I metalli pesanti sono presenti nell’ambiente in modo ubiquo e bioaccumulabile. Possono quindi essere rinvenuti come impurità inevitabili in diverse materie prime, in particolare cosmetiche (pigmenti, materie minerali (sintetiche o naturali) …). I metalli pesanti non sono utilizzati come ingrediente principale o maggioritario nelle formulazioni cosmetiche, ma le origini di questi metalli nelle formule cosmetiche possono essere molto diverse:
- Componenti della matrice cosmetica (componente minore) in ragione delle proprietà fisiche, ottiche o sensoriali;
- Il processo di fabbricazione;
- La sintesi chimica o l’interazione contenuto/contenitore in condizioni normali di conservazione;
- Potenziale migrazione dal packaging finale;
- Potenziali evoluzioni chimiche dovute all’instabilità del prodotto a contatto con il packaging.
Cosa dice la normativa?
I principali metalli pesanti sono l’arsenico (As), il piombo (Pb), il cadmio (Cd), il mercurio (Hg), il nichel (Ni), il cromo (Cr) e l’antimonio (Sb). Ma questo elenco può essere ampliato ulteriormente, ad esempio al ferro (Fe), al rame (Cu), ecc. Alcuni di questi metalli pesanti sono vietati dalle normative internazionali vigenti [2] ma la presenza di quantità molto basse o di tracce di metalli pesanti è tuttavia tollerata nei prodotti cosmetici, purché non nuoccia alla salute umana.
In termini di soglie tollerate nei prodotti o nelle materie prime cosmetiche, in Francia non è definito nulla riguardo ai metalli pesanti, anche se l’Unione europea (Regolamento CE n. 1223/2009 del Parlamento europeo e del Consiglio del 30 novembre 2009) ne autorizza la presenza in tracce, a differenza di altri paesi, come il Canada[3] o la Cina[4], che hanno definito limiti chiari e accettabili per i metalli pesanti.
Ed è proprio qui la difficoltà per gli operatori che immettono i prodotti sul mercato: l’incrocio tra esigenze normative non chiaramente definite (ad esempio per la Francia) e i metodi analitici disponibili per verificare le concentrazioni di metalli pesanti (non ancora armonizzati, come vedremo tra poco) che oggi consentono di raggiungere limiti di quantificazione molto bassi…
Come rilevare e quantificare i metalli pesanti nei cosmetici?
La norma ISO/TR 17276:2014[5] presenta gli approcci analitici più comuni e più classici per rilevare e quantificare i metalli pesanti di interesse generale sia nelle materie prime sia nei prodotti cosmetici finiti.
L’analisi dei metalli pesanti (e le relative validazioni analitiche) nei prodotti cosmetici comprende due fasi distinte, ciascuna importante per il risultato analitico ottenuto:
Fase 1: Preparazione dei campioni (=fase chiave)
Si possono prendere in considerazione due metodologie:
- Preparazione per lisciviazione (o leaching): questa preparazione consiste nel mettere a contatto il prodotto cosmetico con una base acquosa al fine di estrarre alcuni metalli pesanti.
- Preparazione tramite mineralizzazione totale o quasi totale: questa preparazione consiste nel “digerire” il prodotto cosmetico con acidi per mettere in soluzione gli elementi minerali, compresi i metalli pesanti.
Fase 2: Rilevamento e quantificazione
Secondo la norma ISO/TR 17276:2014, possono essere impiegate quattro tecniche:
- Saggio colorimetrico
- Fluorescenza a raggi X (XRF)
- Spettrometria di assorbimento atomico (AAS)
- Spettroscopia a torcia al plasma accoppiata (emissione atomica)
- alla spettrometria di emissione ottica (ICP-AES o ICP-OES),
- alla spettrometria di massa (ICP-MS)
Questi approcci non rilevano alcuna differenza tra le strutture degli elementi.
Parliamo di analisi dell’elemento totale: ad esempio non potremo distinguere l’ossido di ferro I (FeO) dall’ossido di ferro II (Fe2O3), ma doseremo il ferro totale. Per questo esistono altre tecniche analitiche.
Concentriamoci su una delle quattro tecniche analitiche presentate: l’ICP.
La Spettrometria di Emissione Ottica o la spettrometria di massa accoppiata a plasma induttivamente (ICP-AES o ICP-MS) è un metodo di analisi multielementare il cui principio è il seguente: la soluzione ottenuta dalla lisciviazione (leaching) o dalla mineralizzazione, contenente entrambe gli elementi minerali e i metalli pesanti, viene iniettata in un plasma. Gli atomi vengono quindi ionizzati, rendendoli rilevabili dall’ICP.
Esistono due modalità di rilevazione:
- il rilevamento ottico AES basato sulla misurazione di un’energia luminosa (fotone) emessa dagli atomi e il rilevamento di massa MS, che è un rivelatore rapido e sensibile basato sul numero di massa dell’atomo.
- il rilevamento MS tramite ICP-MS è il più comunemente utilizzato per la quantificazione di elementi metallici in tracce.
La tecnica analitica ICP-AES e MS è un metodo di analisi specifico dedicato al dosaggio dei minerali, il che la rende la migliore opzione per il dosaggio dei metalli pesanti come l’arsenico (As), il piombo (Pb), il cadmio (Cd), il nichel (Ni), il cromo (Cr) e l’antimonio (Sb). Grazie a queste due tecniche, i limiti di quantificazione sono dell’ordine di 0,01 a 1 mg/kg a seconda delle matrici.
E il mercurio?
L’analisi del mercurio tramite ICP (AES o MS) è possibile, ma lo svantaggio risiede nella fase di mineralizzazione. Infatti il mercurio è molto volatile, il che rende difficile la sua stabilità durante l’aggiunta degli acidi e l’aumento della temperatura. Fortunatamente, esistono tecniche analitiche specifiche per il mercurio, come l’analizzatore specifico di mercurio AMA (Advanced Mercury Analyzer), una tecnica molto sensibile che non richiede la preparazione del campione. In questo modo il campione grezzo viene posto direttamente in una navicella che sarà a sua volta collocata in un tubo di combustione dove il mercurio verrà intrappolato da un amalgama d’oro durante la calcinazione del campione.
Come vi accompagna FILAB?
Grazie al suo parco strumentale composto da 15 ICP (ICP-AES e ICP-MS), 3 amalgamatori al mercurio e un forno a microonde, FILAB vi propone servizi di analisi dei metalli pesanti ad alto valore aggiunto, alcuni dei quali accreditati COFRAC ISO 17025, adatti ai vostri volumi e alle vostre urgenze (24h/48h).
Riferimenti:
[2] REPORT FOR INTERNATIONAL COOPERATION ON COSMETIC REGULATION (ICCR): Principles for the handling of traces of impurities and/or contaminants in cosmetic products, 23 GIUGNO 2011
[3] Canada: Directive sur les impuretés des métaux lourds contenues dans les cosmétiques, 2012
[4] Cina: SFDA Saftey and technical standard for cosmetics 2015
[5] Norma AFNOR ISO 17216:2014: Cosmetici – Approccio analitico dei metodi per la valutazione e la quantificazione dei metalli pesanti nei cosmetici
[6] Presentazione della sig.ra Laurence Garnier L’OREAL, Congresso Profumi e Cosmetici 2017 – Tracce di Metalli Pesanti
[7] ISO/AWI 21392 – Cosmetics — Analytical methods — Measurement of traces of heavy metals in cosmetic finished products using ICP/MS technique (Current status : Under development)
