1. Introducere 118 6.1.1. Vopsirea celulozei cu coloranţi reactivi. Fixarea colorantului. Importanţa tipului de grupe reactive. 118

6.1.2. Metode de vopsire 118 6.2. Scop şi obiective 120 6.3. Material şi metodă 120 6.3.1. Coloranţi investigaţi 120 6.3.2. Tehnica de vopsire la concentraţii ale coloranţilor de 123

3


1%, 3% şi 5 % 6. 3.3. Tehnica de vopsire cu soluţii de concentraţii 1,2,3,4,5 şi 6 % 126

6.3.4. Studiul apelor reziduale din flotă şi de la spălări 129 6.4. Rezultate şi discuţii 134 6.4.1 Trasarea curbelor etalon 134 6.4.2. Date asupra performanţelor vopsirii 137 Concluzii 145 Capitolul VII STUDIUL DECOLORĂRII ŞI DEGRADĂRII UNOR MOSTRE VOPSITE DIN BUMBAC 100% ÎN PREZENŢA RADIAŢIILOR UV ŞI EXTRACŢIA COLORANŢILOR DE PE PROBELE TEXTILE ÎN SOLUŢII APOASE CE IMITĂ TRANSPIRAŢIA UMANĂ

146

7.1. Introducere 146 7.1.1. Coloranţii reactivi şi unele incoveniente în aplicarea lor 146

7.1.2 Aspecte ale procesului de degradare fotochimică 147 7.2. Scop şi obiective 150 7.3. Material şi metodă 150 7.3.1. Materiale folosite 150 7.3.2. Etapele de lucru – metode de caracterizare 151 7.4. Rezultate şi discuţii 157 7.4.1. Rezultate privind influenţa iradierii asupra stabilităţii coloranţilor pe baza valorilor intensităţii culorii 157

7.4.2. Iradierea în UV la diferite intervale de timp a mostrelor de bumbac vopsite cu soluţii de coloranţi reactivi de concentraţii 1%, 3% şi 5%

170

7.4.3. Determinarea rezistenţei coloranţilor reactivi la radiaţii UV şi cinetica reacţiilor de degradare fotochimică, prin studii de spectrometrie FTIR

187

7.4.4. Comportarea la iradiere UV a coloranţilor investigaţi, urmată de extracţia mostrelor de bumbac vopsite în soluţii apoase cu pH alcalin şi acid ce simulează transpiraţia umană

223

7.5. Stabilirea unei corespondenţe între acţiunea coloranţilor la nivelul pielii, cu rezultatele obţinute in vitro 241

Concluzii 248

4


Capitolul VIII STUDIU EXPERIMENTAL PE ANIMALE DE LABORATOR PENTRU DETERMINAREA GRADULUI DE REACTIVITATE IMUNO-BIOLOGICĂ, DE SENSIBILIZARE CUTANATĂ ŞI HEPATICĂ, SUB INFLUENŢA UNOR COLORANŢI REACTIVI TEXTILI

251

8.1. Introducere 251 8.2. Scop şi obiective 251 8.3. Material şi metode 252 8.3.1. Metode folosite pentru evaluarea toxicităţii acute 252 8.3.2. Etapele evaluării efectelor coloranţilor asupra sistemului imun 256

8.3.3. Tehnici folosite pentru determinarea reactivităţii imuno-biologice a loturilor de animale experimentate 257

8.3.4. Tehnici folosite pentru examenul anatomo-patologic: piele şi ficat 259

8.4. Rezultate şi discuţii. 259 8.4.1.Evaluarea toxicităţii acute a coloranţilor 259 8.4.2. Determinarea efectelor coloranţilor studiaţi asupra sistemului imun, după 7 zile de administrare 263

8.4.3. Determinarea efectelor coloranţilor reactivi asupra sistemului imun, după 14 zile de administrare 289

Concluzii 303 CONCLUZII FINALE 306 PERSPECTIVE PE CARE LE DESCHIDE TEZA 311 BIBLIOGRAFIE 312 CURICULUM VITAE 331 LISTA LUCRĂRILOR PERSONALE PUBLICATE IN EXTENSO, DIN DOMENIUL TEZEI 332

5


INTRODUCERE Lansarea pe piaţă de către Imperial Chemical Industries Ltd (ICI), în 1956, a coloranţilor reactivi Procion, destinaţi vopsirii materialelor celulozice, a constituit un eveniment de o importanţă majoră în tehnologia proceselor de finisare textilă. În sfârsit, o preocupare constantă, mai veche, a chimiştilor colorişti de a lega chimic colorantul de fibra celulozică (considerată o macromoleculă inertă) devenea o realitate, capabilă să schimbe o stare de lucruri. De mai multe decenii, bumbacul era vopsit cu diferite tipuri de coloranţi (direcţi, de cadă, de sulf, azoici insolubili, formaţi pe fibră), care se fixau pe suport doar prin absorbţie fizică. Tipurile menţionate de coloranţi reprezentau, la acea vreme, singura metodă fezabilă de realizare a unor vopsiri de calitate, care să corespundă cerinţelor de rezistenţă dorite. Se ştie că fibrele celulozice au constituit dintotdeauna o materie primă importantă în industria textilă, datorită însuşirilor speciale ale materialelor confecţionate pe baza lor, la care s-a adăugat preţul de achiziţie moderat, convenabil pentru utilizatorii textilişti. Aşa se explică interesul pentru această fibră şi grija ca operaţiile implicate în vopsirea şi imprimarea ei să fie cât mai simple, uşor de realizat şi să asigure totodată rezistenţe cât mai înalte, din punct de vedere tinctorial. Asemenea cerinţe au fost pe deplin realizate odată cu descoperirea şi comercializarea coloranţilor reactivi, deoarece ei prezentau o însuşire cu totul particulară şi anume, capacitatea de a se fixa pe fibra celulozică prin legături covalente, solide. Din această însuşire fundamentală au decurs în ceea ce priveşte varietatea şi calitatea vopsirilor, o serie de avantaje importante, punctate mai jos:

− aceşti coloranţi posedă un spectru de nuanţe foarte larg, consecinţă a faptului că grupele reactive sunt uşor ataşate la diveriţi cromofori;

− dau nuanţe strălucitoare, greu accesibile la alte clase de coloranţi;

− au rezistenţe bune la spălare şi frecare, ca rezultat al legării covalente pe fibră, pe când rezistenţa la lumină variază de la moderat la bună;

6


− în privinţa aplicaţiilor, se remarcă uşurinţa şi simplitatea operaţiilor atât în procesele de vopsire cât şi de imprimare, iar solubilitatea ridicată a coloranţilor asigură o preparare uşoară a soluţiilor, la concentraţiile impuse în vopsiri continue, productive;

− reactivitatea, asociată cu difuzia rapidă, fac ca egalizarea să fie realizată la temperatura camerei, în timpi convenabili, procedeele fiind reproductibile;

− preţul de cost este moderat, fapt care a contribuit la câştigarea pieţii, în concurenţa cu alte categorii de coloranţi (azoici, de cadă, direcţi), astfel încât coloranţii reactivi reprezintă, la ora actuală, puţin peste 10 % din totalul de coloranţi, folosiţi pentru materialele celulozice. Vopsirile cu coloranţi reactivi prezintă numeroase avantaje, în special legate de rezistenţa ridicată la tratamente umede. Totodată, aplicarea lor a scos în evidenţă o serie de probleme economice si de mediu greu de soluţionat, consecinţă a faptului că mari cantităţi de coloranţi se pierd şi sunt preluate de efluenţi, având ca efect poluarea cursurilor de ape şi în genere, perturbarea ecosistemului. Îmbunătăţirea performanţelor, în vopsirile cu coloranţi reactivi, constituie de aceea o problemă de mare interes, care stă la baza a numeroase cercetări.. Se urmăreşte în mod expres, creşterea afinităţii colorant - fibră, prin realizarea unor valori ale fixării şi epuizării cât mai înalte. SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRII

Scopul tezei de doctorat “Contribuţii pentru cunoaşterea implicării unor coloranţi reactivi în determinarea efectelor biologice, în corelaţie cu proprietăţile lor fizico-chimice” constă, în principal, în caracterizarea fizico-chimică a cinci coloranţi reactivi: Reactive Blue 204, Reactive Red 183, Reactive Yellow 143, Reactive Orange 13 şi Reactive Red 2 şi corelarea proprietăţilor fizico-chimice ale acestora cu acţiunea biologică exercitată asupra organismului. În mod special, se cercetează impactul negativ al coloranţilor asupra stării de sănătate, deoarece, în anumite condiţii de temperatură, pH, sub acţiunea radiaţiilor UV, IR, umiditate, coloranţii sau produşii lor de degradare pot trece de pe fibra textilă vopsită direct pe piele şi pot afecta diferite organe. O

7


etapă de bază, în acest studiu, constă în a determina cantitativ ce proporţie din aceşti compuşi chimici trec de pe fibrele textile ale îmbrăcămintei pe piele.

Obiectivele propuse în cadrul acestui studiu sunt: - realizarea unui studiu aprofundat al literaturii de

specialitate, referitoare la clasa coloranţilor reactivi; - documentarea, în literatura de specialitate, cu privire la

metodele de analiză cantitativă şi tehnologiile de vopsire existente pentru coloranţii reactivi;

- elaborarea unor noi procedee de vopsire prin epuizarea flotei în vederea unei fixări cât mai bune a coloranţilor pe fibrele textile de bumbac 100%;

- îmbunătăţirea şi utilizarea unor metode spectrofotometrice eficiente, de analiză a coloranţilor reactivi studiaţi;

- aplicarea şi perfecţionarea unor metode de dozare cantitativă a coloranţilor reactivi direct de pe fibra textilă vopsită;

- investigarea stabilităţii vopsirilor la acţiunea radiaţiilor UV din spectrul luminii solare;

- studierea efectelor produse de asocierea acţiunii radiaţiilor UV cu tratamentele umede, în mediu bazic şi acid, care reproduc condiţiile reale de utilizare a ţesăturilor vopsite şi simulează transpiraţia umană;

- efectuarea unii studiu experimental amplu al celor cinci coloranţi reactivi, testaţi pe animale de laborator, pentru determinarea potenţialului lor toxic;

- corelarea cantităţii de colorant fixat pe ţesătură în urma vopsirii cu cantitatea de colorant cedată de fibra vopsită în soluţii similare transpiraţiei umane şi aprecierea posibilelor efecte biologice produse asupra pielii şi organelor. Teza de doctorat intitulată “Contribuţii pentru cunoaşterea implicării unor coloranţi reactivi în determinarea efectelor biologice, în corelaţie cu proprietăţile lor fizico-chimice” este structurată în două părţi şi conţine opt capitole. Prima parte prezintă date de literatură referitoare la stadiul actual al cunoaşterii în domeniul coloranţilor reactivi, privind clasificarea, structura, procedeele de vopsire a materialelor textile şi toxicitatea acestora. Partea a doua a tezei conţine contribuţii proprii la studiul a cinci coloranţi reactivi, privind analiza spectrofotometrică în UV-ViS, tehnologiile de vopsire, metodele de determinare a fixării,

8


decolorării, degradării şi extracţiei acestora, precum şi studiu experimental pe animale de laborator pentru determinarea efectelor in vivo.ile de vopsire, metodele de determinare a fixării, decolorării, degradării şi extracţiei acestora, precum şi studiu experimental pe animale de laborator pentru determinarea efectelor in vivo. Capitolul I sintetizează datele de literatură privind apariţia şi dezvoltarea tipurilor de coloranţi reactivi, caracteristicile structurale şi mecanismele de fixare pe diferite tipuri de fibre (celulozice, proteice, sintetice). Capitolul II cuprinde date referitoare la progresele înregistrate în sinteza şi studiul proprietăţilor coloranţilor mono- şi bifuncţionali, ce conţin diferite grupări reactive. Capitolul III prezintă procedeele speciale de vopsire cu coloranţi reactivi, ce includ diferite tratamente ale substratului textil, în vederea îmbunătăţirii capacităţii de fixare pe fibră. Sunt de asemenea menţionate şi tratamente antimicrobiene cu biocide. Capitolul IV vizează aspecte privind toxicitatea coloranţilor reactivi, detaliindu-se metodele de testare a acesteia şi potenţialul de sensibilizare. Partea personală începe cu capitolul V, prin analiza spectrofotometrică în UV-Vis şi validarea metodelor analitice propuse pentru cinci coloranţi reactivi: Reactive Red 183, Reactive Blue 204, Reavtive Red 2, Reactive Orange 13 şi Reactive Yellow 143, care au fost utilizaţi în toate experimentele cercetării. Teza se încheie cu concluziile finale, perspective ale cercetării în domeniu şi cu lista bibliografiei consultate. Lucrarea prezintă un total de 344 de pagini, 183 de tabele, 129 de figuri şi 360 de indicaţii bibliografice.

9


Capitolul V ANALIZA SPECTROFOTOMETRICĂ A CINCI COLORANŢI

REACTIVI: REACTIVE RED 183, REACTIVE BLUE 204, REACTIVE RED 2, REACTIVE ORANGE 13 ŞI REACTIVE

YELLOW 143. VALIDAREA METODEI. 5.1. INTRODUCERE

Spectroscopia UV-Vis este una dintre cele mai vechi metode fizico-chimice de investigaţie.Când moleculele absorb radiaţii din domeniul UV-Vis, electronii sunt promovaţi de pe orbitali σ, π sau n, aflaţi în stare fundamentală, de energie joasă, într-o stare excitată, de energie mai înaltă. Absorbţia fiind însoţită de tranziţii electronice, spectrele UV-Vis se numesc şi spectre electronice. Referitor la lungimile de undă, la care se produc absorbţiile, se consideră că pentru domeniul UV, regiunea cea mai studiată este cuprinsă între 180 si 400 nm, iar pentru cel vizibil, între 400 si 800 nm. [105]

5.2. SCOP ŞI OBIECTIVE Scopul cercetărilor cuprinse în teza “Contribuţii pentru

cunoaşterea implicării unor coloranţi reactivi în determinarea efectelor biologice, în corelaţie cu proprietăţile lor fizico-chimice” în cadrul acestui capitol, este de a realiza o analiză cantitativă a celor cinci coloranţi reactivi luaţi în studiu ( Reactive Blue 204, Reactive Red 183, Reactive Yellow 143, Reactive Orange 13 şi Reactive Red 2). Primii patru coloranţi sunt produşi de firma Huntsman Textile Effects, iar ultimul este produs şi comercializat de firma PRO Chemical & Dye.

Obiectivele propuse în cadrul acestui studiu sunt: - instituirea de metode spectrofotometrice pentru

determinarea cantitativă a celor cinci coloranţi reactivi studiaţi; - validarea acestora conform normelor europene.

5.4. REZULTATE ŞI DISCUŢII 5.4.1.Trasarea spectrelor de absorbţie în UV-Vis a celor cinci

coloranţi reactivi şi determinarea maximelor de absorbţie în domeniul vizibil

5.4.1.1. Reactive Blue 204 A. Calculul parametrilor de validare a metodei Pentru fiecare dintre cei 5 coloranţi s-au trasat spectrele de

absorbţie în UV-Vis şi s-au determinat maximele de absorbţie, ulterior s-au parcurs toate etapele necesare validării metodei.

10


Fig. 2 Spectrul de absorbţie în UV-ViS - Reactive Blue 204

Colorantul Reactive Blue 204 are maximul de absorbţie în domeniul vizibil la 636 nm pentru soluţii de concentraţie c = 8 μg/mL = 0,008 g‰, la pH neutru. A = 0,2372 reprezintă absorbanţa corespunzătoare concentraţiei de 8 μg/mL determinate din spectru.

Wavelength (nm)200 250 300 350 400 450 500

Abs

orba

nce

(AU

)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

227

0.6

503

280

351

266

291

Fig. 4. Spectrul de absorbţie în UV-Vis - Reactive Red 183

Absorbanţa corespunzătoare lungimii de undă la care absorbţia colorantului R2 este maximă (λmax. = 503 nm), este A = 0,22778.

Wavelength (nm200 300 400 500 600 700 800 900

Abso

rban

ce (A

U)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

217

2890.5

544

657

435

263

Fig. 6. Spectrul de absorbţie în UV-ViS - Reactive Red 2 (R3)

Reactive Red 2 are maximul de absorbţie în domeniul vizibil λmax. = 544 nm, pentru soluţii de concentraţie c = 8 μg/mL = 0,008 g ‰, la pH neutru.

11


1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0

0 . 0

0 . 3

0 . 6

0 . 9

A

λ [ n m ]

2 2 3

2 6 5

4 2 2

Fig. 8. Spectrul de absorbţie în UV-ViS - Reactive Yellow 143

Colorantul Reactive Yellow 143 are maximul de absorbţie în domeniul vizibil λmax. = 422 nm, pentru soluţii de concentraţie c = 8 μg/mL = 0,0008 g‰, la pH neutru. Absorbanţa corespunzătoare determinată din spectru este A = 0,349.

1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0 7 0 0

0 , 0

0 , 5

1 , 0

A

l [ n m ]

2 2 6

2 8 44 8 8

Fig. 10. Spectrul de absorbţie în UV-ViS - Reactive Orange 13

Reactive Orange 13 are maximul de absorbţie în domeniul vizibil λmax. = 488 nm, pentru soluţii de concentraţie c = 8 μg/mL = 0,008 g‰, la pH neutru. Absorbanţa corespunzătoare determinată din spectru este A = 0,238.

Concluzii Au fost propuse şi supuse validării cinci metode spectrofotometrice de analiză în UV-ViS, pentru cei cinci coloranţi reactivi studiaţi. Reactive Blue 204. Metoda folosită pentru analiza fizico-chimică a colorantului Reactive Blue 204 este liniară pe domeniul de concentraţii ales 1-20 μg/mL, coeficientul de regresie este: r = 0,9999. Coeficientul de corelaţie are valoarea r2 = 0,999 iar eroarea standard a dreptei de regresie este SE = 0,0022. Pentru acelaşi

12


colorant, limita de detecţie este: LD = 0,2286 µg/mL, iar limita de cuantificare este LQ = 0,7620 µg/mL.

Metodele folosite pentru analiza fiecărui colorant sunt specifice, spectrele de absorbţie al coloranţilor nu interferă cu spectrele altor compuşi, care absorb la o lungime de undă identică sau foarte apropiată maximului de absorbţie.

Metoda folosită pentru analiza colorantului Reactive Blue 204 este precisă. Calculul unei serii de parametri caracteristici a condus la valorile: regăsirea medie = 100,289%; SD = 0,672; RSD = 0,670 %. Deviaţia standard relativă RSD (%) se încadrează în limitele normale: RSD ≤ 5%.

Metoda este exactă. În urma calculelor, s-a putut stabili că regăsirea medie = 101,85%, minim = 100,2%, maxim = 104,3%. Eroarea relativă medie Xdmediu = 1,849 %. Xdmediu ≤ 5%, se încadrează în intervalul de valori normale.

S-a determinat confidenţa reală medie care este 0,0059, iar intervalul de încredere a valorilor absorbanţelor în care este cuprisă valoarea reală este (0,2527, 0,2646), cu o probabilitate de ± 0,95. Acest interval corespunde unei concentraţii cuprinse între 8-10 µg/mL soluţie de colorant.

Soluţiile apoase ale celor cinci coloranţi sunt stabile şi pot fi păstrate la temperatura camerei pentru o analiză ulterioară timp de cel puţin 32 de ore fără a suferi degradări, (RSD ≤ 5%).

Reactive Red 183. Metoda de analiză a colorantului Reactive Red 183 este liniară pe întreg domeniul de concentraţii 1-20 μg/mL, coeficienţii de regresie având valorile: r = 0,9998, coeficientul de corelaţie r2 = 0,999, eroarea standard a dreptei de regresie (SE) = 0,0023.

Limita de detecţie are valoarea LD = 0,3059 µg/mL, iar limita de cuantificare este LQ = 1,020 µg/mL.

În cazul colorantului Reactive Red 183, metoda de analiză este precisă, valorile obţinute fiind următoarele: regăsirea medie = 97,715%, SD = 2,3416, RSD = 2,396%. RSD, valori care se încadrează în valorile normale.

Metoda de analiză este exactă. S-au obtinut valorile: regăsire 100,923, minim = 98,066%, maxim = 105,600%. Eroarea relativă medie este Xdmediu = 0,923%, deci Xdmediu ≤ 5%. Confidenţa reală medie pentru acest colorant este 0,0009, iar intervalul de încredere în care este cuprinsă valoarea reală este

13


(0,1996, 0,2013), cu o probabilitate de ± 0,95. Acest interval corespunde unei concentraţii cuprinsă între 8-10 µg/mL.

Reactive Red 2. Metoda este liniară pe întreg domeniul de concentraţii (1-20 μg/mL).Coeficienţii de regresie prezintă valorile: r = 0,9998, r2 = 0, 0,999, eroarea standard (SE) = 0,0020.

Pentru Reactive Red 2, limita de detecţie este: LD = 0,309 µg/mL, iar limita de cuantificare este LQ = 1,030 µg/mL.

Metoda de analiză este precisă. S-au obtinut valorile: regăsirea medie = 96,432, SD = 2,010 RSD = 2,084 %; deci deviaţia standard relativă se încadrează în valorile normale.

Metoda de analiză este exactă. Confirmarea se bazează pe valoarea regăsirei medii = 97,068; minim = 94,430 %; maxim = 100 %. Eroarea relativă medie este Xdmediu = 2,932 % (în valoare absolută) , deci Xdmediu ≤ 5%.

S-a determinat confidenţa reală medie (0,0021), iar intervalul de încredere în care este cuprisă valoarea reală a absorbanţelor este (0,222, 0,226), cu o probabilitate de ± 0,95. Acest interval corespunde unei concentraţii cuprinsă între 8-10 µg/mL.

Reactive Yellow 143. Metoda de analiză folosită prezintă liniaritate pe întreg domeniul de concentraţii ales.Valorile obţinute, la determinarea liniarităţii metodei, sunt: coeficientul de regresie: r = 0,9998, r2 = 0,999, eroarea standard (SE) = 0,0024 În cazul colorantului Reactive Yellow 143, limita de detecţie este, LD = 0,282 μg/mL, iar limita de cuantificare LQ = 0,939 μg/mL.

De asemenea, trebuie subliniată şi precizia metodei de analiză a colorantului Reactive Yellow 143. Această metodă este precisă, valorile obţinute pentru parametrii calculaţi fiind: regăsirea medie = 99,009%, SD = 2,465, iar deviaţia standard relativă, RSD = 2,490 %. Se observă că deviaţia standard relativă se încadrează şi în acest caz, între limitele normale. Metoda de analiză este exactă. S-a stabilit că regăsirea medie = 97,837 %, minimă = 95 %, maximă = 100,75 %. Eroarea relativă, Xdmediu = 2,164 % (în valoare absolută). Confidenţa reală medie are valoarea de 0,0052,iar intervalul de încredere în care este cuprisă valoarea reală este (0,233, 0,244), cu o probabilitate de ± 0,95. Acest interval corespunde unei concentraţii cuprinsă între 8-10 µg/mL.

Reactive Orange 13. Metoda de analiză este liniară, pe întreg domeniul de concentraţii: 1-20μg/mL, iar valorile obţinute sunt:

14


coeficientul de regresie: r = 0,9998, r2 = 0,999, S-a calculat, de asemenea, eroarea standard a dreptei de regresie, SE = 0,0020.

Limita de detecţie are valoarea LD = 0,299 μg/mL, iar limita de cuantificare LQ = 0,998 μg/mL .

Metoda este precisă, obţinându-se rezultatele: regăsirea medie: 98,581, deviaţia standard = 2,663 şi RSD = 2,701 %, care se încadrează în intervalul normal de valori. (RSD ≤ 5%).

S-a constatat că metoda de analiză folosită este exactă. Prin calcul, s-au obţinut următoarele rezultate: regăsirea medie = 97,7975%, minim = 91,45% şi maxim = 103,66%. Eroarea relativă medie Xdmediu = 2,205% (în valoare absolută). şi se încadrează în limitele normale (Xdmediu ≤ 5%).

În urma calculului intervalului de încredere, în care se găseşte valoarea reală a mărimii măsurate, cu o probabilitate de ± 0,95, s-a determinat confidenţa reală medie, care este 0,0019. Intervalul de încredere în care este cuprisă valoarea reală se află între (0,199, 0,202).Acest interval corespunde unei concentraţii cuprinsă între 8-10 µg/mL.

Metodele analitice propuse pentru analiza chimică spectrofotometrică în domeniul vizibil a celor cinci coloranţi reactivi luaţi în studiu, pot fi folosite în practică pentru diferite dozări şi determinări cantitative la care sunt supuşi coloranţii respectivi.

15


Capitolul VI STUDIU PRIVIND TEHNOLOGIILE DE VOPSIRE ŞI

METODA DE DETERMINARE CANTITATIVĂ A COLORANŢILOR REACTIVI DIN ŢESĂTURI DE BUMBAC

100%

6.1. INTRODUCERE 6.1.1. Vopsirea celulozei cu coloranţi reactivi. Fixarea colorantului. Importanţa tipului de grupe reactive. În procesele de vopsire, se aplică cel mai frecvent metode cu etape distincte de adsorbţie – fixare. În timpul fixării, se petrece reacţia simultană de hidroliză a colorantului, în prezenţa ionilor hidroxil, din baia de vopsire [319]. Eficienţa fixării este o măsura a reacţiei colorantului cu fibra, care se exprimă prin raportul vitezelor celor două reacţii paralele – fixarea reactivă şi hidroliza. Reactivitatea colorantului este o caracteristică principală, de care depind în mare masură parametrii de lucru. Coloranţii cu grupe mai reactive se vor aplica în condiţii de reacţie, relativ blânde, în timp ce termenii mai puţin reactivi, în condiţii de temperatură şi alcalinitate mai dure [320].

6.2. SCOP ŞI OBIECTIVE Scopul constă în realizarea unui studiu cu privire la tehnologiile de vopsire a unor ţesături şi determinarea cantitativă a colorantului din mostra vopsită.. Obiectivele avute în vedere constau în: - stabilirea tehnologiilor optime de vopsire prin epuizare a unor mostre de bumbac 100% cu cei cinci coloranţi reactivi; - evaluarea performanţelor vopsirii, prin efectuarea unor măsurători care să permită determinarea gradului de fixare a colorantului pe fibră; - stabilirea de corelaţii între concentraţia colorantului din flota de vopsire, respectiv a colorantului fixat pe fibră şi intensitatea culorii materialului vopsit.

6.4. REZULTATE ŞI DISCUŢII S-a urmărit variaţia gradului de fixare pe fibră a coloranţilor la creşterea concentraţiei lor în flota de vopsire. Valorile cantităţilor de coloranţi reactivi fixate, în funcţie de masa mostrelor de bumbac cântărite de pe ordonata graficelor, sunt înmulţite cu 103 şi sunt exprimate în μg colorant/g fibră.

16


Capacitatea de fixare a coloranţilor, în funcţie de concentraţia colorantului din baie (μg/mL) a fost următoarea:

R.Y.143 > R.R.2 > R.O.13> R.R.183 > R.B.204. Cu ajutorul programelor Micromath 2000, şi OriginLab Origin

Pro 8, s-a studiat influenţa concentraţiei de colorant din baia de vopsire asupra intensităţii culorii.

Din alura curbelor, s-a constatat că intensitatea culorii (K/S) creşte odată cu concentraţia de colorant din baia de vopsire

S-a investigat de asemenea corelaţia dintre intensitatea culorii şi cantitatea de colorant fixată pe fibra de bumbac.

Concluzii Cel mai mare grad de epuizare din flota de vopsire, respectiv cea

mai mare cantitate de colorant fixată pe fibră, revine colorantului Reactive Yellow 143. Capacitatea de fixare a coloranţilor pe fibră scade în ordinea:

Reactive Yellow 143 > Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204 > Reactive Orange 13.

Gradul de fixare, adică procentul (%) de colorant fixat covalent pe fibră, pentru toate variantele de procese de vopsire, a crescut odată cu creşterea concentraţiei iniţiale de colorant din baia de vopsire raportată la masa mostrelor de bumbac vopsite şi scăderea gradului de inactivare a colorantului prin reacţii paralele de hidroliză.

Capacitatea de fixare a coloranţilor pe fibră, raportată la concentraţia colorantului din baie (μg/mL) a variat în următoarea ordine:

Reactive Red 2 > Reactive Yellow 143 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Blue 204

Reactive Blue 204 deşi este un colorant reactiv bis-monofluortriazinic, se caracterizează printr-o fixare mai slabă pe fibră, datorită cantităţii crescute de colorant nereacţionat, hidrolizat din baia de vopsire în condiţiile date. Reactive Red 2 a prezentat o capacitate de fixare sensibil mai mare decât Reactive Yellow 143.

Concentraţia de colorant din flotă pentru care fixarea a fost maximă a fost cuprinsă între 75-120 μg/mL. Reactive Red 2 a prezentat gradul cel mai mare de fixare, raportat la concentraţia de colorant din baie, iar Reactive Blue 204 a avut cel mai mic grad de fixare pe fibra de bumbac.

17


Valoarea maximă a intensităţii culorii a corespuns concentraţiei maxime de colorant din baie (6 %) pentru colorantul Reactive Red 183 (K/S= 13,95), iar cea mai mică valoare a intensităţii culorii (K/S = 1,52) a fost găsită în cazul mostrei vopsite cu colorantul Reactive Orange 13, pentru aceeaşi concentraţie. Intensitatea culorii creşte odată cu creşterea cantităţii de colorant fixată pe fibra celulozică.

Reactive Red 183 > Reactive Yellow 143 > Reactive Red 2 > Reactive Blue 204 > Reactive Orange 13

Intensitatea culorii creşte odată cu creşterea cantităţii de colorant fixată pe fibra celulozică. Maximul intensităţii de culoare apare la cantităţi diferite de colorant fixate pe fibră. Reactive Red 2 a atins intensitatea maximă a culorii K/S la o cantitate de colorant fixat de 72026 μg col/g fibră ce corespunde unei cantităţi iniţiale de colorant din flota de vopsire de 108 x 103 μg în timp ce pentru Reactive Blue 204, intensitatea maximă a culorii a fost atinsă pentru o cantitate de colorant fixat pe fibră de 32181 μg col/g fibră, ce corespunde la o cantitate iniţială de colorant de 120 x 103 μg din flotă.

18


Capitolul VII STUDIUL DECOLORĂRII ŞI DEGRADĂRII UNOR MOSTRE VOPSITE DIN BUMBAC 100% ÎN PREZENŢA

RADIAŢIILOR UV ŞI EXTRACŢIA COLORANŢILOR DE PE PROBELE TEXTILE ÎN SOLUŢII APOASE CE IMITĂ

TRANSPIRAŢIA UMANĂ

7.1. INTRODUCERE 7.1.1. Coloranţii reactivi şi unele incoveniente în aplicarea lor

Cantităţile mari de coloranţi reactivi în apele reziduale, iar apoi în cele curgătoare şi în pânzele freatice, produc efecte nedorite, prin culoarea pe care o imprimă , dar mai ales prin toxicitatea produşilor de degradare, efectele lor carcinogene şi mutagene, exercitate asupra florei şi faunei din aceste ape [323, 324].

Organismul uman, prin intermediul îmbrăcămintei vopsite, vine în contact direct cu aceşti coloranţi, care pot suferi modificări sub acţiunea radiaţiilor UV ( la intensităţi variabile, în funcţie de anotimp), având posibilitatea să pătrundă în organism pe cale cutanată.

Coloranţii azoici pot fi transformaţi în organismul uman în amine aromatice care sunt mai uşor absorbite la nivelul pielii.Unii din aceşti metaboliţi pot fi mai puţin toxici decât colorantul de origine, în timp ce alţii, arilaminele şi radicalii liberi,sunt potenţial carcinogeni. National Institute of Public Health and the Environment din Olanda a găsit amine aromatice carcinogene în produsele colorate cu coloranţii azo ,incluzînd jucăriile confecţionate din material textil,lenjeria de pat etc. [325, 326].

7.2. SCOP ŞI OBIECTIVE Scopul cercetării constă în găsirea unor noi metode de analiză sau îmbunătăţirea celor deja existente, pentru a le putea aplica la cunoaşterea cât mai completă a impactului biologic pe care îl au coloranţii reactivi asupra organismului uman, în condiţiile în care ei sunt supuşi unor transformări, sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete din spectrul luminii solare. Obiective: - studiul decolorării şi degradării unor mostre de bumbac vopsite cu coloranţii reactivi luaţi în studiu, sub influenţa radiaţiilor UV;

19


- stabilirea influenţei acestor radiaţii asupra suportului textil vopsit; - analiza cantitativă a mostrelor vopsite luate în studiu, în condiţii de pH, temperatură şi umiditate, care reproduc transpiraţia umană; - evaluarea degradării coloranţilor pe fibră în urma iradierii în UV şi determinarea cantitativă a produşilor de descompunere care trec direct pe piele în condiţii care imită transpiraţia umană şi pot provoca efecte adverse asupra organismului. Necesitatea acestor cercetări a decurs din faptul că materialele textile, vopsite cu astfel de coloranţi, în prezenţa radiaţiilor UV, suferă importante modificări de culoare şi chiar structurale, la nivelul suprafeţelor de contact.

Fig. 23. Mostre de bumbac vopsite şi iradiate în UV Valorile obţinute în urma iradierii pentru toţi coloranţii, la diferite intervale de timp, au fost comparate cu valorile parametrilor tricromatici în sistemul CIELAB, obţinute pentru mostrele neiradiate, ca etalon. 7.3.2.3. Determinarea rezistenţei coloranţilor reactivi studiaţi la radiaţii UV - studii de spectrometrie FTIR şi de modificări de culoare. Modificările de culoare au fost induse de modificări structurale la nivelul colorantului de pe fibră şi au fost puse în evidenţă prin spectrometrie FTIR. Spectrele FTIR au fost măsurate şi înregistrate pe mostre vopsite, înainte de iradiere şi după iradiere, la intervale de timp identice (0, 25, 50, 75, 100 de ore). Analizele FTIR au fost făcute pe aceleaşi mostre vopsite în regiunile pe care s-au efectuat iradierile în UV şi studiile de modificări de culoare. 7.3.2.5 Stabilirea unei corespondenţe între acţiunea coloranţilor la nivelul pielii cu rezultatele obţinute in vitro În acest subcapitol s-a urmărit evidenţierea unei corespondenţe între acţiunea coloranţilor la nivelul pielii, cu rezultatele obţinute in

20


vitro, privind comportamentul acestora în condiţii create artificial,care simulează transpiraţia umană. De asemenea, s-a căutat să se stabilească dacă doza de 2500 micrograme folosită in vivo este apropiată de dozele experimentate in vitro.

7.4. REZULTATE ŞI DISCUŢII 7.4.1. Rezultate privind influenţa iradierii asupra stabilităţii coloranţilor pe baza valorilor intensităţii culorii 7.4.1.1. Studiul variaţiei intensităţii culorii în funcţie de durata iradierii, la diferite concentraţii de colorant S-a observat că intensitatea culorii scade odată cu creşterea duratei de iradiere, ceea ce denotă o creştere a degradării colorantului pe fibră în urma iradierii. Dintre probele de bumbac vopsite cu soluţii de concentraţie 1,3 şi 5% de coloranţi, cea mai afectată a fost mostra vopsită cu o soluţie de Reactive Orange 13 5%, în urma iradierii 75 de ore în UV (grad de decolorare de 70,609%). Cea mai puţin afectată de iradiere s-a dovedit a fi mostra vopsită cu Reactive Blue 204 de concentraţie 3% şi iradiată 25 de ore în UV (grad de decolorare de 12,736 %).

7.4.1.3. Pierderile de masă, în funcţie de concentraţia colorantului şi de durata iradierii

Stabilitatea colorantului supus iradierii poate fi evidenţiată şi prin pierderile de masă deduse din măsurarea valorilor intensităţii culorii. Acestea au fost calculate cu relaţia:

∆m (%) = (m0 - mi)/m0 x 100, unde: mo – cantitatea totală de colorant fixat pe fibră înainte de

iradiere (t = 0), mi – masa probelor vopsite, a colorantului rămas pe fibră

după iradiere, la intervale de timp de 25, 50, 75 ore. Cea mai mare stabilitate a coloranţilor pe fibră în urma

iradierii în UV au prezentat mostrele vopsite cu soluţii de concentraţie 5%, iar cea mai redusă stabilitate s-a înregistrat în cazul probelor vopsite cu soluţii 1% de coloranţi. 7.4.3. Determinarea rezistenţei coloranţilor reactivi la radiaţii UV şi cinetica reacţiilor de degradare fotochimică, prin studii de spectrometrie FTIR

A. Colorantul Reactive Blue 204 - Studiu cinetic al scindării legăturii eterice colorant-fibră la colorantul Reactive Blue 204

21


Legătura covalentă eterică colorant reactiv – fibră celulozică a suferit modificări, în urma iradierii în UV.

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

10

20

30

40

50

60 Reactive Blue 204

[(S0-S

)/S0] x

100

timp de iradiere (ore) Fig.46 a.Variaţia gradului de modificare a legăturii eterice, în funcţie

de durata de iradiere – Reactive Blue 204 S-a constatat creşterea gradului de degradare a legăturii eterice

colorant-fibră, proporţional cu creşterea duratei de iradiere. După 100 de ore de iradiere în UV a mostrei vopsite cu Reactive Blue 204, gradul de degradare (%) a atins valoarea de 48,780 %.

În urma iradierii mostrei timp de 100 de ore, 48,780 % dintre legăturile eterice colorant-fibră s-au scindat de pe mostra de bumbac vopsită. B. Colorantul Reactive Red 183 - Studiu cinetic al degradării legăturii eterice colorant-fibră la colorantul Reactive Red 183

S-a efectuat un studiu cinetic al degradării acestei legături, în funcţie de durata de iradiere a mostrei vopsite cu Reactive Red 183, 5%.

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

10

20

30

40

50

60 Reactive Red 183

[(S0-S

)/S0] x

100

timp de iradiere (ore) Fig. 48 a. Variaţia gradului de degradare a legăturii eterice , în

funcţie de durata de iradiere – Reactive Red 183

22


Din fig. 48 a s-a observat creşterea gradului de degradare a legăturii eterice (%) cu creşterea duratei de iradiere.

După 100 de ore de iradiere în UV, s-a observat că 44,199 % din legăturile eterice s-au scindat de pe suprafaţa mostrei vopsite cu Reactive Red 183 (fig. 48 a).

C. Colorantul Reactive Yellow 143 - Studiu cinetic al scindării legăturii eterice colorant-fibră la colorantul Reactive Yellow 143 După 100 de ore de iradiere, circa 49,171% dintre legăturile eterice colorant-fibră s-au scindat de pe mostra vopsită cu o suprafaţă de

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

10

20

30

40

50

60 Reactive Yellow 143

[(S0-S

)/S0] x

100

timp de iradiere (ore) Fig. 50.a. Variaţia gradului de modificare a legăturii eterice

exprimat prin raportul suprafeţelor, în funcţie de durata de iradiere – Reactive Yellow 143

D. Colorantul Reactive Red 2 - Studiu cinetic al scindării legăturii colorant-fibră la colorantul Reactive red 2 În urma determinărilor spectrometrice FTIR, s-a constatat că legătura covalentă eterică colorant reactiv – fibră celulozică a suferit modificări, în urma iradierii în UV.

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

10

20

30

40

50

60

70 Reactive Red 2

[(S0-S

)/S0] x

100

timp de iradiere (ore)

23


Fig 53. Variaţia gradului de degradare a colorantului fixat pe mostra de bumbac, în funcţie de durata de iradiere – Reactive Red 2.

S-a constatat creşterea gradului de degradare a legăturii eterice colorant-fibră, proporţional cu creşterea duratei de iradiere. După 100 de ore de iradiere în UV a mostrei vopsite cu Reactive Red 2, gradul de degradare (%) a atins valoarea de 55,769 %. E. Colorantul Reactive Orange 13 - Cinetica scindării legăturii colorant-fibră la colorantul Reactive Orange 13. S-a putut deduce că, după 100 de ore de iradiere, 71,038 % dintre legăturile eterice colorant-fibră s-au scindat de pe mostrele de bumbac vopsite. (Fig 56)

0 15 30 45 60 75 90 1050

10

20

30

40

50

60

70

80 Reactive Orange 13

[(S0-S

)/S0] x

100

timp de iradiere (ore)

Fig. 56 Variaţia gradului de decolorare a colorantului fixat pe mostra, în funcţie de durata de iradiere – Reactive Orange 13

7.5. Stabilirea unei corespondenţe între acţiunea coloranţilor la nivelul pielii, cu rezultatele obţinute in vitro

0

500

1000

1500

2000

2500

REACTIVE RED183

REACTIVE BLUE204

REACTIVEYELLOW 143

REACTIVE RED 2 REACTIVEORANGE 13

µg

NeutruAlcalinAcid

Fig. 85 Reprezentarea grafică a corespondenţei dintre cantităţile de

coloranţi extraşi în experimentul in vitro şi cea folosită în experimentul in vivo (2500 µg).

24


Din fig. 85 reiese că în experimentul in vivo s-a folosit o cantitate din fiecare colorant comparabilă cu cea extrasă în soluţii asemănătoare transpiraţiei (in vitro). Asumând faptul că transpiraţia umană ar avea aceleaşi proprietăţi de extracţie cu soluţiile folosite in vitro şi luând în consideraţie acţiunea radiaţiilor UV din mediu asupra îmbrăcămintei, s-a încercat să se calculeze cantitatea de colorant care ar putea ajunge la nivelul tegumentelor toracelui prin purtarea timp de 8 ore a unui tricou sau bluze cu o greutate de aproximativ 300 g de către o persoană cu greutatea corporală medie de 60 kg. Folosind cantităţile de extracţie ale coloranţilor obţinute in vitro, pe care le-am raportat procentual la doza administrată în experimentele in vivo (83,33 mg/ kg corp) reies următoarele date (fig 87).

Fig. 87 Raportarea procentuală a cantităţilor de coloranţi eliberaţi

dintr-un articol vestimentar la nivelul tegumentelor la doza folosită în experimentul in vivo pe şoareci Swiss.

Conform fig. 87, în cadrul acestei supoziţii putem deduce că persoana de 60 kg ar primi o doză pe kg corp de maxim 13,26 % (Reactive Red 2, în transpiraţie alcalină) şi minimum de 0,96 % (Reactive Red 183, în transpiraţie acidă) din doza primită pe kg corp de şoarecii Swiss.

CONCLUZII Mostrele de bumbac 100 %, vopsite cu seria de 5 coloranţi reactivi, la concentraţiile de 1, 3 şi 5 % (faţă de masa probelor) au fost iradiate în domeniul de lungimi de undă 240 - 570 nm, la intervale de timp de 25, 50, 75 şi 100 de ore. Cercetările efectuate au dus la seria de rezultate, punctate mai jos:

‐ iradierea cu radiaţii UV influenţează stabilitatea colorantului

25


‐ la timpi de iradiere mai mici (25 h), intensitatea culorii scade mai puţin, comparativ cu o iradiere de durată (75 h), la care intensitatea culorii se modifică mai mult;

‐ raportat la masa iniţială a colorantului de pe fibră, anterioară iradierii, cele mai mari pierderi de masă (deduse fotometric, din micşorarea intensităţii), le prezintă probele vopsite cu 5% colorant, iar cele mai mici, probele vopsite cu 1% colorant;

‐ pierderile de masă, în toate cazurile, cresc odată cu creşterea duratei de iradiere, cea mai mare pierdere de masă se constată la probele iradiate timp de 75 h, iar cea mai mică la probele iradiate 25h. Cele mai mari pierderi de masă (de fapt, modificări), apar la probele vopsite cu o concentraţie mică de colorant (1%), iar cele mai mici pierderi de masă intervin la probele vopsite cu o cantitate ridicată de colorant (5%). Pentru a avea date mai concrete asupra modificărilor structurale, provocate de iradierea UV, s-au înregistrat spectre FTIR pe mostre vopsite, neiradiate şi pe mostre iradiate, timp de 100 ore, pentru fiecare colorant, în parte. Cu ajutorul programului Origin 8 Pro, s-au putut identifica şi compara picurile, grupate pe trei domenii, în ordinea crescătoare a numerelor de undă: 1000 - 1400 cm-1, 1400 – 1900 cm-1, 1900- 2500 cm-1. Interpretarea spectrelor FTIR a fost însoţită de un studiu cinetic al scindării legăturii colorant-fibră celulozică, în funcţie de durata iradierii, la concentraţia colorantului de 5 %. Cel mai afectat de iradierea în UV a fost colorantul Reactive Orange 13, cu un grad de scindare a legăturilor eterice de 71,038%, iar cel mai stabil s-a arătat a fi Reactive Red 183 cu 44,199 % legături eterice colorant-fibră care s-au scindat. Un alt aspect al cercetării s-a ocupat de iradierea UV a mostrelor vopsite cu coloranţi reactivi, urmată de extracţia acestora cu soluţii apoase, la pH alcalin şi acid, simulând transpiraţia, în comparaţie cu mostrele neiradiate extrase în mediu neutru (apă distilată). Coloranţii analizaţi s-au extras în cantităţile cele mai mari în mediul alcalin, ceea ce ar corespunde unei transpiraţii cu un pH mai ridicat, ceea ce confirmă faptul că în cazul unei transpiraţii alcaline există riscul ca toţi coloranţii studiaţi să treacă de pe lenjeria vopsită

26


cu aceştia în transpiraţie şi în felul acesta să-şi poată manifesta efectele iritante, alergogene, toxice şi chiar cancerigene, mai ales în cazul coloranţilor azoici. În cadrul experimentului in vitro, coloranţii Reactive Red 2 şi Reactive Orange 13 au trecut din fibră în soluţia alcalină în cantitatea cea mai mare, În cazul transpiraţiei cu un pH neutru, acelaşi colorant Reactive Orange 13 poate deveni cel mai agresiv pentru tegumente, urmat de Reactive Blue 204 şi Reactive Yellow 143. În cazul mediului acid de extracţie a coloranţilor analizaţi, s-a constatat în general o trecere mai redusă de pe fibră în soluţia de extracţie, deci se poate considera că toţi cei 5 coloranţi se transferă de pe lenjeria de corp în transpiraţie în cantitate mai mică. Încercând să realizăm un paralelism între experimentul in vitro şi cel in vivo, s-a constatat că doza de colorant aplicată topic în zona retroauriculară la şoareci Swiss (2,5 mg = 2500 μg) se încadrează în acelaşi ordin de mărime cu cantitatea de colorant extrasă în mediile alcalin (între 559,003 – 2200,594 μg), acid (între 160,142 – 741,239 μg) şi neutru (între 279,711 – 1635,306 μg) din fiecare gram de fibră vopsită. Deci, în experimentele in vivo s-au folosit cantităţi de colorant comparabile cu cele extrase în soluţiile care simulează transpiraţia (in vitro). Dozele aplicate în experimente reprezintă între 11,45 % (Reactive Yellow 143) şi 33,33% (Reactive Red 183) din DL50. Prin încercarea de extrapolare la om a datelor obţinute din cele două experimente, se poate deduce că o persoană de 60 kg ar primi un maxim de 13,26 % din colorantul Reactive Red 2 administrat in vivo la şoareci Swiss (83,33 mg/kg corp) în caz de transpiraţie alcalină şi un minim de 0,96 % Reactive Red 183 în caz de transpiraţie acidă. Cantităţile sunt situate sub limita inferioară a dozelor folosite, raportate la DL50. S-a remarcat că în mediu neutru, colorantul Reactive Orange 13 a fost primit de organism în proporţia cea mai mare, în timp ce Reactive Red 183 a avut efectul cel mai redus. În mediu acid, Reactive Red 2 a trecut în proporţia cea mai mare pe piele în timp ce Reactive Red 183 a fost primit în cantitatea cea mai mică de organism,raportat la valorile DL50.

27


Capitolul VIII STUDIU EXPERIMENTAL PE ANIMALE DE LABORATOR

PENTRU DETERMINAREA GRADULUI DE REACTIVITATE IMUNO-BIOLOGICĂ, DE

SENSIBILIZARE CUTANATĂ ŞI HEPATICĂ, SUB INFLUENŢA UNOR COLORANŢI REACTIVI TEXTILI

8.1. Introducere

Coloranţii textili sunt în prezent mult larg răspândiţi în produsele textile şi în mediul înconjurător. De aceea, se impune în mod pertinent monitorizarea acestora, atât privind efectele potenţial toxice pe care le pot avea în rândul populaţiei cât şi în mediului înconjurător, în special în ceea ce privesc apele de suprafaţă.

Datorită gradelor diferite de absorbţie percutană, coloranţii sunt capabili să genereze o suită complexă de reacţii adverse, marea majoritate cu potenţial citotoxic, variind pe scară largă de la uşoare dermatite de contact, până la manifestări grave carcinogene [337].

Organismul uman ia contact zi de zi, cu aceşti compuşi, prin intermediul îmbrăcămintei, de aceea este foarte importantă cunoaşterea acţiunii lor biologice, în strânsă corelaţie cu proprietăţile fizico-chimice.

În acest context, se impune un studiu al efectelor biologice asupra organismului uman, pentru a stabili dacă aceşti coloranţi reactivi prezintă sau nu un impact negativ asupra stării de sănătate.

8.2. Scop şi obiective Scopul: - realizarea unui studiu experimental ce foloseşte

animale de laborator, pentru determinarea gradului de reactivitate imunobiologică şi a modificărilor morfopatologice sub influenţa coloranţilor cercetaţi.

Obiective: ‐ evaluarea nivelului la care acţionează coloranţii reactivi

studiaţi (pe baza cercetărilor anatomo-patologice) şi în prealabil, stabilirea gradului de afectare a reactivităţii imuno-biologice a organismului animal (pe baza unor teste imunologice umorale şi celulare).

‐ în realizarea acestui obiectivului, pentru fiecare colorant se va evalua: toxicitatea acută, efectele asupra unor componente ale

28


sistemului imun (S.I.), după o administrare de şapte zile şi cele survenite după o administrare de paisprezece zile. 8.3.1.1. Tehnici utilizate în determinarea toxicităţii acute a coloranţilor A. Tehnica utilizată în determinarea toxicitatii acute a colorantului Reactive Blue 204

Pentru determinarea toxicităţii acute a colorantului albastru I, s-a folosit tehnica up and down. S-a efectuat iniţial un test de limitare la 2000 mg / kg corp, apoi testul principal [341, 342, 343]. 8.3.2. Etapele evaluării efectelor coloranţilor asupra sistemului imun 8.3.2.1. Evaluarea efectelor coloranţilor reactivi asupra sistemului imun, după şapte zile de administrare

Au fost utilizate cinci loturi de câte şapte şoareci Swiss, în greutate de 24-35 grame, cu o repartiţie identică pe sexe, cărora li s-a aplicat topic, în regiunea posterioară a urechii stângi, câte 25 µL din soluţia 10% a celor cinci coloranţi reactivi ce urmează a fi cercetaţi şi un lot martor, căruia i s-a administrat în aceleaşi condiţii (posterior urechea stângă), dimetilsulfoxid, DMSO [338]. Ulterior, animalele au fost sacrificate şi au fost recoltaţi şi cântăriţi ganglionii retroauriculari şi laterocervicali stângi, masa lor raportându-se procentual la masa corporală. S-a recoltat apoi lichidul peritoneal pentru determinarea capacităţii de fagocitoză (CF) şi a capacităţii bactericide (CB) a macrofagelor peritoneale [348, 349]. La animalele sacrificate s-au recoltat splinele, în condiţii aseptice, cu scopul determinării limfocitelor T splenice cu capacitate de rozetare şi pentru determinarea splenocitelor formatoare de plaje Jerne.

În cadrul primului experiment de şapte zile, au fost recoltate fragmente de ţesut cutanat şi hepatic. Pentru experimentul cu durata de patrusprezece zile au fost recoltate numai fragmente de ţesut cutanat. După examinarea lor macroscopică, s-a procedat la realizarea preparatelor histologice [340]. 8.3.3. Tehnici folosite pentru determinarea reactivităţii imuno-biologice a loturilor de animale experimentate (formula leucocitară, determinarea capacităţii de fagocitoză a PMN din sângele periferic (testul NBT-Nitro Blue Tetrazolium), determinarea capacităţii opsonice a serului, a capacităţii fagocitare şi bactericide a

29


macrofagelor peritoneale, determinarea limfocitelor T splenice cu capacitate de rozetare, determinarea splenocitelor formatoare de plaje de hemoliză - plaje Jerne) 8.3.4. Tehnici folosite pentru examenul anatomo-patologic: piele şi ficat După eutanasierea sub anestezie generală în primul experiment după 7 zile şi în al doilea, după 14 zile a şoarecilor Swiss, s-au prelevat fragmente de ţesut cutanat şi respectiv de ţesut hepatic de la toate loturile luate în studiu. S-a făcut examinarea lor macroscopică şi ulterior s-a trecut la realizarea preparatelor histologice. În experimentul cu durata de şapte zile au fost examinate la microscop preparatele de ţesut cutanat şi hepatic de la cele cinci loturi de şoareci Swiss şi martorul. În a doua parte a experimentului, cu durata de paisprezece zile, au fost testaţi pe şoareci doar doi coloranţi (Reactive Red 2, Reactive Red 183), deoarece Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13 şi Reactive Blue 204 şi-au demonstrat toxicitatea crescută încă din primul experiment, cu durata de şapte zile. 8.4. Rezultate şi discuţii. 8.4.1.Evaluarea toxicităţii acute a coloranţilor

După efectuarea testului de limitare si a testului principal, se poate aprecia că DL50 pentru colorantul Reactive Blue 204 este 512,5 mg/kg corp la 24 de ore, de 425 mg/kg corp la 48 de ore şi de 225 mg/kg corp la 72 de ore, 7 zile şi 14 zile de la administrarea intraperitoneala a colorantului. Aceasta valoare a DL50 încadrează substanţa în grupul celor foarte toxice.

DL50 pentru colorantul Reactive Yellow 143 este 725 mg/kg corp la 24 de ore, la 48 de ore, 72 de ore, 7 zile şi 14 zile de la administrarea intraperitoneală a colorantului. Aceasta valoare a DL50 încadreaza substanţa în grupul celor cu grad moderat de toxicitate

DL50 pentru colorantul portocaliu este 625 mg/kg corp la 24 de ore, la 48 de ore, 72 de ore, 7 zile si 14 zile de la administrarea intraperitoneală a colorantului. Aceasta valoare a DL50 încadrează substanţa în grupul celor cu grad moderat de toxicitate.

DL50 pentru colorantul Reactive Red 183 este 250 mg/kg corp la 24 de ore, la 48 de ore, 72 de ore, 7 zile si 14 zile de la administrarea intraperitoneală a colorantului. Această valoare a DL50 încadreaza substanţa in grupul celor foarte toxice.

30


DL50 pentru colorantul Reactive Red 2 este 354,17 mg/kg corp la 24 de ore, de 166,7 mg/kg corp la 48 de ore şi de 104,16 mg/kg corp la 72 de ore, 7 zile şi 14 zile de la administrarea intraperitoneală a colorantului. Această valoare a DL50 încadrează colorantul Reactive Red 2 în grupul celor foarte toxice. 8.4.2. Determinarea efectelor coloranţilor studiaţi asupra sistemului imun, după 7 zile de administrare 8.4.2.1.Raportarea maselor ganglionare retroauriculare şi laterocervicale la masa corporală, la loturile de şoareci cercetaţi

0,0000

0,0020

0,0040

0,0060

0,0080

0,0100

0,0120

0,0140

Fig. 88 Masa ganglionară retroauriculară procentuală din masa

corporală, la toate loturile examinate timp de 7 zile Legendă: prima coloană din grafic, de la stânga la dreapta: martorul DMSO, a doua coloană: Reactive Blue 204, a treia coloană: Reactive Red 183, a patra coloană: Reactive Red 2, a cincea coloană: Reactive Yellow 143, a şasea coloană din grafic: Reactive Orange 13.

Din fig. 88 rezultă că doi coloranţii testaţi (coloranţii Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13), după aplicare topică, timp de 7 zile, determină o creştere semnificativă statistic a masei ganglionilor retroauriculari (aflaţi de aceeaşi parte cu locul administrării comparativ cu masa ganglionilor retroauriculari, de la şoarecii cărora li s-a aplicat topic martorul DMSO. Coloranţii Reactive Blue 204, Reactive Red 183 şi Reactive Red 2 nu determină modificări semnificative statistic ale masei ganglionilor retroauriculari din partea unde au fost administraţi. Astfel, se poate afirma că aceşti trei coloranţi nu determină reacţii imunologice (macroscopice, locale şi ganglionare), după o aplicare topică, timp de 7 zile, aşa cum a reieşit din studii anterioare [355, 356, 357].

31


8.4.2.3. Capacitatea de fagocitoză a PMN din sângele periferic (testul NBT)

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

Fig. 94. Testul NBT(%) la şoarecii trataţi topic, timp de şapte zile cu

coloranţii reactivi folosiţi în industria textilă După 7 zile de administrare topică a coloranţilor testaţi, se

constată că trei dintre aceştia (Reactive Red 183, Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13) determină o scădere semnificativă statistic a capacităţii de fagocitoză a PMN din sângele periferic, comparativ cu efectele apărute la lotul martor. Spre deosebire de aceştia, coloranţii albastru şi grena nu determină modificări semnificative statistic ale capacităţii de fagocitoză a PMN din sângele periferic, comparativ cu efectele asupra acestui parametru, după administrarea topică a martorului DMSO.

8.4.2.4. Capacitatea opsonică a serului. Capacitatea fagocitară şi bactericidă a macrofagelor peritoneale. Capacitatea opsonică a serului(CO)

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

1400,00

1600,00

CO Fig.95. Capacitatea opsonică a serului (col. S.aureus x 1/1000/ml) la

şoareci trataţi topic cu coloranţi, timp de 7 zile În urma comparării între loturi, se constată următoarea variaţie a intensităţii acestui efect, în ordine descrescătoare:

32


Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 204 Între toţi coloranţii testaţi se constată diferenţe semnificative statistic şi putem menţiona faptul că colorantul Reactive Red 2 este cel mai activ (determină cea mai puternică scădere a CO), iar Reactive Blue 204 are efectul cel mai scăzut asupra CO dintre toţi coloranţii reactivi, aşa cum s-a constatat în studii anterioare [355, 356, 357]. Capacitatea de fagocitoză a macrofagelor peritoneale (CF)

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

1400,00

CF Fig. 96. Capacitatea fagocitară a macrofagelor peritoneale (col.

S.aureus x 1/1000/ml) la şoareci trataţi topic cu coloranţi folosiţi în industria textilă, timp de 7 zile

Din fig. 96 reiese că toţi coloranţii testaţi determină o scădere semnificativă statistic a capacităţii de fagocitoză a macrofagelor peritoneale (CF), comparativ cu valorile acestui indicator imuno-biologic la lotul martor. Procedând la comparea loturilor, se constată următoarea variaţie a intensităţii acestui efect, în ordine descrescătoare: Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 204 Capacitatea bactericidă a macrofagelor peritoneale (CB)

Din fig. 97, rezultă că toţi coloranţii testaţi determină o scădere semnificativă statistic a capacităţii bactericide a macrofagelor peritoneale (CB), comparativ cu lotul martor. În urma comparării loturilor cărora li s-au administrat topic cei patru coloranţi se constată următoarea variaţie a intensităţii acestui efect: Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Blue 204 > Reactive Yellow 143.

33


0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

1400,00

CB Fig. 97. Capacitatea bactericidă a macrofagelor peritoneale (col.

S.aureus x 1/1000/ml) la şoareci trataţi topic cu coloranţi folosiţi în industria textilă, timp de 7 zile.

Cea mai intensă scădere a acestui parametru este determinată de aplicarea topică a colorantului Reactive Red 2, iar cel mai puţin activ este colorantul Reactive Yellow 143..

8.4.2.7. Modificările anatomo-patologice evidenţiate după 7 zile de administrare topică a coloranţilor textili cercetaţi

La nivelul dermului superficial se pot observa, diseminate subepitelial, arii inguste de reacţie inflamatorie (fig. 111). Având o intensitate moderată, aceste arii sunt demarcate de o susţinere fibrilară fermă, distribuită peri-inflamator, delimitând zone ce se învecinează cu stratul bazal, regenerator, al epidermului.

Reacţia inflamatorie instalată, determină pe alocuri şi o relativă disociere a dispozitivului fibrilar de susţinere, iar lumenele vasculare implicate în asigurarea nutriţiei epidermice, apar alungite paralel cu axul longitudinal al ţesutului cutanat.

Fig. 111. Derm superficial: arii de reacţii inflamatorii

diseminate subepitelial (HE, 200X)

34


Examinarea parenchimului hepatic la cele două loturi de

şoareci a subliniat afectarea acestuia, în condiţiile în care alinierea hepatocitelor în cordoane simetrice şi paralele este întreruptă de apariţia unor mici focare inflamatorii, flancate de un dispozitiv vascular, care îşi pierde integritatea luminală pe suprafeţe însemnate (fig. 116).

Fig. 116 - 117. Parenchim hepatic: eroziuni sanguine, lumene

vasculare discontinui (HE, 200X) Parenchim hepatic cu arii extinse de sufuziuni sanguine (HE, 200X)

După cum reiese din fig. 117, eroziunile vasculare se evidenţiază atât la nivelul vaselor mici de tipul capilarelor sinusoide, cât şi la nivelul vaselor de mare calibru.

8.4.3. Determinarea efectelor coloranţilor reactivi asupra

sistemului imun, după 14 zile de administrare În acest experiment, s-au studiat efectele asupra aceloraşi

parametri ai sistemului imun şi modificările de tip anatomo-patologic, după administrarea coloranţilor timp de paisprezece zile. Concluzii Masele ganglionare retroauriculare au suferit creşteri semnificative statistic în urma aplicării topice timp de şapte zile a coloranţilor Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13, comparativ cu lotul martor. Ceilalţi trei coloranţi testaţi (Reactive Blue 204, Reactive Red 2 şi Reactive Red 183) nu au determinat modificări semnificative statistic ale masei ganglionilor retroauriculari, în acelaşi interval de timp.

35


Ganglionii laterocervicali au prezentat aceleaşi modificări: mărirea semnificativă statistic a masei în comparaţie cu lotul martor în cazul coloranţilor Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13, în timp ce coloranţii Reactive Blue 204, Reactive Red 183 şi Reactive Red 2 nu au determinat variaţii semnificative statistic ale masei ganglionare. După 14 zile de administrare topică a celor trei coloranţi, s-a constatat o creştere semnificativă statistic a ganglionilor retroauriculari faţă de lotul martor, numai în cazul coloranţilor Reactive Red 2 şi Reactive Blue 204. În cazul ganglionilor laterocervicali, coloranţii Reactive Blue 204 şi Reactive Red 183 au determinat o creştere nesemnificativă statistic . Nu s-au constatat modificări macroscopice cutanate atât după aplicarea coloranţilor timp de 7 zile cât şi după 14 zile. După 7 zile de administrare, coloranţii Reactive Blue 204 şi Reactive Red 183 au determinat o creştere semnificativă statistic a procentelor PMN din sângele periferic în comparaţie cu lotul martor, colorantul Reactive Blue 204 dovedindu-se mai activ. În experimentul de 14 zile, aceiaşi coloranţi au diminuat semnificativ statistic procentele de PMN din sângele periferic comparativ cu lotul martor, colorantul Reactive Red 183 s-a dovedit mai activ decât Reactive Blue 204. Procentele de limfocite nu au fost influenţate de administrarea coloranţilor timp de 7 zile în comparaţie cu lotul martor, însă în urma aplicării timp de 14 zile, coloranţii Reactive Red 183 şi Reactive Blue 204 au determinat scăderi semnificative statistic ale acestora, în comparaţie cu martorul. Eozinofilele au fost stimulate de administrarea coloranţilor Reactive Red 183 , Reactive Blue 204 şi Reactive Red 2 timp de 7 zile, cel mai activ fiind Reactive Red 183 şi cel mai puţin activ - Reactive Red 2: Reactive Red 183 > Reactive Blue 204 > Reactive Red 2. După 14 zile de aplicare topică, s-a constatat că nici unul dintre coloranţii testaţi nu au cauzat modificări semnificative statistic ale eozinofilelor. După 7 zile de administrare, bazofilele din sângele periferic au prezentat creşteri semnificative statistic la toate loturile cărora li s-au administrat coloranţi, raportate la lotul martor şi cu diferenţe între acţiunea acestora : Reactive Yellow 143 > Reactive Orange 13 > Reactive Red 2 > Reactive Blue 204 > Reactive Red 183. La 14 zile de administrare, bazofilele au crescut semnificativ statistic faţă

36


de martor, colorantul Reactive Red 183 s-a dovedit a fi cel mai activ: Reactive Red 183 > Reactive Blue 204 > Reactive Red 2. Coloranţii Reactive Red 183, Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13, au scăzut semnificativ statistic, după 7 zile, capacitatea de fagocitoză a PMN din sângele periferic , cel mai activ dovedindu-se colorantul Reactive Orange 13 (Reactive Orange 13 > Reactive Red 183 > Reactive Yellow 143). După 14 zile, variaţia efectului celor trei coloranţi testaţi asupra capacităţii de fagocitoză a PMN din sângele periferic a scăzut semnificativ static faţă de martor, colorantul Reactive Red 183 s-a dovedit a fi cel mai activ (Reactive Red 183 > Reactive Red 2 > Reactive Blue 204). Toţi cei cinci coloranţi, după intervalul de 7 zile au redus capacitatea opsonică a serului (CO) cu diferenţe semnificative statistic faţă de lotul martor, variaţia intensităţii acestui efect fiind următoarea: Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 204. În cazul a trei coloranţi aplicaţi timp de 14 zile, situaţia s-a menţinut după cum urmează: Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204.

Capacitate de fagocitoză a macrofagelor peritoneale (CF) a fost diminuată de administrarea celor cinci coloranţi timp de 7 zile raportată la lotul martor, situaţia fiind identică cu efectele asupra capacităţii opsonice a serului: Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 204, situaţie care a fost întâlnită şi după 14 zile (Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204).

Capacitatea bactericidă a macrofagelor peritoneale (CB) a fost redusă comparativ cu lotul martor de cei cinci coloranţi,după 7 zile de aplicare efectele manifestate fiind : Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Orange 13 > Reactive Blue 204 > Reactive Yellow 143. După 14 zile de administrare se păstrează aceeaşi ordine: Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204.

Pentru ultimele două teste, respectiv determinarea limfocitelor T splenice cu capacitate de rozetare şi determinarea splenocitelor formatoare de plaje de hemoliză (plaje Jerne), nu s-au constatat modificări semnificative statistic, faţă de lotul martor în cele două experimente.

Examinarea microscopică a fragmentelor de ţesut cutanat şi hepatic prelevate de la loturile de şoareci Swiss tratate timp de şapte

37


zile cu cei cinci coloranţi textili, a evidenţiat potenţialul lor toxic, agresiv, asupra ţesuturilor cu care au venit în contact (ţesutul cutanat, ţesutul hepatic şi vasele sanguine) care variază astfel: Reactive Yellow 143Reactive Orange 13 > Reactive Blue 204 >

Reactive Red 2Reactive Red 183

S-a constatat că afectarea cea mai însemnată s-a conturat la nivelul pielii, zona de prim contact cu substanţele colorante testate, ceea ce a fost în concordanţă cu datele din literatura de specialitate .

Loturile cărora li s-au administrat coloranţii galben şi portocaliu, au prezentat cele mai ample modificări cutanate, cu îngroşarea neregulată a peliculei de keratină. De asemenea, ariile inflamatorii s-au extins în dermul ce a apărut tot mai compact, fibrilar. Vasele sanguine şi-au pierdut integritatea pereţilor, iar colecţiile hematice s-au insinuat masiv, interfibrilar.

Parenchimul hepatic a fost afectat într-o măsură mai redusă, dar modificările cele mai evidente au apărut, de asemenea, la loturile ce au primit coloranţii galben şi portocaliu. Histoarhitectonia parenchimului hepatic nu a suferit alterări, în schimb procesele inflamatorii au fost prezente, au avut o intensitate relativ redusă, iar dispozitivul vascular adiacent a relevat un anumit potenţial agresiv al coloranţilor asupra endoteliilor vasculare.

În urma administrării topice timp de paisprezece zile, a coloranţilor Reactive Red 183 şi Reactive Red 2, s-au constatat modificări la nivelul epidermului şi la nivel dermic, în cazul ambelor substanţe colorante. S-au etalat discontinuităţi la nivelul stratului superficial de keratină, coroborate cel mai probabil cu accentuarea dispersiei substanţelor colorante la nivel dermic. Au apărut două fenomene induse de acţiunea coloranţilor testaţi: pe de o parte mici arii inflamatorii, relativ puţin intense şi neomogene, dispersate pe suprafaţa dermică şi pe de altă parte rare eroziuni vasculare. Vasele sanguine din derm sunt pe alocuri erodate. Acestea sugerează un anumit potenţial moderat de acţiune al coloranţilor testaţi asupra endoteliilor vasculare.

În urma analizei imaginilor microscopice, putem aprecia că atât Reactive Red 183 cât şi Reactive Red 2 induc disfuncţii tisulare cutanate cu grad redus fapt care relevă un potenţial moderat de agresivitate asupra pielii.

38


CONCLUZII FINALE

S-au luat în studiu cinci coloranţi reactivi textili: Reactive Blue 204, Reactive Red 183, Reactive Yellow 143, Reactive Orange 13 şi Reactive Red 2.

O primă etapă în analiza fizico-chimică a celor cinci coloranţilor luaţi în studiu a constituit-o validarea metodelor de analiză spectrofotometrică.

S-a constatat că metodele propuse sunt liniare pe domeniul de concentraţii 1-20 μg/mL pentru toţi coloranţii, valorile coeficienţilor de regresie au fost de 0,9999.

Cele cinci metode şi-au dovedit specificitatea prin faptul că spectrele de absorbţie în UV-Vis ale coloranţilor nu interferă cu spectrele altor compuşi ce absorb la o lungime de undă apropiată maximului lor de absorbţie.

S-a confirmat exactitatea (acurateţea) metodei, eroarea relativă medie Xdmediu ≤ 5% în cazul coloranţilor studiaţi.

S-a dovedit precizia metodelor prin valorile regăsirii medii a deviaţiei standard şi a deviaţiei standard relative RSD ≤ 5%.

Intervalul de încredere în care se găsesc valorile reale cu o probabilitate de 0,95%, a fost cuprins între (0,199, 0,265). Acest interval a corespuns unei concentraţii de colorant între 8-10 µg/mL.

Soluţiile apoase ale celor cinci coloranţi s-au dovedit a fi stabile , deci pot fi păstrate la temperatura mediului cel puţin 32 de ore, fără a suferi modificări.

În concluzie, cele cinci metodele folosită pentru analiza spectrofotometrică în domeniul UV-Vis a celor coloranţilor luaţi în studiu au fost validate şi pot fi folosite pentru diferite dozări şi determinări cantitative la care sunt supuşi coloranţii studiaţi.

Studiul privind tehnologiile de vopsire şi determinarea cantitativă a coloranţilor de pe fibra de bumbac a constituit următoarea etapă a cercetării. S-a aplicat o tehnologie de vopsire prin epuizarea colorantului din flotă, care s-a dovedit a fi potrivită cercetării noastre.

S-a remarcat că cel mai mare grad de epuizare din flota de vopsire, respectiv cea mai mare cantitate de colorant fixată pe fibră, revine colorantului Reactive Yellow 143. Capacitatea de fixare a coloranţilor pe fibră scade în ordinea:

Reactive Yellow 143 > Reactive Red 2 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204 > Reactive Orange 13.

39


Valoarea maximă a intensităţii culorii a corespuns concentraţiei maxime de colorant din baie (6 %), pentru colorantul Reactive Red 183 (K/S= 13,95), iar cea mai mică valoare a intensităţii culorii (K/S = 1,52) a fost găsită în cazul mostrei vopsite cu colorantul Reactive Orange 13 pentru aceeaşi concentraţie de 6%. Intensitatea culorii creşte odată cu mărirea cantităţii de colorant fixată pe fibra celulozică. Reactive Red 183 > Reactive Yellow 143 > Reactive Red 2 > Reactive Blue 204 > Reactive Orange 13

În ceea ce priveşte influenţa concentraţiei de colorant asupra degradării, evidenţiată şi în acest caz prin intensitatea culorii, se constată că modificarile cele mai reduse s-au produs la probele vopsite cu o concentraţie mare de colorant (5%) iar cele mai mari degradări s-au întâlnit la probele vopsite cu o concentraţie scăzută de colorant (1%).

Concentraţia de colorant din flotă pentru care fixarea a fost maximă a variat între 60-120 μg/mL. Reactive Yellow 143 a prezentat gradul cel mai mare de fixare, raportat la concentraţia de colorant din baie, iar Reactive Blue 204 a avut cel mai mic grad de fixare pe fibra de bumbac:

Reactive Yellow 143 > Reactive Red 2 > Reactive Orange 13 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204.

Maximul intensităţii culorii apare la cantităţi diferite de colorant fixate pe fibră. Reactive Red 2 a necesitat cea mai mare cantitate de colorant pentru a determina o intesitate maximă, iar Reactive Blue 204 prezintă o intensitatea maximă a culorii la cantităţile cele mai mici fixate pe fibră:

Reactive Red 2 > Reactive Orange 13 > Reactive Yellow 143 > Reactive Red 183 > Reactive Blue 204.

În funcţie de masa iniţială a colorantului, cele mai mari pierderi de masă în urma iradierii le prezintă probele vopsite cu soluţii de concentraţie 1 % coloranţi, iar cele mai mici - probele vopsite cu soluţii 5 % de coloranţi reactivi.

În urma studiului acestor parametri, a-a remarcat că cele mai afectate de iradiere au fost probele de Reactive Orange 13 şi Reactive Red 2 vopsite cu soluţii 1% de coloranţi care s-au decolorat în urma iradierii, precum şi cele vopsite cu 1% şi 3 % Reactive Blue 204 care au suferit o decolorare parţială, mai puţin avansată ca primele. Probele vopsite cu concentraţii medii şi mari (3%, 5% ) precum şi

40


probele vopsite cu soluţii 1% de Reactive Red 183 şi Reactive Yellow 143 s-au dovedit mult mai stabile la iradiere.

Pentru a avea date mai concrete asupra modificărilor structurale, provocate de iradierea UV, s-au înregistrat spectre FT-IR pe mostre vopsite, neiradiate şi pe mostre iradiate, timp de 100 ore, pentru fiecare colorant, în parte. Cu ajutorul programului Origin 8 Pro, s-au putut identifica şi compara picurile, grupate pe trei domenii, în ordinea crescătoare a numerelor de undă: 1000 - 1400 cm-1, 1400 – 1900 cm-1, 1900- 2500 cm-1.

În intervalul 1000-1400 cm-1 pentru toţi coloranţii studiaţi, legătura eterică colorant-fibră celulozică a prezentat două benzi caracteristice: υ c-o-c asim. = 1239-1240 cm-1 înalt şi υ c-o-c sim. = 1030-1033 cm-1 , ce au fost observate pe mostra neiradiată . În urma iradierii 100 de ore, s-a constatat că semnalul corespunzător frecvenţei de vibraţie cuprinsă între 1030-1033 cm-1 a dispărut, iar în locul său au apărut alte două semnale mici la frecvenţe apropiate, iar banda de la 1239-1240 cm-1 a suferit modificări în profil şi în amplitudinea semnalului.

Prin studiile cinetice coroborate cu cele de spectrometrie FT-IR, s-a constatat că legăturile eterice colorant-fibră s-au scindat, în cazul mostrelor vopsite cu cei cinci coloranţi. Degradarea legăturilor eterice s-a evidenţiat prin scăderea ariilor suprafeţelor vopsite iradiate, în comparaţie cu ariile neiradiate. Cea mai afectată de iradierea în UV a fost mostra vopsită cu Reactive Orange 13. Cea mai stabilă, din acest punct de vedere a fost proba vopsită cu Reactive Red 183. Gradul de scindare a legăturii eterice colorant-fibră în cazul celor cinci coloranţi studiaţi, a variat în ordinea:

Reactive Orange 13 > Reactive Red 2 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 104 > Reactive Red 183.

În următorul interval 1400 – 1900 cm-1, s-a identificat absorbţia grupei azo-, care la trei dintre coloranţii reactivi studiaţi, a dispărut după iradiere datorită scindării legăturii respective.

Un alt aspect al cercetării s-a axat pe iradierea UV a mostrelor vopsite cu coloranţi reactivi, urmată de extracţia acestora cu soluţii apoase, la pH alcalin şi acid, simulând transpiraţia, în comparaţie cu mostrele neiradiate extrase în mediu neutru (apă distilată).

Coloranţii analizaţi s-au extras în urma iradierii, în cele mai mari cantităţi în mediul alcalin, ceea ce ar corespunde unei transpiraţii cu un pH mai ridicat, ceea ce confirmă faptul că în cazul

41


unei transpiraţii alcaline există riscul ca toţi coloranţii studiaţi să treacă de pe lenjeria vopsită cu aceştia în transpiraţie şi în felul acesta să-şi poată manifesta efectele nocive.

În cadrul experimentului in vitro, coloranţii Reactive Red 2 şi Reactive Orange 13 au trecut din fibră în soluţia alcalină în cantitatea cea mai mare. Pentru valori neutre de pH , acelaşi colorant Reactive Orange 13 poate deveni mai agresiv pentru tegumente, urmat de Reactive Blue 204 şi Reactive Yellow 143. În mediul acid de extracţie a coloranţilor analizaţi, s-a constatat în general o trecere mai redusă de pe fibră în soluţia de extracţie, deci se poate considera că toţi cei 5 coloranţi se transferă de pe lenjeria de corp în transpiraţie în cantitate mai mică.

Încercând să realizăm un paralelism între experimentul in vitro şi cel in vivo, s-a constatat că doza de colorant aplicată topic în zona retroauriculară la şoareci Swiss (2,5 mg = 2500 μg) se încadrează în acelaşi ordin de mărime cu cantităţile de colorant extrase în mediile alcalin (între 559,003 – 2200,594 μg), acid (între 160,142 – 741,239 μg) şi neutru (între 279,711 – 1635,306 μg) din fiecare gram de fibră vopsită. Deci, în experimentele in vivo s-au folosit cantităţi de colorant comparabile cu cele extrase în soluţiile care simulează transpiraţia (in vitro).

Dozele aplicate în experimente reprezintă între 11,45 % (Reactive Yellow 143) şi 33,33% (Reactive Red 183) din DL50.

Prin încercarea de extrapolare la om a datelor obţinute din cele două experimente, se poate deduce că o persoană de 60 kg ar primi, de pe un articol vestimentar de 300 g , un maxim de 13,26 % din colorantul Reactive Red 2 administrat in vivo la şoareci Swiss (83,33 mg/kg corp) în caz de transpiraţie alcalină şi un minim de 0,96 % Reactive Red 183 în caz de transpiraţie acidă. Cantităţile sunt situate sub limita inferioară a dozelor folosite, raportate la DL50.

În mediu alcalin şi acid o persoană în greutate de 60 kg ar primi cantităţi procentuale din coloranţii administraţi in vivo, raportate la valorile DL50 după cum urmează :

Reactive Red 2 > Reactive Orange 13 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 204 > Reactive Red 183.

Din acest punct de vedere, în mediu neutru Reactive Orange 13 a fost cel mai activ. Cantităţile procentuale de coloranţi reactivi primiţi de persoana în greutate de 60 kg direct pe tegumente, variază în ordinea:

42


Reactive Orange 13 > Reactive Red 2 > Reactive Yellow 143 > Reactive Blue 204 > Reactive Red 183.

Prin evaluarea toxicităţii acute a coloranţilor studiaţi, respectiv a DL50, coloranţii albastru, grena şi roşu s-au încadrat în grupul substanţelor foarte toxice, pe când coloranţii galben şi portocaliu, în grupul acelora cu un grad moderat de toxicitate.

Masele ganglionare retroauriculare şi laterocervicale au suferit creşteri semnificative statistic în urma aplicării topice timp de şapte zile a coloranţilor Reactive Yellow 143 şi Reactive Orange 13, comparativ cu lotul martor.

În urma testării coloranţilor analizaţi pe loturile de şoareci Swiss, prin aplicarea topică timp de şapte zile în regiunea retroauriculară, s-au constatat modificări ale formulei leucocitare comparativ cu lotul martor, în sensul creşterii PMN din sângele periferic cu intensitatea cea mai mare sub influenţa colorantului Reactive Blue 204, urmat de Reactive Red 183. S-a remarcat, de asemenea, creşterea eozinofilelor, cel mai activ fiind colorantul Reactive Red 183, iar pentru bazofile, cele mai ample modificări au fost determinate de colorantul Reactive Yellow 143, urmat de Reactive Orange 13.

După acelaşi interval de intoxicare a animalelor, prin determinarea capacităţii de fagocitoză a PMN din sângele periferic (testul NBT), s-a constatat o reducere a acesteia, cel mai activ s-a dovedit a fi colorantul Reactive Orange 13, urmat de Reactive Red 183 şi de Reactive Yellow 143.

S-a constatat, de asemenea, o reducere semnificativă statistic faţă de lotul martor a capacităţii opsonice (CO) a serului, a capacităţii de fagocitoză a macrofagelor peritoneale (CF) şi a capacităţii bactericide a acestora, sub influenţa celor cinci coloranţi, cei mai activi au fost colorantul Reactive Red 2 şi Reactive Red 183.

Testele limfocitelor T-splenice cu capacitate de rozetare şi a splenocitelor formatoare de plaje de hemoliză (plaje Jerne), nu au suferit modificări după cele şapte zile de administrare a coloranţilor.

Examinarea microscopică a fragmentelor de ţesut cutanat şi hepatic prelevate de la loturile de şoareci Swiss tratate timp de şapte zile cu cei cinci coloranţi textili, a evidenţiat un potenţial toxic, agresiv, asupra ţesuturilor cu care au venit în contact (ţesutul cutanat, cel hepatic şi endoteliilor vasculare) care poate fi redat astfel:

43


Reactive Yellow 143Reactive Orange 13 > Reactive Blue 204 >

Reactive Red 2Reactive Red 183

Pe baza rezultatelor obţinute din experimentul cu durata de 7 zile pe şoareci Swiss, s-a constatat că coloranţii Reactive Orange 13 şi Reactive Yellow 143 s-au dovedit a fi activi privind testul NBT. Aceştia produs de asemenea modificări semnificative statistic ale maselor ganglionare examinate şi perturbări morfopatologice însemnate la nivelul pielii şi a ficatului, motiv pentru care au fost excluşi din experimentul cu durata de 14 zile.

După 14 zile de administrare topică a celor trei coloranţi, s-a constatat o creştere semnificativă statistic a ganglionilor retroauriculari faţă de lotul martor numai în cazul aplicării coloranţilor Reactive Red 2 şi Reactive Blue 204.

În urma administrării topice, timp de 14 zile a trei dintre coloranţi (Reactive Blue 204, Reactive Red 183 şi Reactive Red 2), în aceleaşi condiţii cu cele din experimentul anterior, procentele de PMN au prezentat o reducere semnificativă statistic, mai activ a fost colorantul Reactive Red 183, urmat de Reactive Blue 204.

Bazofilele au crescut semnificativ statistic la loturile cărora li s-au administrat cei trei coloranţi, colorantul Reactive Red 183 a fost cel mai activ.

Limfocitele din sângele periferic au prezentat o evoluţie asemănătoare cu PMN fără diferenţe semnificative statistic faţă de lotul martor.

Eozinofilele au avut o tendinţă de creştere fără a fi asigurate din punct de vedere statistic.

Capacitatea de fagocitoză a PMN (testul NBT) a fost diminuată cel mai mult de colorantul Reactive Blue 204.

S-a constatat, de asemenea, o scădere semnificativă statistic a capacităţii opsonice a serului, a capacităţii fagocitare a macrofagelor peritoneale în comparaţie cu lotul martor, cel mai activ a fost colorantul Reactive Red 2, situaţie prezentă şi în experimentul de şapte zile.

Testele efectuate la nivelul splinei (limfocitele T-splenice cu capacitate de rozetare şi testul plajelor de hemoliză), ca şi în experimentul de şapte zile, nu au fost influenţate de administrarea coloranţilor studiaţi.

44


Examinările morfopatologice după 14 zile de administrare s-au rezumat numai la loturile cărora li s-au administrat coloranţii Reactive Red 183 şi Reactive Red 2 care au prezentat toxicitatea cea mai scăzută la nivelul pielii şi a ficatului, în experimentul cu durata de 7 zile.

În urma studiului coloranţilor Reactive Red 183 şi Reactive Red 2 s-au constatat modificări la nivelul epidermului şi la nivel dermic, în cazul ambelor substanţe. Au apărut două fenomene induse de acţiunea coloranţilor testaţi: pe de o parte mici arii inflamatorii, relativ puţin intense şi neomogene, dispersate pe suprafaţa dermică şi pe de altă parte rare eroziuni vasculare. Acestea sugerează un potenţial moderat de acţiune al coloranţilor testaţi asupra endoteliilor vasculare.

În concluzie, pentru evaluarea toxicităţii coloranţilor testaţi DL50 este important dar nu constituie un reper definitoriu, având în vedere rezultatele finale ale experimentelor pe animale, care au scos în evidenţă un potenţial toxic mai ridicat al coloranţilor Reactive Yellow 143, Reactive Orange 13 şi Reactive Blue 204 (din punct de vedere anatomo-patologic şi al unor indicatori imunobiologici).

Coloranţii Reactive Red 2 şi Reactive Red 183 au avut, în ansamblu, un grad de toxicitate moderată. S-au remarcat disfuncţii tisulare cutanate reduse ceea ce a sugerat un potenţial moderat de acţiune asupra pielii. S-au remarcat, de asemenea, modificări scăzute la nivelul ţesutului hepatic . Aceştia au fost activi asupra unui număr redus de parametri imunobiologici (capacitatea opsonică a serului, capacitatea de fagocitoză şi cea bactericidă a macrofagelor peritoneale) în cadrul celor două experimente şi au avut o influenţă scăzută asupra endoteliilor vasculare.

45


Perspective pe care le deschide teza

Coloranţii reactivi utilizaţi pe scară largă la vopsirea materialelor textile din bumbac se caracterizează printr-un grad bun de fixare pe fibră şi dau culori cu nuanţe vii, strălucitoare, cu rezistenţe bune la spălare şi frecare.

Această teză de doctorat reprezintă un studiu complex care a fost efectuat asupra a cinci coloranţi reactivi care a constat în analiza şi corelarea proprietăţilor fizico-chimice ale acestora, cu acţiunea biologică exercitată asupra organismului. În mod special, s-a cercetat impactul negativ al coloranţilor asupra stării de sănătate, deoarece, în anumite condiţii de temperatură, pH, sub acţiunea radiaţiilor UV, IR, umiditate, coloranţii sau produşii lor de degradare pot trece de pe fibra textilă vopsită direct pe piele şi pot afecta diferite organe şi ţesuturi. O etapă de bază, în acest studiu, constă în a determina cantitativ ce proporţie din aceşti compuşi chimici trec de pe fibrele textile ale îmbrăcămintei pe piele.

Studiul realizat a îmbinat multiple aspecte ale problemelor care pot să apară în practică, pe parcursul utilizării coloranţilor. Au fost propuse şi validate cinci metode de analiză spectrofotometrică în UV-ViS care au folosit la realizarea următoarelor etape:

- determinarea concentraţiile optime ale coloranţilor din flota de vopsire care să permită o fixare cât mai bună a lor pe fibra de bumbac;

- evaluarea rezistenţele coloranţilor de pe mostrele vopsite la acţiunea radiaţiilor UV;

- stabilirea corespondenţei dintre cantităţile rămase pe fibră în urma iradierii şi timpul de expunere în UV;

- relaţia dintre cantităţile de coloranţi de pe mostrele vopsite şi iradiate la diferite intervale de timp care au trecut de pe probele vopsite în soluţii care imită transpiraţia umană, cu pH neutru, alcalin şi acid;

- testarea potenţialului toxic al celor cinci coloranţi pe baza experimentelor in vivo, pe şoareci Swiss, prin determinarea valorilor DL50, a unei serii de parametri imunobiologici şi realizarea examenului anatomo-patologic al fragmentelor de ţesut cutanat şi hepatic prelevate;

- realizarea unei o corelaţii importante între cantităţile de coloranţi eliberate in vitro în soluţiile ce imită transpiraţia umană cu

46


doza administrată în experimentele in vivo, raportată la DL50 pentru fiecare colorant;

Experimentele efectuate in vitro au fost asociate cu succes cu cele realizate in vivo, astfel încât rezultatele obţinute în cadrul tezei de doctorat au aplicabilitate practică. Rezultatele obţinute pot fi aplicate pentru obţinerea unor vopsiri cât mai stabile şi mai rezistente la acţiunea factorilor de mediu (radiaţii UV, temperatură, umiditate, pH), prin promovarea unor tehnologii de vopsire avansate cât şi prin îmbunătăţirea celor deja existente.

Organismul uman ia contact zi de zi, în orice împrejurare, cu aceşti coloranţi reactivi prin intermediul îmbrăcămintei, lenjeriei de corp confecţionate din bumbac. Studiul efecte toxice exercitate de unii dintre coloranţi asupra organismului, deschis de cercetarea efectuată în cadrul acestei teze de doctorat, este şi va constitui pe viitor un reper foarte important în utilizarea lor pe scară largă în cadrul proceselor de vopsire a materialelor textile de bumbac.

Cercetarea efectuată în cadrul acestei teze a adus un bagaj nou de date importante pentru domeniul coloranţilor reactivi şi a utilizării acestora, care pot fi folosite în continuare pentru lărgirea cercetărilor în domeniu în vederea prevenirii sau a limitării efectelor toxice exercitate de aceştia asupra organismului uman cu care vin în contact direct. Va fi posibilă, de asemenea, selectarea şi folosirea în cadrul proceselor de vopsire unor coloranţi reactivi cu un potenţial toxic cât mai redus.

Colaborarea permanentă interdisciplinară între chimişti, biologi, medici este şi va constitui pe viitor un aspect primordial în continuarea cu succes a cercetărilor începute în cadrul acestei teze de doctorat.

Rezultatele obţinute în această cercetare constituie un reper important în domeniu şi permit extinderea studiului asupra unei game largi de coloranţi reactivi cât şi asupra altor clase de coloranţi textili.

47


BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

105. Hamlin J.D., Phillips D.A.S., Whiting A. - UV/Visible spectroscopic studies of the effects of common salt and urea upon reactive dye solutions; Dyes and Pigments, 1999, 41,137-142.

319. Butnaru Romen, Bertea Anişoara - Finisarea produselor textile; Universitatea Tehnicã Gheorghe Asachi, Iaşi, 1998.

320. Măluţan T. - Metode de analiză şi caracterizare a celulozelor; Ed. Univ. Tehn. Gh. Asachi, Iaşi, 2002.

323. Santhy K., Selvapathy P. - Removal of reactive dyes from wastewater by adsorption on coir pith activated carbon; Bioresource Technology, 2006, 97, 1329-1336.

324. Garcia-Montano Julia, Torrades Francesco, Garcia-Hortal Jose A., Domenech Xavier, Peral Jose - Degradation of Procion Red H-E7B reactive dye by coupling a photo-Fenton system with a sequencing batch reactor; Journal of Hazardous Materials B, 2006, 134, 220-229.

325. Bredereck, K. and C. Schumacher - Structure reactivity correlations of azo reactive dyes based on H-acid. IV. Investigations into the light fastness in the dry state, in the wet state, and in presence of perspiration; Dyes and Pigments, 1993, 23, 2, 135-147.

326. Collier, S. W., J. E. Storm, et all. - Reduction of Azo Dyes During in Vitro Percutaneous Absorption; Toxicology and Applied Pharmacology, 1993, 118, 1, 73-79.

337. Zamfir Carmen Lăcrămioara, Gavăt C.C., Lupuşoru Cătălina, Cojocaru Elena, Tocan Lelioara - Reactivitatea cutanată la acţiunea unor coloranţi textili tip derivat monoazoic-triazinic la animale de laborator; Revista Română de Anatomie funcţională şi clinică, macro- şi microscopică de Antropologie, 2007, vol. VI , Nr. 3, pag 269-272.

338. Stahlmann Ralf, Wegner Matthias, Riecke Kai, Kruse Matthias, Platzek Thomas - Sensitising potential of four textile dyes and some of their metabolites in a modified local lymph node assay; Toxicology,2006, 219, 113-123.

48


340. Santhy K., Selvapathy P. - Removal of reactive dyes from wastewater by adsorbtion on coir pith activated carbon; Bioresource Technology, 2006, 97, 1329-1336.

341. Bruce RD. - An up-and-down procedure for acute toxicity testing; Fundamental and Applied Toxicology, 1985, 5, 151-157.

342. OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development], OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Guideline 425, Acute Oral Toxicity — Up-and- Down Procedure; 2001, Paris: OECD. 343. Rispin A., Farrar D., Margosches E., Gupta K., Stitzel K., Carr

G., Greene M., Meyer W., McCall D - Alternative methods for the median lethal dose (LD(50)) test: the up-and-down procedure for acute oral toxicity; ILAR Journal, 2002; 43, 4, 233-243.

348. Shortmann J.K., Palmer J. - The requirement for macrophages in the in vitro immune response; Cell. Immunol., 1971, vol.2, 399.

349. Peacock I.E., Thomas D., Russel H. - Manual of Laboratory Immunology; Ed. Lea and Febiger, Philadelphia 1980, 224-226.

350. Boneville M., Chavagnac C., Vocanson M., Rozieres A., Benetiere J., Pernet I., Denis A., Nicolas J.H., Henino A., - Skin contact irritation conditions the development and severity of allergic contact dermatitis; Journal of Investigative Dermatology, 2007, 127, 6, 1430-1435.

355. Gavăt C.C., Lupuşoru R.V., Ghiciuc C.M., Lupuşoru C.E. – Cercetări experimentale pe şoareci Swiss privind modificarea răspunsului imunitar al organismului sub influenţa a doi coloranţi reactivi, Reactive Red 183 şi Reactive Yellow 143; New Pathophysiological Challenges and Pharmacological Approaches, Ed. Junimea, Iaşi, 2009, 395-402.

356. Gavăt C.C., Ghiciuc C.M., Zamfir C.L., Lupuşoru R.V., Lupuşoru C.E. – Testarea pe animale de laborator a răspunsului sistemului imunitar, a reactivităţii cutanate şi hepatice, după administrarea topică retroauriculară a doi coloranţi reactivi textili; Revista Medico- Chirurgicală a Societăţii de Medici şi

49


Naturalişti, (Rev. Med. Chir., Soc. Med. Nat.), Iaşi, 2010, 114, 2, 510-514.

357. Gavăt C.C., Lupuşoru R.V., Ghiciuc C.M., Lupuşoru C.E. – Studiu experimental pe şoareci privind modul de reacţie a sistemului imunitar în urma administrării topice a trei coloranţi reactivi textili; Rev. Med. Chir, Soc. Med. Nat., Iaşi, 2010, 114, 1, 283-287.

50


LISTA LUCRĂRILOR PERSONALE PUBLICATE IN EXTENSO, DIN DOMENIUL TEZEI

Gavăt C.C., Lupuşoru R.V., Ghiciuc C.M., Lupuşoru C.E. – Cercetări experimentale pe şoareci Swiss privind modificarea răspunsului imunitar al organismului sub influenţa a doi coloranţi reactivi, Reactive Red 183 şi Reactive Yellow 143; New Pathophysiological Challenges and Pharmacological Approaches, Ed. Junimea, Iaşi, 2009, 395-402.

Gavăt C.C., Ghiciuc C.M., Zamfir C.L., Lupuşoru R.V., Lupuşoru C.E. – Testarea ope animale de laborator a răspunsului sistemului imunitar, a reactivităţii cutanate şi hepatice, după administrarea topică retroauriculară a doi coloranţi reactivi textili; Revista Medico- Chirurgicală a Societăţii de Medici şi Naturalişti, (Rev. Med. Chir., Soc. Med. Nat.), Iaşi, 2010, 114, 2, 510-514.

Gavăt C.C., Lupuşoru R.V., Ghiciuc C.M., Lupuşoru C.E. – Studiu experimental pe şoareci privind modul de reacţie a sistemului imunitar în urma administrării topice a trei coloranţi reactivi textili; Rev. Med. Chir, Soc. Med. Nat., Iaşi, 2010, 114, 1, 283-287.

Zamfir Carmen Lăcrămioara, Gavăt Cristian, Lupuşoru Cătălina, Cojocaru Elena, Tocan Lelioara - Reactivitatea cutanată la acţiunea unor coloranţi textili tip derivat monoazoic-triazinic la animale de laborator; Revista Română de Anatomie funcţională şi clinică, macro- şi microscopică de Antropologie, 2007, vol. VI , Nr. 3, pag 269-272.

C.C.Gavăt, A.F.Şpac, M. Apostu, Ursula Stănescu, V. Dorneanu, Metodă spectrofotometrică de determinare cantitativă a doi coloranţi reactivi folosiţi în industria textilă. Validarea Metodei, , Rev. Med. Chir., Vol. 112, Nr. 2, Supliment 1 , dedicat Conferinţei Naţionale de Fitoterapie Ediţia a IV –a, Iaşi, Aprilie – Iunie 2008, pag. 235 – 241.

51


C.C.Gavăt, R.V.Lupuşoru, C. Ghiciuc, B. Constantin, C.E.Lupuşoru, Studiu experimental privind influenţa a doi coloranţi reactivi, Reactive Blue 204 şi Reactive Red 2 , asupra unor parametri imunitari, , Rev. Med. Chir., Vol. 112, Nr. 2, Supliment 1, dedicat Conferinţei Naţionale de Fitoterapie Ediţia a IV –a, Iaşi, Aprilie – Iunie 2008, pag. 242 - 247.

C.C.Gavăt, A.F.Şpac, M. Apostu, V. Dorneanu, Determinarea spectrofotometrică a colorantului Reactive Red 2, Rev. Med. Chir., Vol. III, nr. 2, Supliment nr. 2 , dedicat Simpozionului Naţional „Medicamentul – De La Concepere Până La Utilizare” Iaşi, Aprilie – Iunie 2007, pag. 391 – 394.

52

universitatea de medicinĂ Şi farmacie - umfiasi.ro doctorat/gavat... · universitatea de...

Documents