Пластик практичный, дешевый и невероятно популярный. Ежегодно во всем мире производится более 350 миллионов метрических тонн. Эти пластмассы содержат огромное количество различных химикатов, которые могут выделяться в течение их жизненного цикла, включая вещества, представляющие значительный риск для людей и окружающей среды. Однако лишь небольшая часть химических веществ, содержащихся в пластике, широко известна или тщательно изучена.
Команда исследователей под руководством Стефани Хеллвег, профессора ETH по дизайну экологических систем, впервые составила полную базу данных пластиковых мономеров, добавок и технологических добавок для использования в производстве и переработке пластмасс на мировом рынке и систематизировала их по категориям. их на основе моделей использования и потенциальной опасности. Исследование, только что опубликованное в научном журнале Экологические науки и технологии, дает поучительный, но тревожный взгляд на мир химикатов, которые намеренно добавляют в пластмассы.
Высокий уровень химического разнообразия
Команда определила около 10,500 2,489 химических веществ в пластике. Многие из них используются в упаковке (2,429), текстильных изделиях (2,109) и при контакте с пищевыми продуктами (522); некоторые предназначены для игрушек (247) и медицинских изделий, включая маски (10,500). Из 2,480 24 идентифицированных веществ исследователи отнесли XNUMX веществ (XNUMX процента) к потенциально опасным.
«Это означает, что почти четверть всех химических веществ, используемых в пластике, либо очень стабильны, либо накапливаются в организмах, либо токсичны. Эти вещества часто токсичны для водных организмов, вызывают рак или повреждают определенные органы », - объясняет Хелен Визингер, докторант кафедры проектирования экологических систем и ведущий автор исследования. Около половины составляют химические вещества, объемы производства которых высоки в ЕС или США.
«Особенно поразительно то, что многие из сомнительных веществ практически не регулируются или описываются двусмысленно», - продолжает Визингер.
Фактически, 53 процента всех веществ, которые могут вызывать опасения, не регулируются в США, ЕС или Японии. Что еще более удивительно, 901 опасное вещество одобрено для использования в пластмассах, контактирующих с пищевыми продуктами, в этих регионах. Наконец, около 10% выявленных веществ, вызывающих потенциальную озабоченность, не проводят научных исследований.
Пластиковые мономеры, добавки и технологические добавки
Пластмассы состоят из органических полимеров, состоящих из повторяющихся мономерных звеньев. Широкий спектр добавок, таких как антиоксиданты, пластификаторы и антипирены, придает полимерной матрице желаемые свойства. Катализаторы, растворители и другие химические вещества также используются в производстве в качестве технологических добавок.
«До сих пор исследования, промышленность и регулирующие органы в основном концентрировались на ограниченном количестве опасных химикатов, которые, как известно, присутствуют в пластмассах», - говорит Визингер. Сегодня пластиковая упаковка считается основным источником органических загрязнений в пищевых продуктах, а фталатные пластификаторы и бромированные антипирены обнаруживаются в домашней пыли и воздухе помещений. Более ранние исследования уже показали, что значительно больше пластиковых химикатов, используемых во всем мире, потенциально опасны.
Тем не менее результаты инвентаризации стали для исследователей неприятным сюрпризом. «Неожиданно большое количество потенциально опасных веществ вызывает беспокойство, - говорит Жаньюн Ван, старший научный сотрудник группы Hellweg. Воздействие таких веществ может отрицательно сказаться на здоровье потребителей и рабочих, а также на загрязненных экосистемах. Проблемные химические вещества также могут влиять на процессы переработки, а также на безопасность и качество переработанного пластика.
Ван подчеркивает, что даже большее количество химикатов в пластмассах может быть проблематичным. «Регистрируемые данные об опасностях часто ограничены и разрознены. Для 4,100 или 39 процентов всех веществ, которые мы идентифицировали, мы не смогли классифицировать их из-за отсутствия классификации опасности », - говорит он.
Отсутствие данных и прозрачности
Двое исследователей определили отсутствие прозрачности химических веществ в пластмассах и разрозненные хранилища данных в качестве основной проблемы. За более чем два с половиной года детективной работы они просмотрели более 190 общедоступных источников данных из исследований, промышленности и органов власти и выявили 60 источников с достаточной информацией о намеренно добавленных веществах в пластмассы. «Мы обнаружили множество критических пробелов в знаниях и данных, в частности, о веществах и их фактическом использовании. Это в конечном итоге мешает потребителям выбирать безопасные пластиковые изделия », - говорят они.
Визингер и Ван преследуют цель создания устойчивой экономики, связанной с пластиком замкнутого цикла. Они видят острую необходимость в эффективном глобальном управлении химическими веществами; такая система должна быть прозрачной и независимой и полностью контролировать все опасные вещества. Два исследователя говорят, что открытый и легкий доступ к надежной информации имеет решающее значение.
Ссылка: «Глубокое погружение в пластические мономеры, добавки и технологические добавки» Хелен Визингер, Жаньюн Ван и Стефани Хеллвег, 21 июня 2021 г., Экологические науки и технологии.
DOI: 10.1021 / acs.est.1c00976
