Chemikalien aus Haarpflegeprodukten können in der Luft in überraschenden Mengen verweilen
Die durchschnittliche morgendliche Routine vieler Amerikaner beinhaltet das Einatmen von mehreren Milligramm Chemikalien, die für die Gesundheit schädlich sein können, haben Forscher der Purdue University herausgefunden.
In einem Labor für Haustechnik untersuchten Purdue-Forscher, wie verschiedene Haarpflegeprodukte Chemikalien freisetzen können, die nach dem Gebrauch in der Luft verbleiben.
Purdue University photo/Drew Stone
In einer kürzlich in Environmental Science & Technology, einer Zeitschrift der American Chemical Society (ACS), veröffentlichten Arbeit entdeckte Nusrat Jung, Assistenzprofessorin an der Lyles School of Civil Engineering, dass mehrere Chemikalien, insbesondere zyklische flüchtige Methylsiloxane - die in Haarpflegeprodukten allgegenwärtig sind - nach dem Gebrauch in der Luft verbleiben. Im Durchschnitt, so berichtet Jungs Team, kann eine Person bei einer einzigen Haarpflegesitzung zu Hause eine kumulierte Menge von 1-17 Milligramm potenziell schädlicher Chemikalien einatmen.
"Wir fanden die Ergebnisse äußerst alarmierend", sagte Jung. "Wir haben nicht damit gerechnet, dass bei der typischen Haarpflege, die viele Menschen jeden Tag durchführen, so viele flüchtige Chemikaliengemische aus handelsüblichen Haarpflegeprodukten freigesetzt werden."
Die häufigste - und besorgniserregendste - Chemikalie, die eingeatmet wird, ist laut Jung Decamethylcyclopentasiloxan (auch bekannt als D5-Siloxan). Dabei handelt es sich um eine siliziumorganische Verbindung, die in der Liste der Inhaltsstoffe vieler Haarpflegeprodukte oft an erster oder zweiter Stelle aufgeführt wird, was darauf hindeutet, dass sie zu den am häufigsten vorkommenden Inhaltsstoffen gehören kann. Aufgrund seiner geringen Oberflächenspannung, seiner Inertheit, seiner hohen thermischen Stabilität und seiner glatten Textur ist es in den letzten Jahrzehnten zu einem gängigen Inhaltsstoff in vielen Körperpflegeprodukten geworden.
"D5-Siloxan hat sich als schädlich für die Atemwege, die Leber und das Nervensystem von Labortieren erwiesen", so Jung. "Die Verwendung der Chemikalie in abwaschbaren kosmetischen Produkten wurde deshalb in der Europäischen Union bereits eingeschränkt. Viele dieser Produkte sind auch parfümiert, und einige der Chemikalien, die zur Herstellung dieser Duftstoffe verwendet werden, sind möglicherweise auch gefährlich für die Atemwege".
Nach Angaben der Europäischen Chemikalienagentur ist D5-Siloxan als "sehr persistent und sehr bioakkumulierbar" eingestuft. Und während die Testergebnisse an Labortieren bereits besorgniserregend seien, so Jung, gebe es nur wenige Informationen über die Auswirkungen auf den Menschen.
"Es gibt noch nicht viele eingehende Untersuchungen zu diesem Thema, so dass wir wirklich keine Ahnung haben, wie groß die Gefahr ist, die von diesen Chemikalien ausgeht, wenn sie über einen langen Zeitraum eingeatmet werden", so Jung. "Es gibt zwar Tests für Produkte, die man abwaschen kann, wie Shampoos, aber fast keine für Produkte, die man auf dem Haar belässt, wie Haargels, Öle, Cremes, Wachse und Sprays".
Jung stellte in seinen Untersuchungen auch fest, dass die Anwendung großer Hitze auf diese Chemikalien, z. B. durch Lockenstäbe und Haarglätter, die Freisetzung der Chemikalien in die Luft noch verstärkt. Bei Temperaturen von 210 Grad Celsius stiegen die chemischen Emissionen aus den Haarpflegeprodukten um 50 % bis 310 % an, so die Forscher.
Erschwerend kommt hinzu, so Jung, dass diese in der Luft befindlichen Chemikalien nicht nur in einem einzigen Raum - oder sogar nur in der Wohnung - verbleiben.
"Die Wohnungslüftung ist wahrscheinlich ein wichtiger Weg für den Transport von Siloxanen von innen nach außen", so Jung. "In städtischen Umgebungen ist dies besonders bedeutsam, da Hunderte oder sogar Tausende von Wohnungen in kurzer Zeit potenziell schädliche Chemikalien in die städtische Atmosphäre auslüften, wenn sich die Menschen morgens für die Arbeit oder die Schule fertig machen. Diese Chemikalien werden dann kollektiv über die Lüftungsanlagen wieder in die Gebäude geleitet. Auch wenn die Verwendung von Produkten mit schädlichen Chemikalien nicht zu Ihrer Haarpflegeroutine gehört, werden Sie dennoch durch Ihre Umgebung in einer städtischen Umgebung belastet."
Erhebungen in verschiedenen Bevölkerungsgruppen haben ergeben, dass 16 % bis 70 % der Befragten Haarpflege- oder Haarstylingprodukte verwenden, die auf der Haut verbleiben, so Jungs Forschungsergebnisse. Geht man von einer durchschnittlichen Verwendungshäufigkeit von Haarpflegeprodukten zwischen zwei und fünf Mal pro Woche aus und nimmt an, dass 10 % der Leave-on-Haarpflegeprodukte auf Siloxanbasis hergestellt werden, könnte die Gesamtemission von D5 von innen nach außen in den USA 0,4 bis 6 Tonnen pro Jahr betragen.
Wie kann man sich also vor dem Einatmen dieser Chemikalien schützen?
"Die beste Lösung ist, diese Produkte einfach nicht zu verwenden", so Jung. "Ich habe früher selbst ähnliche Produkte verwendet, um mein Haar zu glätten, aber nachdem wir die Daten analysiert hatten, wurde mir sofort klar, dass das Beste, was ich zum Schutz meiner eigenen Gesundheit tun kann, ist, sie nicht mehr zu verwenden.
Wenn man diese Produkte verwenden muss, ist es am besten, einen Abluftventilator laufen zu lassen, um die Menge der eingeatmeten Chemikalien zu minimieren, so der Doktorand und Forscher Jinglin Jiang von Purdue Civil Engineering.
"Die Belüftung kann ein wirksames Mittel sein, um die Siloxanexposition bei der Haarpflege in Innenräumen zu verringern", sagte Jiang. "Unser Modell zeigt, dass das Einschalten des Abluftventilators im Badezimmer die D5-Exposition beim Einatmen um über 90 % reduzieren kann."
Dies trägt jedoch weiter zur Umweltbelastung bei. Nach den Forschungsergebnissen von Jung erreicht die kumulative D5-Emission von innen nach außen bei ausgeschaltetem Abluftventilator innerhalb von drei Stunden 710 Milligramm, während die D5-Emission von innen nach außen bei eingeschaltetem Abluftventilator innerhalb von nur einer Stunde 900 Milligramm erreicht.
"Es gibt einen guten Grund, warum diese Chemikalien in bestimmten Teilen der Welt nicht in abwaschbaren Haarpflegeprodukten verwendet werden dürfen", sagte Jung. "Die Auswirkungen auf die Menschen und den Planeten müssen weiter untersucht werden, und es müssen regulatorische Maßnahmen ergriffen werden."
Erhebung der Daten
Jungs experimentelle Forschung wurde in einem von ihr entworfenen Wohnbaulabor durchgeführt: dem Purdue Zero Energy Design Guidance for Engineers (zEDGE) Tiny House.
zEDGE ist ein mechanisch belüftetes Ein-Zonen-Wohngebäude mit einem klimatisierten Innenraum. Ein hochmodernes Protonentransferreaktions-Flugzeit-Massenspektrometer (PTR-TOF-MS) aus Jungs Labor wurde eingesetzt, um D5-Siloxane und andere flüchtige Chemikalien in der Innenraumluft in Echtzeit zu messen, Sekunde für Sekunde.
Die Experimente zur Emission von Haarpflegeprodukten wurden während einer mehrmonatigen Messkampagne in zEDGE durchgeführt und umfassten drei Experimenttypen: Experimente zur realistischen Haarpflege, die tatsächliche Haarpflegeroutinen in der häuslichen Umgebung nachbilden, Experimente zur Emission von Heizplatten, die den Zusammenhang zwischen der Temperatur der Haarpflegegeräte und der Emission flüchtiger organischer Verbindungen untersuchen, sowie Experimente zur Emission von Oberflächen, die den Einfluss der Haaroberfläche auf die Emission flüchtiger organischer Verbindungen während der Haarpflege untersuchen.
Für die Experimente zur Emission realistischer Haarpflegeroutinen wurden die Teilnehmer gebeten, ihre eigenen Haarpflegeprodukte und Haarstylinggeräte mitzubringen, um ihre Routine in zEDGE nachzustellen. Vor jedem Experiment wurden die Teilnehmerinnen angewiesen, ihr Haar in vier Abschnitte zu teilen. Die Haarlänge jedes Teilnehmers wurde als langes Haar (unterhalb der Schulter) oder kurzes Haar (oberhalb der Schulter) kategorisiert. Der Ablauf jedes Experiments bestand aus vier Abschnitten, um eine reale Routine zu replizieren.
Nach dem Haarstyling hatten die Teilnehmerinnen zwei Minuten Zeit, um die Geräte einzusammeln und zEDGE zu verlassen. Danach folgte eine 60-minütige Abklingphase, in der zEDGE unbesetzt war und die hochauflösende PTR-TOF-MS die Abklingphase der Konzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen in Innenräumen überwachte. Die Experimente und die anschließende Analyse konzentrierten sich auf die Konzentrationen und Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen in Innenräumen während und nach der aktiven Haarpflege.
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Originalveröffentlichung
Jinglin Jiang, Xiaosu Ding, Satya S. Patra, Jordan N. Cross, Chunxu Huang, Vinay Kumar, Paige Price, Emily K. Reidy, Antonios Tasoglou, Heinz Huber, Philip S. Stevens, Brandon E. Boor, Nusrat Jung; "Siloxane Emissions and Exposures during the Use of Hair Care Products in Buildings"; Environmental Science & Technology, 2023-11-16
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