Оценка потенциального воздействия на детей вредных металлов, содержащихся в резиновой крошке шин, путем ускоренного фотодеградации.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13877 (2023) Цитировать эту статью

172 доступа

Подробности о метриках

Вопрос о том, будет ли игровая площадка с резиновой крошкой из покрышек (TCR) подвергать детей воздействию потенциально вредных химических веществ, таких как тяжелые металлы, остается открытым. Высвободившиеся металлы, доступные для сбора на поверхности плиток TCR, были изучены путем ускоренного двухлетнего старения TCR в NIST-SPHERE (Национальный институт стандартов и технологий, моделирующий фотодеградацию посредством высокоэнергетического радиационного воздействия). Контакт с кожей был имитирован методом протирки композитной поверхности, разработанным Агентством по охране окружающей среды США, на протяжении всего процесса выветривания. В процессе старения контролировали выход на поверхность десяти наиболее опасных вредных металлов (Be, Cr, Cu, As, Se, Cd, Sb, Ba, Tl, Pb). Совокупное выделение Cu, As, Tl и Sb достигало потенциально вредных уровней в разное время в течение 3 лет, хотя на поверхности плиток на вредном уровне был обнаружен только Cr. Принимая во внимание очищающий эффект осадков или периодическое очищение дождем, игровые площадки TCR могут оставаться безопасными для использования.

Переработка или повторное использование отработанных шин является экономической практикой восстановления энергии и материалов. По данным Ассоциации производителей шин США (https://www.ustires.org/scrap-tire-markets), рынки конечного использования потребили 81,4% утильных шин, произведенных в США в 2017 году, включая топливо, полученное из шин (> 43%), применения шинной резиновой крошки (TCR) (≈ 25%), продукции гражданского строительства (≈ 7,9%) и других рынков (≈ 7,4%), а также приходится более 205 миллионов утильных шин. Около 25% и 22% TCR было использовано в спортивных покрытиях и плитках/мульче для игровых площадок соответственно, и ожидается, что их использование будет и дальше увеличиваться, поскольку TCR может поглощать удары и уменьшать физические травмы1,2. Тем не менее, растет обеспокоенность по поводу потенциального воздействия на человека вредных химических веществ, включая органические загрязнители и металлы, после повторяющегося физического контакта со стареющими продуктами TCR, особенно на детских игровых площадках2,3,4.

В 2019 году Комиссия по безопасности потребительских товаров США завершила исследование американских домохозяйств по вопросам взаимодействия детей и потенциального воздействия материалов для покрытия игровых площадок. Оно сообщило, что более половины детей посещали игровые площадки не реже одного раза в неделю, причем каждое посещение длилось 30–59 минут, и более трети проводили на игровых площадках 60–120 минут за посещение5. Такие частые посещения, скорее всего, подвергнут детей воздействию известных и неизвестных вредных химических веществ при кожном контакте (например, через руки), проглатывании и/или вдыхании, что может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья.

Высвобождаемые вещества, которые предыдущие исследования выявили из потребительских товаров, изготовленных из гранул TCR, включают полициклические ароматические углеводороды6,7,8,9,10,11,12,13, фталаты10,12,13, вулканизационные добавки11,13 и металлические элементы, такие как Al, As, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Cd, Fe, K, Li, Mg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Tl, V и Zn7,8,9,10,11,12 ,14,15,16,17,18. Органические загрязнения, вероятно, образовались в результате разложения резиновых полимеров и ускорителей вулканизации, пластификаторов при измельчении и измельчении шин; металлы в основном происходят из самого природного каучука, оксидов металлов-катализаторов вулканизации и остатков стальной ленточной проволоки для клочков и стружки шин1. По сравнению с органическими загрязнителями, металлы не разлагаются и сохраняются в окружающей среде-реципиенте, поэтому долгосрочное накопление токсичных металлов вызывает особую озабоченность. Во-вторых, было обнаружено, что металлы продолжали выщелачиваться в течение 30-дневного экспериментального периода, но концентрации органических химикатов в фильтратах стабилизировались в течение дней19. Однако механизм старения TCR под воздействием солнечного света, тепла, влаги/дождя, кислорода/озона плохо изучен. Немногие исследования показали, что кислород/озон, ультрафиолетовое (УФ) излучение и тепло могут ускорить окислительную деградацию вулканизатов или разрушить антидеграданты на поверхности; и что вода от влаги/дождя может вызвать выщелачивание растворимых компонентов20,21,22,23.