Производство резиновая крошка: Производство резиновой крошки — бизнес план по изготовлению гранулята из покрышек, оборудование, станки, технологии

Резиновая крошка в Казани — ecopoliskazan.ru

Описание

Одна из ключевых составляющих покрытий компании «ЭкоПолиС» — фракционированная резиновая крошка.

Резиновый гранулят получают в ходе переработки изделий из резины, например, старых автомобильных покрышек, РТИ (уплотнителей для окон, обшивки от подводных лодок, обуви из резины и т. д.). Крошку получают криогенным методом измельчения при высоких температурах, а также измельчением с использованием азота. В процессе переработки одна автомобильная шина переходит примерно в 4 кг гранулята.

• Износостойки и долговечны – покрытие прослужит вам десятки лет;
• Эластичны – способны сохранять свое качество при изменении температур и погодных условий;
• Упруги – возвращаются в исходное положение после деформации;
• Ударопрочны – не деформируются при различного рода повреждениях;
• Обладают красивой фактурой – прекрасно смотрятся на стадионах, площадках, пешеходных дорожках;
• Не требуют специального ухода;
• Имеют антистатические, шумопоглощающие и электроизоляционные свойства.

Гранулят из резины различают по форме частиц:

1. Кубовидный (используется при изготовлении рулонных и бесшовных резиновых покрытий)
2. Рваный (крошка для детских площадок)
3. «Елочная игла» (стружка – для резиновой плитки)

Отличается также крошка по типу исходного сырья, а также по фракции.

• Так как подобные покрытия эластичны, их можно использовать на спортивных площадках и заливать льдом зимой без угрозы деформации покрытия.
• Такой материал идеален для использования на детских площадках, так как упругость крошки делает ее безопасной от травм и предотвращает получение детьми ушибов при падении.
• Гранулят используют в оборудовании зон для отдыха, дорожек для пешеходов, автомобильных моек и гаражей, так как он прослужит достаточно долго.
• Резиновая крошка идеально подходит для использования в ландшафтном дизайне: садовые дорожки из гранулята долговечны и смотрятся весьма стильно и аккуратно.
• Крошку используют при производстве спортивного инвентаря – в качестве наполнителя для спортивных мешков, матов и боксерских груш.

Хотите купить резиновую крошку и сделать покрытие у себя во дворе, гараже или детской площадке? Или она пригодится в вашем бизнесе? Вы точно будете рады нашим выгодным ценам. Кроме того, вы можете также заказать у нас укладку выбранного вами покрытия.

Резиновая крошка

Не секрет, что сегодня существует возможность приобретения резиновой крошки не только Российского, но и импортного производства.

Так в чем разница? Плюсы и минусы.

Отечественная крошка:

В России 80% резиновой крошки производится небольшими производственными предприятиями, не имеющими государственной поддержки, объемом производства от 100 до 500 тонн в месяц. Таких предприятий довольно много. Отсюда и появляется, спровоцированный жесткой конкуренцией и сложившейся ситуацией, высокий контроль качества резиновой крошки. Каждый производитель желает продать, свою резиновую крошку, как можно дороже. Следовательно, качество его резиновой крошки, должно быть на порядок выше, чем у конкурентов. Именно поэтому, требования к наличию (а вернее, отсутствию) металлического и текстильного корда в готовой продукции и отсутствию в составе сырья для производства резиновой крошки любых резинотехнических изделий, кроме автомобильных шин, в России намного выше, чем в Европе, а большинство предприятий в России не принимают на переработку ни чего, кроме автомобильных шин, хотя оборудование некоторых из них позволяет перерабатывать любые резинотехнические отходы и изделия.

Плюсы:

1. Более высокое качество резиновой крошки, следовательно, намного более долгий срокслужбы изделий (иногда в несколько раз), производимых из нее, в том числе и травмобезопасных покрытий.

2. Отсутствие в резиновой крошке из автошин примесей из продуктовпереработки резинотехнических отходов, а также низкое содержание ( у некоторых производителей- отсутствие) металлического и текстильного корда , позволяет получить действительно травмобезопасные и амортизирующие покрытия.

Минусы:

1. Более высокая цена.

Европейская резиновая крошка:

Ситуация в Европе, по производству резиновой крошки совершенно противоположная. В Европе к вопросу утилизации автомобильных покрышек и любых резинотехнических отходов подходят более организованно и серьезно. Этим занимаются крупные аккредитованные производственные предприятия, с объемом производства от 1000 до 10 000 тонн в месяц, имеющие поддержку и дотации государства и экологических организаций. Их основной задачей, не является получение качественной резиновой крошки, а качественная утилизация автомобильных покрышек и отходов. Поэтому приобретая резиновую крошку из автомобильных покрышек в Европе, не всегда получаешь именно ее, зачастую можно получить крошку из РТИ, которая на порядок мягче, нежели шинная. Наиболее качественная резиновая крошка в Европе, производится в Италии, Польше, Израиле, Германии.

Плюсы:

1. Цена меньше.

Минусы:

1. Резиновая крошка из Европы практически всегда содержит примеси текстильного корда в виде ниток и пыли. В покрытиях из такой крошки, в результате окраски, примесей не видно, но прочность и срок службы покрытий существенно снижаются.

2. Примеси прочих резинотехнических отходов, а иногда резинотехнические отходы достигают 100% состава сырья, из которого произведена резиновая крошка, снижают амортизационные свойства покрытий в несколько раз, зачастую такое покрытие по травмобезопасности ни чем ни отличается от асфальта.

3. Наличие металлического корда в резиновой крошке- один из самых серьёзных недостатков. Металлические проволочкидиаметром от 0,1 до 3 мм и длиной 10-50 мм, окрашенные в процессе изготовления и укладки покрытий (то есть замаскированные) могут запросто поранить. Они незаметны, но процесс их извлечения после обнаружения из покрытий, сырьем для которых послужила такая крошка, довольно сложен и зачастую без разрушения части покрытия невозможен. 

Резиновая крошка – обзор

4.3.1.2 Бетон с заполнителями из отходов резины

Резиновая крошка может использоваться для замены весовой доли песка при производстве бетонных изделий. Хатиб и Байоми (1999) изучали удобоукладываемость бетонных смесей, в которых природный песок был заменен резиновой крошкой в ​​количестве 5–100 % по объему. Результаты показали, что удобоукладываемость снижается с увеличением содержания резинового песка.

Альбано и др. (2005) частично заменили природный песок в бетонных смесях переработанным каучуком из автомобильных шин в количестве 0%, 5% и 10% по массе. Удобоукладываемость снижалась с увеличением содержания резинового песка. Снижение значения резкости составило около 90%. Они также сообщили, что в прорезиненных смесях не наблюдалось расслоения.

Топчу и Демир (2007) изучали удобоукладываемость бетонных смесей, содержащих каучук (размер частиц 1–4 мм) при замене песка 0%, 10%, 20% и 30% по объему. Результаты показали снижение обрабатываемости с увеличением содержания отходов резины.

Удобоукладываемость бетонных смесей, содержащих резиновую крошку, изучали Batayneh et al.(2008) путем замены природного песка (размером 0,15–4,75 мм) резиновой крошкой (размером 0,15–4,75 мм) в количестве 0%, 20%, 40%, 60%, 80% и 100% по объему. Снижение обрабатываемости наблюдалось при увеличении содержания резинового песка. Снижение величины осадки составило около 19%, 52%, 76%, 86% и 93% при добавлении 20%, 40%, 60%, 80% и 100% резинового песка соответственно.

Таха и др. (2008) заменили природный песок в бетонных смесях резиновой крошкой (размером 1–5 мм) до 100% по объему, поддерживая постоянное водоцементное соотношение. Результаты показали снижение удобоукладываемости при добавлении резинового песка. Снижение величины осадки составило приблизительно 13%, 40%, 66% и 80% при добавлении 25%, 50%, 75% и 100% резинового песка соответственно.

Радж и др. (2011) и Ganesan et al. (2013a,b) заменили природный песок отходами резины (максимальный размер 4,75 мм) в самоуплотняющихся бетонных смесях (SCC) до 20% по объему. Они сообщили об уменьшении обрабатываемости с увеличением содержания каучука. Среднее снижение текучести составило до 8% при добавлении 20% отходов резины.Значение текучести уменьшалось с увеличением содержания каучука, в то время как время V-образной воронки и L-образное пространство увеличивались с увеличением количества отходов резины. Карахан и др. (2012). Соотношение воды и связующего (W/b) поддерживали постоянным на уровне 0,32, и использовали различное содержание понизителя воды высокого диапазона. Смеси СУБ с добавлением резинового песка показали снижение заполняющей и проходной способности. Снижение удобоукладываемости бетонных смесей при частичной замене природного песка каучуком (размером 0,5–4 мм) на 10%, 20% и 30% по объему также наблюдали Grdić et al. (2014).

Браво и де Брито (2012) частично заменили природный песок в бетонных смесях резиновым заполнителем из бывших в употреблении шин (с тем же размером, что и природный песок) в количестве 0%, 5%, 10% и 15% по объему. Использовали различные соотношения в/ц. Результаты показали снижение обрабатываемости при добавлении 5% и 15% резинового песка, в то время как увеличение наблюдалось при добавлении 10% резинового песка.

Ван и др. (2013) сообщили об увеличении эффекта водоотделения при добавлении каучука в качестве естественной замены песка в бетонные смеси до 40% по объему.

Юссф и др. (2014) частично заменили природный песок в бетонных смесях резиновой крошкой (размер частиц 1,1–2,3 мм) в количестве 0%, 5%, 10% и 20% по объему. Результаты показали, что добавление 5% каучукового песка показало удобоукладываемость, аналогичную контрольной смеси, в то время как при более высоком содержании замены удобоукладываемость снижалась с увеличением содержания каучука.

С другой стороны, Onuaguluchi and Panesar (2014) наблюдали повышение удобоукладываемости при замене природного мелкого заполнителя в бетонных смесях резиновой крошкой в ​​количестве 0%, 5%, 10% и 15% по объему.

Антил и др. (2014) и Parveen et al. (2013) сообщили об увеличении удобоукладываемости бетонной смеси за счет частичной замены природного песка на 5% и 10% резиновой крошки (размер 4,75–0,075 мм) по объему. Добавление большего количества резиновой крошки снижает обрабатываемость.

Балаха и др.(2007) исследовали бетонные смеси, содержащие измельченную резину из отходов шин (размер <4 мм) в качестве частичной замены природного песка в количестве 0%, 5%, 10%, 15% и 20% по объему. Результаты показали увеличение обрабатываемости по мере увеличения содержания резинового песка.

Об увеличении удобоукладываемости бетонных смесей путем замены природного песка резиновой крошкой (размером 2,36–2 мм) при содержании 0%, 10%, 15%, 20% и 30% по объему также сообщил Azmi et al. . (2008). Удобоукладываемость увеличивалась с увеличением содержания резинового песка.

Ван и др. (2013) изучали удобоукладываемость и начальное время схватывания низкопрочных резинобетонных смесей путем замены природного песка каучуком (размер 4,75 мм) при 0%, 10%, 20%, 30% и 40% по объему. Соотношение W/B поддерживали постоянным и использовали фиксированное содержание ускорителя. Результаты показали увеличение показателя осадки на 3,46% при добавлении 10% резинового песка, в то время как снижение показателя осадки составило 4,33%, 1,3% и 14,72% при добавлении 20%, 30% и 40% резинового песка. соответственно.Осадочное течение увеличивалось при добавлении 10% и 20% резинового песка, а уменьшалось при добавлении 30% и 40% резинового песка. Начальное время схватывания увеличивалось по мере увеличения количества резинового песка.

Из этих исследований можно сделать вывод, что добавление в смесь отходов резинового песка снижает удобоукладываемость. Вероятно, это связано с более высоким водопоглощением резинового песка по сравнению с природным песком. Снижение удобоукладываемости в основном зависит от содержания каучука и размера его частиц.Однако в некоторых исследованиях сообщалось, что добавление каучука в бетонную смесь может повысить удобоукладываемость.

Встряска резиновой крошки впереди? — Переработка Сегодня

С момента появления радиальных и синтетических компаундов переработка шин была непростым делом. Сегодняшние современные шины тщательно спроектированы и рассчитаны на 30 000, 50 000 и даже 100 000 миль. Шина, армированная волокном, сталью, а в некоторых случаях арамидом и диоксидом кремния, представляет собой уникальную проблему для переработчиков, которые должны разделить различные фракции, чтобы получить достойные цены на сталь и каучук.

Но даже несмотря на всю тяжелую работу и усилия, затраченные на этот процесс, во многих случаях переработчики шин обнаруживают, что цены, которые они в настоящее время получают за шинную крошку, не очень высоки. Наблюдатели рынка говорят, что из-за избытка крошки на рынке в настоящее время на горизонте может произойти встряска производителей переработанной шинной крошки.

НЕРАВНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

«В настоящее время цены на резиновую крошку снизились, — говорит Тиффани Хьюз, вице-президент по маркетингу компании American Tire Recyclers, Джексонвиль, Флорида.«Производство неравномерно со спросом». Заявление Хьюза поддерживают и другие производители резиновой крошки. Переработчики, которые когда-то получали от 50 до 60 центов за фунт, теперь получают только около 40-50 центов за фунт. А более низкие сорта крошки стоят всего 10 центов за фунт или даже меньше.

Депрессию на рынке шинной крошки усугубляет доступность полировки шин в результате операций по восстановлению протектора. Популярность восстановления грузовых шин привела к тому, что около 182 миллионов фунтов полировки шин превратились в поток резиновой крошки.Это происходит из-за того, что в США ежегодно производится от 30 до 33 миллионов восстановленных протекторов. Поскольку шлифовка представляет собой высококачественный лом, состоящий только из резины, она легче обрабатывается и пользуется более высоким спросом.

Полировка в настоящее время составляет около 70 процентов ежегодного потока резиновой крошки в 260 миллионов фунтов. Остальная часть — около 78 миллионов фунтов резиновой крошки — поступает в основном от операций по шлифовке целых шин, которые потребляют от 4 до 6 миллионов шинных отходов в год. В настоящее время в США насчитывается 122 компании.S. и 14 в Канаде, которые производят шинную крошку. Из этих компаний от 8 до 10 производят около 80 процентов резиновой крошки на рынке. «Остальные просто борются за долю рынка, — говорит Майкл Блюменталь, исполнительный директор Совета по управлению утилизацией шин в Вашингтоне.

«Рынок ожидает спада», — продолжает Блюменталь. Он говорит, что компании, производящие шинную крошку, стремятся продать оборудование, чтобы уменьшить его размеры или вообще уйти с рынка. «Похоже, что в ближайшем будущем в этом сегменте рынка произойдут потрясения», — добавляет он.

Частично причиной встряски является то, что многие фирмы увеличили свою деятельность на основе Закона об эффективности интермодальных наземных перевозок 1992 года, который предписывал определенный процент резиновой крошки на дорогах, финансируемых из федерального бюджета, начиная с 1995 года. Закон так и не был принят, и по сути мертв. Несмотря на то, что мандат больше не существует, большая часть рынка переработанной крошки по-прежнему зависит от приложений для мощения: около 40 процентов, или 112 миллионов фунтов, крошки направляется в этот сегмент ежегодно.Но кажется, что приложений для мощения недостаточно. Компании, инвестировавшие в операции по измельчению с единственной целью обеспечения производства асфальтобетонного покрытия, вынуждены искать возможность продажи своей продукции в других местах.

ПОДДЕРЖАНИЕ КАЧЕСТВА

Несмотря на то, что в настоящее время на рынке наблюдается избыток крошки, некоторые представители отрасли говорят, что избыток в основном связан с материалом более низкого качества.«Я согласен с тем, что существует избыток резиновой крошки, — говорит Майк Роуз, президент компании Rouse Rubber, Виксбург, штат Миссисипи, — но избыток заключается в некачественной, а некачественной крошке». Роуз говорит, что рынок в настоящее время насыщен крошкой размером от четверти до 35 меш (около 0,02 дюйма). Его компания, с другой стороны, производит более мелкую крошку в диапазоне от 40 до 200 меш (от 0,0164 до 0,0029 дюйма).

По словам Роуза, многие люди просто вышли на рынок, чтобы быстро заработать, и были «сильно введены в заблуждение» относительно рыночного потенциала.

«Каждый сегмент рынка имеет свои собственные стандарты крошки, и вы не можете просто собрать все шины вместе и измельчить их», — говорит он. «Во-первых, каждый тип шин имеет свой уникальный состав, а во-вторых, для конкретного применения может потребоваться более мелкий размер частиц».

Рынок резиновой крошки, безусловно, различается по качеству и размеру продукции, добавляет Джон Серумгард, председатель Совета по управлению утилизацией шин. «Мы наблюдаем высокий спрос на высококачественную крошку в нескольких регионах, особенно на юго-западе», — говорит он.

Rouse рекомендует компаниям, занимающимся измельчением крошки, соблюдать строгие стандарты качества, имея специальную лабораторию для анализа материалов, которая отслеживает параметры крошки. «Даже для продуктов низкого уровня, таких как маты, вам все равно нужен определенный уровень качества», — добавляет он. «Я не беспокоюсь об объеме, я беспокоюсь только о качестве».

Хьюз также рекомендует программу обеспечения качества и говорит, что продукция ее компании тестируется сторонней фирмой.

Этот упор на качество может привести к более высокой цене на материал, по словам Роуза, который говорит, что получает достойную цену за свою шинную крошку, потому что он может подтвердить это аналитическими данными и заверить покупателя в отношении материала, который он поставляет.

ПОИСК РЫНКОВ

Есть рынки, но у вас должен быть доступ к ним, по словам Блюменталя. Некоторые развивающиеся рынки шинной крошки включают добавки для почвы и подкормки, где крошка смешивается с почвой и другими ингредиентами, чтобы обеспечить лучшую среду для роста травы. В настоящее время на рынке есть два запатентованных продукта для улучшения почвы, в которых используется резиновая крошка. Первый — Rebound, продаваемый компанией American Tire Recyclers, а второй — Crown III, продаваемый Jai Tire Industries, Денвер. Оба являются патентами на использование, которые были выданы изобретателю Rebound и Мичиганскому университету для Crown III.

Из-за патентов компания не может продавать аналогичный продукт полям для гольфа или спортивным площадкам. «Мичиганский университет провел множество исследований, чтобы убедиться, что продукт безопасен в использовании и жизнеспособен, — говорит Корнелия Снайдер, президент Jai Tire, — и именно поэтому был выдан патент. Любой может добавить резиновую крошку. к почве, но если организация покупает резиновую крошку у производителя без патента, то против обеих сторон может быть возбуждено уголовное дело.»

В настоящее время Crown III продается примерно по 480 долларов за тонну или 24 цента за фунт. Компания также имеет 27 дилеров в США

Rebound присутствует на рынке уже несколько лет и используется в основном в местах с высокой проходимостью, таких как спортивные площадки и парки. Крошка действует как аэратор и способствует дренажу воды, а также препятствует уплотнению почвы. В отличие от Crown III, который наносится слоями поверх почвы, Rebound смешивается с почвой.

Другие рынки включают формованные изделия, такие как коврики, плитка, остановки для стоянок, накладки на железнодорожные переезды, бамперы для причалов, подложку для ковров, другие накладки для пешеходных дорожек и многие другие изделия, которые могут быть изготовлены из резины.Крошку также можно комбинировать с другим полимером для автомобильных применений, таких как футеровка грузовых автомобилей, подножки и тормозные колодки. Асфальтовое покрытие используется для спортивных дорожек и в качестве подстилающего слоя для игровых площадок с искусственной травой.

У Снайдера есть три рекомендации для тех, кто хочет начать работу на рынке вторичной резины уже сегодня. Во-первых, создайте свои рынки, говорит она. Многие в отрасли рекомендуют, чтобы переработчик закрепил за собой как минимум три рынка, прежде чем начинать производить крошку.

Во-вторых, попробуйте продавать чужие крохи вместо того, чтобы вкладывать огромные средства в оборудование. При изобилии резиновой крошки на рынке должно быть легко связаться с поставщиком и получить представление о рынке. Хьюз поддерживает это утверждение и говорит, что индустрии нужно больше брокеров. «Я знаю, что еще не постучала во все двери, — говорит она, — и в нашей компании есть штатный маркетолог. Другие компании вкладывают столько усилий в производство, что у них нет времени или деньги, чтобы адекватно поддержать их маркетинговые усилия.Нам просто нужно больше маркетологов в этой отрасли, потому что там есть рынки».

И в-третьих, продавайте крошку не как переработанный продукт, а как продукт, который удовлетворяет потребность.

Необходимо тщательно и всесторонне изучить рынок, — добавляет Дэйв Эммерит, владелец Recycled Rubber Technologies, Сомерсет, Пенсильвания. «Найдите рынок, а затем найдите оборудование, соответствующее этому рынку», — говорит он.

Компания Эммерита производит 18 различных продуктов, от резиновых остановок для пуль для полицейских тренировок до материалов для ремонта подъездных путей. Его компания также может раскрасить резиновое покрытие, чтобы оно соответствовало цветовым схемам вокруг бассейнов и патио.

Еще одна услуга, которую выполняет RRT, — это упаковка шин для тяжелых условий эксплуатации с наполнителем из резиновой крошки для использования в суровых условиях, например, на свалках, чтобы шины не спустились. «Мы можем сделать это за одну треть стоимости новой шины», — говорит Эммерит.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Другие достижения в области использования крошки включают использование переработанного материала в новых шинах. Michelin и другие крупные шинные компании в настоящее время работают над тем, чтобы использовать больше переработанной крошки в новых шинах, чтобы снизить затраты и достичь целей автопроизводителей по содержанию вторичного сырья.В настоящее время менее 1 процента переработанной крошки используется в производстве шин. В настоящее время Michelin тестирует шины, содержащие более 10 процентов переработанной крошки по весу резины. Приблизительно 13 фунтов резины в 20-фунтовой легковой шине Michelin добавляет более 1 фунта переработанной крошки в свои тестовые шины. Шины проходят испытания таксопарками в двух городах.

«Мы очень довольны прошедшим тестированием», — говорит Дуглас Белл, директор по корпоративному управлению Michelin North America, Гринвилл, Южная Каролина.С., и менеджер по охране окружающей среды компании. «Мы хотим установить шины на автомобили 1999 модельного года в ближайшее время».

Bell говорит, что в настоящее время нет долгосрочных контрактов с поставщиками крошки, но любой будущий поставщик крошки должен будет соответствовать стандартам качества Michelin и получить одобрение, как и любой другой поставщик, которого использует компания.

Еще один уникальный продукт от компании Aquapore Moisture Systems Inc., Феникс. Пятнадцать лет назад компания разработала шланг для полива комнатных растений и травы.Компания не сообщает, сколько переработанной крошки уходит на изготовление каждого фута шланга, но сообщает, что она потребляет около 3 миллионов фунтов резиновой крошки в год для производства шланга и 300 других продуктов из переработанной резины, включая окантовку для ландшафта и ложная мульча. Компания производит около 200 миллионов футов шлангов для замачивания в год.

Поскольку шланги высокого качества и должны выдерживать определенное давление воды, Тим Маннхен, вице-президент по маркетингу Aquapore, говорит, что компании на самом деле трудно найти качественную крошку, в которой она нуждается.«В настоящее время мы используем четыре источника переработанной крошки», — говорит он. «Но нам нужно больше качественных поставщиков, чтобы справиться с нашим ростом».

Одним из поставщиков является компания National Rubber Baker Materials Inc., Торонто, которая управляет заводом по производству крошки в Финиксе и считается крупнейшим производителем резиновой крошки в Северной Америке. Но на самом деле большая часть крошки, используемой в продуктах Aquapore, поступает от полировки восстановленного протектора из-за требуемого качества.

Mannchen дает несколько советов переработчикам, желающим продавать продукцию из переработанной резиновой крошки.«Вы должны поддерживать свой продукт», — говорит он. Например, на шланг для замачивания компании предоставляется семилетняя гарантия, и компания бесплатно заменит его в случае обнаружения каких-либо дефектов.

«Далее попробуй получить премиальную цену», — добавляет он. «Докажите потребителю, что ваш продукт требует более высокой цены». Компания подняла цену на рынке ландшафтных бордюров с 13 центов за фут до 28 центов за фут, сделав продукт более эластичным и гибким с помощью резиновой крошки.

«И, наконец, поищите альтернативные места для продажи», — говорит Маннхен.«Попробуйте, например, разместить свой продукт в каталоге. В США существует более 2000 каталогов, ориентированных на широкий спектр отраслей и рынков. Это не так сложно, как попытаться поставить ваш продукт на полку магазина».

РЕЗИНОВЫЕ СРЕДСТВА

Учитывая, что цена на первичный каучук колеблется чуть выше 1 доллара за фунт, кажется, что переработанная резиновая крошка будет выгодной покупкой и будет пользоваться большим спросом. Но переработанная крошка вулканизируется, и, как термореактивный материал, она не будет химически связываться без какого-либо клея или другого полимера. Тем не менее, некоторые компании заявляют, что у них есть специальные процессы, которые разрушают прочные связи серы, образующиеся в процессе вулканизации, или, по крайней мере, делают каучук более липким для формования. Эти процессы, называемые «обработкой поверхности», включают ультразвуковую девулканизацию, модификацию поверхности реактивным газом, каталитическую регенерацию, химическую модификацию и микробы, которые, как сообщается, атакуют связи серы на поверхности каучука.

Несмотря на то, что все эти виды обработки поверхности обещают сделать переработанную резину более похожей на первичную или более клейкой в ​​процессе формования, большинство из этих обработок появились на рынке только в прошлом году или около того, и вердикт еще не вынесен. их эффективность.

Специальные связующие также могут помочь в процессе формования. По данным компании, Uniroyal Chemical, Эльмира, Онтарио, имеет уретановое связующее, которое позволяет переработанной крошке лучше прилипать в процессе формования. Связующее продается под торговой маркой Royalbond.На рынке также есть несколько других типов связующих.

При постоянном потоке около 250 миллионов старых шин, ежегодно поступающих на рынок США, их всегда будет достаточно. Что касается спроса, необходимо будет расширить существующие рынки и создать новые. Некоторые указывают на растущий экспортный рынок, который может заполнить образовавшуюся пустоту. Другие говорят, что многие производители сейчас начинают проводить исследования и разработки в области переработанной крошки.

Несмотря на прошлые события, потрясшие индустрию переработки каучука, Хьюз считает, что рынок постепенно становится все более сфокусированным.«Производители и поставщики обмениваются дополнительной информацией через ассоциации и отраслевые встречи», — говорит она. «И это хорошо, но нужно сделать больше».

Автор является главным редактором Recycling Today.

границ | Резиновая крошка автомобильных шин: приводит ли выщелачивание к образованию токсичных химических коктейлей в прибрежных морских системах?

Введение

В 2016 году мировое производство натурального и синтетического каучука достигло 27,3 млн тонн (54% синтетических) (International Rubber Study Group, 2017), при этом около 70% использовалось для производства автомобильных шин.По оценкам, ежегодно в мире производится 1 миллиард шин с истекшим сроком службы (ELT) (Wbscd, 2015). Несмотря на то, что ЕС запрещает вывоз ELT на свалки (Директива Европейского сообщества 1999/31/EC и Рамочная директива по отходам 2006/12/EC) из-за риска выброса загрязняющих веществ, производство гранулята резиновой крошки (CRG) из ELT считается приемлемым способом. утилизации этих отходов и часто считается переработкой. Общие области применения CRG включают открытые искусственные спортивные площадки, игровые площадки, общие безопасные поверхности, а также тропы и пешеходные дорожки (Simon, 2010), где CRG подвержен атмосферным воздействиям и транспортировке в окружающую среду. Подсчитано, что на полноразмерном искусственном футбольном поле используется 100–120 тонн CRG (что эквивалентно примерно 25 000 ELT) и ежегодно теряется 1,5–2,5 тонны (Lassen et al., 2015). По оценкам Европейского химического агентства (ECHA), к 2020 году в ЕС будет примерно 21 000 полноразмерных и примерно 72 000 мини-полей с синтетическим покрытием, что соответствует 30% всего использования ELT (ECHA, 2017).

Резина для автомобильных покрышек и КРГ от ЭЛЦ содержит широкий спектр добавок, включая системы наполнителей (сажа, глины, кремнеземы, карбонат кальция), системы стабилизаторов (антиоксиданты, антиозонанты, воски), сшивающие агенты (сера, ускорители, активаторы) и вторичные компоненты, такие как пигменты, масла, смолы и короткие волокна.Химические классы, связанные с автомобильными шинами, включают полиароматические углеводороды (ПАУ), фталаты, сульфенамиды, гуанидины, тиазолы, тиуамы, дитиокарбаматы, доноры серы, фенолы, фенилендиамины и тяжелые металлы (Smolders and Degryse, 2002; ChemRisk Inc. , 2008; Bocca et al. ., 2009; Llompart et al., 2013; Ruffino et al., 2013; Cheng et al., 2014; Canepari et al., 2017). Многие из этих химических веществ могут оказывать воздействие на окружающую среду и представлять опасность для здоровья человека (Sadiktsis et al., 2012; Rodgers and Waddell, 2013; Ruffino et al., 2013; Ченг и др., 2014; Канепари и др., 2017; Галле и др., 2020).

В Европе стандарты экологической совместимости регулируют содержание растворенного органического углерода (DOC), экстрагируемых органических галогенов (EOX), Pb, Cd, Cr, Hg, Zn и Sn (DIN 18035-7:2002-06 и NF P90- 112). Кроме того, правила REACH ЕС (Приложение XVII, статья 28) требуют, чтобы канцерогены, такие как ПАУ ЕС-8, не поставлялись населению в концентрациях, превышающих определенные пределы (0,01–0,1% по массе; 100–1000 мг/кг ^–1). ), при этом концентрация индивидуальных ПАУ не должна превышать 0.0001% (1 мг/кг ^–1 ) при наличии в потребительских товарах в виде смесей ПАУ (REACH Приложение XVII, запись 50). Однако эти концентрации регулярно достигаются или превышаются для определенных химических веществ и металлов в CRG, полученных из ELT, с учетом неоднородного характера источников CRG (Diekmann et al., 2019). Идентифицированные соединения, вымываемые из CRG в воду, включают бензотиазолы, фталаты и фенолы, где бензотиазол обычно наблюдается в самых высоких количествах (Li et al., 2010; Llompart et al., 2013). Помимо того, что они вносят наибольший вклад в органическую фракцию выщелачивателей CRG, бензотиазолы также были определены как токсичные для водных видов, включая рыбу (He et al., 2011). Выщелачивание тяжелых металлов из CRG также вызывает озабоченность, особенно цинка (Zn), поскольку он присутствует в количествах до 1–2% (по массе) и может выщелачиваться в миллиграммных количествах в течение длительных периодов времени, даже после осаждения в окружающей среде (Rhodes и др., 2012).

Большинство экологических исследований воздействия CRG были сосредоточены на земной почве и пресноводных экосистемах, где происходит выщелачивание в дождевую воду и сток через водные пути (Wik and Dave, 2009; Wagner et al. , 2018; Галле и др., 2020). Было показано, что регулируемые металлы (As, Ag, Ba, Cd, Cr, Hg, Pb и Se) и органические загрязнители в пресноводных фильтратах шинной резины имеют концентрации ниже соответствующих нормативных пределов (Cheng et al., 2014). Лабораторные исследования кладоцер ( Daphnia magna ) и водорослей ( Pseudokirchneriella subcapitata ) показали, что основным токсичным компонентом в пресноводных фильтратах является Zn, с незначительным вкладом органических соединений (Gualtieri et al., 2005; Вик и др., 2009). Недавнее исследование показало, что лишь небольшие доли присутствующих тяжелых металлов и ПАУ были биодоступны для пресноводных бентических макробеспозвоночных (Redondo-Hasselerharm et al., 2018). Тем не менее, многие городские районы расположены на побережье, что делает морскую среду дополнительным вероятным поглотителем CRG, поскольку он перемещается через окружающую среду. Например, в Норвегии имеется ряд искусственных газонов с использованием CRG в качестве засыпки, расположенных вблизи побережья или фьордов, а также складских и производственных мощностей для CRG, прилегающих к портам и открытому морю (рис. 1; Møllhausen et al., 2017). Информация о поведении и судьбе CRG в морской среде очень ограничена. Экотоксикологические показатели часто являются отправной точкой для оценки риска для окружающей среды. Процедуры оценки риска включают различные показатели устойчивости видов к химическим веществам (Forbes and Calow, 2002; Calow and Forbes, 2003). Выживаемость, определяемая количественно с помощью стандартизированных лабораторных тестов на токсичность, является широко используемым выражением толерантности видов к химическому воздействию. Наиболее распространенный протокол тестирования заключается в воздействии на биоту нескольких различных концентраций химических веществ.

Рисунок 1. Пример складских и производственных помещений CRG, расположенных рядом с портом и районами открытого моря вблизи Порсгрунна, Норвегия. Аэрофотоснимок, созданный с помощью Google Maps (2020 г.).

Настоящее исследование было направлено на изучение профилей органических химических веществ и металлов в материалах CRG и связанных с ними фильтратах морской воды, а также на оценку токсичности выщелачиваний CRG для двух прибрежных арктических видов копепод ( Acartia longiremis и Calanus sp. ). Материалы для испытаний CRG были получены как непосредственно от коммерческого поставщика («нетронутые»), так и собраны на открытых спортивных площадках в Тронхейме и Тромсё («выветрившиеся»). Кроме того, коммерческий материал подвергали криогенному измельчению на фракции с малым размером частиц. Органическое химическое содержание материалов CRG определяли с помощью комбинации нецелевого и целевого анализа с использованием методов газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ-МС), в то время как металлы определяли с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).Исследования фильтрата проводились в течение 30 дней, и целевые органические вещества и металлы определялись с использованием тех же методов. Также были получены фильтраты CRG, которые использовались для изучения их токсичности по отношению к морским копеподам ( Acartia longiremis и Calanus sp.).

Материалы и методы

Химикаты и материалы

Нетронутый CRG (RGS) был поставлен RagnSells, Норвегия, предварительно использованный CRG (TOS), произведенный JOGRA, Steinindustri AS, Норвегия, а выветрившийся CRG (TRD) был собран непосредственно с открытой спортивной площадки в Тронхейме, Норвегия. Все органические растворители и соли были аналитической чистоты, а их чистота перед использованием была проверена на предприятии. Дихлорметан (DCM) поставлялся Rathburn (Великобритания), этилацетат (EtOAc) поставлялся Fluka (Германия), метанол поставлялся MERCK (Норвегия). Деионизированную воду получали из водной системы MilliPore ^® MilliQ. Природную морскую воду собирали с глубины 90 м в Трондхемсфьорде и с глубины 60 м в Санднессунде (Тромсё), фильтровали для удаления крупных частиц, а затем подвергали стерильной фильтрации (0.22 мкм Sterivex ^® ) перед использованием в экспериментах. Эталонные органические химические стандарты были предоставлены компаниями Chiron AS (Тронхейм, Норвегия) и Sigma-Aldrich (Дармштадт, Германия). Эталонные неорганические химические стандарты были предоставлены компанией Inorganic Ventures (Кристиансбург, Вирджиния, США). Набор эталонных материалов CRG, полученных из шин, включал «нетронутый» CRG, приобретенный у коммерческого поставщика (RGS), и два собранных в полевых условиях образца, представляющих материалы CRG «до использования» (TOS) и «выветрившиеся» (TRD) (таблица 1). .Нетронутый материал RGS CRG (1,0–2,8 мм) был дополнительно криомализован на фракции <1500, <1000 и <250 мкм.

Таблица 1. Обзор эталонных материалов из резиновой крошки из шин (CRG), использованных в исследованиях.

Характеристика материалов CRG

Перед использованием в исследованиях выщелачивания и токсичности содержание металлов и органических соединений в образцах CRG определяли с использованием комбинации нецелевых и целевых аналитических химических методов; обычная газовая и жидкостная хроматография, масс-спектрометрия (ГХ- и ЖХ-МС), пиролиз-ГХ-МС и масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).Для обычного нецелевого анализа ГХ-МС три образца CRG (~100 мг) экстрагировали растворителем с помощью DCM, а три образца экстрагировали с помощью EtOAc. Для целевого анализа фталатов дубликаты экстрагировали, используя ДХМ/гексан (1:1, об./об. ), где 4 мл растворителя и смесь заменителей органических химических внутренних стандартов (DEP -d 4, DIBP -d 4, DHXP -d 4, DBzP -d 4, DEHP -d 4) добавляли к каждому образцу перед экстракцией. Экстракцию всех образцов проводили с использованием ультразвука в ванне в течение 30 минут (Bandelin Sonorex Super RK 510H, 640 Вт, 35 кГц) либо при комнатной температуре (ДХМ и ДХМ/гексан), либо при 65°C (EtOAc) до обработки ультразвуком в ванне в течение 30 минут. Затем экстракты растворителя фильтровали через пипетку, заполненную хлопком Bilson и небольшим количеством безводного Na ₂ SO ₄ , для удаления твердых частиц и влаги. Экстракты затем концентрировали выпариванием растворителя (40°C в слабом токе N ₂ ) примерно до 500 мкл и восстановлением внутренних стандартов (флуорен- d 10, аценаптен- d 10 или DOP -d 4). в зависимости от целевых химических веществ) добавляют перед анализом с помощью ГХ- и ЖХ-МС.Фенольные соединения в CRG определяли путем экстракции субобразца (0,1 г) дважды 2 мл дистиллированного метанола при 15-минутной обработке ультразвуком (USC-THD, VWR, Норвегия). Внутренние стандарты ( ¹³ C-меченый BPA, BPB, BPE, 4,4′-BPF, BPP, 4,4′-BPS, 2,4′-BPS, BPZ, BPAF, TBBPA, нонилфенол, октилфенол и Перед экстракцией добавляли D-меченый 2,2′-BPF и BPAP. Экстракты объединяли и концентрировали до 0,5 мл с последующим центрифугированием для удаления любых взвешенных твердых частиц перед анализом с помощью ЖХ-МС.Для пиролизной ГХ-МС образцы CRG анализировали непосредственно без какой-либо предварительной обработки. Образцы (по несколько мг каждого) помещали в стеклянную пробирку объемом 45 мкл, которую затем запаивали. Образцы анализировали с использованием как методов термодесорбции, так и методов пиролиза.

Выщелачивание химикатов из CRG

Было исследовано влияние размера частиц КРГ, концентрации КРГ и естественного выветривания (как проб, собранных в полевых условиях, так и проб, помещенных в океан на 12 месяцев) на химический состав металлов и органических соединений в образующихся фильтратах.Чтобы получить фильтраты для химической характеристики, образцы CRG встряхивали (орбитальный шейкер) со скоростью 250 об/мин в стерильно отфильтрованной морской воде при комнатной температуре (примерно 20°C) в темноте. В исследованиях фильтрата изучали влияние концентрации CRG (1, 10 и 100 г л ^–1 ), времени воздействия (1–30 дней), влияние происхождения CRG (первоначальный, предварительно использованный, выветренный) и влияние Размер частиц CRG (средние частицы заполнения (1,0–2,8 мм) и криомелированные частицы: 250, 1000 и 1500 мкм) на полученный состав фильтрата. Для получения фильтратов для тестирования на токсичность применяли стандартное время воздействия (14 дней), концентрацию CRG (100 и 10 г л ^–1 соответственно) и размер (среднее заполнение). Разведения фильтрованного фильтрата готовили непосредственно в стерильной фильтрованной морской воде (соленость 34–35 psu, pH 8,0–8,2).

При отборе проб фильтраты выделяли из материала CRG с помощью фильтра из стекловолокна (GF/F или GF/C, номинальный размер пор 0,7–1,2 мкм), а затем отбирали пробы для анализа металлов и органических веществ.Для анализа ГХ-МС к водным фильтратам добавляли заменители внутренних стандартов (такие же, как указано выше), которые затем подкисляли (HCl, pH~2). Образцы трижды экстрагировали либо только ДХМ, либо смесью ДХМ и н -гексана (1:1, об./об.) в соответствующих объемах в зависимости от размера образца. Объединенные экстракты осторожно упаривали примерно до 500 мкл и непосредственно перед анализом с помощью ГХ-МС добавляли внутренний стандарт восстановления (такой же, как указано выше). Для анализа фенольных соединений с помощью ЖХ-МС 20 мкл каждого фильтрата смешивали с 80 мл HCl и внутренним стандартом ( ¹³ C-меченый BPA, BPB, BPE, 4,4′-BPF, BPP, 4, 4′-BPS, 2,4′-BPS, BPZ, BPAF, TBBPA, нонилфенол, октилфенол и D-меченые 2,2′-BPF и BPAP).К аликвоте подкисленной смеси добавляли равное количество метанола и тщательно перемешивали перед анализом с помощью ЖХ-МС. Аликвоты выщелачивателей откладывали для анализа металлов с помощью ICP-MS.

Аналитические методы

Методы термодесорбции и полного пиролиза, использованные для анализа материалов CRG, использовали ГХ Agilent 7890A, соединенную с МС Agilent 5975C, оснащенную колонкой ZB5-MSplus (60 м × 0,25 мм × 0,25 мкм) и источником ЭУ, работающим при 230°С и 70 эВ. Образцы CRG помещали в камеру для пиролиза при 230°C, и температура в камере быстро повышалась до конечной температуры (300°C или 600°C), после чего флакон разбивался вручную и аналиты попадали в криогенную (жидкий азот) ) ловушка.Камеру пиролиза нагревали до 300°С (выдержка 2 мин) для термодесорбционного анализа и нагревали до 600°С (выдержка 2 мин) для полного пиролиза. По истечении времени выдержки аналиты выбрасываются на аналитическую колонку с гелием в качестве газа-носителя. Температуру ГХ поддерживали на уровне 40°С (1 мин), повышали до 320°С при 12°С мин ^–1 (выдержка 12 мин). МС работала в режиме полного сканирования (90 184 m/z 90 185 50–500), и аналиты идентифицировались на основе совпадения >90 % со спектрами из библиотеки NIST 2017.

Каждый материал CRG и соответствующий экстракт фильтрата были проанализированы с использованием трех различных подходов ГХ-МС: (i) нецелевой анализ полного сканирования для выявления всех химических добавок, поддающихся ГХ, (ii) метод мониторинга выбранных ионов (SIM), в частности направленный на ПАУ, и (iii) метод SIM, направленный на бензотиазол.Все анализы проводились с помощью системы ГХ-МС, включающей ГХ Agilent 7890A, оснащенного масс-селективным детектором (МСД) Agilent 5975C, оснащенным источником ионов ЭУ. Подробный обзор инструментальных условий представлен в дополнительной информации. После первоначальной проверки хроматограмм пики были подвергнуты деконволюции с использованием алгоритмов Unknowns и извлечены лучшие совпадения из библиотеки NIST 2017. Соединения были отфильтрованы на основе наблюдаемого присутствия по крайней мере в 3 из 6 повторов и > 90% совпадений с масс-спектрами библиотеки NIST 2017.Биогенные соединения или соединения возможного биогенного происхождения были удалены из набора данных. Все соединения, обнаруженные в контрольных образцах, были удалены из набора данных. Для количественного определения целевого аналита применяли 6-уровневую калибровочную кривую для расчета концентраций после нормализации реакции на внутренние стандарты.

Фенольные соединения анализировали с использованием УВЭЖХ Agilent 1290, соединенной с системой Agilent 6550 HR-QTOF, работающей в режиме отрицательной ионизации электрораспылением. Разделение бисфенолов было достигнуто с использованием колонки Waters HSS T3 (1.8 мкм, 150 × 3,0 мм) с градиентом воды и метанола в качестве подвижной фазы. Фталатный экстракт измеряли непосредственно без дополнительной предварительной обработки методом ЖХ-МС (Vantage, Thermo Fisher Scientific, США) на колонке Waters UPLC с BEH Phenyl 100 × 2,1 мм, фаза 1,8 мкм. В качестве подвижной фазы использовали градиент растворителя А: 0,1% муравьиной кислоты в воде и В: 0,1% муравьиной кислоты в метаноле. Для количественного определения бисфенолов и фталатов применяли метод изотопного разбавления. Пределы обнаружения рассчитывали на основе инструментальной чувствительности контрольных образцов.Все данные пустые исправлены.

Концентрации металлов в экстрактах CRG и экстрактах фильтратов определялись для разных экспериментов в двух лабораториях с использованием двух немного отличающихся, но сопоставимых подходов ICP-MS. Подробный обзор подхода к подготовке проб и инструментальных условий представлен в дополнительной информации. Вкратце, первый подход включал расщепление образцов с использованием HNO ₃ , HCl и H ₂ O ₂ при 220°C в течение 20 минут с последующим разбавлением в MilliQ и добавлением ¹⁰³ Rh и ¹¹⁵ . Во внутренних стандартах.Анализ выполняли с использованием трехквадрупольного ИСП-МС Agilent 8800 (ICP-QQQ), оснащенного автодозатором SPS 4. При втором подходе образцы разлагали в 5 мл HNO ₃ и 3 мл деионизированной воды при 250°C в течение 65 мин с последующим разбавлением в MilliQ и добавлением ¹¹⁵ In в качестве внутреннего стандарта. Анализ проводили с использованием ИСП-МС Agilent 7700x.

Воздействие морских веслоногих на морскую воду CRG-фильтраты

Зоопланктон был собран в Бальсфьорде и Хакёйботне недалеко от Тромсё (Норвегия, 69.67°N 18,79°E) с сетью WP2 с ячеей 180 мкм и нефильтрующим тресковым концом. Организмы разводили в окружающей морской воде и доставляли в лабораторию для акклиматизации в 50-литровых резервуарах, аэрируемых силиконовыми трубками. Индивидуальные взрослые самки веслоногих рачков рассортировывали по небольшим чашам и хранили при температуре окружающей среды (8°C) перед использованием. Для экспериментов с воздействием была приготовлена ​​серия исходных растворов выщелачивания CRG из морской воды с использованием описанного выше метода. Исходные растворы представляли собой фильтраты, полученные из (i) 100 г L ^–1 TOS CRG, (ii) 10 г L ^–1 TOS CRG, (iii) 10 г L ^–1 TRD CRG и (iv) ) 10 г L ^–1 RGS CRG.Фильтраты выделяли, пропуская образец через фильтр из стекловолокна (GF/C, номинальный размер пор 1,2 мкм). Для проверки токсичности маточные растворы разбавляли фильтрованной морской водой до желаемых концентраций (0,01–100 г л ^–1 ). Соответствующие массовые концентрации CRG для каждого разбавления фильтрата представлены в дополнительной таблице S1.

Пилотное исследование (Эксперимент 1) для определения общих диапазонов концентраций, ведущих к гибели копепод, было проведено с участием 24 особей двух прибрежных арктических видов ( самок Acartia longiremis и Calanus sp.предвзрослые копеподиты стадии 5 (C5) и взрослые самки), отобранные из полевых образцов, собранных в Хакёйботне. Организмы подвергались воздействию выщелачивающих растворов CRG TOS (100 г л ^–1 ) в 100 (т. е. неразбавленном) и 50 г л ^–1 разведений в 5-мл лунках на двух 12-многолуночных планшетах ( n ). = 24). Смертность регистрировали с интервалом в 4 часа (только для Acartia ) и в конце 24-часового периода воздействия. Во втором исследовании (Эксперимент 2) группы веслоногих ( n = 10) инкубировали в 3 повторах в 500 мл стеклянных бутылях с синей крышкой (общий объем 620 мл), содержащих фильтрованную морскую воду, корм из микроводорослей ( Tetraselmis sp.>5000 клеток·мл ^–1 ) и диапазоне концентраций фильтрата, соответствующих 5–35 г л ^–1 CRG (только TOS). Контрольные экспозиции содержали только веслоногих рачков, водоросли и фильтрованную морскую воду (без фильтрата). Бутылки были прикреплены к планктонному колесу (дополнительный рисунок S1) и медленно вращались (0,26 об/мин) в течение 17 дней (или до тех пор, пока все особи в бутылках для экспонирования не умрут) при погружении в морскую воду при температуре 8°C. В третьем исследовании (Эксперимент 3) использовался тот же подход, что и в Эксперименте 2, но с более низкими концентрациями фильтрата (представляющими 0. 01, 0,1 и 1 г L ^–1 CRG) и для 3 различных типов CRG (TOS, TRD и RGS). Выживаемость контролировали ежедневно в течение 2-недельного периода.

Для изучения влияния фильтратов на выживаемость веслоногих веслоногие величины эффекта рассчитывали как среднюю разность, вычитая среднюю смертность в соответствующих контрольных группах из смертности, зарегистрированной в разведениях фильтрата:

xD⁢i⁢f⁢f=xl⁢e⁢a⁢c⁢h¯-xc⁢o⁢n⁢t⁢r¯

Дисперсия оценивалась как объединенное стандартное отклонение (Rosnow and Rosenthal, 1996):

v⁢a⁢r=S⁢Dl⁢e⁢a⁢c⁢h3+S⁢Dc⁢o⁢n⁢t⁢r222

Затем объединенное стандартное отклонение было умножено на 1.96, представляющей 95% площади под кривой нормального распределения, для построения вертикальных планок погрешностей средних разностей. Столбики погрешностей выше (и не пересекая) нулевой линии означают значительно более высокую смертность в экспозициях, чем в контрольной группе.

Результаты и обсуждение

Характеристика CRG

Нецелевой скрининговый анализ CRG

Обзор органических соединений, обнаруженных в экстрактах CRG с помощью нецелевого анализа, представлен в дополнительной таблице S2. Всего было идентифицировано 19 различных соединений с совпадением ≥90% с масс-спектрами библиотеки NIST 2017. Соединения включали ПАУ (пирен и фенантрен), бензотиазолы (бензотиазол, 2-меркаптобензотиазол), фенолы (4-трет-октилфенол, 3-трет-бутилфенол), метилстеарат, хинолины и амины (N-(1,3-диметилбутил)- N’-фенил-1,4-бензолдиамин, дифениламин) и другие. ПАУ и бензотиазолы являются хорошо известными компонентами CRG, многие из которых классифицируются как токсины окружающей среды и человека (ChemRisk Inc., 2008; ЕСНА, 2017). Однако некоторые из других идентифицированных соединений представляют собой классы химических веществ, о которых сообщают реже и об их потенциальных рисках известно меньше (Rogge et al., 1993; Llompart et al., 2013; Wagner et al., 2018).

Количественный анализ целевых органических соединений в CRG

Сводка концентраций целевых 16 ПАУ EPA (представленных в виде общего количества ПАУ), фенолов, бензотиазола и других выбранных соединений в экстрактах CRG (TRD, TOS и RGS) представлена ​​в таблице 2. Концентрации отдельных обнаруживаемых соединений варьировались от 0,0004 мг/кг ^–1 (4,4’-бисфенол S в TRD) до 540 мг кг ^–1 (ацетофенон в TOS) CRG. Общие концентрации ПАУ в 3 различных материалах CRG были в основном одинаковыми и варьировались от 47 мг кг ^–1 (TOS) до 58 мг кг ^–1 (TRD). Наиболее распространенным ПАУ был пирен в концентрации 24–25 мг/кг 90 197–1 90 198, за ним следовали флуорантен и фенантрен в концентрации 8–7 мг/кг 90 197–1 90 198 и 3,8–6,5 мг/кг 90 197–1 90 198 соответственно.Эти результаты находятся в диапазоне концентраций, указанных в CRG ECHA (9,12–58,2 мг/кг ^–1 ) и Агентством по охране окружающей среды США (в среднем 41 мг/кг ^–1 ; n = 27) (ECHA, 2017; АООС США и CDC/ATSDR, 2019). Бензотиазол демонстрировал высокие концентрации во всех материалах CRG, но с большим разбросом, чем ПАУ, от 37 мг кг ^–1 (TRD) до 110 мг кг ^–1 (TOS). Эти значения несколько выше значений, ранее сообщавшихся Агентством по охране окружающей среды США и составлявших 11 мг/кг 90 197–1  (US EPA и CDC/ATSDR, 2019). Ацетофенон и фталид присутствовали в очень низких концентрациях в материалах TRD и RGS (0,22–0,37 и 0,1–0,4 мг/кг ^–1 соответственно), но в очень высоких концентрациях в материале TOS (78–540 мг·кг). ^–1 соответственно). В целом фенольные соединения присутствовали в очень низких концентрациях от 0,0004 мг/кг ^-1 до 4 мг кг ^-1 , при этом семь из двенадцати целевых фенолов не были обнаружены ни в одном из материалов CRG. Были обнаружены только 2,4-бисфенол А, 2,4-бисфенол F, 4,4′-бисфенол F и следовые количества 4,4′-бисфенола S и 4,4′-бисфенола А.Суммарные концентрации бисфенола колебались от 2,26 мг/кг ^–1 (TOS) до 6,33 мг/кг ^–1 (TRD), с 2,4-бисфенолом F в качестве основного вклада при 0,61–1,21 мг кг ^–1 , затем 4,4′-бисфенол F в количестве 0,38–0,83 мг/кг ^–1 и 2,4-бисфенол А в количестве 0,16–0,18 мг кг ^–1 . Интересно, что концентрация некоторых соединений в различных образцах CRG сильно различалась. Это может отражать различные исходные материалы, использованные при подготовке, или, в случае образцов TRD, которые подвергались воздействию окружающей среды, изменения, вызванные погодными условиями.Хотя исследований, сравнивающих химический состав широкого спектра различных шин, по-видимому, не проводилось, экотоксикологическая оценка фильтратов из 25 различных шин показала диапазон значений EC50, что свидетельствует о различном химическом составе (Wik and Dave, 2006).

Таблица 2. Концентрации органических соединений в резиновых гранулах (мг кг ^–1 ).

Из 14 проанализированных фталатов только 7 удалось обнаружить в CRG (табл. 2).Доминировал ДЭГФ (17,7 мг/кг), за ним следовали ДиНФ, ДиБФ и ДнБФ (10,1, 2,94, 2,60 и 2,06 мг/кг). Суммарная фталатная нагрузка в КРГ сходна с нагрузкой ПАУ и бензотиазолом (47-58 мг/кг ^-1 и 37-110 мг/кг ^-1 соответственно). Предыдущее исследование выявило более низкие средние концентрации для всех четырех из этих фталатов в CRG, взятых непосредственно из искусственных пеков, но значения текущего исследования находятся в пределах диапазона представленных данных (RIVM, 2016). Четыре фталата (DiBP, DBP, BBP и DEHP) классифицируются ECHA как токсичные для репродукции в категории 1B (могут повредить нерожденному ребенку и подозреваются в нарушении фертильности), при этом BBP и DBP также классифицируются как токсичные для водной среды.Кроме того, Комитет государств-членов ECHA (MSC) единогласно подтвердил, что эти четыре фталата являются эндокринными разрушителями, связанными со здоровьем человека (хотя они не пришли к единодушному мнению, что они вызывают аналогичную озабоченность) и что DEHP является эндокринным разрушителем в окружающей среде. Все четыре фталата зарегистрированы как вещества, вызывающие очень большую озабоченность (SVHC) (ECHA, 2017). И фталаты, и их метаболиты были обнаружены у морских видов, таких как черепахи и морские свиньи, что указывает на существующее воздействие этих каучуковых и пластиковых добавок.После поглощения организмами они относительно быстро метаболизируются, образуя стабильные метаболиты с неизвестной токсичностью (Savoca et al. , 2018; Rian et al., 2020).

Определение характеристик CRG методом пиролиза ГХ-МС

Хроматограммы и пирограммы термодесорбции представлены в дополнительной таблице S3. Пирограммы сложны, но обнаруживают схожие «отпечатки пальцев» между нетронутым заполнением (RGS) и выветренным CRG (TRD). Это неудивительно, учитывая, что большинство соединений, обнаруженных с помощью этого типа анализа, представляют собой большие молекулы и небольшие фрагменты, обычно образующиеся в процессе пиролиза.Идентифицированные связанные с добавками соединения включали бензотиазол и его метилированные изомеры, N -(1,3-диметилбутил)- N ‘-фенил-1,4-бензолдиамин, d -лимонен и хинолины. Другие идентифицированные соединения включали малые алифатические (алканы, алкены и циклические соединения) и ароматические углеводороды (БТЭК (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы), С4-С6 алкилбензолы, стирол, инданы, ПАУ) и малые кетоны. Ожидается, что более мелкие углеводороды будут продуктами частичной фрагментации стирол-бутадиенового каучука (SBR) в CRG, в то время как другие соединения в основном являются известными добавками к каучукам. Ряд дополнительных добавок был идентифицирован с помощью химической экстракции с последующим полномасштабным анализом ГХ-МС CRG (дополнительная таблица S2), при этом бензотиазол был наиболее выраженным пиком добавки, наряду с N — (1,3-диметилбутил) — N ‘-фенил-1,4-бензолдиамин, который также был идентифицирован на пирограммах.

Металлы в CRG

Результаты анализа металлов исходного (RGS), бывшего в употреблении (TOS) и выветренного (TRD) CRG, а также криомилированного CRG различных фракций крупности приведены в таблице 3.Цинк был самым распространенным металлом во всех образцах, в диапазоне от 22 601 мг кг ^–1 (TOS) до 12544 мг кг ^–1 (TRD). Mg варьировался от 1046 мг кг ^–1 (TRD) до 273 мг кг ^–1 (RGS), Al варьировался от 1305 мг кг ^–1 (TRD) до 1066 мг кг ^–1 (RGS), Fe колеблется от 1214 мг кг ^–1 (TRD) до 729 мг кг ^–1 (TOS), Co колеблется от 84 мг кг ^–1 (RGS) до 36,5 мг кг ^–1 (TRD) и Cu колебалась от 85 мг кг ^–1 (TOS) до 18 мг кг ^–1 (TRD). Все остальные металлы (Cr, Mn, Ni, Cd, Sb и Pb) были ниже 25 мг/кг ^–1 во всех образцах CRG. Различия в концентрациях отдельных металлов между TRD, TOS и RGS обычно были меньше порядка величины (таблица 3). Наблюдаемая вариация, по-видимому, отражает различия в исходных материалах для различных материалов CRG, поскольку концентрация некоторых металлов была самой высокой в ​​выветренном материале TRD (Mg, Al, Cr, Mn, Fe, Ni). Однако Zn был ниже в TRD, чем в TOS или RGS, и может указывать на потерю этого металла в результате выщелачивания в окружающей среде.

Таблица 3. Концентрации металлов в СРГ (мг кг ^–1 ).

Выщелачивание химикатов CRG в морскую воду

Пилотное исследование влияния времени воздействия (1–30 дней) на состав и концентрацию металлических и органических добавок в фильтратах морской воды показало, что время воздействия 14 дней было достаточным для создания стабильных концентраций органических химикатов в фильтрате в статической системе ( Фигура 2). Однако концентрации Zn в фильтрате морской воды продолжали увеличиваться до конца эксперимента, который длился 30 дней.Это согласуется с предыдущими исследованиями выщелачивания цинка из шинной резины, которые показали, что продолжение выщелачивания в проточной системе не приводило к значительному истощению резервуара цинка в грануляте (Rhodes et al., 2012). На основании этих данных время воздействия 14 дней было использовано для создания фильтратов для оставшихся исследований фильтратов и исследований токсичности.

Рисунок 2. Выщелачивание цинка, бисфенола А, бензотиазола и н-циклогексилформамида из гранулята исходной резиновой крошки (RGS) в морскую воду в течение 30 дней при концентрации резиновой крошки 100 г л ^–1 .

Через 14 дней отчетливо видна отчетливая окраска морской воды, указывающая на выщелачивание и дисперсию мелких частиц CRG (дополнительный рисунок S2). Целевой анализ фильтратов показал, что ряд органических (табл. 4, 5) и металлических (табл. 6) добавок вымывается из ЦРГ в морскую воду. Бензотиазол был органическим соединением с самой высокой концентрацией во всех продуктах выщелачивания CRG, независимо от отношения CRG к воде, используемого для получения продукта выщелачивания, в то время как Zn был металлом с самой высокой концентрацией во всех продуктах выщелачивания.Наиболее распространенные органические и металлические компоненты, измеренные в исходных материалах CRG, также были наиболее распространены в соответствующих фильтратах. Концентрации бензотиазола в фильтратах из трех разных CRG различались, но соответствовали распределениям в исходных материалах CRG, где самые низкие концентрации были определены для TRD CRG и соответствующего фильтрата (таблица 4). Это может отражать присущую изменчивость состава CRG или то, что это низкомолекулярное соединение (MW 135) предпочтительно выщелачивается из CRG в естественной среде.Тем не менее, концентрации бензотиазола в продуктах выщелачивания точно отражают концентрации в соответствующих исходных CRG. В предыдущих исследованиях сообщалось о концентрациях выщелачивающего раствора бензотиазола CRG 293–578 мкг L ^–1 (Nilsson et al., 2008), 526 мкг L ^–1 (Ly and Walker, 2009), 18 мкг L ^–1 (Ly and Walker, 2009). Celeiro et al., 2014), которые сопоставимы со значениями, определенными в настоящем исследовании (табл. 4). Концентрации бензотиазола и Zn в фильтратах морской воды показали линейную зависимость от количества CRG, добавленного в морскую воду (рис. 3), что подтверждает пригодность прямого разбавления основных продуктов фильтрата для исследования токсичности.

Таблица 4. Концентрация бензотиазола и общее количество ПАУ в фильтратах морской воды в зависимости от концентрации CRG.

Таблица 5. Концентрация фенолов и общих фталатов в морском фильтрате ТОС (100 г л ^–1 ).

Таблица 6. Содержание целевых металлов в фильтратах морской воды в зависимости от концентрации CRG.

Рисунок 3. Увеличение концентрации бензотиазола (слева) и цинка (справа) в фильтратах морской воды (мкг л ^–1 ) в зависимости от концентрации CRG.На графиках показаны средние значения и стандартные отклонения для 3 повторений фильтрата, полученного из «нетронутого» CRG (RGS), CRG перед использованием (TOS) и CRG, собранного в полевых условиях с футбольного поля (TRD).

Общие концентрации ПАУ в различных фильтратах морской воды были, как правило, низкими, в пределах от –1 ) до 4,4 мкг л ^–1 (для фильтрата, полученного из RGS при 100 г л ^–1 ) (табл. 4). В отличие от бензотиазола и металлов, не наблюдалось явного увеличения общей концентрации ПАУ по сравнению с увеличением концентрации воздействия ХРГ.Фенольные соединения были обнаружены в небольшом количестве в фильтрате ТОС, где преобладали 2,4-бисфенол F и 4,4′-бисфенол F (11,9 и 6,2 мкг L ^–1 ), в то время как фталаты не были обнаружены в фильтрате ТОС при все (табл. 5). После цинка металлами, присутствующими в самых высоких концентрациях в различных продуктах выщелачивания CRG (из CRG на 100 г L ^–1 ), были Fe (126–377 мкг L ^–1 ), Mn (25–79 мкг L ^{– 1}), Cu (39–66 мкг L^–1) и Co (13,57 мкгL^–1) (табл. 6).Все другие целевые металлы (Cr, Ni, Cd, Sb и Pb) присутствовали в концентрациях <10 мкг L ^–1 во всех фильтратах. Профили металлов в фильтратах в значительной степени отражают профили в материалах CRG (таблица 3), при этом металлы в более высоких концентрациях в исходных материалах CRG также присутствуют в более высоких концентрациях в полученных фильтратах.

В пробах, изучающих влияние размера частиц на состав фильтрата, концентрации отдельных органических химических веществ и металлов показали разные закономерности (таблицы 4–6).В целом, концентрации конкретных органических химических веществ были одинаковыми для всех трех исследованных частиц разного размера (250, 1000, 1500 мкм) при концентрациях CRG 10 г л ^–1 . Общее содержание ПАУ колебалось в пределах 2,2–2,4 мкг л ^–1 , а бензотиазола – в пределах 512–546 мкг л ^–1 , что также было сравнимо с некриомилированным материалом при той же концентрации воздействия (2,7 и 563 мкг л ^{– 1} соответственно). Аналогичная картина наблюдалась и для металлов Cr (4.2-5,0 мкг L ^-1 ) и Pb (3,0-3,6 мкг L ^-1 ), что также сравнимо с некриогенным материалом (4,0 и 2,7 мкг L ^-1 соответственно). Другие металлы обычно демонстрировали увеличение концентрации фильтрата с соответствующим уменьшением размера частиц CRG, хотя это было более выражено для некоторых металлов, чем для других. Например, концентрации металлов более чем удвоились в фильтратах, полученных из частиц CRG размером 250 мкм, по сравнению с таковыми из частиц CRG размером 1500 мкм, где Zn увеличился с 1.7 мг L ^–1 до 4,1 мг L ^–1 , Cu увеличилось с 23 до 33 мкг L ^–1 , Mn увеличилось с 4 мкг L ^–1 до 20 мкг L ^–1 и Со увеличилось от 2,3 мкг L ^–1 до 11,4 мкг L ^–1 . Частицы меньшего размера имеют большее отношение площади поверхности к объему, что, как известно, способствует выщелачиванию в водную среду. Повышенное выщелачивание Zn из CRG с уменьшением размера частиц, наблюдаемое в текущем исследовании, было продемонстрировано ранее (Rhodes et al., 2012). В очень немногих исследованиях изучалось высвобождение других металлов из CRG или частиц износа шин разного размера, но доступная литература указывает на то, что выщелачивание многих металлов не зависит от размера частиц (Selbes et al., 2015). Хотя было бы интересно нормализовать данные о концентрации выщелоченного металла по площади поверхности для выявления размерных эффектов, распределение размеров испытуемых материалов было на самом деле довольно широким, и поэтому расчетная площадь поверхности стала «диапазоном площади поверхности».Кроме того, частицы в текущем исследовании были очень неправильной формы с подробной морфологией поверхности, а это означает, что оценка площади поверхности на основе предположения о сферических частицах слишком далека от точной оценки площади поверхности, чтобы быть достаточно надежной. Было показано, что выщелачивание растворенного органического углерода из частиц SBR увеличивается с уменьшением размера частиц (Selbes et al., 2015), что противоречит наблюдениям для конкретных органических соединений в текущем исследовании.Всесторонний обзор частиц износа шин в окружающей среде пришел к выводу, что влияние размера частиц на вымывание неубедительно (Wagner et al., 2018). Результаты настоящего исследования свидетельствуют о том, что на выщелачивание компонентов КГВ влияют размер частиц и коэффициент распределения индивидуальных органических веществ и металлов между КВГ и водной фазой, а также фоновая концентрация соединений в окружающей воде (направление градиента концентрации достичь равновесия).Все значения, зарегистрированные в фильтратах, превышали пороговые значения директив ЕС для морской и пресной воды (ДИРЕКТИВА ЕС 2008/105/EC), где стандарты качества окружающей среды (EQS) 0,28, 1,0 и 7,8 мкг L ^–1 были определены для кобальта. , меди и цинка соответственно. Концентрации выщелачивания превышали эти концентрации на три порядка (таблица 6), причем Zn превышал рекомендуемый порог более чем в 2500 раз.

Фталевый ангидрид и n -циклогексилформамид были обнаружены в фильтратах CRG, но не в исходных материалах CRG с помощью любого из методов экстракции и анализа (дополнительная таблица S2).Соединения, наблюдаемые в фильтратах CRG, а не в экстрактах растворителей или пирограммах исходных материалов CRG, могут отражать различную растворимость в воде органических химических веществ, присутствующих в резине автомобильных шин. И фталевый ангидрид, и n -циклогексилформамид являются высокополярными низкомолекулярными соединениями (MW 148 и 127 соответственно). Такие соединения могут присутствовать в CRG в небольших количествах, но предпочтительно выщелачиваются в водный раствор. n -Циклогексилформамид ранее был обнаружен в парах этилен-пропилен-диенового каучука, что позволяет предположить, что он может быть компонентом CRG (Forrest, 2019).

Токсичность выщелачивания CRG для морских веслоногих

Поскольку соответствующие концентрации в морской среде в настоящее время неизвестны, в трех экспериментах по воздействию с использованием CRG TOS был протестирован широкий выбор концентраций фильтрата, от высоких в эксперименте 1 (100 и 50 г л ^–1 ) до средних в эксперименте 2 (5– 35 г л ^–1 ), до низкого в эксперименте 3 (1-0,01 г л ^–1 ). Смертность была выбрана в качестве конечной точки для двух копепод, более мелкого Acartia longiremis и более крупного Calanus sp.CRG TOS был выбран в качестве тестового материала из-за немедленной доступности достаточного количества CRG для получения фильтрата. Смертность в контрольных флаконах менялась во времени и между экспериментами, но не маскировала дозозависимую реакцию при лечении, за исключением самых низких концентраций, когда в некоторых случаях смертность в контрольной группе была выше, чем при воздействии. Это может быть просто связано со стохастической изменчивостью данных, поскольку мы не ожидаем благотворного воздействия низких доз фильтрата на копепод. Однако мы не можем исключить, что несмертельные дозы одного или нескольких из измеренных контаминантов вызывают физиологическую защитную реакцию у подвергшихся воздействию веслоногих, что может увеличить их выживаемость по сравнению с не подвергшимися воздействию аналогами. Эта возможность должна быть исследована дополнительно, а природа защитного механизма изучена с помощью подходящих методов (например, картирования экспрессии генов). Кумулятивная смертность с течением времени представлена ​​на рисунке 4 для каждого эксперимента и обоих видов веслоногих. При высоких концентрациях фильтрата (опыт 1) все копеподы погибли в течение 24 часов.Это было изучено более подробно для A. longiremis , показав более медленное ухудшение при 50 г L ^–1 , чем при 100 г L ^–1 после 4, 8 и 12 ч инкубации (рис. 4А). Средние концентрации фильтрата (Эксперимент 2) индуцировали четкую дозозависимую реакцию у обоих видов, но также продемонстрировали более высокую чувствительность у Acartia , чем у Calanus , где Acartia достигла 100% смертности намного быстрее, чем Calanus при всех трех фильтратах. концентрации (рис. 4B).Значения LC ₅₀ через 48 часов составили 35 г л ^–1 для Calanus по сравнению с <5 г л ^–1 для Acartia . При самых низких концентрациях (Эксперимент 3) смертность была выше в контроле, чем при воздействии фильтрата для обоих видов, а окончательная смертность через 2 недели составляла ≤50% для подвергшихся воздействию веслоногих (рис. 4C). Для Calanus была протестирована только одна низкая концентрация TOS (0,1 г л ^-1 ), при которой выживаемость составила 72% на 14-й день. Таким образом, низкие концентрации фильтрата не вызывали негативных эффектов ни у одного из видов (рис. 4C).Эксперимент 3 (низкие концентрации; 1–0,01 г л ^–1 ) был повторен еще с двумя типами CRG, выветренным TRD и нетронутым RGS (дополнительный рисунок S3). Опять же, смертность копепод при воздействии фильтрата была аналогична таковой в контроле, за исключением TRD при 1 г л ^-1 , для которого наблюдалась повышенная смертность у обоих видов веслоногих (дополнительная фигура S3b).

Рисунок 4. Смертность Acartia longiremis (верхние панели) и Calanus sp.(нижние панели) подвергались воздействию ряда концентраций фильтрата TOS CRG в трех экспериментах; (A) Опыт 1 (50 и 100 г L ^–1 ), (B) Опыт 2 (35, 15 и 5 г L ^–1 ), (C) Опыт 3 (1, 0,1 и 0,01 г L ^–1 ). Эксперименты 1, 2 и 3 длились 1, 17 и 14 дней соответственно.

Для проверки значительных различий в смертности между подвергшимися и не подвергшимися воздействию копеподами была рассчитана величина эффекта для трех выбранных моментов времени: день 1, день 8 и день 14.Значимые размеры эффекта были зарегистрированы для всех концентраций воздействия ≥5 г л ^–1 CRG TOS (рис. 5). Более низкие концентрации воздействия (0,01-1 г л ^-1 ) не отличались от контроля, в том числе для TRD при 1 г л ^-1 , несмотря на повышенную смертность, упомянутую выше (дополнительная фигура S3b). Тем не менее, можно предположить, что повышенное атмосферное воздействие этого каучука, по-видимому, способствовало наблюдаемому увеличению токсичности. Предполагается, что частичное выветривание изменяет свойства резины, например, делая ее более хрупкой и увеличивая доступную площадь поверхности, что приводит к более высокой степени выделения загрязняющих веществ из материала.

Рисунок 5. Величина эффекта различных концентраций CRG для Acartia longiremis (слева) и Calanus sp. (справа) для трех типов CRG: (A) TOS, (B) TRD и (C) RGS. Положительные значения с полосами ошибок, не пересекающими нулевую линию, указывают на значительно более высокую смертность при обработке фильтратом, чем в контроле.

Видоспецифичная токсичность

Исследование демонстрирует различную чувствительность двух исследованных копепод: Acartia реагировали более высокой смертностью быстрее, чем Calanus при данной концентрации CRG. Это можно объяснить (а) разницей в размерах тела (Neumann et al., 2005), где меньший Acartia может получать более высокие дозы за счет большего отношения поверхности к объему, чем более крупный Calanus , или (b) проглатывание большего количества токсина из-за более высокой скорости клиренса (объем воды, отфильтрованной в единицу времени) или (c) из-за различий в механизмах защиты/восстановления или внутренних токсиновых путей. Например, стадии Calanus C5 имеют запасы липидов, которые могут помочь им «забуферить» токсичные молекулы и удалить их из своего метаболизма, в то время как Acartia лишены этой возможности и могут быть более подвержены окислительному стрессу (Hansen et al., 2018; Соренсен и др., 2020). Токсичность выщелачивания CRG для водных организмов была рассмотрена Wik and Dave (2009) и Halle et al. (2020). Концентрации воздействия варьировались в широких пределах и зависели от типа (например, метод истирания), происхождения (например, летние или зимние шины) и состояния (например, погодные условия, воздействие УФ-излучения) нанесенного CRG. Насколько нам известно, до настоящего времени не проводилось никаких других исследований морского зоопланктона, за исключением одного исследования солоноватых видов Eurytemora affinis (Hall et al., 1993), где воздействие фильтрата приводило к 100% смертности. Эффективные концентрации для пресноводных кладоцер (дафнид), сравнимые с изучаемыми здесь пелагическими морскими копеподами, сильно варьировались, но, по-видимому, в целом были ниже зарегистрированных здесь. Сообщаемые 48-часовые значения EC ₅₀ для D. magna варьировались от 0,25 г L ^–1 до 10 г L ^–1 (Wik and Dave, 2005, 2006), в то время как другое исследование выявило LC ₅₀ из 25 г л ^–1 после 72 ч инкубации (Goudey and Barton, 1992), что является относительно высоким значением по сравнению со значениями LC ₅₀ (48 ч) между 5 и 35 г л ^–1 определено в текущем исследовании.Было высказано предположение, что фильтраты из шин снижают токсичность при увеличении солености (Hartwell et al. , 2000), и текущее исследование подтверждает это. Когда фильтраты элюировали при значениях pH <7, токсичность возрастала параллельно с увеличением концентрации Zn в элюате (Gualtieri et al., 2005), что указывает на то, что выщелачиваемость загрязнителей различна и зависит от состояния выщелачиваемого каучука (например, состояние выветривания) и преобладающие условия выщелачивания. Воздействие УФ-излучения на каучук, по-видимому, также повлияло на уровень токсичности полученного фильтрата (Wik and Dave, 2006).

Каковы факторы токсичности фильтрата CRG?

Известно, что частицы CRG проглатываются морскими организмами (Redondo-Hasselerharm et al., 2018; Khan et al., 2019), что приводит к потенциальному воздействию через выщелачивание во время прохождения по кишечнику. Однако воздействие на морские организмы химических добавок в CRG, вероятно, будет более распространенным путем выщелачивания в водную фазу, особенно потому, что некоторые из этих добавок проявляют стойкость в окружающей среде (Halle et al. , 2020). Разнообразие органических добавок, присутствующих в CRG, чрезвычайно затрудняет определение того, какие химические группы представляют наибольший интерес для оценки потенциального воздействия на окружающую среду и рисков, связанных с CRG.Исследования токсичности фильтрата с использованием материала TWP и CRG проводились в различных водных средах с различными видами, что привело к большим различиям в эффектах, которые объяснялись различиями в составе шин, методе образования фильтрата и чувствительности к видам (Wik and Dave, 2009; Вагнер и др., 2018). Тем не менее, полное выяснение компонентов выщелачивания TWP и CRG, вызывающих токсикологические реакции в водной среде, еще не достигнуто. Кроме того, сравнение данных о токсичности CRG/TWP затруднено из-за отсутствия стандартных методов получения фильтратов, определения химического состава добавок и измерения их потенциальной опасности, хотя корректировка уже существующих руководств по растворимым загрязнителям может быть доработана для соответствия требованиям. руководство по фильтрату (Khan et al., 2017). Также будет важно продвигаться вперед к установленным методам различения эффектов частиц и эффектов, возникающих из-за химических добавок, полученных из CRG/TWP (Wik and Dave, 2009; Wagner et al., 2018; Halle et al., 2020).

В текущем исследовании было невозможно четко установить, какие компоненты выщелачивателей CRG обусловливают наблюдаемую токсичность, а сложность выщелачиваний означала, что можно было количественно определить только подмножество присутствующих органических химических веществ.Бензотиазол и его производные, по-видимому, являются сильными кандидатами на участие в наблюдаемых эффектах, основанных на высоких концентрациях фильтрата и установленной токсичности. Острая и хроническая токсичность бензотиазола и его производных показана для дафний C. dubia (Nawrocki et al., 2005). Бензотиазол продуцировал EC ₅₀ с при 24,6 мг л ^–1 при остром (24 ч) воздействии и при 54,9 мг л ^–1 при хроническом 1-недельном воздействии, соответственно, в то время как некоторые из производных (включая 2-меркаптобензотиазол ) имел гораздо более высокую токсичность. Хотя концентрации бензотиазола, измеренные в наших фильтратах, оставались ниже этих значений в диапазоне от 0,068 до 1,42 мг л ^–1 (таблица 4), они вполне могли способствовать общей токсичности, наблюдаемой в этом исследовании. Производное бензотиазола 2-меркаптобензотиазол было обнаружено в CRG, но не в фильтратах с помощью доступного метода (дополнительная таблица S2). Будущие исследования должны включать эту группу загрязняющих веществ с более высоким разрешением в аналитическую химию, чтобы лучше определить их вклад в токсичность фильтрата CRG.

В отличие от бензотиазола, содержание ПАУ в наших материалах CRG превышало уровни, указанные в разделе 50 Приложения XVII REACH, но не в соответствии с требованиями REACH ЕС (Приложение XVII, пункт 28). Кроме того, ПАУ выщелачивались только в ограниченных количествах, что позволяет предположить, что они вносят лишь незначительный вклад в наблюдаемую токсичность. Точно так же фталаты не выщелачивались значительно. Присутствуя в исходном материале CRG в относительно небольших количествах (3 мг/кг ^–1 ), ряд бисфенолов вымывается из CRG в морскую воду при относительно высоких концентрациях по сравнению с другими органическими веществами (о которых, по-видимому, сообщается впервые). Бисфенолы обладают хорошо задокументированными разрушающими эндокринную систему свойствами, причем BPS и BPF более эффективны, чем BPA (Chen et al., 2016). Хотя имеется очень мало данных о токсичности этих химических веществ для водной среды, полевые исследования показали, что морские веслоногие раки накапливают бисфенолы, особенно на ранних стадиях развития (Staniszewska et al., 2016). Таким образом, бисфенолы из CRG могут способствовать не только токсическим эффектам самих веслоногих, но, кроме того, представлять риск для вторичных потребителей в морских пищевых цепях.Zn был наиболее распространенным металлом, присутствующим в фильтратах CRG, и его часто называют кандидатом, наиболее вероятно ответственным за наблюдаемую токсичность фильтрата CRG/TWP. Например, было показано, что токсичность цинка связана с нарушением поглощения ионов кальция у Daphnia magna (Muyssen et al., 2006), и аналогичные механизмы могут применяться к морским веслоногим.

Многие другие неопознанные и неопределенные органические соединения также присутствовали в фильтратах и ​​также могли способствовать общей токсичности. В целом общие концентрации металлов и органических загрязнителей являются ограниченным средством оценки судьбы и переноса. Например, токсичность металлов зависит не от общей концентрации определенного элемента, а от образования соединений, которое, в свою очередь, контролируется такими параметрами окружающей среды, как окислительно-восстановительный потенциал, адсорбция и взаимодействие с растворенными органическими веществами. Что касается органических загрязнителей, то отдельные конгенеры группы могут оказывать иное токсическое воздействие, чем другие, а также характеристики метаболизма и биоаккумуляции, обусловленные различиями в их молекулярной структуре и последующими взаимодействиями с организмами и окружающей средой.Поэтому важно учитывать, что наиболее распространенные соединения или металлы в фильтрате не обязательно являются наиболее токсичными, и что также может иметь место аддитивная токсичность. В зависимости от способа(ов) действия отдельных токсинов и/или смесей токсинов эффекты могут различаться между морскими средами обитания (например, отложения по сравнению с толщей воды) и функциональными группами (например, режим питания, стратегия поиска пищи, репродуктивная стратегия и т. д.). ). Хотя предыдущее исследование показало, что фильтраты из резиновых материалов автомобильных шин, вероятно, представляют большую угрозу для пресноводных местообитаний, чем для устьевых или морских местообитаний (Hartwell et al., 2000), текущее исследование предполагает, что следует также учитывать воздействие на морскую среду, особенно в регионах с высокими выбросами TWP/CRG (например, городские стоки) и в Арктике, где некоторые виды могут проявлять большую чувствительность, чем другие. Помимо стандартных лабораторных концентраций воздействия, необходимы реалистичные сценарии воздействия на окружающую среду, которые изучают концентрации CRG in situ вместе со смертельным и сублетальным воздействием на людей и популяции в реалистичных градиентах концентрации от точечных источников (например,г., открытые хранилища, береговые снегоуборочные свалки). Длительное воздействие на дафниду Cerodaphnia dubia дало значения ЕС ₅₀ 0,01–1,8 г л ^–1 (Wik et al. , 2009), но какие-либо эквивалентные данные для морских организмов в настоящее время отсутствуют. Наконец, будет важно точно определить, какие компоненты фильтрата вызывают наблюдаемую токсичность и различается ли она для разных морских видов. Это предоставит знания, необходимые для разработки оценок рисков для ELT и CRG, а также предоставит промышленности приоритетный список добавок, которые следует уменьшить или удалить из резиновых изделий.

Заключение

Настоящая работа представляет собой одно из первых экспериментальных исследований по изучению воздействия выщелачивания химических добавок из CRG из ELT на морские организмы. Подробная характеристика нетронутых и подвергшихся атмосферным воздействиям эталонных материалов CRG и их фильтратов показала, что в материалах и соответствующих фильтратах присутствовала сложная смесь органических химических и металлических добавок. Важно отметить, что были значительные различия в профилях добавок между материалами CRG и их фильтратами, но нетронутые и выветрившиеся материалы CRG имели схожие профили, что указывает на то, что частицы CRG и выщелачивающие химикаты будут продолжать представлять угрозу для дикой природы еще долгое время после их утилизации. Морские веслоногие продемонстрировали дозозависимую реакцию на продукты выщелачивания CRG, но наблюдались видовые различия, свидетельствующие о том, что некоторые организмы более уязвимы к воздействию, чем другие. В то время как бензотиазол и Zn, как правило, были органическими и металлическими компонентами, идентифицированными в самых высоких концентрациях в фильтратах, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие компоненты фильтрата CRG вызывают наблюдаемую токсичность. Кроме того, в будущем следует изучить долгосрочные последствия воздействия фильтрата CRG и сублетальные конечные точки, в том числе в сочетании с проглатыванием/воздействием частиц каучука.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок.

Вклад авторов

CH, DH, AB и LS внесли равный вклад в исследование. Все они задумали и разработали исследование в сотрудничестве. LS, DH и AB провели анализ образцов. CH подготовил образцы и провел исследования токсичности. Все авторы в равной степени внесли свой вклад в подготовку рукописи и одобрили ее представление.

Финансирование

Эта работа финансировалась Fram Center Flagship Hazardous Substances (Framsenteret, Норвегия), номер проекта 1002018.

Конфликт интересов

СН принят на работу в компанию Акваплан-нива. LS и AB были наняты компанией SINTEF Ocean. DH был нанят исследовательским фондом NILU. Все авторы заявляют, что любые коммерческие или финансовые отношения, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов, не повлияли на результаты этого исследования.

Благодарности

Мы благодарны Итсасне Бейтиа Агирре, Лисбет Стен и Марианне Кьос из SINTEF, а также Микаэлю Харью, Павлу Ростковски и Марит Вадсет из NILU за помощь в химическом анализе. Мы также признательны Кристине Хопланд Сперре и Гектору Андраде (Акваплан-нива) за помощь в отборе проб в полевых условиях, проведении экспериментов по воздействию и составлении графиков данных о токсичности. Благодарим компанию CARAT GmbH (Германия) за проведение криомассажа материала RGS CRG.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.00125/full#supplementary-material

Каталожные номера

Бокка Б., Форте Г., Петруччи Ф., Костантини С. и Иззо П. (2009). Металлы, содержащиеся и выщелачиваемые из резинового гранулята, используемого на участках с синтетическим покрытием. науч. Общая окружающая среда. 407, 2183–2190. doi: 10.1016/j.scitotenv.2008.12.026

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Калоу, П., и Форбс, В.Е. (2003). Экспертная оценка: дает ли экотоксикология информацию для оценки экологического риска? Окружающая среда.науч. Технол. 37, 146А–151А. doi: 10.1021/es0324003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Канепари С., Кастеллано П. , Астольфи М.Л., Матерацци С., Ферранте Р., Фиорини Д. и др. (2017). Высвобождение частиц, органических соединений и металлов из резиновой крошки, используемой в синтетическом газоне, при химическом и физическом воздействии. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 25, 1448–1459. doi: 10.1007/s11356-017-0377-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Селейро, М., Ламас, Дж. П., Гарсия-Харес, К., Дагнак, Т., Рамос, Л., и Лломпарт, М. (2014). Исследование присутствия ПАУ и других опасных загрязняющих веществ на резиновых поверхностях переработанных шин. Кейс-стади: ресторанная площадка в крытом торговом центре. Междунар. Дж. Окружающая среда. Анальный. хим. 94, 1264–1271. дои: 10.1080/03067319.2014.930847

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

ChemRisk Inc. (2008 г.). Отчет о состоянии знаний о материалах для шин и частицах износа шин. Сан-Франциско, Калифорния: ChemRisk Inc.

Академия Google

Чен Д. , Каннан К., Тан Х., Чжэн З., Фэн Ю.-Л., Ву Ю. и др. (2016). Аналоги бисфенола, кроме BPA: появление в окружающей среде, воздействие на человека и токсичность — обзор. Окружающая среда. науч. Технол. 50, 5438–5453. doi: 10.1021/acs.est.5b05387

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дикманн А., Гизе У. и Шауманн И. (2019). Полициклические ароматические углеводороды в товарах народного потребления из вторичного резинового сырья: обзор. Хемосфера 220, 1163–1178. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.12.111

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

ЕСНА (2017). Оценка возможных рисков для здоровья от переработанных резиновых гранул, используемых в качестве наполнителя на спортивных площадках с синтетическим покрытием. Хельсинки: ECHA.

Академия Google

Forbes, В. Е., и Калоу, П. (2002). Еще раз о распределении чувствительности видов: критическая оценка. Гул. Экол. Оценка риска. Междунар. J. 8, 473–492.дои: 10.1080/108070302

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Форрест, М.Дж. (2019). Анализ резины: характеристика, диагностика отказов и обратный инжиниринг. Берлин: Де Грюйтер.

Академия Google

Гуди, Дж. С., и Бартон, Б. А. (1992). «Токсичность материалов из отходов шин для отдельных водных организмов», в отчете для Управления по развитию бассейна Сурис , изд. Р. Саскачеван (Калгари, AB: Hydroqual Laboratories Limited and Environmental Management Associates).

Академия Google

Gualtieri, M., Andrioletti, M., Vismara, C., Milani, M., и Camatini, M. (2005). Токсичность выщелачивания остатков шин. Окружающая среда. Междунар. 31, 723–730. doi: 10.1016/j.envint.2005.02.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hall, L.W., Ziegenfuss, M.C., and Anderson, R.D. (1993). Токсичность шинного фильтрата для Eurytemora Affinis. Квинстаун, Мэриленд: Мэрилендский университет.

Академия Google

Галле, Л.Л., Пальмквист А., Кампманн К. и Хан Ф. Р. (2020). Экотоксикология микронизированной шинной резины: прошлое, настоящее и будущее. науч. Общая окружающая среда. 706:135694. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135694

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хансен, Б.Х., Олсен, А.Дж., Салаберрия, И., Алтин, Д., Оверджордет, И.Б., Гардинали, П., и др. (2018). Распределение ПАУ между микрокаплями сырой нефти, водой и биомассой копепод в дисперсиях нефти в морской воде различных видов сырой нефти. Окружающая среда. науч. Технол. 52, 14436–14444. doi: 10.1021/acs.est.8b04591

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hartwell, S.I., Jordahl, D.M., and Dawson, C.E.O. (2000). Влияние солености на токсичность выщелачивания шин. Вода Воздух Почва Загрязнение. 121, 119–131.

Академия Google

Хе, Г. , Чжао, Б., и Денисон, М.С. (2011). Идентификация производных бензотиазола и полициклических ароматических углеводородов в качестве агонистов рецепторов арильных углеводородов, присутствующих в экстрактах шин. Окружающая среда. Токсикол. хим. 30, 1915–1925 гг. дои: 10.1002/и т.д.581

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Международная исследовательская группа по каучуку (2017 г.). Статистическая сводка мировой ситуации с каучуком. Резиновый статистический бюллетень. Сингапур: IRSG.

Академия Google

Хан, Ф. Р., Халле, Л. Л., и Палмквист, А. (2019). Острая и долговременная токсичность микронизированных частиц износа автомобильных шин для Hyalella azteca. Аква.Токсикол. 213:105216. doi: 10.1016/j.aquatox.2019.05.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хан, Ф. Р., Сиберг, К., и Палмквист, А. (2017). Адекватны ли стандартизированные руководства по испытаниям для оценки переносимых по воде загрязнителей в виде твердых частиц? Окружающая среда. науч. Технол. 51, 1948–1950. doi: 10.1021/acs.est.6b06456

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лассен К., Хансен С. Ф., Магнуссон К., Норен Ф., Hartmann, N.B., Jensen, P.R., et al. (2015). Микропластик. Возникновение, последствия и источники выбросов в окружающую среду в Дании. Копенгаген: Датское агентство по охране окружающей среды.

Академия Google

Ли, X., Бергер, В., Мусанте, К., и Маттина, М. И. (2010). Характеристика веществ, выделяющихся из резиновой крошки, используемой на полях с искусственным покрытием. Хемосфера 80, 279–285. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.04.021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лломпарт, М., Санчес-Прадо, Л., Пабло Ламас, Дж., Гарсия-Харес, К., Рока, Э., и Дагнак, Т. (2013). Опасные органические химические вещества в детских площадках и брусчатке из переработанных резиновых шин. Хемосфера 90, 423–431. doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.07.053

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, Л., и Уокер, Р. (2009). Оценка химического выщелачивания, выбросов в атмосферу и температуры на полях с синтетическим покрытием, заполненным резиновой крошкой. Олбани, Нью-Йорк: Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк.

Академия Google

Меллхаузен, М., Торсхайм, Ф., и Герцке, Д. (2017). «Rapport fra undersøkelser om svinn av gummigranulat fra kunstgressbaner, gjennomført av over 12 000 elever og Spillere Høsten 2017», в отчете Forskningskampanjen (Стокгольм: Шведское агентство по охране окружающей среды).

Академия Google

Muyssen, BTA, De Schamphelaere, KAC, and Janssen, C.R. (2006). Механизмы хронической токсичности цинка через воду у Daphnia magna . Аква. Токсикол. 77, 393–401. doi: 10.1016/j.aquatox.2006.01.006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Навроцкий, С. Т., Дрейк, К.Д., Уотсон, К.Ф., Фостер, Г.Д., и Майер, К.Дж. (2005). Сравнительная оценка водной токсичности 2-(тиоцианометилтио)бензотиазола и отдельных продуктов разложения с использованием цериодафнии дубиа. Арх. Окружающая среда. Загрязн. Токсикол. 48, 344–350. doi: 10.1007/s00244-004-0105-1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нойманн, Г., Veeranagouda, Y., Karegoudar, T.B., Sahin, Ö, Mäusezahl, I., Kabelitz, N., et al. (2005). Клетки Pseudomonas putida и Enterobacter sp. приспосабливаются к ядовитым органическим соединениям, увеличивая свои размеры. Экстремофилы 9, 163–168. doi: 10.1007/s00792-005-0431-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нильссон, Н. Х., Мальмгрен-Хансен, Б., и Согнструп Томсен, У. (2008). «Картирование, выбросы и оценка воздействия химических веществ на окружающую среду и здоровье человека на искусственном газоне», в Обзор химических веществ в потребительских товарах (Тааструп: Датский технологический институт).

Академия Google

Редондо-Хасселерхарм, П.Е., Де Рюйтер, В.Н., Минтениг, С.М., Вершур, А., и Кельманс, А.А. (2018). Проглатывание и хроническое воздействие частиц протектора автомобильных шин на пресноводных донных макробеспозвоночных. Окружающая среда. науч. Технол. 52, 13986–13994. doi: 10.1021/acs.est.8b05035

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Риан, М. Б., Вике-Джонас, К., Гонсалес, С. В., Цисельски, Т. М., Венкатраман, В., Lindstrøm, U., et al. (2020). Метаболиты фталата у морских свиней ( Phocoena phocoena ) в норвежских прибрежных водах. Окружающая среда. Междунар. 137:105525. doi: 10.1016/j.envint.2020.105525

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

РИВМ (2016). Beoordeling Gezondheidsrisico’s Door Sporten op Kunstgrasvelden Met Rubbergranulaat. Нидерланды: Kenniscentrum Sport & Bewegen.

Академия Google

Роджерс, Б. и Уодделл, В. (2013). «Наука о составлении резиновых смесей», в Наука и технология каучука , 4-е издание, редакторы Дж. Э. Марк, Б. Херман и К. М. Роланд (Амстердам: Elsevier), 417–470.

Академия Google

Rogge, W.F., Hildemann, L.M., Mazurek, M.A., Cass, G.R., and Simoneit, B.R.T. (1993). Источники мелкодисперсного органического аэрозоля. 3. Дорожная пыль, остатки шин и металлоорганическая пыль тормозных накладок: дороги как источники и поглотители. Окружающая среда. науч. Технол. 27, 1892–1904 гг.doi: 10.1021/es00046a019

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Рознов Р.Л. и Розенталь Р. (1996). Вычисление контрастов, размеров эффектов и встречных нулей на опубликованных данных других людей: общие процедуры для потребителей исследований. Психол. Методы 1, 331–340. дои: 10.1037/1082-989x.1.4.331

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Руффино, Б., Фиоре, С., и Занетти, М. К. (2013). Методика анализа эколого-санитарного риска спортивных площадок с искусственным покрытием. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 20, 4980–4992. doi: 10.1007/s11356-012-1390-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Садикцис И., Бергвалл К., Йоханссон К. и Вестерхольм Р. (2012). Автомобильные шины — потенциальный источник высококанцерогенных дибензопиренов в окружающей среде. Окружающая среда. науч. Технол. 46, 3326–3334. дои: 10.1021/es204257d

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Савока, Д., Аркулео М., Баррека С., Бушеми С., Каракаппа С., Джентиле А. и др. (2018). Чеканка фталатов в тканях морских черепах из Средиземного моря. март Загрязнение. Бык. 127, 165–169. doi: 10.1016/j.marpolbul.2017.11.069

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Селбес, М., Йылмаз, О., Хан, А.А., и Каранфил, Т. (2015). Выщелачивание DOC, DN и неорганических компонентов из утильных шин. Хемосфера 139, 617–623. дои: 10.1016/j.chemosphere.2015.01.042

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Саймон, Р. (2010). Обзор воздействия резиновой крошки на искусственные газоны. Окленд, Калифорния: Калифорнийский университет.

Академия Google

Соренсен, Л., Роджерс, Э., Алтин, Д., Салаберрия, И., и Бут, А. М. (2020). Сорбция ПАУ микропластиком, их биодоступность и токсичность для морских веслоногих в условиях совместного воздействия. Окружающая среда. Загрязн. 258:113844. doi: 10.1016/j.envpol.2019.113844

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Станишевская, М., Неринг, И., и Мудрак-Цегёлка, С. (2016). Изменение концентрации и возможности накопления бисфенола А и алкилфенолов в зависимости от биомассы и состава в зоопланктоне Южной Балтики (Гданьский залив). Окружающая среда. Загрязн. 213, 489–501. doi: 10.1016/j.envpol.2016.03. 004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Агентства по охране окружающей среды США и CDC/ATSDR (2019). Synthetic Turf Field Исследование резиновой крошки шинной резины в рамках Федерального плана действий по исследованиям Заключительный отчет: Часть 1 — Характеристика шинной крошки (тома 1 и 2). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США.

Академия Google

Вагнер С., Хюффер Т., Клёкнер П., Верхан М., Хофманн Т. и Реемтсма Т. (2018). Частицы износа шин в водной среде — обзор образования, анализа, возникновения, судьбы и последствий. Вода Res. 139, 83–100.doi: 10.1016/j.waters.2018.03.051

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wbscd (2015). Отчет о ходе реализации проекта «Шинная промышленность» за 10 лет (2005–2015 гг.). Женева: Wbscd.

Академия Google

Вик, А., и Дэйв, Г. (2005). Экологическая маркировка автомобильных шин — токсичность для Daphnia magna может использоваться в качестве метода проверки. Хемосфера 58, 645–651. doi: 10.1016/j.chemosphere.2004.08.103

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вик, А.и Дэйв Г. (2006). Острая токсичность фильтрата материала износа шин для Daphnia magna — изменчивость и токсичные компоненты. Хемосфера 64, 1777–1784. doi: 10.1016/j.chemosphere.2005.12.045

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вик, А., и Дэйв, Г. (2009). Возникновение частиц износа шин в окружающей среде и их влияние на окружающую среду — критический анализ и первоначальная оценка риска. Окружающая среда. Загрязн. 157, 1–11. doi: 10.1016/j.envpol.2008.09.028

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вик, А., Нильссон, Э., Келлквист, Т., Тобисен, А., и Дэйв, Г. (2009). Оценка токсичности последовательных выщелачиваний шинного порошка с использованием набора тестов на токсичность и оценок идентификации токсичности. Хемосфера 77, 922–927. doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.08.034

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шинная крошка Вопросы и ответы

На этой странице:

Обзор Вопросы и ответы

Шинная крошка Исследование характеристик резины Вопросы и ответы

Обзор Вопросы и ответы

В.Какие агентства участвуют в Федеральном плане исследований?

Этот план разрабатывается и в основном реализуется Агентством по охране окружающей среды США (EPA) и Агентством по регистрации токсичных веществ и заболеваний Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC/ATSDR) в сотрудничестве с Комиссией по безопасности потребительских товаров США (CPSC) и другие агентства. Другие агентства, такие как Национальный институт наук об окружающей среде, Министерство обороны США и Калифорнийское управление по оценке опасностей для здоровья окружающей среды (OEHHA), предоставляют экспертные знания, средства и/или обмениваются информацией.

В. Какие исследования включены в Федеральный план исследований? Будет ли это ответом на вопрос, безопасна ли резиновая крошка из шин?

План включает четыре исследовательские деятельности:

1. Взаимодействие с ключевыми заинтересованными сторонами — EPA, CDC/ATSDR и CPSC ведут переговоры с другими государственными учреждениями, которые исследовали или в настоящее время исследуют резиновую крошку, которые предоставляют экспертные знания для информирования федерального исследования и других ключевых групп заинтересованных сторон, включая шины производители резиновой крошки, некоммерческие организации, монтажники и специалисты по техническому обслуживанию на месте, а также пользователи в полевых условиях.
2. Анализ пробелов в данных — EPA, CDC/ATSDR и CPSC оценили существующую научную информацию, связанную с использованием резиновой крошки шин на полях с искусственным покрытием, чтобы понять текущее состояние науки и предоставить информацию для исследовательской деятельности. Обзор литературы и анализ пробелов в данных включены в отчет о состоянии, выпущенный в декабре 2016 г. 
3. Характеристика химических веществ, содержащихся в шинной крошке   каучук — EPA и CDC/ATSDR проводят испытания резиновой крошки из шин различных заводов и областей.Эти тесты, наряду с существующей научной информацией из литературы, помогут нам лучше понять состав резиновой крошки шин. Отчет о характеристиках резины шинной крошки, часть 1, теперь доступен, и его можно посмотреть здесь.
4. Характеристика сценариев воздействия — EPA и CDC/ATSDR проводят несколько мероприятий, чтобы лучше понять потенциальное воздействие, которое может произойти, когда люди используют поля с синтетическим покрытием. В этой работе рассматриваются все возможные пути воздействия, в том числе при вдыхании, непреднамеренном проглатывании или прикосновении к резиновой крошке шин или химическим веществам в резиновой крошке шин.

Исследование Исследовательская деятельность была расставлена ​​по приоритетам на основе потребностей в данных и доступных ресурсов. Хотя это исследование не даст ответов на все вопросы, связанные с этой темой, исследование позволит лучше понять химические вещества, обнаруженные в резиновой крошке шин, и потенциальные воздействия, с которыми могут столкнуться пользователи в полевых условиях при использовании этих полей. Это исследование не является оценкой риска, однако результаты исследования, описанные в этом и будущих отчетах, улучшат наше понимание воздействия для информирования процесса оценки риска.

В. Каков статус исследования?

Проект отчета в рамках Федерального плана исследований переработанной шинной крошки, используемой на игровых площадках и игровых площадках, был отправлен на внешнюю экспертную оценку в мае 2018 года. Агентства планируют опубликовать отчет в двух частях. Первая часть, обобщающая исследование характеристик резины шинной крошки, теперь доступна, и ее можно посмотреть здесь. Вторая часть, посвященная характеристике воздействия, которая будет включать информацию из исследования биомониторинга, которое CDC/ATSDR в настоящее время инициирует, будет выпущена позднее. Для получения дополнительной информации об исследовании и графике посетите наш веб-сайт Федерального исследования переработанной шинной крошки, используемой на игровых площадках.

В. Когда началось исследование и когда оно закончится?

Федеральный план действий по исследованиям (FRAP) был запущен 12 февраля 2016 года. Компоненты сбора данных о резиновой крошке, используемой при изучении газонных полей, получили одобрение OMB в августе 2016 года. В течение 10 месяцев с февраля 2016 года по декабрь 2016 года, EPA, ATSDR и CPSC привлекли различные группы заинтересованных сторон посредством нескольких информационно-разъяснительных мероприятий, включая процесс общественного обсуждения, вебинары, телефонные конференции и личные встречи.Окончательный рецензируемый отчет об обзоре литературы и анализе пробелов в данных вместе с отчетом о ходе работы по другим компонентам исследования был выпущен в декабре 2016 года.

Исследователи оценили несколько образцов резиновой крошки, взятых с полей и заводов-изготовителей, чтобы охарактеризовать химический состав резиновой крошки. Эти результаты исследования можно найти в части 1 отчета о характеристиках резины шинной крошки, который теперь доступен и может быть просмотрен здесь.

EPA и CDC проводят исследовательскую деятельность, которая включает данные о характеристиках резиновой крошки шин в контекст воздействия.Это исследование включает в себя сбор данных о деятельности людей, которые регулярно занимаются на газонных полях. CDC/ATSDR инициирует биомониторинговое исследование для оценки воздействия на игроков, которые играют на полях с искусственным покрытием и полях с натуральным газоном. Эти результаты этих исследований будут опубликованы позднее.

Исследование игровой площадки Комиссии по безопасности потребительских товаров все еще продолжается. Для получения дополнительной информации об этой части FRAP свяжитесь с Пэтти Дэвис по адресу [email protected].

В. Где я могу найти ответы на комментарии общественности к этому исследованию, представленные в уведомлениях Федерального реестра?

Публичные комментарии, представленные в ответ на уведомление Федерального реестра за 2016 год, были проверены EPA и CDC/ATSDR. Ответы EPA и CDC/ATSDR на публичные комментарии доступны онлайн здесь.

Публичные комментарии, представленные в ответ на уведомления Федерального реестра за 2017 год, были проверены EPA и CDC/ATSDR. Ответы EPA и CDC/ATSDR на публичные комментарии доступны онлайн здесь.

В. Что такое протокол исследования?

Документ с протоколом исследования описывает дизайн исследования и протокол исследовательской деятельности в рамках Федерального плана исследований, включая обзор литературы и анализ пробелов в данных; сбор и характеристика резиновой крошки от шин; и характеристика воздействия на человека резиновой крошки шин на полях с синтетическим покрытием. В документе объясняются цели исследования, план исследования, методы, которые используются для характеристики резиновой крошки шин и воздействия, методы анализа данных и меры обеспечения/контроля качества, применяемые для обеспечения достоверности исследования.

В: Где находятся месторождения, которые будут изучаться?

Образцы резиновой крошки от шин были собраны с 40 различных игровых площадок в четырех регионах США, где проводилась перепись населения. Эти места включают как открытые, так и закрытые игровые площадки. Образцы также были отобраны на девяти предприятиях по производству резиновой крошки из шин. В целях защиты конфиденциальности названия конкретных отобранных мест не будут разглашаться.

В. Как я могу получить дополнительную информацию об этом исследовании?

По мере поступления обновленная информация об исследовании будет размещаться на веб-сайте Tire Crumb Агентства по охране окружающей среды.

В. Какие мероприятия по работе с заинтересованными сторонами были проведены в рамках этого исследования?

Агентства по охране окружающей среды, ATSDR и CPSC привлекли различные группы заинтересованных сторон посредством нескольких информационно-разъяснительных мероприятий, включая период общественного обсуждения, вебинары, телефонные конференции и личные встречи. Усилия по взаимодействию с заинтересованными сторонами были направлены на общественность, а также на конкретные группы заинтересованных сторон, такие как правительственные организации (другие федеральные агентства, агентства штатов, местные органы власти и международные правительства), промышленность и некоммерческие / заинтересованные группы.

Цель информационно-разъяснительной работы с заинтересованными сторонами заключалась в том, чтобы проинформировать общественность о Федеральном плане действий по исследованию переработанной шинной крошки, используемой на игровых площадках и игровых площадках, и побудить заинтересованные стороны предоставить отзывы об исследованиях, которые являются частью исследования. Работа с конкретными группами заинтересованных сторон также включала обмен информацией о производстве и использовании резиновой крошки из шин на полях с синтетическим покрытием.

В. Каковы основные выводы обзора литературы/анализа пробелов ?

Важным компонентом любого исследования является понимание состояния науки и любых пробелов в данных.Обзор литературы и анализ пробелов в данных (LRGA) представляет текущую сводку доступной литературы и фиксирует пробелы в данных, описанные в этих публикациях. Общие цели LRGA заключались в том, чтобы предоставить информацию для межведомственного исследования и определить потенциальные области для будущих исследований, которые могут потребоваться. LRGA не включает критических обзоров сильных и слабых сторон каждого исследования, но предоставляет выводы автора относительно их исследования, где это применимо. LRGA также не делает никаких выводов или рекомендаций относительно безопасности использования резиновой крошки из шин на полях и детских площадках с синтетическим покрытием.LRGA выявила 90 упоминаний. Каждая рассмотренная ссылка была классифицирована в соответствии с 20 общими информационными категориями (например, тема исследования, географическое положение, тип образца, условия и изучаемые популяции) и более чем 100 подкатегориями (например, подкатегории темы исследования: характеристика участка, производственный процесс, выщелачивание). , выделение газов, микробный анализ и риск для человека). Исследование в рамках FRAP направлено на устранение многих пробелов, выявленных в LRGA, особенно в отношении характеристик резиновой крошки шин и характеристик воздействия.Обзор предоставляет информацию, полезную для направления и планирования будущих исследований, необходимых для дальнейшего решения вопросов, касающихся воздействия и рисков, связанных с резиновой крошкой шин, используемой на полях с искусственным покрытием и игровых площадках.

В. Кто регулирует обращение с использованными шинами и их утилизацию?

Государственные агентства по твердым отходам несут основную ответственность за регулирование обращения с использованными шинами в конце их срока службы, включая варианты переработки и утилизации. Вы можете обратиться в орган по регулированию твердых отходов вашего штата за информацией и инструкциями по надлежащему обращению с использованными шинами в конкретном штате.

В. Как производится резиновая крошка из шин?

Резиновая крошка из шин производится путем измельчения шинных отходов до различных размеров в зависимости от их предполагаемого применения и использования на рынке, а также путем удаления из них 99 или более процентов стали и ткани. Шинная крошка классифицируется с помощью просеивающих грохотов, которые возвращают негабаритные куски обратно в процесс измельчения. Магниты используются на протяжении всего процесса для удаления проволоки и других металлических загрязнений, а воздушные сепараторы используются для удаления ткани. Американское общество по испытанию материалов (ASTM) разработало стандартный метод испытаний (ASTM D5644) для определения гранулометрического состава вулканизированной дисперсной резины (также известной как резиновая крошка из шин). ASTM D5603 классифицирует вулканизированный каучук в виде частиц на основе распределения размера частиц и происхождения каучука.

В. Будут ли обнародованы результаты федерального исследования? Будет ли предоставлен штатам доступ, чтобы помочь им принять решение об использовании?

Агентства опубликуют окончательный рецензируемый отчет с описанием результатов и выводов исследований.На данный момент завершены первые три части исследования: информационно-разъяснительная работа с ключевыми заинтересованными сторонами, анализ пробелов в данных и характеристика химических веществ, содержащихся в резиновой крошке шин. Заключительная часть «Охарактеризация сценариев облучения» еще не завершена.

В. Каковы рынки сбыта резиновой крошки для шин?

В США рынки резиновой крошки для шин включают новые резиновые изделия, покрытия для игровых площадок и других спортивных сооружений, а также модифицированный каучуком асфальт. В 2015 году резиновая крошка из шин, используемая для этих целей, израсходовала 1 020 000 тонн утильных шин, или около 26% от объема произведенных утильных шин. На спортивные покрытия приходится 25% использования резиновой крошки.

Источник: Ассоциация производителей резины: 2015 U.S. Резюме обращения с утильными шинами.

Шинная крошка Исследование характеристик резины Вопросы и ответы

В. Что это за отчет, а что нет?

представлены результаты исследования характеристик резиновой крошки шин, которые дают более полное представление о потенциальном воздействии на человека химических веществ, присутствующих в материале. Ни Часть 1, ни Часть 2 данного исследования, по отдельности или в совокупности, не представляют собой оценку риска для здоровья человека при игре на полях с синтетическим покрытием с резиновой крошкой из шин.Результаты исследования, описанные в окончательных версиях Части 1 и Части 2 настоящего исследования, могут быть использованы при оценке рисков в будущем.

В. Каковы итоговые результаты исследования характеристик резиновой крошки шин? Есть ли что-то, что должно беспокоить сообщества?

В целом, как и ожидалось, наши результаты подтверждают предположение о том, что, хотя химические вещества присутствуют в резиновой крошке шин, как и ожидалось, воздействие на человека может быть ограничено в зависимости от того, что выбрасывается в воздух или имитирует биологические жидкости. Там, где доступны сравнительные данные из этого исследования и предыдущих исследований, концентрации большинства металлов и органических химических веществ, обнаруженных в резиновой крошке шин, были одинаковыми. Кроме того, было обнаружено, что выбросы многих органических химических веществ в воздух ниже пределов обнаружения или фона испытательной камеры, а выбросы металлов в моделируемые биологические жидкости были очень низкими по сравнению с типичным предположением о 100% биодоступности. Все образцы резиновой крошки из шин дали положительный результат на наличие бактерий. Это неудивительно, поскольку бактерии присутствуют в почве и на поверхностях в нашей среде.

 6 августа 2019 года был проведен вебинар, на котором был представлен обзор исследования характеристик резиновой крошки шин FRAP, Часть I. Слайды и ответы на вопросы можно посмотреть здесь.
 

В. Кто потребовал завершения этого исследования?

В 2016 году администрация Обамы в ответ на постоянные вопросы о резиновой крошке шин, используемой на полях с синтетическим покрытием, попросила EPA, CDC/ATSDR и CPSC провести исследование.

В. Почему Агентство не провело полную оценку рисков?

В 2016 году Агентство по охране окружающей среды признало, что без воздействия нет риска, и в попытке разработать своевременные меры реагирования на текущие проблемы выявило пробелы в своих знаниях о потенциальном воздействии химических веществ, содержащихся в резиновой крошке шин.После консультаций с администрацией Обамы EPA, ATSDR и CPSC предприняли эти скоординированные федеральные усилия, чтобы заполнить важные пробелы в данных, особенно в отношении понимания потенциального воздействия химических веществ в резиновой крошке шин. Это исследование послужит основой для будущих оценок рисков.

В. Почему результаты публикуются в двух отдельных отчетах? Когда будут опубликованы результаты остальных исследований?

Цель Федерального плана действий по исследованию переработанной шинной крошки, используемой на игровых площадках и игровых площадках (FRAP), состоит в том, чтобы охарактеризовать потенциальное воздействие на человека веществ, содержащихся в резиновой крошке шин. Результаты исследований полей с синтетическим покрытием представлены в двух частях. Часть 1 (документ, который сейчас публикуется) сообщает о целях исследования, методах, результатах и ​​результатах исследования характеристик резиновой крошки шин (т. Е. Что содержится в материале). В части 2, которая будет опубликована позднее, будет предпринята попытка охарактеризовать потенциальное воздействие на человека химических веществ, обнаруженных в материале резиновой крошки во время использования на полях с синтетическим покрытием. Часть 2 характеристики воздействия будет включать результаты (в настоящее время недоступны) исследования биомониторинга, проводимого CDC/ATSDR.

В. Первоначально предполагалось предоставить возможность для общественного обсуждения проекта отчета, но теперь, похоже, агентства публикуют окончательный отчет без какой-либо возможности для общественного обсуждения. Почему?

Отчет прошел независимую внешнюю экспертную оценку в соответствии с политиками EPA и CDC. Сводка комментариев внешних рецензентов представлена ​​в Приложении V. Документ с ответами на комментарии рецензентов будет выпущен вместе с Частью 2. Отзывы об исследовании или отчете можно отправить по адресу RecycledTireCrumb@epa.правительство

Q. Государства и другие организации провели исследования резиновой крошки шин. Какой вывод они сделали? Как федеральное правительство работает с Калифорнией?

Департамент здравоохранения штата Вашингтон (DOH) в сотрудничестве со Школой общественного здравоохранения Вашингтонского университета провел оценку состояния здоровья, результаты которой можно посмотреть здесь.

Калифорнийское управление по оценке опасностей для здоровья окружающей среды (OEHHA) по контракту с CalRecycle проводит оценку резиновой крошки шин.Это можно посмотреть здесь.

Несколько организаций опубликовали важную информацию по этой теме после того, как обзор литературы по FRAP и анализ пробелов в данных были завершены и опубликованы в декабре 2016 года. Краткие резюме некоторых из этих исследований и публикаций были включены в текущую Часть 1 отчета.

В. Как федеральное правительство США сотрудничает с другими международными правительственными организациями, заинтересованными в этой теме, в том числе с Европейским химическим агентством ?

Европейское химическое агентство (ECHA) связалось с EPA, выразив свой интерес к U.С. учеба. ECHA — это агентство Европейского Союза, которое реализует химическое законодательство для защиты здоровья человека и окружающей среды. Этот интерес привел к регулярным звонкам в ECHA и личным встречам. Во время этих встреч происходит обмен информацией, связанной с исследовательской деятельностью. Кроме того, Нидерланды и Франция изучают резиновую крошку из шин, и связь с этими организациями продолжается. Более подробная информация об исследовании ECHA доступна здесь.

В.Какой совет вы можете дать сообществам, обеспокоенным использованием резиновой крошки на полях?

Заинтересованным лицам и членам сообщества рекомендуется изучить веб-сайты федеральных агентств (CPSC и EPA), чтобы ознакомиться с доступными на сегодняшний день результатами исследований по использованию резиновой крошки из шин на игровых площадках и полях с синтетическим покрытием. Кроме того, заинтересованные лица могут проверить веб-сайты агентств общественного здравоохранения своего штата, чтобы определить, есть ли рекомендации для конкретного штата.EPA составило список источников информации с веб-сайтов правительства штата, который можно найти здесь.

В. Существуют ли альтернативные материалы/продукты, которые можно использовать?

Материалы, которые использовались на полях с синтетическим покрытием, включают органические материалы, такие как кокосовая шелуха или пробка. Другие синтетические материалы также использовались в качестве наполнителя для полей с синтетическим покрытием. Кроме того, CPSC предложила населению и домовладельцам использовать измельченную мульчу и другие материалы для создания амортизирующей поверхности на заднем дворе и на общественных игровых площадках.Однако EPA не изучало и не оценивало ни один из этих альтернативных материалов независимо друг от друга.

В. Чем федеральное исследование похоже и отличается от других исследований?

Исследование имеет сходство с текущими и недавними исследованиями, например, проведенными Cal-OEHHA, NTP и RIVM, но также имеет важные отличия. В совокупности эти исследования предоставляют ряд дополнительных сведений, значительно расширяя наши знания о физических и химических свойствах резиновой крошки шин, о том, как люди подвергаются воздействию этих химических веществ, и могут ли быть проблемы со здоровьем, связанные с использованием шин. резиновая крошка.Например, NTP предоставляет некоторую дополнительную информацию о химических веществах, которые могут быть связаны с резиновой крошкой шин, которая согласуется и дополняет результаты, полученные в результате исследований резиновой крошки EPA и CDC/ATSDR. НПТ дополнительно изучает методы, которые могут быть использованы для тестирования токсичности, и проводит краткосрочные тесты токсичности in vivo и in vitro.

Федеральное исследование характеризует резиновую крошку шин с заводов по переработке, крытых и открытых полей в Соединенных Штатах, в то время как Cal-OEHHA фокусируется на открытых полях в Калифорнии, а RIVM изучал открытые поля в Нидерландах.Многие из одних и тех же металлических и органических химических веществ измеряются в исследованиях, с некоторыми различиями в измеряемых химических веществах в разных исследованиях, которые расширят наше понимание химического ландшафта. В общей сложности в три исследования включено около 175 областей, что улучшает наше понимание диапазона и изменчивости химических веществ, связанных с резиновой крошкой шин. Федеральное исследование включает закрытые поля, а другие исследования — нет. Все три исследования посвящены изучению биодоступности некоторых химических веществ.

В то время как во многих исследованиях применяются подходы к моделированию воздействия, федеральное исследование также оценивает доступность и пригодность данных измерений и информации о параметрах воздействия для моделирования воздействия.

В. Какие важные пробелы в данных заполняет федеральное исследование?

Предыдущие исследования в Соединенных Штатах, в которых оценивались химические вещества в резиновой крошке шин, были основаны на образцах, собранных только с нескольких полей, и измеряли лишь ограниченное количество химических веществ.Федеральное исследование систематически измеряет широкий спектр физических, химических и микробных характеристик, а также оценивает изменчивость этих характеристик на большом количестве перерабатывающих заводов и полей. В исследовании также измеряются важные характеристики, связанные с воздействием, включая выбросы и биодоступность. Федеральное исследование также затронет важные пробелы в знаниях о синтетическом воздействии на пользователей в полевых условиях, которые будут включены в более поздний отчет (Часть 2). Имеется ограниченная информация для оценки воздействия как на взрослых, так и на детей, особенно о путях воздействия через кожу и при приеме внутрь.Данные биомониторинга отсутствуют. Федеральное исследование оценивает параметры деятельности человека, влияющие на воздействие, разрабатывает и применяет методы измерения воздействия для детей и взрослых, применяет измерения биомониторинга и оценивает подходы к моделированию воздействия на человека. Федеральное исследование поможет заполнить важные пробелы в знаниях о характеристиках резиновой крошки шин и обеспечит лучшее понимание того, как люди, использующие поля с синтетическим покрытием, могут фактически подвергаться воздействию химических веществ, связанных с резиновой крошкой шин.

В. Каков статус проверки CPSC игровых площадок с резиновой крошкой?

В рамках Федерального плана действий по проведению исследований (FRAP) CPSC провела опрос об использовании игровых площадок для сбора информации о поведении детей на игровых площадках. Этот опрос был завершен и в настоящее время проверяется персоналом CPSC. Он может быть выпущен уже осенью 2019 года. CPSC продолжит свою работу на игровых площадках, проведя оценку риска воздействия на детей поверхностей игровых площадок, сделанных из резины шин.В этой работе будет использоваться обзор CPSC, а также данные из FRAP Part 1 Агентства по охране окружающей среды (характеристика химических веществ и материалов в резиновой крошке), выпущенного 25 июля, и FRAP Part 2 CDC (ATSDR) (характеристика потенциального воздействия на тех, кто использует дерновые поля, содержащие резиновую крошку из шин) после его выпуска.

утильных шин, измельченных до резиновой крошки с помощью разгрузчиков мешков для сыпучих материалов

В настоящее время существуют рынки для 233 миллионов (80%) всех утилизированных шин. Около 130 миллионов (56%) этих утильных шин сжигаются в качестве топлива. Еще 56 миллионов (24%) используются в проектах гражданского строительства, таких как искусственные рифы, а 30 миллионов (13%) перерабатываются в резиновую крошку.Еще 16,5 млн (7%) утильных шин восстанавливают.

Из 30 миллионов утильных шин, переработанных в резиновую крошку, около 6 миллионов (20%) попадают на завод Edge Rubber в Чемберсбурге, штат Пенсильвания, старейшее и наиболее успешное предприятие по производству мелкоячеистой резиновой крошки в Соединенных Штатах. Один из самых эффективных заводов по производству лома каучука в стране, большая часть эффективности которого связана с его системой обработки сыпучего сырья, использующей шесть разгрузчиков мешков Flexicon.

«Получив старые шины, мы сначала измельчаем их примерно на 1/2 дюйма.(1,3 см) частицы, которые самотеком подаются в биг-беги на 2000 фунтов (907 кг), — говорит Сэм Кауфман, вице-президент и главный операционный директор Edge Rubber. — Эти частицы грубого помола составляют 80% сырья, которое мы перерабатывают в мелкоячеистую резиновую крошку».

Остальные 20% поступают в небольших мешках от шиномонтажных мастерских, которые измельчают часть протектора из бывших в употреблении шин перед нанесением нового протектора на каркасы, создавая «полировку» размером примерно 3/16 дюймов (0,5 см)

Поскольку компания Edge Rubber исключила ручную выгрузку небольших мешков из своего производственного процесса, она сначала перемещает содержимое небольших мешков в большие мешки, которые хранятся или выгружаются для подачи измельченных частиц резины вместе с грубыми измельченных частиц в процесс измельчения крекеров для дальнейшего уменьшения размера частиц.

Перемещение частиц каучука из биг-бэгов в крекерные мельницы осуществляется с помощью шести автоматизированных систем разгрузки биг-бэгов BULK-OUT ^® BFC со встроенными гибкими винтовыми конвейерами от Flexicon. Оператор загружает объемный мешок на раму разгрузчика с помощью электрической лебедки и тележки на консольной двутавровой балке; разгрузчик выгружает частицы в напольный бункер вместимостью 20 куб футов (0,56 куб м), из которого гибкий винтовой конвейер длиной 15 футов (4,57 м) транспортирует их в одну из шести крекерных мельниц.Кауфман объясняет: «Четыре из этих разгрузочных систем идентичны, одна имеет гибкий шнековый конвейер большего диаметра для более быстрой загрузки, а другая представляет собой двойное разгрузочное устройство с двумя гибкими шнековыми конвейерами, которые подают материал на две дробилки».

После того, как мешок установлен, оператор протягивает завязанный конец через ирисовый клапан, который предотвращает вытекание материала при развязывании мешка и позволяет контролировать выгрузку материала в бункер после открытия мешка.

Из-за природы частиц резины поток материала из мешка может быть непостоянным. Чтобы обеспечить непрерывную и эффективную работу, устройства активации мешков FLOW-FLEXER ^® , расположенные на раме, постоянно сжимают и разжимают противоположные стороны мешка, чтобы обеспечить поток через носик мешка в напольный бункер.

Частицы резины вытекают из выпускного отверстия напольного бункера и загрузочного адаптера в гибкий шнековый конвейер модели 1450 длиной 15 футов (4,57 м), предназначенный для перемещения сложных материалов и состоящий из гибкого стального шнека, вращающегося внутри 4.Наружная труба из углеродистой стали диаметром 5 дюймов (11,4 см). Шнек приводится в действие электродвигателем, расположенным на разгрузочном конце конвейера, который подает частицы каучука через переходной адаптер в крекерную мельницу.

Датчики высокого и низкого уровня в донной воронке сигнализируют ПЛК о включении конвейера при достижении высокого уровня и отключении конвейера при достижении низкого уровня.

Грубые измельченные частицы и шлифовка восстановленного протектора сначала измельчаются в крекерных мельницах (измельчение в условиях окружающей среды) — первый из двух процессов измельчения, в результате которых получают девять размеров частиц от 10 меш (2,00 мм, 0,8 дюйма) до 200 меш. (0,074 мм, 0,003 дюйма). Крекерные мельницы производят частицы размером от 10 меш (2,00 мм, 0,8 дюйма) до 30 меш (0,60 мм, 0,02 дюйма).

Крекерная мельница измельчает резиновый лом, пропуская его между вращающимися зубчатыми стальными барабанами, уменьшая его до различных размеров, регулируя зазор между измельчающими валками.Полученные длинные и узкие частицы имеют большую площадь поверхности и подходят для применения в автомобилях, асфальте и формованных изделиях, таких как резиновые коврики и цельнорезиновые колеса для тележек и газонокосилок.

Частицы резиновой крошки, выбрасываемые из крекерных мельниц, классифицируются с помощью просеивающих сит. Крупногабаритные частицы повторно поступают в крекерные мельницы, а остальные передаются на упаковочную линию или на следующий процесс, микроизмельчение, для измельчения до мельчайших порошков.Магниты удаляют проволоку и другие металлические загрязнения. Ткань удаляют аспирацией и просеиванием.

При мокром измельчении частицы резиновой крошки смешиваются с водой для получения суспензии и проходят через микромельницы.Когда желаемый размер достигнут, из суспензии выпаривают воду, а частицы сушат и классифицируют. Преимуществом мокрого измельчения является чистота и консистенция получаемой тонкой резиновой крошки, поскольку процесс «промывает» резиновую крошку для удаления последних следов волокон.

Эти частицы имеют уникальную морфологию или структуру поверхности и часто продаются в качестве добавок для улучшения характеристик литьевых и экструдированных пластиков. Хотя большинство процессов мокрого помола производят частицы с гладкой поверхностью, запатентованная технология Edge Rubber дает частицы с шероховатой поверхностью и уникальной формой для максимальной площади поверхности.Они обеспечивают превосходную производительность для приложений, требующих прочного сцепления или высокой прочности на растяжение в таких отраслях, как автомобилестроение, герметики, специальные покрытия и специальные смеси.

Большая часть частиц мокрого помола Edge Rubber упаковывается в предварительно отмеренные пакетные пакеты, которые помещаются непосредственно в процесс формования у заказчика, а затем распадаются путем плавления при низкой температуре. Остальные частицы мокрого помола, наряду с более крупными частицами, полученными на крекерных мельницах, отправляются в мешках различного размера клиентам в Соединенных Штатах и ​​за рубежом.

«Во многом благодаря нашему оборудованию для разгрузки биг-бэгов мы являемся одним из самых эффективных заводов по переработке резинового лома в Соединенных Штатах», — заключает Кауфман.

Рынок резиновой крошки | Глобальный отраслевой отчет, 2027 г.

• Резиновая крошка изготавливается путем измельчения отходов шин в мелкие однородные гранулы. Внутренние армирующие материалы утильных шин, такие как сталь и волокно, удаляются вместе с другими типами инертных загрязнителей, таких как пыль, стекло и камень.Резиновая крошка используется в различных целях в резиновых полах, съемных лежачих полицейских и спортивных покрытиях, включая игровые площадки, спортивные площадки и спортивные газоны.
• Резиновая крошка добавляет характеристики, улучшающие свойства готовой продукции. Это также помогает снизить затраты за счет замены более дорогих первичных компаундов.

• Помимо повышения осведомленности о рынке и создания сетей спроса и распределения, для значительного расширения производства резиновой крошки необходимо поддерживать высокое качество продукции
• Ожидается, что спрос на большее количество пешеходных дорожек создаст прибыльные возможности для мирового рынка резиновой крошки. По оценкам, спортивные и ландшафтные покрытия быстро расширяются, в то время как покрытие игровых площадок является жизнеспособной альтернативой переработанным использованным шинам.
• Ожидается, что в ближайшем будущем рост спроса на подложку для пешеходных дорожек и тротуаров, выступающих в качестве амортизирующего слоя поверх бетонного фундамента домов, и материалы для мощения домашних патио будет стимулировать мировой рынок резиновой крошки

Вы начинаете бизнес и хотите добиться успеха? Получите эксклюзивный образец этого отчета в формате PDF

• Ожидается, что цены на резиновую крошку снизятся в течение прогнозируемого периода из-за отсутствия проникающего маркетинга, неосведомленности потребителей и слаборазвитых распределительных сетей.Ожидается, что в ближайшем будущем это будет препятствовать мировому рынку резиновой крошки.

• Сегмент напольных ковриков, как ожидается, будет расширяться быстрыми темпами в течение прогнозируемого периода. Коврики потребляют от 50 до 100 миллионов тонн резиновой крошки ежегодно. Прогнозируется, что на поверхности спортивных и детских площадок будет расходоваться больше резиновой крошки из-за отсутствия полировки. На поверхности спортивных и игровых площадок ежегодно расходуется более 100 миллионов фунтов резиновой крошки.

• Азиатско-Тихоокеанский регион за последние несколько лет стал центром автомобильной промышленности. Увеличение спроса на автомобили в развивающихся странах, таких как Китай и Индия, стимулирует автомобильную промышленность, тем самым стимулируя рынок резиновой крошки. Сильная государственная поддержка и специальные налоговые льготы привели к устойчивому двузначному росту продаж, как правило, в автомобильной промышленности Китая. Ожидается, что рост спроса на небольшие и экономичные пассажирские автомобили в таких странах, как Таиланд, Малайзия и Индонезия, также будет способствовать развитию автомобильного сектора в этих странах. Это, в свою очередь, по прогнозам, увеличит рынок резиновой крошки в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
• Ожидается, что увеличение инвестиций в автомобильный сектор, как правило, на Ближнем Востоке и в Африке, станет ключевым фактором, стимулирующим рынок резиновой крошки в регионе. Марокко, Египет и Иран являются ведущими производителями автомобилей на Ближнем Востоке и в Африке, а основные рынки сбыта включают Иран, Саудовскую Аравию, Египет и ОАЭ.Таким образом, расширение автомобильного сектора в регионе увеличивает рынок резиновой крошки.
• По спросу за Азиатско-Тихоокеанским регионом следуют Северная Америка и Европа. В США одна из крупнейших автомобильных отраслей в мире. Продажи легковых автомобилей в стране в 2018 году составили 17,2 млн единиц. Таким образом, рост в автомобильном секторе, вероятно, будет стимулировать спрос на резиновую крошку в США

Расширение операций в будущем? Чтобы получить идеальный запуск, запросите индивидуальный отчет

Ключевые игроки на рынке

Мировой рынок резиновой крошки сильно фрагментирован, на ведущих производителей приходится от 45% до 50% доли.Ключевые игроки, работающие на рынке резиновой крошки, включают:

• ПЕРЕРАБОТКА ШИН LIBERTY
• Лакин Шина
• Семейство компаний Emanuel Tire
• Утилизация и переработка шин
• Maxan Corporation Pvt Ltd
• Переработка шин Tracc
• Интоуэйст Лимитед

Мировой рынок резиновой крошки по типам автомобилей

• Легковые автомобили
• Коммерческие автомобили

Мировой рынок резиновой крошки по заявкам

• Топливо, полученное из шин
• Грунтовая резина
• Инженер-строитель
• Напольные коврики
• Другие

Мировой рынок резиновой крошки по регионам

• Северная Америка
• Европа
  • Германия
  • Франция
  • У. К.
  • Италия
  • Испания
  • Россия и СНГ
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • АСЕАН
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Остальная часть Латинской Америки
• Ближний Восток и Африка
  • ССЗ
  • Южная Африка
  • Остальная часть Ближнего Востока и Африки

Этот аналитический отчет TMR является результатом интенсивного изучения и тщательной оценки различных факторов, влияющих на рост рынка.В TMR работает сплоченная команда аналитиков, стратегов и отраслевых экспертов, которые предлагают клиентам инструменты, методологии и платформы для принятия более взвешенных решений. Наша цель, идеи и действенная аналитика позволяют CXO и руководителям уверенно продвигать свои критически важные приоритеты.

Тщательное изучение различных сил, влияющих на динамику рынка, а также ключевых и связанных с ними отраслей, помогает предприятиям понять различные потребительские предложения.Наши клиенты используют эти идеи и перспективы для повышения качества обслуживания клиентов в быстро меняющейся бизнес-среде.

Все наши идеи и взгляды в целом основаны на 4 столпах или этапах: ASBC-S, которые предлагают сложную и настраиваемую структуру для успеха организации. Их сущность и роль в организационных успехах выделены ниже:

• Повестка дня для CXO: TMR посредством исследования задает тон для повесток дня, которые имеют отношение к генеральным директорам, финансовым директорам, ИТ-директорам и другим руководителям CXO компаний, работающих на рынке.Перспективы помогают нашим клиентам преодолеть разрыв между повесткой дня и планом действий. TMR стремится дать CXO рекомендации по выполнению критически важных действий с помощью различных инструментов бизнес-анализа и повышению производительности организаций. Перспективы помогут вам выбрать собственный маркетинговый комплекс, который хорошо согласуется с политикой, видением и миссией.
• Стратегические рамки: исследование предлагает, как организации устанавливают как краткосрочные, так и долгосрочные стратегические планы.Наша команда экспертов сотрудничает и общается с вами, чтобы понять это, чтобы сделать ваши организации устойчивыми и устойчивыми в трудные времена. Эти идеи помогают им определить устойчивое конкурентное преимущество для каждого бизнес-подразделения.
• Сравнительный анализ для определения целевых рынков и позиционирования бренда. Оценки в исследовании обеспечивают тщательный анализ маркетинговых каналов и комплекса маркетинга. Наши различные группы работают синергетически с вами, чтобы помочь определить ваши фактические и потенциальные прямые, косвенные и бюджетные области конкуренции.Кроме того, исследование помогает определить наиболее эффективные бюджеты для различных процессов и рекламных мероприятий. Кроме того, исследование поможет вам установить ориентиры для интеграции людей и процессов с 4P маркетинга. В конце концов, это даст вам возможность найти уникальные стратегии предложения и ниши.
• Business Composability for Sustainability (C-S): Постоянное стратегическое планирование для обеспечения устойчивости, характеризующее нашу структуру C-S в отчете, стало более актуальным, чем раньше, перед лицом сбоев, вызванных пандемиями, рецессиями, циклами подъемов и спадов, а также меняющимся геополитическим сценарием.Исследование TMR предлагает высокий уровень настройки, чтобы помочь вам достичь компонуемости бизнеса. Компонуемые предприятия все чаще привлекают внимание CXO, чтобы помочь им бороться с волатильностью рынка. Наши аналитики и отраслевые эксперты помогут вам справиться с такой неопределенностью и помогут вам стать разумным устойчивым бизнесом в целом.

Исследование представляет собой анализ потребительских и технологических тенденций в конкретном регионе, включая самые последние изменения в отрасли. Они широко охватывают, но не ограничиваются

• Северная Америка, Южная Америка и Америка
• Азиатско-Тихоокеанский регион и Япония
• Европа
• Латинская Америка
• Ближний Восток и Африка

Исследование предлагает основанную на данных информацию и рекомендации по нескольким аспектам. Некоторые из наиболее примечательных вопросов:

• Каковы основные последние тенденции, которые могут повлиять на жизненный цикл продукта и рентабельность инвестиций?
• Какие нормативные тенденции формируют стратегии корпоративного, бизнес-уровня и функционального уровня?
• Какие микромаркетинговые инициативы ведущих игроков принесут инвестиции?
• Что может быть лучшей структурой и инструментами для анализа PESTLE?
• В каких регионах появятся новые возможности?
• Какие революционные технологии будут использоваться для получения новых источников дохода в ближайшем будущем?
• Какие операционные и тактические схемы используются различными игроками для завоевания лояльности клиентов?
• Какова текущая и ожидаемая интенсивность конкуренции на рынке в ближайшем будущем?

Заявление об отказе от ответственности : Это исследование рынка является постоянной работой, и мы уделяем особое внимание поддержанию высочайшего уровня точности на всех этапах. Тем не менее, в свете быстро развивающейся бизнес-динамики, некоторые изменения, характерные для региона или другого сегмента, могут занять некоторое время, чтобы стать частью исследования.

Утилизация шин. Описание материала. Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожного покрытия