Фундамент для бани из покрышек: Как сделать фундамент из покрышек для бани

Каждый собственник земельного участка, решивший построить дом или другое строение, думает о том, чтобы сэкономить средства на работу. Не секрет, что большая часть денег идет на возведение фундамента — около 35% от стоимости здания.Современные технологии Можно не только сэкономить на строительстве, но и обеспечить долгую эксплуатацию постройки без потери качества.

Фундамент из покрышек — недорогое, экологически чистое, надежное решение для возведения дворовых сооружений. Для возведения этой базы нужны покрышки от машин, минимум инструментов и материалов, что дает возможность снизить расход средств, получив качественный, надежный фундамент здания.

В современном строительстве Большое внимание уделяется конструкциям, в которых применяется вторичное сырье. Использование шин, оставшихся после эксплуатации, должно удешевить строительство основания, потому что шины — это почти бесплатный материал.

Преимущества фундаментов от реселлеров

Рассмотрены основные преимущества использования шин для базы:

1. Длительный срок службы.
2. Высокая износостойкость.
3. Значительная экономия.
4. Сейсмостойкость.
5. Экологическая чистота.
6. Хорошие амортизационные свойства, эластичность.
7. Простота конструкции, минимум трудозатрат.
8. Эффективность использования, надежность конструкции.

У фундамента из покрышек только один недостаток — большая ширина. Это создает определенные трудности при возведении несущих стен и внешнем оформлении здания.

Не бойтесь конструкции оснований из покрышек, эта новинка конструкции уже показала свою устойчивость и эффективность.

Фундамент из автомобильной резины — надежный и практичный

Фундамент из покрышек хорошо зарекомендовал себя при возведении легких домов, саун, беседок, хозяйственных помещений и других конструкций с небольшой массой. Использование старых покрышек позволяет минимизировать денежные затраты на возведение фундамента, поэтому популярным решением становится использование автомобильной резины в качестве основы для возведения небольших конструкций.

Фундамент из покрышек простой и практичный, возведение такого основания потребует минимум времени, инструментов и материалов.

Важным нюансом, который учитывается при закладке фундамента из автомобильной резины, является расположение покрышек на одном уровне. В противном случае произойдет поломка, которая поставит под угрозу дальнейшее строительство.

Шиномонтажная база

Как уже говорилось выше, фундамент из автомобильных покрышек Применяют под небольшие загородные дома, бани, беседки, навесы и другие легкие сооружения. Строительство ведется двумя способами:

1. По типу фундамента стеклянного типа.
2. Метод, при котором шины используются в качестве опор конструкции.

Посчитайте фундамент на шинах в несколько этапов:

• Подготовьте платформу.
• Устанавливается в два ряда шин.
• Засыпная полость из грунта резинотехнических изделий.
• По периметру основания устанавливается опалубка.
• Сверху из автомобильных покрышек крепим каркас из металлического уголка-чапеллера.
• Залить конструкцию покрышкой бетонным раствором.

Последовательность работ

Перед началом строительства тщательно проводится подготовка участка: убрать мусор, камни, перекопать корневища кустарников, деревьев, снять верхний слой земли толщиной 25-35 см. Нивелира используется для выравнивания территории.

Затем старые шины укладываются в два яруса (чем больше шин установить, тем прочнее фундамент). Полости внутри и между элементами засыпаются подручным материалом: гравий мелкой фракции, щебень, молотый, битый кирпич, строительный мусор.

Поверх смонтированных резиновых покрышек укладывают линолеум, каучуконоид для удобства равномерного заполнения бетонным раствором. Площадку под фундамент выносят занавески из железного уголка, шелушитель высотой не более 15 см. Внутри беззаборного пространства ставят прутья из металла и заливают бетонной смесью.

Основанию покрышек разрешается простоять две недели, по истечении этого срока пересыпаются стены.

Чтобы построить фундамент из покрышек, воспользуйтесь другим методом.Эта последовательность работ такова:

1. Убрать верхний слой почвы толщиной от 10 до 15 см, натянуть поврежденный размер. Для заделки почвы используйте каток или утрамбовку из толстого бревна. Яма засыпается протертой мелкой фракцией и уплотняется. Также можно выкопать яму под диаметр покрышки и сложить опоры из двух-трех изделий. Количество резиновых элементов зависит от высоты возводимого цоколя и рельефа участка, на котором строится дом, беседки, баня.
2. При проведении разметочных работ используется рулетка, колышки забиваются в пластины покрышек.
3. Шины уложены на установленные стойки. С помощью строительного уровня с широкой доской изделие выравнивается по горизонтальной плоскости.
4. Внутри каждой шины помещается гидроизоляционный материал, затем заполняется мелкозернистым щебнем, который насыпается слоями с периодическим уплотнением до уровня 6 см от верхнего края шины.
5. Далее щебень увлажняется и заливается бетонной смесью в каждый столб. Убрать излишки раствора удобно краем доски.Аналогичным методом на один подход заливается один пост.
6. Через неделю после набора прочности бетона приступают к обвязке основания нижней обвязки.

Таким образом, верх шины образует прочное бетонное основание, передающее основные нагрузки на слой щебня, который распределяет их равномерно. Такой фундамент подходит для строительства светового дома, гаража, беседки, бани и других построек.

Борта резиновых покрышек являются прекрасным компенсатором при промерзании и оттаивании почвы.Основание из щебня легко закаливается движением грунта вверх-вниз. Главное преимущество подобного метода — небольшие по объему земляные работы.

При возведении резиновой основы в летнее время года покрышки покрывают полиэтиленом, чтобы предотвратить растрескивание залитого внутрь цементного раствора.

Некоторые особенности конструкции

Во время закладки нижних шин обязательно контролируйте их горизонтальное положение, используя для этого уровень.

Внимательно следите за тем, чтобы верхние точки фундамента под покрышку находились на одной высоте, это можно сделать так:

• Колеса устанавливают в отваливаемые ямы, ставят рельсы одинаковой длины , натяните сверху тонкий шпагат.
• Далее проверяется горизонтальность, благодаря этому методу легко определяется, к какой маркировке нужно добавить землю, а в какой — удалить.
• Перепады высот устраняются за счет перехода блокировки досок нужной толщины к нижним частям.

Аналогичный фундамент из-за большой ширины покрышек далеко выходит за пределы стен в углах конструкции и в промежуточных точках. Этот недостаток устраняется декоративной обшивкой выступов разрешительными материалами.

Выход

Особого ухода Основание покрышки не требует, только на начальном этапе постройки покрышка должна быть надежно защищена от попадания прямых солнечных лучей. Обязательно соблюдайте технологию возведения фундамента из автомобильных покрышек, чтобы построенное здание не подвергалось риску разрушения.

Человеку присущ дух изобретательности. И если рационализаторская идея при воплощении в жизнь может принести огромную пользу и стать популярной среди окружающих, то на такой фонер просто нет цены. Фундамент из шин — ваши руки — отличная идея, которую вместе придумали творческие люди, исходя из параметров устойчивости и экономичности.

Для каких построек подойдет фундамент из покрышек

Технология возведения таких строительных оснований появилась в 2000 году.По надежности опора подойдет для любых покрышек, но лучше будет выполнять функцию фундамента массивных покрышек большегрузных автомобилей. Резина, из которой они состоят, — отличный эластичный материал, способный гасить даже активность почвы в зонах с сейсмической нестабильностью.

В строительстве такое основание смело можно использовать для небольших построек — бань, гаражей, хозяйственных построек и для домов небольших размеров. Для габаритных и тяжеловесных построек необходимо использовать традиционные типы фундаментов.

Внимание! Фундамент из покрышек не справится с нагрузкой, которую испытывают стены больших домов, а его использование для таких типов конструкций может привести к разрушению постройки.

Достоинства и недостатки фундамента из покрышек

Такой фундамент имеет достаточное количество достоинств, среди которых можно выделить:

Но есть такой фундамент и некоторые недостатки:

• Большая ширина покрышки создают затруднения для последующей облицовки;

• Если на шины попадают большие дозы ультрафиолета, они могут выделять вещества, вредные для человека и почвы (поэтому рекомендуется закидать их в землю).

Как сделать фундамент из покрышек

Для того, чтобы сделать их фундамент из покрышек, следует позаботиться о наличии таких материалов и инструментов:

• Необходимое количество покрышек;
• Лопата — для рытья котлована;
• Грабли или другой инструмент, помогающий укрепить поверхность;
• Гравий и щебень для скрытия пустот между покрышками;
• Песок — для добавления в цементный раствор;
• Обломки кирпича — чтобы заполнить пространство внутри покрышек;
• Рубероид — в качестве гидроизоляционного и выравнивающего слоя;
• Доски — при необходимости монтаж опалубки;
• Арматура для усиления несущих конструкций;
• Строительный уровень для выравнивания поверхности.

Кроме того, могут понадобиться и другие элементы, необходимые для строительства основания.

Из покрышек могут комплектоваться как плитный, так и столбчатый фундамент, при этом технология их установки немного отличается.

Покрышка

Такая основа похожа на плиту, структура которой — изношенные покрышки. При этом в указанной последовательности выполняются следующие виды работ:

До застывания опалубки уходит от 7 до 10 дней, после чего можно произвести ее демонтаж и произвести работы по гидроизоляции основания.

Шины

Такая база требует большей работы, но отличается повышенными прочностными характеристиками, она более надежна и долговечна.

Технология монтажа столбчатой ​​конструкции следующая:

• Территория очищена от мусора;
• Имеется разметка будущего фундамента с отметками в местах расположения углов;
• Снимается верхний слой дерна;
• Копает по параметрам подъема, засыпает щебень и плотно топтется;
• На местах установки покрышек от покрышек устанавливаются колышки, которые вбиваются в землю;
• На каждый колышек надевается одна или несколько покрышек в зависимости от необходимой высоты фундамента;
• С помощью строительного уровня производится выравнивание всех шин по горизонтали;
• Все покрышки засыпают достаточным количеством щебня и залит бетонной смесью;
• После заморозки (около 7 суток) производятся работы по установке обвязочной планки.

Есть еще один простой способ быстро и не усложнить фундамент конструкции из старых автомобильных покрышек. Также он отличается высокой прочностью и надежностью. Покрышки укладываются по периметру предполагаемой конструкции, после чего изготавливаются металлические часовни. Предварительно внутрь каждой покрышки заливается бетонный раствор, а внутрь вставляется анкер.

Прочие важные моменты

Как и в случае необходимости строительства любого из типов фундамента, такое основание также следует рассчитывать в зависимости от типа грунта, прохода грунтовых вод и других атмосферных внешних факторов.Такие основания не рекомендуются для жаркого климата, но они отлично справляются с сейсмическими колебаниями, взламывая их без ущерба для построек.

Шины должны быть из достаточно плотной резины, но при этом иметь не самый большой диаметр (как шины для спецтехники). Большая ширина покрышек может затруднить выбор облицовочного материала.

Для того, чтобы такое основание долгое время, и при этом надежно и прочно держало возведенное здание, необходимо правильно выполнить всю технологию работ по его установке, а также обеспечить надежную защиту от воздействия. солнечного света.

Историческая экскурсия

Прародителем использования такого материала для выполнения фундамента стал житель Сакт-Петербурга Семикин М. Он не только опробовал этот вариант при строительстве собственного дома, но и получил патент на предлагаемое изобретение. Сначала он попытался сделать основу из старых покрышек, которые использовались для его гаража. Воспользовавшись высокой прочностью и надежностью конструкции, Михаил применил ее при строительстве жилого дома.Поначалу отношение к рационализаторскому предложению самоучки было достаточно скептическим, но с учетом того, что первые возведенные фундаменты пока хорошо выполняют свои функции, к мастеру стали обращаться для обмена опытом. Со временем такая техника выполнения и материалы стали пользоваться популярностью среди строителей.

Как видно на примере статьи, даже самые невероятные материалы могут стать отличной подружкой для закладки такого важного элемента любой конструкции, как фундамент.

Фундамент служит основой любого инженерного сооружения. Затраты на строительство подземной части здания составляют четвертую часть всех затрат на строительство. Интересным, экономически выгодным решением является устройство базы из автомобильных покрышек.

Технология его укладки не требует особого опыта и навыков. В этой статье рассмотрим, как построить фундамент из покрышек своими руками, его виды, достоинства, недостатки.

Для каких зданий используется основание из шин

Фундамент на шинах не подходит для каждого жилого дома.

Прежде чем принять решение об использовании такого типа основания, необходимо изучить геологические особенности местности, сравнить вес конструкции с несущей способностью этих изделий.

Используется под застройку:

• бань;
• беседка;
• sarai;
• гаражей;
• летние кухни;
• малые световые домики.

Красиво смотрится фундамент из покрышек для беседки, отделанный брусом, натуральным или искусственным камнем.

База из старых покрышек идеально подходит для устройства небольших зданий, но может вести себя непредсказуемо при использовании в строительстве крупных объектов.

Преимущества

Резина — хороший амортизатор между конструкцией и почвой

Период разложения резины составляет более 100 лет, при условии, что она не подвергается воздействию ультрафиолета.Это навело на мысль использовать резину от старых автомобильных колес в качестве основы зданий.

ТО типовых пород Фундаменты включают: плиту, ленту, свайную столярку. Сезонные колебания грунта могут привести к появлению трещин на основании и стенах конструкции. Альтернативой использованию столбчатых оснований было использование фундамента из старых покрышек, которые благодаря своей эластичности являются хорошим амортизатором между почвой и конструкцией.

Преимущества: шины

• служат буфером при колебаниях грунта, гасят колебания, защищают конструкцию от растрескивания;
• подходит для установки в сейсмически нестабильных зонах;
• служат надежной преградой для проникновения влаги;
• дешевый и легкий материал в установке.

При укладке важно закрыть резину толстым слоем земли или каучукоида, чтобы при воздействии солнечных лучей не выделялись вредные вещества и материал не ломался.

Правильное устройство основания своими руками

Рассмотрим, как сделать фундамент из покрышек своими руками. На станциях техобслуживания хранятся старые колеса. Шины можно получить бесплатно или за символическую плату. Выбирайте лучше плотные изделия большего сечения, в идеале это должны быть тракторные шины.

Подготовительный этап

На первом этапе строительства составляется проект и смета.

Рассчитываем нагрузку на конструкцию с учетом веса стройматериалов, предметов, людей, максимального слоя снега, который может лежать на крыше зимой.

Снеговая нагрузка определяется картой и зависит от климатической зоны.

Определяем тип грунта, глубину расположения подземных источников.

Рисование домашнего хозяйства на бумаге. Сделайте расположение покрышек по углам, а в перекладине разместите несущие конструкции. Расстояние между этими точками делится на равные части так, чтобы шины располагались по возрастанию от 2 до 3 м.

Устройство своими руками

Когда все нагрузки просчитаны, есть проект, принимается разумное решение использовать такой фундамент, приглашаем помощника и приступаем к работе.

События на точечном фундаменте:

1. Подготовка строительной площадки. Убираем мусор, убираем плодородную почву.
2. Если основание проглотило, рывок ямы или колодца для установки покрышек.
3. Приводные штифты в соответствии с положением на чертеже. Проверяем, что они установлены в одной плоскости, замеряли диагональ.
4. Одеваем шины на установленные штанги или укладываем их в колодец.
5. Выровняйте внешнюю поверхность шины так, чтобы они находились на одной линии.
6. Залейте внутреннюю часть шин и расстояния между ними щебнем, гравием или другим плотным материалом.
7. Для получения аналога боросодержащей сваи залить внутреннюю часть шины бетонным раствором. До высыхания цемента периодически смачивайте его, накрывайте полиэтиленом.
8. Покрытые автомобильные шины бегунок.
9. Установите опалубку из досок высотой 100-150 мм. Для большей крепости заложите арматуру внутрь арматуры, залейте бетоном.О том, как залить покрышки под фундамент, смотрите в этом видео:

При правильной установке этот тип основания прослужит от 50 до 100 лет. Этот тип фундамента не требует восстановления ниже точки промерзания грунта.

Опорная плита покрышки

Фундамент из покрышек — это надежное основание, выдерживающее колебания неустойчивого грунта, закрепленное колоколообразным или возвышенным, подходящее для участков с высоким уровнем грунтовых вод.

Шаг устройства:

1. Слой почвы снимают на глубину 20-30 см.Строительная площадка Выравнивает горизонтальную плоскость с помощью уровней.
2. Укладываем на участок строительной площадки шины вплотную друг к другу, в один или несколько слоев. Чем больше их диаметр и высота, тем лучше амортизационные и гидроизоляционные свойства материала.
3. Залить внутреннюю часть покрышек и расстояние между ними щебнем, щебнем, остатками плотного стройматериала, трамбовкой. Заливаем цементным раствором сметаны консистенции.
4. Рубероид эллипсовать по всей площади шин с запасом по бокам.
5. Монтируем опалубку по периметру несущих стен и перегородок из досок высотой 100-150 мм. Наполните его арматурой.
6. Залить бетонным раствором, накрыть полиэтиленом, периодически тратить. Подробно о строительстве фундамента под каркасный сарай смотрите в этом видео:

При укладке нижних рядов следите за резиной в горизонтальной плоскости, если этим пренебречь, поправить будет очень сложно. Последний ряд у нас по уровню, иначе основание будет неровным.

Фундамент из автомобильных покрышек не требует ухода, при установке необходимо закрыть его от воздействия ультрафиолета.

Если вам нужно построить легкий каркасный дом и вы ограничены вами, то один из способов экономии средств Это будет создание фундамента из покрышек своими руками. Такие основания применяются при строительстве зданий. до двух этажей В любых климатических условиях.

Достоинство

• Низкие затраты На старые покрышки, стоимость которых будет состоять только из транспортных и погрузочно-разгрузочных работ.
• Простая технология Производство работ, не требующих специальных знаний и навыков, а также дорогостоящего сложного оборудования.
• Устойчивость к влажной и агрессивной среде.
• Прочность.
• Способность сглаживать деформационные нагрузки От попадания грунта, землетрясения или резких колебаний температуры.
• Гидроизоляционные свойства Шины, снижающие затраты на защиту здания от влаги.

недостатки

Единственный недостаток, который проявляется в процессе эксплуатации уже построенных зданий — это то, что при высоких температурах шины разлагаются с выделением вредных веществ. Однако этот недостаток легко устранить, т.к. шины эксплуатируются ниже уровня земли или на небольшой высоте, где легко защитить от перегрева и солнечных лучей.

Область применения

На сегодняшний день на таких площадках строят домов из легких материалов до двухэтажных, например каркасных или других хозяйственных построек.Шины лучше брать от большегрузных автомобилей, потому что они прочнее, долговечнее и лучше качаются.

Выполнение работ в зависимости от фундамента

Плита

Применяется в том случае, когда нужно передать нагрузку на максимальную площадь . При строительстве на слабых, водонасыщенных или заболоченных почвах.

1. Участок расчищен . Срезанные камни, мусор, кусты и деревья.
2. Снят овощной слой На глубину до полуметра выровнена детская площадка.
3. Засыпание щебнем или битым кирпичом , рычаг ровный, уплотненный.
4. Ряды, узкие шины, уложенные штабелем От колесных тракторов или других тяжелых транспортных средств.
5. Внутри каждого из них уложите, что предотвратит укладку высыпаний и послужит дополнительной гидроизоляцией.
6. Шина с наполнением из битого кирпича, щебня, песка или земли . Герметизирующий наполнитель в автобусе требует времени и для разгрузки можно срезать его верхний край, но практика показывает, что одна трудоемкая операция сменяется другой, не менее тяжелой.Плотность упаковки зависит от условий строительства и может составлять:
   .
   • заливка на 75 — 85% В том случае, если фундамент рассчитан на восприятие деформаций от набухания грунта или землетрясения. Это улучшает амортизационные свойства и снижает нагрузку на стены конструкции;
   • полностью засыпаю И не хорошо, если такие нагрузки не предусмотрены;
   • заливной бетон Если вам нужна высокая жесткость и прочность основания.
7. Пустоты между уложенными и заполненными шинами заполнены камнями, битым кирпичом, щебнем, битым стеклом или подобным материалом. Использовать песок для этих целей не рекомендуется, т.к. песок дает просадку .
8. Опалубка сделана немного шире для бетонирования и внешних поверхностей при бетонировании Это позволяет не только укрепить основание, но и предотвращает выход вредных веществ под воздействием солнечных лучей.
9. После монтажа опалубки фундамент из автомобильных покрышек покрыт каучукоидом , что позволит избежать неоправданных потерь бетона и улучшить гидроизоляцию.Такого слоя такого покрытия достаточно, если полосы уложены внахлест не менее 5 см.
10. Армирование Выполнено по проекту. Используются стержни Variamatic класса А — ІІІ диаметром 10 — 12 мм или арматурная сетка того же качества. При изготовлении каркаса необязательно применять сварку: можно ограничить вязкие узлы специальной отожженной вязкой проволокой. Расстояние от бетонной конструкции до низа арматуры должно быть не менее 30 мм, что необходимо для создания защитного слоя.

    Насыщенность арматуры должна быть равномерной , что сделает плиту монолитной и обеспечит надежную работу в случае просадки. Для закрепления конструкций стен и перегородок к арматурному каркасу крепятся анкеры и вычерчиваются над уровнем бетона.

11. Бетонирование . При устройстве фундамента из автомобильных покрышек наиболее ответственный процесс, от его качества зависит синхронная работа всех элементов конструкции.Последовательность работ следующая:
12. На фундамент из покрышек для каркасного дома, представляющего собой монолитную плиту , смонтированы строительные конструкции , днища крепятся к анкерам.

Любой застройщик заботится о минимизации затрат на строительство. Этот вопрос актуален и при загородных домах и других постройках. Поскольку одной из важнейших статей расходов является возведение фундамента, многие используют возможность экономии на материалах для него.Часто Б. в этом случае используются старые автомобильные покрышки, так как они практически бесплатны, и при этом обладают набором качеств и свойств, необходимых для отличного результата работы.

Характеристики

Первый фундамент из старых покрышек заложил петербуржец Михаил Сейкин, поэтому конструкция носит его имя. В строительстве он применил ненужные шины от троллейбусов. Сейкин наблюдал за структурой около года, но за это время даже не зафиксировал ни малейших изменений.После этого была разработана уникальная технология, на которую был получен патент. Ярким примером, доказывающим надежность фундамента этого вида, является личный дом Михаила Сейкина, который имеет 3 этажа и занимает площадь 260 квадратных метров.

Этот способ возведения фундамента получил широкое распространение на рынке в связи с тем, что не требует больших финансовых затрат. При этом следует помнить, что, кроме самих покрышек, для работы потребуются и другие стройматериалы.

Если грунт неустойчивый, построить на нем фундамент достаточно сложно. Особенно усложняет ситуацию его глубокая бесплатная. Этот вид Основания предназначены в первую очередь для использования на загородных и усадебных участках. Можно построить как каркасный дом, так и баню, гараж, беседку и другие постройки. Конструкция будет стойкой в ​​сезон, когда почва станет подвижной. Кроме того, для таких фундаментов требуется совсем небольшое количество бетона, что также выгодно застройщику.

плюсы

Все материалы, используемые в строительстве, имеют свои отличительные особенности, плюсы и минусы. Старые шины не исключение.

• Среди преимуществ специалистов и потребителей первые отмечают значительную минимизацию затрат . Это связано с тем, что изношенные шины легко найти, их огромное количество находится в автосервисах и на СТО. В результате материал можно купить практически бесплатно, потратив в основном на доставку шин на строительную площадку.
• Фундамент, возведенный на основе старых резиновых покрышек, имеет длительный срок службы Так как материалы со временем не теряют своих качеств и остаются эластичными. Исходя из этого, построить дом из дерева вполне реально, он выдерживает довольно серьезные нагрузки. Кроме того, фундамент будет обеспечен надежной гидроизоляцией вне зависимости от того, повысится влажность почвы или нет. Воздействие воды не страшно, соответственно микроклимат внутри здания будет достаточно благоприятным.
• Если здание находится в зонах с повышенной сейсмичностью , колебания грунта будут компенсированы износом материала. К тому же такие основания устойчивы к перепадам температур. И не стоит отметить, что фундамент из автомобильных покрышек можно сделать самостоятельно, а это приведет к снижению финансовых затрат застройщика.

Минусы

Основным недостатком автомобильных шин является то, что они способны разлагаться под воздействием высоких температур и в то же время выделять вредные вещества в атмосферу.Этот минус компенсируется тем, что шины расположены ниже уровня земли или низко над ней, поэтому прямые солнечные лучи и перегрев материала практически исключены. Не слишком эстетичный вид можно закрыть с помощью облицовочных материалов разных пород. Единственное, что не удалось обойти — фундамент не выдержит тяжелых кирпичных и блочных конструкций.

Просмотры

Покрышки фундамента можно разделить на три основных типа:

Отношение к определенному типу зависит от способа укладки покрышек. Плита используется, если необходимо распределить нагрузку на максимально возможную площадь, когда почва слабая и заболоченная.

Лента предполагает более широкие шины, отвечающие за распределение нагрузки, ее можно использовать при строительстве хозяйственных помещений и домов из легких материалов. В случае столбчатого фундамента основание — пиллаби. В этом случае на процесс монтажа уходит больше времени, однако потребители отмечают стойкость и надежность конструкции.

Как это сделать?

Прежде всего, необходимо подготовить проект и примерную смету.Но также нужно рассчитать нагрузку и определиться с типом грунта. Чертеж изначально следует делать на бумаге, а во время выполнения работы строго следовать ему.

Для закладки фундамента из старых автомобильных покрышек потребуются другие инструменты и материалы:

• лопата для рытья котлована;
• грабли для выравнивания поверхности;
• щебень и гравий для заполнения пустот между покрышками;
• цемент и песок для него;
• якорь;
• строительный уровень;
• битый кирпич для заполнения покрышек изнутри;
• рубероид, из которого будет выполняться выравнивающий слой и гидроизоляция.

Технология установки разных типов фундаментов имеет свои отличия.

Плита

Перед возведением любого из фундаментов необходимо предварительно очистить участок и убрать мусор. Снятие овощного слоя необходимо проводить на глубину примерно полметра, после чего платформу требуется выровнять. Далее засыпают обломки кирпича или щебня, выравнивают и снова заделывают.

Лучше использовать шины от колес тяжелых грузовиков или другой крупной техники. Автоходы большого размера необходимо уложить рядами и очень плотно, а затем заполнить каучукоид, выполняющий функцию гидроизоляции и удерживающего пакета. Далее внутрь насыпают обломки кирпича, земли и песка. Набивку необходимо укладывать как можно плотнее, от этого зависит износ свойств шины и уровень нагрузки. В тех случаях, когда основание необходимо сделать максимально твердым, требуется заливка бетоном.

Далее следует заполнить пустоты между покрышками подготовленными материалами, за исключением песка, который можно отдать по предоплате.После этого монтируется опалубка, которая должна быть достаточно широкой, чтобы перекрывать внешние грани и защищать их от негативного воздействия солнечных лучей. При проведении этих работ основание покрывается каучукоидом для улучшения гидроизоляционных свойств.

Далее выполняется проектирование. Использовать сварку при подготовке каркаса не требуется. После этого наступает время заливать основание бетоном. К этому процессу нужно подходить максимально ответственно, ведь во многом от этого зависят конечные эксплуатационные качества конструкции.

При бетонировании в первую очередь необходимо очистить опалубку и само место работ, удалить мусор и масляные пятна. После этого устанавливают маяки, для которых будет определен уровень поверхности бетона. Сама бетонная смесь должна быть пластичной, чтобы без проблем заполнять все пустоты без использования дополнительных инструментов. Бетон можно заделывать как с помощью специальных механизмов, так и вручную, главное, чтобы процесс был проведен качественно.

Само основание должно получиться максимально гладким, это проверяется с помощью строительного уровня. Максимальное отклонение в этом случае составляет 10 миллиметров на 1 метр. После этого конструкцию оставляют примерно на неделю, чтобы бетон набрал прочность. Опалубку снимают через сутки после укладки смеси. Готовый Фундамент выглядит как монолитная плита, на нее устанавливаются конструктивные конструкции. Нижние части конструкций необходимо закрепить на анкерах.

Лента

Технология монтажа ремня Фундамент Несмотря на схожесть с плиточным, имеет свои особенности. В первую очередь необходимо определиться, где будет располагаться ось несущих стен и перегородок. Во время дистанции устанавливаются колышки не менее метра. Это важное условие, так как помогает правильно распределить нагрузку.

Далее следует открутить траншею в соответствии с расположением осей.Его ширина должна превышать ширину покрышек, а глубина — меньше, чем способна промерзать почва. Шины укладываются не менее чем в два ряда и заполняются подготовленными материалами /

Угловые автомобильные ходы, а также те, что расположены в местах пересечения с несущей перегородкой, следует закреплять металлическими стержнями, установленными в земле. После этого производится армирование.

Столбчатый

При установке фундамента Перед началом работ удаляется толстый слой грунта.После этого нужно откопать испорченные габариты. Он заполнен щебнем, который тщательно утрамбовывается.

Наценка наносится с помощью колышков, на которые устанавливаются шины. При этом следует учитывать, что поверхность должна быть идеально ровной. Далее покрышки засыпаются щебнем и битым кирпичом, после чего их следует залить бетонной смесью. Необходимо подождать несколько дней, и только после этого приступать к дальнейшим работам по укладке планки.

Проблемы при приеме душа с фибромиалгией и ME / CFS

Утренний душ кажется большинству людей простым и безобидным занятием.Но принятие душа может создать серьезные проблемы для людей с фибромиалгией или синдромом хронической усталости (ME / CFS). Если у вас есть одно из этих условий, вы могли подумать, что эта проблема возникла только у вас, но будьте уверены, что это не так.

Некоторые из симптомов этих состояний могут объединяться, и вы сразу же после душа отправляетесь в постель до конца дня. Как такое возможно?

Напряжение

Даже небольшое усилие может оказаться слишком большим, особенно для людей с ME / CFS.Это связано с симптомом, называемым недомоганием после физической нагрузки, который является определяющей характеристикой этого заболевания. Люди с фибромиалгией не страдают недомоганием после нагрузки, но у некоторых наблюдается непереносимость упражнений аналогичного типа.

Душ требует больше энергии, чем люди склонны осознавать. Вы все время стоите. Вы изрядно сгибаетесь, растягиваетесь и тянетесь, энергично вспенивая голову и тело.

Если учесть, что людям часто приходится начинать новую рутину «упражнений» с двух повторений простого движения, например, позы йоги, вы можете увидеть, что принятие душа может оказаться для некоторых слишком трудоемким занятием.

Слишком много расслабления

Горячая вода в душе расслабляет, и это здорово, когда речь идет о напряженных мышцах и соединительных тканях. Однако для тех, кто имеет дело с сильной усталостью, это, вероятно, не лучший вариант для них рано утром, когда они все еще борются за то, чтобы проснуться.

Оба эти состояния могут совпадать с нарушениями сна, включая бессонницу, апноэ во сне и синдром беспокойных ног. Они также связаны с неосвежающим сном.Это может привести к сильной усталости в течение дня. Если вам нужно быть бодрым и работоспособным, последнее, что вам нужно, — это расслабиться.

Температурная чувствительность

Хотя горячая вода может вызывать приятные ощущения, она также может вызвать температурную чувствительность и нарушить гомеостаз. Когда вы так сильно нагреваетесь, нужно много работать, чтобы снова остыть до нормального состояния. Некоторые люди настолько перегреваются, что сильно потеют после душа.

В некоторых случаях температурная чувствительность может привести к появлению других симптомов, поэтому следует соблюдать осторожность и избегать этого симптома.

Головокружение

Люди с ME / CFS склонны к головокружению из-за симптома, называемого ортостатической непереносимостью. В основном это означает, что у них кружится голова при вставании. Это вызвано аномальным падением артериального давления.

Тепло душа в сочетании с движениями мытья (например, наклоняется, чтобы вымыть ноги) может заставить ваше тело работать сверхурочно, чтобы сохранить чувство равновесия. Приступы головокружения под горячим душем очень страшны, особенно если учесть, куда вы приземлитесь, если упадете.

Причины головокружения при фибромиалгии отличаются от тех, которые вызывают его при ME / CFS, но конечный результат тот же.

Повышенная нервная реакция

Особенно при фибромиалгии давление воды, попадающей на кожу, может раздражать нервы. Некоторым больно, когда они находятся под струей спрея. У других это может не повредить во время душа, но стимуляция их чрезмерно реактивных нервов может заставить их тела посылать ошибочные болевые сигналы и причинять им боль во всем.

Это явление называется аллодиния, то есть боль, вызванная чем-то, что обычно не вызывает боли. Существует термическая форма аллодинии, из-за которой жар душа становится еще труднее переносить. Аллодиния почти универсальна при фибромиалгии, и некоторые люди с ME / CFS также испытывают ее.

Решение проблем

Самый очевидный способ избежать некоторых из этих проблем — принять ванну. Это лучший вариант, когда вы говорите о головокружении, напряжении и повышенной нервной реакции.А если горячая вода оказывает на вас негативное влияние, вы всегда можете выбрать более прохладную воду или даже молоко.

Ванна также имеет тенденцию меньше запаривать ванную комнату, поэтому вам будет легче охладиться, когда выйдете на улицу.

Если даже ванна для вас — слишком много усилий или если это не вариант (например, для кого-то, у кого нет ванны), вы можете оставить под рукой очищающие салфетки и сухой шампунь, чтобы вы могли освежиться. Очищающие салфетки для лица или, для людей с повышенной чувствительностью к ароматам, детские салфетки без запаха, могут быть хорошими вариантами.

Также может оказаться полезным табурет для душа. Сидение означает, что вы будете меньше наклоняться и растягиваться и сможете предотвратить головокружение, сохраняя при этом энергию.

Тем, кто слишком расслабляется в ванне или душе, лучше принимать его вечером, а не утром. Это может помочь вам заснуть, что всегда хорошо.

Хлорированный Парафины в автомобильных шинах, переработанные в резину Гранулят и плитка для детских площадок

Абстракция

Хлорированная парафины (КП) используются в различных продуктах для улучшения их физико-химические характеристики.Из-за вторичной переработки СР могут закончиться в «новых» переработанных продуктах. В этом исследовании мы исследовали ХП присутствуют в автомобильных шинах с истекшим сроком службы, которые перерабатываются в резиновые гранулы. используется на искусственных футбольных полях и плитках для детских площадок. Концентрации ∑CP (C ₁₀ -C ₃₀ ) варьировались от 1,5 до 67 мкг / г. в автомобильных шинах 13–67 мкг / г в резиновых гранулах и 16–74 мкг / г в игровой плитке. MCCP были доминирующей группой CP с средний вклад 72%. LCCP до C ₃₀ , были обнаружены впервые в автомобильных шинах, резиновых гранулах и игровых площадках плитки.Применение ХП в шинах неясно, низкие концентрации ХП обнаруженные в этом исследовании (<0,007%) могут указывать на загрязнение в процессе изготовления. Наличие ХП в гранулятах и плитки, в дополнение к множеству уже обнаруженных химикатов, подчеркивает необходимость дальнейшего изучения миграции и вымывания поведения, чтобы оценить потенциальные риски ХП для человека и среда. Другим источником может быть присутствие ХП в автомобильных шинах. ХП для окружающей среды.Объем ХП, внесенный в окружающую среду по частицам износа шин (TWP) от автомобильных шин в Европейском Союзе, оценивается в 2,0–89 тонны в год.

Введение

Переработка полимеров удовлетворяет потребность для эффективности использования ресурсов в конечный мир. ¹ При этом повышает вопросы о токсичных остатках, попадающих в переработанные продукты. ² Химические добавки, присутствующие в определенных продуктах, которые перерабатываются после многих лет использования, не всегда учитываются новые переработанные или повторно используемые продукты.Например, в Европе примерно половина переработанных автомобильных шин с истекшим сроком службы используется на искусственных футбольные поля, спортивные полы или облицованные резиновой плиткой для игровых площадок. ³ Пока дети не подвергаются прямому контакту с автомобилем шины, они будут подвергаться воздействию переработанных продуктов, таких как резиновый гранулят и детская площадка. Воздействие добавок и остатков в конце срока службы автомобильные шины могут внезапно стать источником риска. В Нидерландах состоялось обсуждение началось в отношении воздействия на футболистов канцерогенного остатки гранулята переработанной резины при игре на искусственном газоне футбольные поля. ⁴ Всего 120 тонн резины гранулят используется на одном футбольном поле с искусственным покрытием, и ежегодно еще 300 кг добавляется для поддержания поля. ⁴ Переработка резиновых шин снижает общую нагрузку на резину отходы на свалках, но с использованием этих резиновых гранулятов на искусственном газоне футбольные поля их переносят и повторно вводят в новую среду. Различные исследования показали, что гранулят каучука содержит канцерогенные вещества. полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) в концентрациях до 20 мг / кг. ^4-6 Помимо ПАУ, многочисленные химические добавки сообщалось, что они присутствуют в резиновых гранулятах, таких как бензотиазолы, фталаты, металлы и бисфенол A. ^4-6 Недавний обзор литературы Perkins et al., ⁷ идентифицировали 306 химических компоненты резинового гранулята, используемые в качестве наполнителя в синтетических дерновые спортивные площадки. Информации о распространенности не было. хлорированных парафинов (ХП). В этом исследовании мы сосредоточимся на наличие ХП в отслуживших свой срок шинах, а также в переработанных продуктах резиновый гранулят и игровая плитка.CP представляют собой сложную смесь хлорированные алканы и широко используются во всем мире в больших объемах и температурные смазки, смазочно-охлаждающие жидкости для металлов, герметики и в качестве пламени замедлитель и пластификатор. ⁸ На основе их длины углеродной цепи, CP делятся на три подгруппы: короткоцепочечные CP (SCCP, ≤C ₁₃ ), CP со средней длиной цепи (MCCP, C ₁₃ –C ₁₇ ) и длинноцепочечные CP (LCCP, ≥C ₁₈ ). Благодаря их всемирному присутствию в окружающей среде и их стойкость, биоаккумуляционные свойства и токсичность для водных организмов. организмов, КЦХП находятся под ограничениями Европейского Союза (ЕС), и U.S. Агентство по охране окружающей среды (EPA) предложило значительные новое правило использования для определенных SCCP. ⁹ В 2017 г. КЦХП были определены как стойкие органические загрязнители (СОЗ) и перечислены в приложении А Стокгольмской конвенции Организации Объединенных Наций. ¹⁰ Эти правила привели к изменению использования и производство парафинов с более высоким содержанием хлора. ¹¹ Помимо SCCP, MCCP повсеместно обнаруживаются в различных экологические отсеки. ⁸⁻¹² Экологические данные по LCCP ограничены.Исходя из относительно ограниченные данные о токсичности доступны для LCCP, они кажутся менее токсичными к организмам по сравнению с КЦХП и СЦХП. ¹³ LCCP недавно были обнаружены в крови человека (до 530 нг / г липидный вес) ¹⁴ из Китая и в дикой природе образцы из Китая и Швеции с уровнями липидов до 10 мкг / г вес, при этом в одной из проб биоты из Швеции LCCP были доминирующий. ^15,16 Эти выводы могут подчеркнуть важность включить LCCP в программы измерения CP.

Данные о наличие ХП в автомобильных шинах, резиновых гранулах и переработанная игровая плитка отсутствует. Wang et al. ¹⁷ первыми сообщили о возникновении ДП в 15 автомобилях шины, закупленные в Китае, со средними концентрациями SCCP и MCCP 106 и 442 мкг / г соответственно. Cao et al. ¹⁸ проанализирована пыль, собранная на спортивных площадках с синтетическим покрытием и сообщенные средние геометрические концентрации для КЦХП и СЦХП 101 и 241 мкг / г соответственно. В обоих исследованиях LCCP не применялись. проанализированы.Наличие ХП в автомобильных шинах, гранулах переработанной резины, и игровая плитка может представлять опасность для человека и окружающей среды. экспозиция. Поэтому мы исследовали наличие SCCP, MCCP, и LCCP в автомобильных шинах с истекшим сроком службы, переработанный резиновый гранулят и игровые площадки, чтобы оценить концентрации CP и образцы конгенеров. Кроме того, мы рассмотрим проблемы и важность количественной оценки LCCP воска (средняя длина углеродной цепи приблизительно С ₂₅ ).

Материалы и методы

Информация о стандартах, химикатах и ​​поставщиках предоставлено во вспомогательной информации (SI) настоящего рукопись.

Сбор образцов

Всего было включено 25 образцов в этом исследовании. Десять устаревших автомобильных покрышек собрали из гаража в Postbauer-Heng (Германия), которые состоят из пяти различных брендов, произведены в 10 странах в период с 2006 по 2014 год (см. таблицу SI S1). с девяти футбольных полей с искусственным покрытием в районе Амстердама, Нидерланды.Примерно 100 г резиновых гранулятов были случайным образом собраны с трех разных точек на каждом футбольном поле. Шесть новых переработанная игровая плитка, пять купленных в Нидерландах и одна из Испании. Образец детской плитки и автомобильных покрышек. размером 6 × 6 см и гомогенизировали на мелкие частицы (<3 мм). Образцы собирали в предварительно промытое (гексан и ацетон) стекло. колбы и хранят в темноте при комнатной температуре перед анализом.

Подготовка образцов

Образцы были промыты Milli-Q водой и высушили Kimwipes и газообразным азотом перед анализом, удалить пыль и грязь.Для каждой из трех матриц выборок (автомобиль шины, резиновый гранулят и игровая плитка) один дубликат образца был включен. Извлечение CP было основано на недавно используемом методе. для извлечения ХП из отечественных резиновых и полимерных изделий в Китае, описанный Wang et al. ¹⁷ Примерно, 1 г предварительно нарезанного образца каучука экстрагировали 10 мл дихлорметана / гексана. (1: 1, об / об) в течение 20 мин в ультразвуковой ванне. Этот этап извлечения был повторен дважды, и экстракты были объединены в новую предварительно взвешенную пробирка для образца.Перед очисткой экстракт разбавляли гексаном в 100 раз. Очистка проводилась с использованием многослойных колонок, снабженных заглушкой. силанизированной стекловаты, заполненной снизу 0,5 г активированный диоксид кремния, 3,0 г кремнезема серной кислоты с концентрацией 40% (об. / об.) и 0,5 г г сульфата натрия и промывают 10 мл гексана. Разбавленный экстракт количественно переносили в колонку и первый фракцию, элюированную 10 мл гексана, отбрасывали. Фракция, содержащая КП элюировали 20 мл дихлорметана / гексана (3: 7, об. / об.). и упарили до объема 0.5 мл при 30 ° C в атмосфере азота и количественно переносят в стеклянный флакон объемом 1,5 мл. Фракция упаривали досуха и восстанавливали в 0,5 мл ацетонитрила, 50 мкл ¹³ C ₁₀ -дехлоран плюс был добавлен в качестве стандарта для инъекций (2000 нг / мл).

Измерение ЦП

Выполнен анализ ЦП используя немного принятый аналитический метод, ранее разработанный Богдал и др. ¹⁹ Вкратце, 10 мкл очищенные экстракты каучука вводили непосредственно в квадруполь времяпролетная масс-спектрометрия (qTOF-HRMS) (Compact, Bruker, Bremen, Германия), работающие в режиме химической ионизации при отрицательном атмосферном давлении (APCI) режим.Инъекция выполнялась с помощью Agilent 1290 infinity. Система ВЭЖХ (Agilent Technologies, Амстелвен, Нидерланды) с использованием ацетонитрил с 10% дихлорметаном (об. / об.) в качестве элюента с изократическим поток 250 мкл / мин. Использовали 10% раствор дихлорметана. в качестве допанта для усиления образования фрагментов [M + Cl] ^— для повышения чувствительности обнаружения ЦП в отрицательных APCI режим. ¹⁹ Подробные настройки QTOF-MS приведены в таблице SI S2.

Масса спектрометр работал в режиме отрицательной ионизации и полном сканировании. данные были собраны с м / z 200–1500 при минимальном разрешении 25000 fwhm (полная ширина на полувысоте).Калибровка внутренней массы выполнялась для каждого впрыска с использованием Настраиваемая смесь для низких концентраций Agilent APCI-L (номер детали: G1969-85010). Всего было извлечено 792 м / z отношений. из полного сканирования масс-спектров с использованием клиента Bruker TASQ 1.4. В 792 m / z отношения связаны с два наиболее распространенных иона [M + Cl] ^— изотопа CP кластер, соответствующий группам конгенеров CP с длиной цепи по C ₇ Класс ₃ по C ₃₀ Класс ₃₀ .Так как хроматографическое разделение не проводилось, возможные массовые помехи от матриц может произойти. Следовательно, только значения массы с сигнал выше 3-кратного отношения сигнал-шум (S / N) с погрешностью массы ниже 5 ppm и отклонение отношения ионов ниже 10% между двумя наиболее доминирующими сигналами m / z изотопного кластера CP, были извлечены из спектров полного сканирования. ²⁰

Количественная оценка и деконволюция

Количественная оценка КП выполнялись с использованием алгоритма деконволюции, разработанного Богдалом. и другие. ¹⁹ Паттерн CP, измеренный в каждом образец был реконструирован из паттернов КП восьми технических Смеси CP с использованием алгоритма деконволюции. Относительный вклад технической смеси ХП затем использовалась для расчета концентраций ХП с помощью внешних калибровочных стандартов с учетом известной концентрации технических смесей ХП. Приведен пример деконволюции. в SI Рисунок S1. Подробная информация о процедуру деконволюции можно найти во вспомогательной информации из Brandsma et al. ²¹ Реконструированный Паттерн CP (т.е. паттерн, составленный с предполагаемым вкладом каждой смеси ЦП) сравнивали с исходной картиной ЦП проанализированный образец для определения степени соответствия (R ² ). A R ² > 0,5 указывает на приемлемую деконволюцию (хорошее соответствие между реконструированным и исходным паттерном ЦП), при этом образцы с R ² <0,5 будет указано как ориентировочное значение. ^19,21

Обеспечение качества и контроль качества

Провести расследование фоновые уровни в нашей лаборатории были включены 10 пробелов и произвольно анализируется в каждой партии образцов.Самый высокий уровень холостого хода наблюдаемое для КЦХП было 0,4 нг абсолютного количества (абс.), для СЦХП 1,1 нг абс. И 0,2 нг абс. Для LCCP. Предел количественной оценки (LOQ) рассчитывали по концентрации самого низкого стандарта, когда оно было как минимум в 10 раз больше отношения сигнал / шум, или в 3 раза пустой уровень. На основе среднего приема образца 0,01 г (1 г, 100-кратное разбавление) в результате LOQ для КЦХП составил 200 нг / г, для MCCP 330 нг / г и для LCCP 60 нг / г. Три восстановления были включены стандарты с известной концентрацией, которые содержали все восемь коммерческих стандартов SCCP, MCCP и LCCP.Стандарты восстановления прошли те же процедуры экстракции, очистки и анализа, что и образцы резины. Для КЦХП наблюдались приемлемые извлечения, MCCP и LCCP со средними уровнями 107 ± 8%, 108 ± 21%, и 96 ± 7% соответственно. На протяжении всей уборки образцы упаривали досуха и повторно растворяли в ацетонитриле. Исследовать если эта стадия испарения приведет к потере концентрации ХП мы выпарили три стандартных раствора, содержащих известные Концентрации ХП, досуха и растворение их повторно в ацетонитриле. и измерили их концентрации.Восстановление испарения шаг для SCCP, MCCP и LCCP составлял 112 ± 16%, 106 ± 27% и 121 ± 3% соответственно, что указывает на отсутствие потерь ХП возникают на стадии испарения. Кроме того, матричные помехи были исследованы четыре проанализированных образца из каждой группы образцов. (автомобильные шины, резиновый гранулят и игровая плитка) были засыпаны известные концентрации ХП (таблица SI S3). Среднее извлечение для SCCP ( n = 9) составило 129 ± 15%, для MCCP ( n = 9) 106 ± 18%, а для LCCP ( n = 9) 102 ± 27%, что свидетельствует о том, что на результаты не повлияли матричные помехи.Повышенное выздоровление наблюдались для некоторых образцов с добавками SCCP, что, возможно, привело к в завышении.

К сожалению, нет сертифицированной ссылки имеется образец для КП из резины. Однако в последнее время присутствие SCCP и MCCP в образце пыли NIST SRM2585. Автор: Shang et al. ²² Следовательно, в нашем исследовании образец пыли NIST SRM2585 был включен и проанализирован с тем же метод, используемый для образцов резины. Средние уровни SCCP и MCCP наблюдалось в SRM2585 ( n = 12) Шангом и др. ²² были 7,6 ± 0,4 мкг / г и 16 ± 2,1 мкг / г соответственно. Это сопоставимо со средним Уровни ЦП ( n = 3), наблюдаемые в нашем исследовании, 7,1 ± 0,2 мкг / г ( R ² = 0,93) для КЦХП, 10 ± 0,2 мкг / г ( R ² = 0,71) для MCCP. Особенно с учетом того, что межлабораторный коэффициент вариации (CV) лабораторных занятий, организованных в 2011 г. и 2017 г. составили 23–137% ²³ и что используются два разных метода анализа, работает ГХ-МС. в режиме химической ионизации отрицательных ионов с захватом электронов (ECNI) с помощью Shang et al. ²² и метод APCI-qTOF-MS в нашем исследовании. В дополнение к ХП различные другие хлорированные соединения были обнаружены в образце пыли NIST SRM2585. Использование Метод GC-ECNI-MS низкого разрешения (LR) может не решить эти проблемы. хлорированные соединения мешают ХП, что может привести к завышение концентраций ХП. Это также может объяснить более низкий Уровни MCCP, наблюдаемые в нашем исследовании, по сравнению с исследованием Шан и другие. ²² Помимо SCCP и MCCP, LCCP также были обнаружены в NIST SRM2585 со средней концентрацией 16 ± 0.4 мкг / г ( R ² = 0,01) для C ₁₈ –C ₃₀ (таблица SI S4). О LCCP ранее не сообщалось в NIST. Образец пыли SRM2585. Следовательно, сравнение с литературой невозможно. данные.

Проблемы количественной оценки LCCP для воска

В углеродном паттерне LCCP в NIST SRM2585 преобладали представители C ₂₃ –C ₂₄ , что указывает на то, что это Материал содержит ЖКХП, пригодные для использования воском (A). Аналогичные паттерны LCCP с преобладанием конгенеры углерода, такие как C ₂₄ , C ₂₅ или C ₂₆ , были обнаружены в двух образцах автомобильных шин из Бразилии (CT6) и Словения (CT9) в этом исследовании (B и C).Стандарты, содержащие LCCP класса воска в настоящее время недоступны. Следовательно, количественная оценка на основе метод деконволюции Богдала и соавт. ¹⁹ , где паттерны CP, измеренные в образце, реконструированы с помощью образец CP в технических смесях дал низкий R ² . Приведены примеры реконструированных паттернов. в C и D для образца автомобильной шины (СТ6). Сообщенные значения LCCP в NIST SRM2585 и в двух образцах автомобильных шин, следовательно, сообщается в качестве ориентировочных значений.В целом это подчеркивает спрос на LCCP. стандарты или технические смеси, содержащие LCCP, пригодные для использования воском.

Измеряемый относительный вклад LCCP, наблюдаемых в: (A) NIST Образец пыли SRM2585, (B) легковая шина из Словении (CT9) и (C) легковой автомобиль шина из Бразилии (CT6). Паттерны LCCP в образцах нормализованы. до 100%. D показать реконструированный паттерн на основе деконволюции технической Смеси CP LCCP 36% CL и 49% Cl. Также приводится степень согласия ( R ² ) деконволюции.

Результаты и обсуждение

CP в автомобильных шинах, резине Грануляты и плитки для детских площадок

ХП были обнаружены во всех проанализированы образцы каучука с концентрацией ∑CP (C ₁₀ –C ₃₀ ) в диапазоне 1,5–67 мкг / г (в среднем 4,0 мкг / г) в автомобильных шинах с истекшим сроком эксплуатации, 13–67 мкг / г (в среднем 24 мкг / г) в гранулятах переработанного каучука и 16–74 мкг / г (в среднем 23 мкг / г) в плитках для игровых площадок (, Таблица 1, Таблица SI S5). MCCP преобладали со средним вкладом 72%, за которыми следуют SCCP (16%) и LCCP (12%).Уровни MCCP диапазон от 1,2 до 60 мкг / г в автомобильных шинах, 8–54 мкг / г в резиновых гранулятах и ​​10–51 мкг / г на детской площадке плитки. Качество подгонки ( R ² ) всех Уровни MCCP в 25 образцах были> 0,7. За исключением в игровая плитка образец № 6 (PGT6; 24 мкг / г), уровни LCCP в автомобильных шинах (<0,1–5,2 мкг / г), резиновые гранулы (0,9–5,2 мкг / г) и игровая плитка (0,7–6,1 мкг / г) все были в одном диапазоне. Уровни LCCP для пяти из 25 образцов были представлены как ориентировочные значения из-за низкого качества подходят ( R ² <0.5). В образцах автомобильных шин уровни КЦХП (<0,2–1,8 мкг / г) были значимо ниже, чем в резиновых гранулах (2,1–9,1 мкг / г) и игровые плитки (1,9-25 мкг / г) с P <0,001 и P <0,05 (ANOVA), соответственно. Уровни SCCP для четырех образцов были указаны как ориентировочные. ( R ² <0,5). Никакого объяснения быть не могло данные для значительно более низких уровней SCCP, наблюдаемых в автомобиле образцы шин. Относительно высокий разброс концентраций ХП. в автомобильных шинах наблюдалось по сравнению с переработанными продуктами (резина гранулят и игровая плитка), вероятно, потому, что эти продукты состоят из смеси нескольких шин с высокими и низкими концентрациями ХП.CP с длиной углеродной цепи ниже C ₁₀ были недавно впервые обнаружен в пробах донных отложений из Китая ²⁴ и Швеции. ²⁵ Только в одном из образцов каучука, детской площадке (PGT6), наблюдался C ₉ CP (SI Рисунок S2), который составляет 2% от общей концентрации КЦХП в этом образце. Этот указывает на то, что CP с длиной углеродной цепи ниже C ₁₀ являются присутствуют в продуктах и ​​поэтому должны быть включены в измерения КП.

Общая измеренная концентрация SCCP, MCCP и LCCP в мкг / г в автомобильных шинах (CT), резиновом грануляте (RG) и игровой плитке (PGT). CT2.1 и CT2.2, RG4.1 и RG4.2, PG5.1 и PG5.2 — это двойной анализ.

Таблица 1

Всего SCCP, MCCP, и концентрация LCCP в мкг / г измеряется в автомобильных шинах (CT), резиновых гранулах (RG), и плитки для детских площадок (PGT) ^a

Наличие ХП в автомобильных шинах в сопоставимых концентрации колеблется до резинового гранулята и игровой плитки, указывает на то, что CP уже присутствовали в автомобильных шинах и не использовались во время измельчитель или процесс формования. CP используются во многих приложениях как пластификаторы, смазки или антипирены. ⁸ Хотя в отчете об оценке экологического риска в Европе LCCP от 2009 года, было заявлено, что CP не используются в автомобильных шинах, CP обычно используются в резине из-за их огнезащитных свойств. ²⁶ Количество ХП, добавленных в резину, колеблется в обычно от 1 до 4%, но увеличивается до 15% для конкретных приложений. ^26,27 В нашем исследовании уровни ЦП в автомобильных шинах были на несколько порядков величины. ниже уровней приложения (1–4%), необходимых для обеспечения огнестойкость (, таблица 1). Применение или источник ХП в шинах в настоящее время неясно. и добавление в малых количествах в качестве (вторичного) пластификатора или мягчителя нельзя исключать. КП используются в больших количествах (до 15%) в покрытие промышленных роликов и резиновых конвейерных лент и зарекомендовало себя для выщелачивания из компонентов блендера, таких как самосмазывающийся подшипник, полимерные шайбы и полимерные покрытия. ^26,28 Следовательно, можно предположить, что загрязнение шин автомобиля ХП могло происходят во время производственного процесса.

Данные по КП в резиновые автомобильные шины, резиновый гранулят и игровая площадка плиток мало, и данных о LCCP нет. Wang et al. ¹⁷ обнаружено SCCP и MCCP в 15 приобретенных автомобильных шинах в Китае со средними концентрациями 106 мкг / г и 442 мкг / г, соответственно. Средние уровни, указанные Wang et al. ¹⁷ для SCCP и MCCP в 100 раз выше, чем уровни, наблюдаемые в автомобильных шинах в нашем исследовании, хотя все еще ниже уровни, необходимые для обеспечения огнестойкости или использования в качестве пластификатора.Сообщенные концентрации ХП в автомобильных шинах из Китая показали большие различия между образцами, где SCCP варьировались от <7,2 до 603 мг / кг и для СЦХП от <20 до 4850 мг / кг. Самый высокий концентрация в одной из автомобильных шин из Китая была в 10 раз выше чем вторая по величине концентрация, которая влияет на средний Значение CP значительно. Даже если исключить самую высокую концентрацию, среднее значение CP все еще было на порядок выше, чем в наше исследование. Высокий разброс концентраций ХП в автомобиле шины также могут указывать на то, что CP не были добавлены в автомобильные шины для улучшения физических или химических характеристик шины, но это может быть загрязнение в процессе производства.

Cao et al. ¹⁸ измеренных КП в собранной пыли с полей с искусственным покрытием. Среднее геометрическое (GM) SCCP и Уровни MCCP в пыли, собранной с поля с искусственным покрытием, равны 101 мкг / г и 241 мкг / г соответственно. Синтетический газон стебли (синтетическая трава) также были проанализированы и содержали более высокий уровень SCCP и уровни MCCP с GM 260 и 632 мкг / г соответственно. Резиновые гранулы, используемые в качестве наполнителя на поле с синтетическим покрытием не анализировались, поэтому сравнение с наше исследование.Однако уровни ХП в пыли от синтетического дерна месторождение, о котором сообщили Cao et al. ¹⁸ были на порядок выше, чем в резиновых гранулятах в нашем изучение.

Шаблоны групп конгенеров

Конгенеры SCCP, MCCP и LCCP показаны групповые схемы на основе длины углерода и атомов хлора в . Расчетный степень хлорирования КЦХП, СЦХП и ЖКХП варьировала от 57 до 65%, 50–55% и 39–53% соответственно (таблица 1). Сопоставимый углерод и хлор гомологичные модели наблюдались для MCCP во всех образцах резины, и среди них преобладали C ₁₄ (44%), за которыми следовали C ₁₅ (27%), C ₁₆ (17%) и C ₁₇ (12%), при этом Cl ₆ (34%) и Cl ₇ (25%).Эти выводы, согласно которым C ₁₄ — преобладающая длина цепи, сопоставима с гомологичный образец коммерческой технической смеси (MCCP, 52% Cl), в котором преобладает C ₁₄ (67%), за которым следует C ₁₅ (26%), с Cl ₆ (34%) и Cl ₇ (33%), хотя процентное содержание C ₁₄ в образцах каучука (44%) ниже. Данные о MCCP в резине или других пластмассах ограничены, и только Wang и другие. ¹⁷ сообщил о MCCP в китайском каучуке образцы (автомобильные шины, резиновые гусеницы и конвейерные ленты), которые были также преобладают представители C ₁₄ , хотя и с более высокими замещение хлора (Cl ₇ и Cl ₈ ).Этот образец был сопоставим с техническим продуктом CP (CP-52), один распространенных технических смесей, используемых в Китае. ¹⁷ Индивидуальные степени хлорирования групп CP были не предоставлено, хотя объединенные значения SCCP и MCCP в образцы автомобильных шин колебались от 60,5 до 62,5%. В общем, гомолог MCCP Картина, наблюдаемая в нашем исследовании, не была уникальной, и сопоставимые углеродные и образцы MCCP гомолога хлора были показаны в различных образцах по всему миру, например, в отложениях, ^24,25 илах сточных вод образцы, ²¹ домашней пыли, ^22,29 дикой природы, ^15,16 человеческой крови, ¹⁴ и в технических продуктах CP, используемых в Европе и Китае.

SCCP, Наблюдается структура гомолога углерода и хлора MCCP и LCCP в автомобильных шинах (CT), резиновых гранулах (RG) и игровой плитке (PGT). CT2.1 и CT2.2, RG4.1 и RG4.2, PG5.1 и PG5.2 дублируются анализ.

В отличие от MCCP, вариация в углероде и хлоре гомологичные модели наблюдались для КЦХП и ЖКХП в каучуке. образцы, проанализированные в нашем исследовании (). В целом, в КЦХП часто преобладали C ₁₃ (40%) и C ₁₂ (26%) с Cl ₆ (32%). и Cl ₇ (24%).Исключения были обнаружены в автомобильных шинах из Франция (CT1) и Китай (CT2.1 и CT2.2), в которых преобладали С ₁₁ . В образце автомобильных шин из Словении (CT9) были шины C ₁₀ , C ₁₁ , C ₁₂ и C ₁₃ . более или менее равномерно распределены. Профиль длины углеродной цепи SCCP в китайских шинах для одиночных автомобилей были сопоставимы с сообщили Wang et al., ¹⁷ , которые наблюдали что средний вклад C ₁₁ -сородственников, в Было проанализировано 15 автомобильных шин, что выше, чем у C ₁₃ -конкурентов.Неравномерный характер хлора для КЦХП наблюдался в двух каучуковых образцы гранулята (RG2 и RG4), как показано на. Эти два образца (RG2 и RG4) содержали не только низшие хлорированные конгенеры Cl ₅ , Cl ₆ и Cl ₇ , но и высшие хлорированные Cl ₈ , Cl ₉ , Cl ₁₀ и Cl ₁₁ , в результате чего в «двойном» образце хлора (), который контрастировал с хлором. паттерны гомолога, наблюдаемые в других образцах (все с преобладанием Cl ₆ , затем Cl ₇ и Cl ₅ ).Этот «Двойной» характер хлора, наблюдаемый в гранулированном каучуке вероятно, вызвано всемирным использованием различных технических продуктов CP с разными шаблонами SCCP. Через переработку автомобильных шин после По окончании срока службы эти различные технические смеси превращаются в смесь в «новых» переработанных продуктах, таких как резиновый гранулят. Рисунок в этих двух образцах резинового гранулята (RG2 и RG4) может поэтому не может быть реконструирован с помощью коммерчески доступных SCCP стандартов, в результате чего R ² <0.5.

Измерено и реконструированный рисунок SCCP в образце резинового гранулята RG4.

Образцы LCCP в автомобильных шинах, резиновый гранулят и детская площадка плитки показаны и преобладают C ₁₈ и C ₁₉ с Cl ₇ , Cl ₈ и Cl ₆ . Однако в некоторых автомобильные шины и игровая плитка, наблюдались разные рисунки. Особенно в образцах автомобильных шин из Бразилии (CT6) и Словении. (CT9), где преобладали представители C ₂₅ и C ₂₆ , что указывает на присутствие LCCP, пригодных для парафина (средняя углеродная цепь длиной примерно C ₂₅ ) ().Образец автомобильной шины из Бразилии (CT6) содержал более высокие хлорированные конгенеры (с преобладанием Cl ₁₂ ) по сравнению с образцом автомобильных шин из Словении (CT9), который был с преобладанием Cl ₇ . Образец автомобильной шины из Китая (CT2) и образцы игровых плиток (PGT2 и PGT6) также содержат более длинные конгенеры с длиной углерода до C ₂₉ , которые преобладали по C ₁₈ и C ₁₉ . В целом данные о наличии LCCP немногочисленны, и, насколько нам известно, нет данных о LCCP в резинка.Однако недавно сообщалось о присутствии LCCP. у наземных птиц и млекопитающих Скандинавии ¹⁶ с длиной цепи до C ₃₀ . LCCP до C ₂₃ были также обнаружены в крови человека (до 530 нг / г LW) из Китая. ¹⁴ Эти результаты показывают, что LCCP обладают биоаккумуляцией. потенциал, что подчеркивает важность включения LCCP в измерение КП.

Воздействие на человека и окружающую среду

Это исследование показывает наличие новых СОЗ (КЦХП) в переработанных продуктах (резиновые гранулы и детская площадка).Хотя ХП наблюдались во всех образцах резины. проанализированы с уровнями до 75 мкг / г, уровни были намного ниже нормативный предел, установленный Европейской комиссией в 0,15% для SCCP. ³⁰ Никаких нормативных ограничений для MCCP и LCCP. Доступна ограниченная информация о путях воздействия ХП. из резины, и необходимы дальнейшие исследования для изучения миграции и поведение ХП при выщелачивании из резиновых материалов для оценки потенциальное воздействие ХП на человека В дополнение к ХП, множественные токсичные в резиновых гранулах были обнаружены добавки, например бензотиазолы, фталаты, металлы, бисфенол А и ПАУ. ⁴⁻⁷ Было обнаружено, что комбинированные воздействие ПАУ и КЦХП на человека оказывает аддитивный эффект на общий обмен веществ. ³¹ Следовательно, риск оценка должна быть сосредоточена не только на отдельных присутствующих соединениях в резине, но также следует учитывать возможные синергические свойства / добавки эффекты.

Наличие ХП в автомобильных шинах может быть дополнительным источник ХП в окружающей среде. Автомобильные шины изнашиваются примерно через 40000 км и образуют частицы износа шин (TWP) во время использования. ³² Сумма TWP, сгенерированная в европейской Союз оценивается в 1327000 тонн ежегодно. ³³ На основе концентраций ∑CP _{C10 – C30} в автомобильных шинах (от 1,5 до 67 мкг / г) и предполагаемый TWP, созданный в Европейском Союзе, приблизительная оценка воздействия ХП в окружающую среду в Европейском Союзе составляет 2,0 и 89 тонн ежегодно. Также было высказано предположение, что на основе максимальная оценка, TWP можно рассматривать как важный источник загрязнения для КП.Предыдущие оценки выбросов для КЦХП включали использование в резина, но не включала использование в автомобильных шинах. ³⁴ Насколько нам известно, эквивалентные оценки для MCCP и LCCP недоступны, хотя Европейские оценки MCCP и LCCP расчетные концентрации в окружающей среде для воздуха и воды. ^26,35 Эти новые данные могут указывать на то, что переоценка источников КП в окружающую среду, особенно для MCCP и LCCP, должны включать использование в автомобильных шинах. Общее зарегистрированное производство и импорт КП в Европе указывается от 10000 до 100000 тонн ежегодно. ⁸ Это означает, что максимальное 1% от общего количества произведенных и импортированных КП в Европе может поступать окружающая среда через TWP из автомобильных покрышек.

Границы | Резиновая крошка автомобильных шин: образует ли выщелачивание токсичный химический коктейль в прибрежных морских системах?

Введение

В 2016 году мировое производство натурального и синтетического каучука достигло 27,3 миллиона тонн (54% синтетического) (International Rubber Study Group, 2017), из которых около 70% было использовано в производстве автомобильных шин.По оценкам, ежегодно во всем мире производится 1 миллиард шин с истекшим сроком службы (ELT) (Wbscd, 2015). Несмотря на запрет ЕС вывозить ELT на свалки (Директива Европейского сообщества 1999/31 / EC и Рамочная директива по отходам 2006/12 / EC) из-за риска выброса загрязняющих веществ, производство резиновой крошки (CRG) из ELT считается приемлемым способом. утилизации этих отходов и часто считается переработкой. Общие области применения CRG включают искусственные спортивные поля на открытом воздухе, игровые площадки, поверхности общей безопасности, а также тропы и пешеходные дорожки (Simon, 2010), где CRG подвержены атмосферным воздействиям и переносятся в окружающую среду.По оценкам, 100–120 тонн CRG используется на полноразмерном искусственном футбольном поле (что эквивалентно ∼25000 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 около 21000 полноразмерных и около 72000 мини-полей с синтетическим покрытием, что соответствует 30% всего использования ELT (ECHA, 2017).

Резина для автомобильных шин и CRG от ELTs содержат широкий спектр добавок, включая системы наполнителей (технический углерод, глины, диоксид кремния, 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, фенольные соединения, 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; Cheng et al., 2014; Канепари и др., 2017; Halle et al., 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 ЕС REACH (Приложение XVII, позиция 28) требуют, чтобы канцерогены, такие как ПАУ ЕС-8, не поставлялись населению выше определенных пределов концентрации (0,01–0,1% по весу; 100–1000 мг кг ^–1 ), а концентрация отдельных ПАУ не может превышать 0.0001% (1 мг кг ^–1 ) при наличии в потребительских товарах в виде смесей ПАУ (REACH Приложение XVII, запись 50). Эти концентрации, однако, регулярно достигаются или превышаются для определенных химических веществ и металлов в CRG, полученных из ELT, с учетом неоднородной природы 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 выщелачивания CRG, бензотиазолы также считаются токсичными для водных видов, включая рыбу (He et al., 2011). Выщелачивание тяжелых металлов из CRG также вызывает озабоченность, особенно цинк (Zn), поскольку он присутствует в количествах до 1-2% (по массе) и может выщелачиваться в количествах мг в течение длительных периодов времени, даже после осаждения в окружающей среде (Родос и др., 2012).

Большинство экологических исследований воздействия CRG сосредоточено на земных почвах и пресноводных экосистемах, где происходит вымывание в дождевую воду и сток через водные пути (Wik and Dave, 2009; Wagner et al., 2018; Halle et al., 2020). Было показано, что регулируемые металлы (As, Ag, Ba, Cd, Cr, Hg, Pb и Se) и органические загрязнители в пресноводных продуктах выщелачивания покрышек имеют концентрации ниже их соответствующих нормативных пределов (Cheng et al., 2014). Лабораторные исследования кладоцер ( Daphnia magna ) и водорослей ( Pseudokirchneriella subcapitata ) показали, что основным токсичным компонентом пресноводных сточных вод является цинк с незначительным вкладом органических соединений (Gualtieri et al., 2005; Wik et al., 2009). Недавнее исследование показало, что только небольшие фракции присутствующих тяжелых металлов и ПАУ биодоступны для пресноводных донных макробеспозвоночных (Redondo-Hasselerharm et al., 2018). Однако многие городские районы расположены на побережье, что делает морскую среду дополнительным вероятным стоком для CRG, поскольку он переносится через окружающую среду. Например, в Норвегии есть несколько искусственных газонов, использующих CRG в качестве засыпки дерна, расположенных рядом с побережьем или фьордами, а также складские и производственные мощности для CRG, прилегающие к портам и открытому морю (Рисунок 1; Møllhausen et al., 2017). О поведении и судьбе CRG в морской среде известно очень мало. Экотоксикологические показатели часто являются отправной точкой для оценки экологического риска. Процедуры оценки риска включают различные показатели устойчивости видов к химическим веществам (Forbes and Calow, 2002; Calow and Forbes, 2003). Выживаемость, количественно определяемая с помощью стандартизированных лабораторных тестов на токсичность, является широко используемым выражением устойчивости видов к химическому воздействию. Наиболее распространенный протокол тестирования заключается в воздействии на биоту нескольких различных концентраций химикатов.

Рис. 1. Пример складских и производственных мощностей CRG, расположенных рядом с портом и в открытом море недалеко от Порсгрунна, Норвегия. Аэрофотоснимок создан с помощью Google Maps (2020).

Настоящее исследование направлено на изучение органических химических и металлических профилей в материалах CRG и связанных с ними продуктах выщелачивания морской воды, а также на оценку токсичности продуктов выщелачивания CRG для двух прибрежных арктических видов копепод ( Acartia longiremis и Calanus sp.). Материалы для испытаний CRG были получены как напрямую от коммерческого поставщика («нетронутые»), так и собраны на открытых спортивных площадках в Тронхейме и Тромсё («выдержанные»). Кроме того, коммерческий материал был подвергнут криомолоту на фракции с мелкими частицами. 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-дневного периода, и целевые органические вещества и металлы определялись с использованием тех же методов. Были также получены продукты выщелачивания CRG, которые использовали для исследования их токсичности для морских веслоногих ракообразных ( Acartia longiremis и Calanus sp.).

Материалы и методы

Химические вещества и материалы

Pristine CRG (RGS) был поставлен RagnSells, Норвегия, CRG до использования (TOS), произведен JOGRA, Steinindustri AS, Норвегия, а CRG, подвергшийся атмосферным воздействиям (TRD), был собран непосредственно с открытой спортивной площадки в Тронхейме, Норвегия.Все органические растворители и соли были аналитической чистоты, и их чистота была проверена на собственном предприятии перед использованием. Дихлорметан (DCM) был поставлен Rathburn (Великобритания), этилацетат (EtOAc) поставлен Fluka (Германия), а метанол поставлен MERCK (Норвегия). Деионизированную воду получали из водной системы MilliPore ^® MilliQ. Природная морская вода собиралась с глубины 90 м в Трондьемсфьорд и с глубины 60 м в Санднессунде (Тромсё), фильтровалась для удаления крупных частиц и затем стерильно фильтровалась (0.22 мкм Sterivex ^® ) перед использованием в экспериментах. Эталонные органические химические стандарты были предоставлены Chiron AS (Тронхейм, Норвегия) и Sigma-Aldrich (Дармштадт, Германия). Эталонные неорганические химические стандарты были предоставлены Inorganic Ventures (Кристиансбург, Вирджиния, США). Набор эталонных материалов CRG, полученных из шин, включал в себя «нетронутую» CRG, закупленную у коммерческого поставщика (RGS), и два образца, собранные в полевых условиях, представляющие материалы CRG «до использования» (TOS) и «выветрившиеся» (TRD) (Таблица 1) .Исходный материал RGS CRG (1,0–2,8 мм) был дополнительно подвергнут криомолоту на фракции <1500, <1000 и <250 мкм.

Таблица 1. Обзор эталонных материалов в виде гранулята резиновой крошки (CRG) на основе шин, использованных в исследованиях.

Характеристика материалов CRG

Перед использованием в исследованиях выщелачивания и токсичности содержание металлов и органических химикатов в образцах CRG было определено с использованием комбинации нецелевых и целевых аналитических химических методов; традиционная газовая и жидкостная хроматография, масс-спектрометрия (GC- и LC-MS), пиролиз-GC-MS и масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS).Для обычного нецелевого ГХ-МС анализа три образца CRG (~ 100 мг) экстрагировали растворителем с помощью DCM, а три образца экстрагировали с использованием EtOAc. Для целевого анализа фталатов дубликаты экстрагировали с использованием DCM / гексана (1: 1, об / об ), где 4 мл растворителя и смесь суррогатных 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 ультразвуковой обработки в бане в течение 30 минут (Bandelin Sonorex Super RK 510H, 640W, 35 кГц) либо при комнатной температуре (DCM и DCM / гексан), либо при 65 ° C (EtOAc) для обработки ультразвуком в бане в течение 30 минут. Затем экстракты растворителей фильтровали через пипетку, набитую хлопком Bilson и небольшим количеством безводного Na ₂ SO ₄ для удаления твердых частиц и влаги. Затем экстракты концентрировали выпариванием растворителя (40 ° C в слабом потоке N ₂ ) примерно до 500 мкл и восстановления внутренних стандартов (флуорен- d 10, аценаптен- d 10 или DOP -d 4 в зависимости от целевых химикатов), добавляемого перед анализом с помощью ГХ и ЖХ-МС.Фенольные соединения в CRG определяли путем экстракции части образца (0,1 г) дважды 2 мл дистиллированного метанола в течение 15 минут ультразвуковой обработки (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 D-меченный 2,2′-BPF и BPAP) добавляли перед экстракцией. Экстракты объединяли и концентрировали до 0,5 мл с последующим центрифугированием для удаления всех взвешенных частиц материала 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 стеклянный флакон объемом 45 мкл, который затем герметично закрывали. Образцы анализировали с использованием подходов как термодесорбции, так и пиролиза.

Выщелачивание химических веществ из CRG

Было исследовано влияние размера частиц CRG, концентрации CRG и естественного выветривания (как образцы, собранные в полевых условиях, так и образцы, помещенные в океан на 12 месяцев) на металл и органический химический профиль образующихся продуктов выщелачивания.Для образования продуктов выщелачивания для химической характеристики образцы CRG встряхивали (орбитальный шейкер) при 250 об / мин в стерильной фильтрованной морской воде при комнатной температуре (приблизительно 20 ° C) в темноте. В исследованиях фильтрата изучалось влияние концентрации CRG (1, 10 и 100 г L ^–1 ), времени воздействия (1–30 дней), влияние происхождения CRG (нетронутый, до использования, выдержанный) и влияние Размер частиц CRG (средние заполняющие частицы (1,0–2,8 мм) и криомолотые частицы: 250, 1000 и 1500 мкм) на полученном составе фильтрата.Для получения сточных вод для тестирования токсичности применяли стандартное время воздействия (14 дней), концентрацию CRG (100 и 10 г L ^–1 соответственно) и размер (среднее заполнение). Растворы фильтрованного фильтрата готовили непосредственно в стерильной фильтрованной морской воде (соленость 34–35 psu, pH 8,0–8,2).

При отборе пробы фильтрат выделяли из материала CRG с помощью стекловолоконного фильтра (GF / F или GF / C, номинальный размер пор 0,7–1,2 мкм), а затем отбирали частичные пробы для анализа металлов и органических веществ.Для анализа ГХ-МС к водным растворам выщелачивания добавляли суррогатные внутренние стандарты (такие же, как указано выше), которые затем подкисляли (HCl, pH ~ 2). Образцы экстрагировали трижды либо только DCM, либо смесью DCM и n -гексан (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 методом 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, Добавлены 4′-BPS, 2,4′-BPS, BPZ, BPAF, TBBPA, нонилфенол, октилфенол и D-меченные 2,2′-BPF и BPAP).Равное количество метанола добавляли к аликвоте подкисленной смеси и тщательно перемешивали перед анализом с помощью ЖХ-МС. Аликвоты продуктов выщелачивания откладывали для анализа металлов с помощью ICP-MS.

Аналитические методы

Как в методах термодесорбции, так и в методах полного пиролиза, используемых для анализа материалов CRG, использовался ГХ Agilent 7890A, соединенный с Agilent 5975C MS, снабженный колонкой ZB5-MSplus (60 м × 0,25 мм × 0,25 мкм) и источником ЭУ, работающим при 230 ° С и 70 эВ. Образцы CRG вводили в камеру пиролиза при 230 ° C, и температура в камере быстро повышалась до конечной температуры (300 ° C или 600 ° C), прежде чем флакон был разбит вручную и аналиты высыпались в криогенный (жидкий азот) ) ловушка.Камеру пиролиза нагревали до 300 ° C (выдержка 2 мин) для термодесорбционного анализа и нагревали до 600 ° C (выдержка 2 мин) для полного пиролиза. По истечении времени выдержки аналиты попадают в аналитическую колонку с гелием в качестве газа-носителя. Температура ГХ поддерживалась на уровне 40 ° C (1 мин), повышалась до 320 ° C при 12 ° C мин. ^–1 (выдержка 12 минут). МС работал в режиме полного сканирования ( m / z 50–500), и аналиты идентифицировались на основе> 90% совпадения со спектрами библиотеки NIST 2017.

Каждый материал CRG и соответствующий экстракт фильтрата были проанализированы с помощью трех различных подходов ГХ-МС: (i) нецелевой анализ с полным сканированием для идентификации всех ГХ-поддающихся добавке химических веществ, (ii) специально выбранный метод ионного мониторинга (SIM) нацеленный на ПАУ, и (iii) метод SIM, нацеленный на бензотиазол.Все анализы проводились с помощью системы ГХ-МС, включающей ГХ Agilent 7890A, оснащенную масс-селективным детектором (МСД) Agilent 5975C, снабженным источником ионов ЭУ. Подробный обзор инструментальных условий представлен в дополнительной информации. После первоначальной проверки хроматограмм пики были деконволютированы с использованием алгоритмов неизвестных и были извлечены лучшие совпадения из библиотеки NIST 2017. Соединения были отфильтрованы на основании наблюдаемого присутствия по крайней мере в 3 из 6 повторов и> 90% совпадения 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 применялась калибровочная кривая с 6 уровнями для расчета концентраций после нормализации реакции на внутренние стандарты.

Фенольные соединения были проанализированы с использованием Agilent 1290 UHPLC, соединенного 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, используемого в качестве подвижной фазы. Фталатный экстракт измеряли непосредственно без дополнительной предварительной обработки с помощью ЖХ-МС (Vantage, Thermo Fisher Scientific, США) с использованием колонки Waters UPLC с фазой BEH Phenyl 100 × 2,1 мм, 1,8 мкм. Градиент растворителя A: 0,1% муравьиной кислоты в воде и B: 0,1% муравьиной кислоты в метаноле применяли в качестве подвижной фазы. Для количественного определения бисфенолов и фталатов применялся метод изотопного разбавления. Пределы обнаружения рассчитывались на основе инструментальной чувствительности контрольных образцов.Все данные пустые исправлены.

Концентрации металлов в экстрактах CRG и экстрактах фильтрата были определены для различных экспериментов в двух лабораториях с использованием двух немного разных, но сопоставимых подходов ICP-MS. Подробный обзор подхода к пробоподготовке и инструментальных условий приведен в разделе «Дополнительная информация». Вкратце, первый подход включал переваривание 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 автосэмплером SPS 4. Во втором подходе образцы переваривали в 5 мл HNO ₃ и 3 мл деионизированной воды при 250 ° C в течение 65 минут с последующим разбавлением в MilliQ и добавлением ¹¹⁵ In в качестве внутреннего стандарта. Анализ был выполнен с использованием ИСП-МС Agilent 7700x.

Воздействие на морских веслоногих рачков выщелачивания CRG морской воды

Зоопланктон был собран в Балсфьорде и Хокёйботне близ Тромсё (Норвегия, 69.67 ° N 18,79 ° E) с сеткой WP2 с ячейкой 180 мкм и нефильтрующим концом для трески. Организмы были разбавлены окружающей морской водой и доставлены в лабораторию для акклиматизации в резервуарах объемом 50 л, снабженных воздухом с помощью силиконовых трубок. Отдельные взрослые самки веслоногих ракообразных были рассортированы по маленьким чашам и перед использованием содержались при температуре окружающей среды (8 ° C). Для экспериментов по экспозиции с использованием описанного выше метода была приготовлена ​​серия исходных растворов выщелачивающего раствора CRG с морской водой. Исходные растворы представляли собой продукты выщелачивания, 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.Продукты выщелачивания выделяли, пропуская образец через фильтр из стекловолокна (GF / C, номинальный размер пор 1,2 мкм). Для тестирования токсичности исходные растворы разбавляли фильтрованной морской водой до желаемых концентраций (0,01–100 г л ^–1 ). Соответствующие массовые концентрации CRG для каждого разведения фильтрата представлены в дополнительной таблице S1.

Пилотное исследование (эксперимент 1) для определения общих диапазонов концентраций, ведущих к гибели копепод, было проведено с 24 особями двух прибрежных арктических видов ( самок Acartia longiremis и Calanus sp.до взрослого копеподита, стадия 5 (C5) и взрослых самок), отсортированных из полевых проб, собранных в Хокёйботне. Организмы подвергались воздействию выщелачивающих растворов CRG TOS в морской воде (100 г L ^–1 ) при 100 (т.е. неразбавленном) и 50 г L ^{–1 разведении} в 5 мл лунках на двух 12-луночных планшетах ( n ). = 24). Смертность регистрировалась с 4-часовыми интервалами (только Acartia ) и в конце 24-часового периода воздействия. Во втором исследовании (эксперимент 2) группы веслоногих ракообразных ( n = 10) инкубировали в трех повторностях 500 мл стеклянных бутылок с синей крышкой (общий объем 620 мл), содержащих фильтрованную морскую воду, корм для микроводорослей ( Tetraselmis sp.> 5000 клеток / мл ^–1 ) и диапазон концентраций фильтрата, соответствующий 5–35 г L ^–1 CRG (только TOS). Контрольные экспозиции содержали только веслоногие ракообразные, водоросли и фильтрованную морскую воду (без фильтрата). Бутылки прикрепляли к планктонному колесу (дополнительный рисунок S1) и медленно вращали (0,26 об / мин) в течение до 17 дней (или до тех пор, пока все люди в бутылях для экспонирования не умерли) при погружении в морскую воду при 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 фильтрата на выживаемость веслоногих рачков величина эффекта была рассчитана как средние различия, вычитая среднюю смертность в соответствующих контролях 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

Объединенное стандартное отклонение затем умножалось на 1.96, что составляет 95% площади под кривой нормального распределения, для построения вертикальных полос погрешностей средних разностей. Планки погрешностей над нулевой линией (но не пересекающие ее) означают значительно более высокую смертность при воздействии, чем в контроле.

Результаты и обсуждение

Характеристики CRG

Нецелевой скрининговый анализ CRG

Обзор органических соединений, обнаруженных в экстрактах CRG нецелевым анализом, представлен в дополнительной таблице S2.Всего было идентифицировано 19 различных соединений с ≥90% соответствием масс-спектрам библиотеки NIST 2017. Соединения включают 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) среди других. ПАУ и бензотиазолы являются хорошо известными компонентами CRG, многие из которых классифицируются как экологические и человеческие токсины (ChemRisk Inc., 2008; ECHA, 2017). Однако некоторые из других идентифицированных соединений представляют собой классы химических веществ, о которых меньше всего сообщают и о потенциальных рисках которых 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 как общие ПАУ), фенолов, бензотиазола и других выбранных соединений в экстрактах CRG (TRD, TOS и RGS) представлена ​​в таблице 2.Концентрации индивидуальных 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 согласованными и варьировались от 47 мг / кг ^–1 (TOS) до 58 мг / кг ^–1 (TRD). Наиболее распространенным ПАУ был пирен в дозе 24-25 мг / кг ^-1 , за ним следуют флуорантен и фенантрен в дозе 8-7 мг / кг ^-1 и 3,8-6,5 мг / кг ^-1 , соответственно.Эти результаты находятся в пределах диапазона концентраций, указанных в CRG ECHA (9,12–58,2 мг / кг ^–1 ) и US EPA (в среднем 41 мг / кг ^–1 ; n = 27) (ECHA, 2017; Агентство по охране окружающей среды США и CDC / ATSDR, 2019). Бензотиазол показал высокие концентрации во всех материалах CRG, но с большим разбросом, чем ПАУ, в диапазоне от 37 мг / кг ^–1 (TRD) до 110 мг / кг ^–1 (TOS). Эти значения немного выше, чем ранее сообщалось Агентством по охране окружающей среды США (11 мг кг ^–1 ) (Агентство по охране окружающей среды США 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 присутствовали 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 , причем семь из двенадцати целевых фенолов не были обнаружены ни в одном из материалов CRG. Были обнаружены только 2,4-бисфенол A, 2,4-бисфенол F, 4,4′-бисфенол F и следовые количества 4,4′-бисфенола S и 4,4′-бисфенола A.Суммарные концентрации бисфенола варьировались от 2,26 мг / кг ^–1 (TOS) до 6,33 мг / кг ^–1 (TRD), с 2,4-бисфенолом F в качестве основного компонента в количестве 0,61–1,21 мг / кг ^–1 , затем следует 4,4′-бисфенол F в количестве 0,38–0,83 мг на кг ^–1 и 2,4-бисфенол A в количестве 0,16–0,18 мг на кг ^–1 . Интересно, что между разными образцами CRG наблюдались довольно большие различия в концентрациях некоторых соединений. Это может отражать различные исходные материалы, использованные при приготовлении, или, в случае образцов TRD, которые подвергались воздействию окружающей среды, изменения из-за погодных условий.Хотя, по-видимому, нет никаких исследований, сравнивающих химический состав широкого диапазона различных шин, экотоксикологическая оценка продуктов выщелачивания из 25 различных шин показала диапазон значений EC50, предполагая различный химический состав (Wik and Dave, 2006).

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

Из 14 проанализированных фталатов только 7 удалось обнаружить в ХРГ (таблица 2).ДЭГФ доминировал с 17,7 мг / кг, за ним следовали DiNP, DiBP и DnBP (10,1, 2,94, 2,60 и 2,06 мг / кг). Общая нагрузка фталатом в CRG аналогична нагрузке ПАУ и бензотиазола (47–58 мг / кг ^–1 и 37–110 мг / кг ^–1 , соответственно). Предыдущее исследование показало более низкие средние концентрации для всех четырех из этих фталатов в CRG, взятых непосредственно из искусственных полей, но значения из текущего исследования находятся в пределах вариации представленных данных (RIVM, 2016). Четыре фталата (DiBP, DBP, BBP и DEHP) классифицируются ECHA как токсичные для репродукции в категории 1B (могут нанести вред нерожденному ребенку и предположительно повредить фертильность), 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 единогласно согласились с тем, что они вызывают аналогичную озабоченность) и что ДЭГФ является эндокринным разрушителем в окружающей среде. Все четыре фталата зарегистрированы как вещества, вызывающие очень большую озабоченность (SVHC) (ECHA, 2017). Как фталаты, так и их метаболиты были обнаружены у морских видов, таких как черепахи и морские свиньи, что указывает на существующее воздействие этих резиновых 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 выявляют похожие «отпечатки пальцев» между нетронутым заполнителем (RGS) и выветрившимся CRG (TRD). Это неудивительно, учитывая, что большинство соединений, выявленных с помощью этого типа анализа, являются большими молекулами и небольшими фрагментами, которые обычно образуются в процессе пиролиза.Идентифицированные соединения, связанные с присадками, включали бензотиазол и его метилированные изомеры, N, — (1,3-диметилбутил) — N, ‘-фенил-1,4-бензолдиамин, d -лимонен и хинолины. Другие идентифицированные соединения включали небольшие алифатические (алканы, алкены и циклические соединения) и ароматические углеводороды (БТЕХ (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы), C4-C6 алкилбензолы, стирол, инданы, ПАУ) и небольшие кетоны. Ожидается, что более мелкие углеводороды будут продуктами частичной фрагментации бутадиенстирольного каучука (SBR) в CRG, в то время как другие соединения в основном являются известными добавками для каучука.Ряд дополнительных добавок был идентифицирован химической экстракцией с последующим полным сканированием ГХ-МС-анализом CRG (дополнительная таблица S2), причем 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 в чистом (RGS), перед использованием (TOS) и выветривании (TRD) CRG, а также в криомолотых CRG различных фракций представлены в таблице 3.Цинк был самым распространенным металлом во всех образцах, в диапазоне от 22601 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 варьировалось от 1214 мг / кг ^–1 (TRD) до 729 мг / кг ^–1 (TOS), Co варьировалось от 84 мг / кг ^–1 (RGS) до 36,5 мг / кг ^–1 (TRD) и Cu варьировала от 85 мг / кг ^–1 (TOS) до 18 мг / кг ^–1 (TRD).Все другие металлы (Cr, Mn, Ni, Cd, Sb и Pb) были ниже 25 мг / кг ^–1 во всех образцах CRG. Разница в концентрациях отдельных металлов между TRD, TOS и RGS обычно была меньше порядка величины (таблица 3). Наблюдаемые вариации, по-видимому, отражают различия в исходных материалах для различных материалов CRG, поскольку концентрация некоторых металлов была самой высокой в ​​выветрившемся материале TRD (Mg, Al, Cr, Mn, Fe, Ni). Однако содержание Zn в TRD было ниже, чем в TOS или RGS, и это может указывать на потерю этого металла в результате выщелачивания в окружающей среде.

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

Выщелачивание химикатов CRG в морскую воду

Пилотное исследование, посвященное изучению влияния времени воздействия (1–30 дней) на состав и концентрацию металлов и органических добавок в фильтрах морской воды, показало, что времени воздействия в течение 14 дней было достаточно для создания стабильных концентраций органических химикатов в сточных водах в статической системе ( Фигура 2). Однако концентрация Zn в фильтрате морской воды продолжала расти до конца эксперимента, который длился 30 дней.Это согласуется с предыдущими исследованиями выщелачивания цинка из резины шин, которые показали, что продолжающееся выщелачивание в проточной системе не привело к значительному истощению резервуара цинка в грануляте (Rhodes et al., 2012). Основываясь на этих данных, время воздействия в течение 14 дней было использовано для образования фильтрата для оставшихся исследований фильтрата и исследований токсичности.

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

Через 14 дней отчетливо видна была отчетливая окраска морской воды, указывающая на выщелачивание и диспергирование мелких частиц CRG (дополнительный рисунок S2). Целевой анализ продуктов выщелачивания показал, что ряд органических (таблицы 4, 5) и металлических (таблица 6) добавок выщелачивались из CRG в морскую воду. Бензотиазол был органическим соединением с самой высокой концентрацией во всех продуктах выщелачивания CRG, независимо от отношения CRG к воде, используемого для образования фильтрата, 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 фильтрах выщелачивания. Концентрации бензотиазола в продуктах выщелачивания 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 внутреннюю изменчивость состава CRG или то, что это низкомолекулярное соединение (MW 135) предпочтительно выщелачивается из CRG в естественной среде.Однако концентрации бензотиазола в продуктах выщелачивания точно отражали таковые в соответствующих исходных CRG. В предыдущих исследованиях сообщалось о концентрациях выщелачивания бензотиазола CRG, составляющих 293–578 мкг L ^–1 (Nilsson et al., 2008), 526 мкг L ^–1 (Ly and Walker, 2009), 18 мкг L ^–1 ( Celeiro et al., 2014), которые сопоставимы со значениями, определенными в текущем исследовании (Таблица 4). Концентрации бензотиазола и Zn в продуктах выщелачивания морской воды показали линейную зависимость от количества CRG, добавленного в морскую воду (рис. 3), что подтверждает пригодность прямого разбавления исходных продуктов выщелачивания для исследования токсичности.

Таблица 4. Концентрация бензотиазола и общих ПАУ в фильтрах морской воды в зависимости от концентрации CRG.

Таблица 5. Концентрация фенолов и общих фталатов в фильтрате морской воды TOS (100 г л ^–1 ).

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

Рисунок 3. Повышение концентрации бензотиазола (слева) и цинка (справа) в фильтрах морской воды (мкг L ^–1 ) в зависимости от концентрации CRG.На графиках показаны средние значения и стандартные отклонения для 3 повторов фильтрата, полученного из «первоначального» CRG (RGS), CRG перед использованием (TOS) и CRG, собранного на футбольном поле (TRD).

Общие концентрации ПАУ в различных фильтрах морской воды были в целом низкими и варьировались от -1 ) до 4,4 мкг L ^-1 (для фильтрата, полученного из RGS в 100 г L ^–1 ) (Таблица 4). В отличие от бензотиазола и металлов, не было явного увеличения общей концентрации ПАУ по сравнению с увеличением концентрации воздействия CRG.Фенольные соединения были обнаружены в небольшом количестве в фильтре TOS, среди которых 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 фильтре TOS при выщелачивании. все (таблица 5). После Zn металлами, присутствующими в самых высоких концентрациях в различных продуктах выщелачивания CRG (из CRG при 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 мкг L ^–1 ) (Таблица 6).Все другие целевые металлы (Cr, Ni, Cd, Sb и Pb) присутствовали в концентрациях <10 мкг L ^–1 во всех фильтрах выщелачивания. Профили металлов в продуктах выщелачивания в значительной степени отражают профили материалов CRG (таблица 3), при этом металлы в более высоких концентрациях в исходных материалах CRG также присутствуют в более высоких концентрациях в образцах продуктов выщелачивания.

В пробах, исследующих влияние размера частиц на состав фильтрата, концентрации отдельных органических химикатов и металлов показали разные закономерности (Таблицы 4–6).В целом, концентрации конкретных органических химикатов были одинаковыми для всех трех исследованных частиц разного размера (250, 1000, 1500 мкм) при концентрациях CRG 10 г л ^–1 . Общее количество ПАУ составляло 2,2–2,4 мкг л ^–1 , а бензотиазола — 512–546 мкг л ^–1 , что также было сопоставимо с некриомолотым материалом при той же концентрации воздействия (2,7 и 563 мкг л ^{— 1} соответственно). Аналогичная картина наблюдалась для металлов Cr (4.2–5,0 мкг L ^–1 ) и Pb (3,0–3,6 мкг L ^–1 ), что также по сравнению с материалом, не измельченным в криомолоте (4,0 и 2,7 мкг L ^–1 , соответственно). Другие металлы обычно демонстрируют 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 продуктах выщелачивания, полученных из частиц CRG 250 мкм, по сравнению с таковыми из частиц CRG 1500 мкм, где Zn увеличился с 1.7 мг L ^-1 до 4,1 мг L ^-1 , Cu увеличилась с 23 до 33 мкг L ^-1 , Mn увеличилась с 4 мкг L ^-1 до 20 мкг L ^-1 и Co увеличилась от 2,3 мкг л ^–1 до 11,4 мкг л ^–1 . Более мелкие частицы имеют большее отношение площади поверхности к объему, что, как известно, способствует выщелачиванию в водную среду. Повышенное выщелачивание Zn из CRG с уменьшающимся размером частиц, наблюдаемое в текущем исследовании, было ранее продемонстрировано (Rhodes et al., 2012). Очень мало исследований посвящено изучению высвобождения других металлов из CRG или частиц износа шин различного размера, но имеющаяся литература указывает, 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 исследуемых материалов по размерам на самом деле было довольно широким, и поэтому оцененная площадь поверхности стала «диапазоном площади поверхности».Кроме того, частицы в текущем исследовании имели очень неправильную форму с детальной 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 контрастирует с наблюдениями для конкретных органических соединений в текущем исследовании.Всесторонний обзор частиц износа шин в окружающей среде показал, что влияние размера частиц на выщелачивание неубедительно (Wagner et al., 2018). Результаты текущего исследования показывают, что на выщелачивание компонентов CRG влияет размер частиц и коэффициент распределения отдельных органических веществ и металлов между CRG и водной фазой, а также фоновая концентрация соединений в окружающей воде (направление градиента концентрации для достижения равновесия).Все значения, зарегистрированные в фильтрах, были выше нормативных пороговых значений ЕС для морской и пресной воды (EU DIRECTIVE 2008/105 / EC), где стандарты качества окружающей среды (EQS) 0,28, 1,0 и 7,8 мкг л ^–1 были определены для кобальта , медь и цинк соответственно. Концентрации выщелачивания превышали эти концентрации до трех порядков (таблица 6), причем Zn превышал рекомендуемый порог более чем в 2500 раз.

фталевый ангидрид и n -циклогексилформамид наблюдались в продуктах выщелачивания CRG, но не в исходных материалах CRG при использовании любого из методов экстракции и анализа (дополнительная таблица S2).Соединения, наблюдаемые в продуктах выщелачивания CRG, а не в экстрактах растворителей или пирограммах исходных материалов CRG, могут отражать различную растворимость в воде органических химикатов, присутствующих в резине автомобильных шин. И фталевый ангидрид, и n -циклогексилформамид являются высокополярными соединениями с низким молекулярным весом (MW 148 и 127 соответственно). Такие соединения могут присутствовать в CRG в низких количествах, но предпочтительно выщелачиваются в водный раствор. n -Циклогексилформамид ранее был идентифицирован в парах этиленпропилендиенового каучука, что позволяет предположить, что он может быть компонентом CRG (Forrest, 2019).

Токсичность продуктов выщелачивания CRG для морских веслоногих ракообразных

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, начиная от высоких в Эксперименте 1 (100 и 50 г L ^–1 ) до среды в Эксперименте 2 (5– 35 г L ^-1 ), до низкого в эксперименте 3 (1-0,01 г L ^-1 ). Смертность была выбрана в качестве конечной точки для двух веслоногих ракообразных, меньшего Acartia longiremis и более крупного Calanus sp.CRG TOS был выбран в качестве исследуемого материала из-за немедленной доступности достаточных количеств CRG для образования продуктов выщелачивания. Смертность в контрольных флаконах варьировалась во времени и между экспериментами, но не маскировала дозовую реакцию в обработках, за исключением самых низких концентраций, когда в некоторых случаях смертность в контроле была выше, чем в экспозициях. Это может быть просто связано со стохастической изменчивостью данных, поскольку мы не ожидаем положительного воздействия низких доз выщелачивания на веслоногих ракообразных.Однако мы не можем исключить, что нелетальные дозы одного или нескольких измеренных загрязнителей вызывают физиологический защитный ответ у подвергшихся воздействию копепод, что может увеличить их выживаемость по сравнению с необлученными аналогами. Эту возможность необходимо изучить дополнительно, а природу защитного механизма изучить подходящими методами (например, картированием экспрессии генов). Кумулятивная смертность с течением времени представлена ​​на рисунке 4 для каждого эксперимента и для обоих видов веслоногих ракообразных. При высоких концентрациях фильтрата (эксперимент 1) все веслоногие ракообразные 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. 4A). Средние концентрации фильтрата (эксперимент 2) вызвали четкую дозозависимую реакцию у обоих видов, но также продемонстрировали более высокую чувствительность у Acartia , чем у Calanus , где Acartia достигли 100% смертности намного быстрее, чем Calanus на всех трех фильтратах. концентрации (Рисунок 4B).Значения LC ₅₀ через 48 часов составили 35 г L ^-1 для Calanus по сравнению с <5 г L ^-1 для Acartia . При самых низких концентрациях (эксперимент 3) смертность в контроле была выше, чем при воздействии фильтрата для обоих видов, а окончательная смертность через 2 недели была ≤50% для подвергшихся воздействию веслоногих ракообразных (рис. 4C). Для Calanus была протестирована только одна низкая концентрация TOS (0,1 г L ^–1 ), где выживаемость составила 72% на 14 день. Таким образом, низкие концентрации фильтрата не вызывали отрицательных эффектов ни у одного вида (рис. 4C).Эксперимент 3 (низкие концентрации; 1-0,01 г L ^–1 ) был повторен с еще двумя типами CRG, выветренным TRD и исходным RGS (дополнительный рисунок S3). Опять же, смертность веслоногих ракообразных при контакте с фильтратом была аналогична таковой в контроле, за исключением TRD на уровне 1 г L ^–1 , для которого повышенная смертность наблюдалась у обоих видов веслоногих рачков (дополнительный рисунок S3b).

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

Чтобы проверить значительную разницу в смертности между подвергнутыми воздействию и не подвергавшимися воздействию копепод, величина эффекта была рассчитана для трех выбранных временных точек: день 1, день 8 и день 14.Значительные размеры эффекта были зарегистрированы для всех концентраций воздействия ≥5 г L ^–1 CRG TOS (рис. 5). Более низкие концентрации воздействия (0,01–1 г L ^–1 ) не отличались от контрольных, в том числе для TRD на уровне 1 г L ^–1 , несмотря на повышенную смертность, упомянутую выше (дополнительный рисунок S3b). Тем не менее, можно предположить, что повышенная атмосферостойкость этого каучука, по-видимому, способствовала наблюдаемому увеличению токсичности. Предполагается, что частичное атмосферное воздействие 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 погрешностей, не пересекающими нулевую линию, указывают на значительно более высокую смертность при обработке фильтрата, чем в контроле.

Видоспецифическая токсичность

Исследование демонстрирует различную чувствительность двух изученных копепод: Acartia ответили 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) проглотить больше токсина из-за более высокой скорости выведения (объем воды, отфильтрованной за единицу времени) или (c) из-за различий в механизмах защиты / восстановления или внутренних путях токсина. Например, стадия Calanus C5 имеет запасы липидов, которые могут помочь им «буферизовать» токсичные молекулы и удалить их из своего метаболизма, тогда как Acartia не имеет этого варианта и может быть более подвержен окислительному стрессу (Hansen et al., 2018; Соренсен и др., 2020). Токсичность продуктов выщелачивания CRG для водных организмов была рассмотрена в Wik and Dave (2009) и Halle et al. (2020). Концентрации воздействия варьировались в широких пределах и зависели от типа (например, метода истирания), происхождения (например, летние шины по сравнению с зимними) и состояния (например, погодные условия, УФ-облучение) нанесенного CRG. Насколько нам известно, никаких других исследований морского зоопланктона на сегодняшний день не проводилось, за исключением одного исследования солоноватоводного растения Eurytemora affinis (Hall et al., 1993), где воздействие фильтрата привело к 100% смертности. Концентрации воздействия для пресноводных кладоцер (дафний), сравнимые с изученными здесь пелагическими морскими веслоногими ракообразными, варьировались в широких пределах, но, по-видимому, в целом были ниже, чем зарегистрированные здесь. Сообщенные 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 обнаружило LC ₅₀ из 25 г L ^-1 через 72 часа инкубации (Goudey and Barton, 1992), что является относительно высоким значением по сравнению со значениями LC ₅₀ (48 часов) между 5 и 35 г L ^-1 определено в текущем исследовании.Было высказано предположение, что продукты выщелачивания шин демонстрируют сниженную токсичность с увеличением солености (Hartwell et al., 2000), и текущее исследование подтверждает это. Когда продукты выщелачивания элюировались при значениях pH <7, токсичность возрастала параллельно с увеличением концентрации Zn в элюате (Gualtieri et al., 2005), указывая на то, что вымываемость загрязняющих веществ варьируется и зависит от состояния вымываемой резины (например, состояние выветривания) и преобладающие условия выщелачивания. Воздействие ультрафиолетового излучения на каучук, по-видимому, также влияет на уровень токсичности образующегося фильтрата (Wik and Dave, 2006).

Каковы движущие силы токсичности фильтрата CRG?

Известно, что происходит проглатывание частиц CRG морскими организмами (Redondo-Hasselerharm et al., 2018; Khan et al., 2019), что приводит к потенциальному воздействию через выщелачивание во время транзита через кишечник. Однако воздействие на морские организмы дополнительных химикатов в CRG, вероятно, будет более распространенным из-за 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, делает чрезвычайно сложным определение химических групп, представляющих наибольший интерес для оценки потенциальных воздействий на окружающую среду и рисков, связанных с CRG.Исследования токсичности фильтрата с материалами TWP и CRG были проведены в различных водных средах с различными видами, что привело к большим различиям в эффектах, которые были приписаны различиям в составе шин, методах образования фильтрата и чувствительности видов (Wik and Dave, 2009; Wagner et al., 2018). Однако полное выяснение компонентов продуктов 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 для образования продуктов выщелачивания, для характеристики химического состава добавок и для измерения их потенциальной опасности, хотя корректировка уже существующих руководств по растворимым загрязнителям может быть адаптирована к руководство по фильтрату (Khan et al., 2017). Также будет важно продвигаться к установленным методам различения эффектов частиц и эффектов, возникающих из-за аддитивных химикатов, поступающих из CRG / TWP (Wik and Dave, 2009; Wagner et al., 2018; Halle et al., 2020).

В текущем исследовании не удалось четко установить, какие компоненты продуктов выщелачивания CRG вызывают наблюдаемую токсичность, а сложность продуктов выщелачивания означала, что можно было количественно оценить только подмножество присутствующих органических химикатов.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 54,9 мг л ^–1 при хроническом воздействии в течение 1 недели, соответственно, в то время как несколько производных (включая 2-меркаптобензотиазол) ) имел гораздо более высокую токсичность.Хотя концентрации бензотиазола, измеренные в наших продуктах выщелачивания, оставались ниже этих значений, в диапазоне от 0,068 до 1,42 мг / л ^–1 (таблица 4), они вполне могли внести свой вклад в общую токсичность, наблюдаемую в этом исследовании. Производное бензотиазола 2-меркаптобензотиазол было обнаружено в CRG, но не в продуктах выщелачивания 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 ее вклад в токсичность фильтрата CRG.

В отличие от бензотиазола, содержание ПАУ в наших материалах CRG превышало уровни входа 50 в соответствии с Приложением XVII REACH, но не требования REACH ЕС (пункт 28 Приложения XVII). Более того, ПАУ выщелачиваются только в ограниченных количествах, что позволяет предположить, что они вносят лишь незначительный вклад в наблюдаемую токсичность. Точно так же не выщелачивались фталаты. Несмотря на то, что в исходном материале CRG присутствуют в относительно небольших количествах (3 мг / кг ^–1 ), ряд бисфенолов, выщелоченных из CRG в морскую воду, при относительно высоких концентрациях по сравнению с другими органическими веществами (по-видимому, сообщается здесь впервые).Бисфенолы обладают хорошо подтвержденными эндокринными разрушающими свойствами, при этом BPS и BPF более эффективны, чем BPA (Chen et al., 2016). Хотя имеется очень мало данных о токсичности этих химических веществ для водной среды, полевое исследование показало, что морские веслоногие рачки накапливают бисфенолы, особенно на ранних стадиях развития (Staniszewska et al., 2016). Таким образом, бисфенолы из CRG могут способствовать не только токсическому действию на самих веслоногих ракообразных, но, кроме того, представлять риск для вторичных потребителей в морских пищевых сетях.Zn был наиболее распространенным металлом, присутствующим в продуктах выщелачивания CRG, и часто упоминается как кандидат, наиболее вероятно ответственный за наблюдаемую токсичность выщелачивания 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 копеподам.

Многие другие неидентифицированные и неустановленные количественно органические соединения также присутствовали в продуктах выщелачивания и также могут вносить вклад в общую токсичность.В общем, общие концентрации металлов и органических загрязнителей являются ограниченным средством оценки судьбы и переноса. Например, токсичность металла зависит не от общей концентрации конкретного элемента, а от видового состава, который, в свою очередь, контролируется параметрами окружающей среды, такими как окислительно-восстановительный потенциал, адсорбция и взаимодействие с растворенным органическим веществом. Что касается органических загрязнителей, отдельные конгенеры группы могут проявлять иное токсическое воздействие, чем другие, а также характеристики метаболизма и биоаккумуляции, вызванные вариациями в их молекулярной структуре и последующим взаимодействием 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 водным столбом) и функциональными группами (например, режим питания, стратегия кормодобывания, репродуктивная стратегия и т. Д. ). Хотя предыдущее исследование показало, что выщелачивание из резиновых материалов автомобильных шин, вероятно, представляет большую угрозу для пресноводных мест обитания, чем для устьевых или морских мест обитания (Hartwell et al., 2000), текущее исследование предполагает, что следует также учитывать воздействия на морскую среду, особенно в регионах с высокими выбросами TWP / CRG (например, городской сток) и в Арктике, где некоторые виды могут проявлять большую чувствительность, чем другие. Помимо стандартизованных лабораторных концентраций воздействия, необходимы реалистичные сценарии воздействия на окружающую среду, которые изучают in situ концентраций CRG вместе с летальными и сублетальными эффектами для отдельных лиц и групп населения в реалистичных градиентах концентрации от точечных источников (например,г., открытые хранилища, прибрежные снегоуборочные отвалы). Длительное воздействие на дафний Cerodaphnia dubia дало значения EC ₅₀ 0,01–1,8 г L ^–1 (Wik et al., 2009), но каких-либо аналогичных данных для морских организмов в настоящее время нет. Наконец, будет важно точно определить, какие компоненты фильтрата вызывают наблюдаемую токсичность и варьируется ли она у разных морских видов. Это предоставит знания, необходимые для разработки оценок рисков для ELT и CRG, а также предоставит промышленности список приоритетных добавок, которые следует сократить или удалить из резиновых изделий.

Заключение

Данная работа представляет собой одно из первых экспериментальных исследований по изучению воздействия выщелачивания химических добавок из CRG из ELT на морские организмы. Подробная характеристика исходных и подвергшихся атмосферным воздействиям эталонных материалов CRG и их продуктов выщелачивания показала, что в материалах и их соответствующих продуктах выщелачивания присутствовала сложная смесь органических химических и металлических добавок. Важно отметить, что были значительные различия в профилях добавок между материалами CRG и их продуктами выщелачивания, но первичные и выветрившиеся материалы CRG имели схожие профили, что указывает на то, что частицы CRG и химические вещества для выщелачивания будут продолжать представлять угрозу для дикой природы еще долгое время после их удаления.Морские веслоногие ракообразные проявляли дозозависимую реакцию на выщелачивание CRG, но наблюдались видоспецифические различия, свидетельствующие о том, что одни организмы более уязвимы к воздействию, чем другие. В то время как бензотиазол и Zn обычно были органическими и металлическими компонентами, выявленными в самых высоких концентрациях в продуктах выщелачивания, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие компоненты фильтрата CRG вызывают наблюдаемую токсичность. Кроме того, в будущем следует изучить долгосрочные эффекты воздействия фильтрата CRG и сублетальные конечные точки, также в сочетании с проглатыванием / воздействием частиц каучука.

Заявление о доступности данных

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

Авторские взносы

CH, DH, AB и LS внесли равный вклад в исследование. Все они вместе задумали и спроектировали исследование. LS, DH и AB провели анализ образцов. CH подготовила образцы и провела исследования токсичности. Все авторы в равной степени внесли свой вклад в подготовку рукописи и одобрили ее подачу.

Финансирование

Эта работа финансируется Центром Fram Centre Flagship Hazardous Substances (Фрамсентерет, Норвегия), проект № 1002018.

Конфликт интересов

СН работала в компании Акваплан-нива. LS и AB работали в компании 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 Стоен и Марианне Кьос из SINTEF и Микаэлю Харью, Павлу Ростковски и Марит Вадсет из NILU за помощь в проведении химического анализа. Мы также благодарим Кристин Хопланд Сперре и Гектора Андраде (Akvaplan-niva) за помощь в отборе проб в полевых условиях, экспериментах по воздействию и построении графиков данных о токсичности. Благодарим компанию CARAT GmbH (Германия) за проведение криомола материала RGS CRG.

Дополнительные материалы

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

Список литературы

Бокка Б., Форте Г., Петруччи Ф., Костантини С. и Иззо П. (2009). Металлы, содержащиеся и выщелоченные из резинового гранулята, используемого на территориях с искусственным покрытием. Sci. Total Environ. 407, 2183–2190. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2008.12.026

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Калоу П. и Форбс В. Э. (2003). Рецензирование: влияет ли экотоксикология на оценку экологического риска? Environ.Sci. Technol. 37, 146A – 151A. DOI: 10.1021 / es0324003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канепари С., Кастеллано П., Астолфи М. Л., Матерацци С., Ферранте Р., Фиорини Д. и др. (2017). Высвобождение частиц, органических соединений и металлов из резиновой крошки, используемой в искусственном газоне, при химической и физической нагрузке. Environ. Sci. Загрязнение. Res. 25, 1448–1459. DOI: 10.1007 / s11356-017-0377-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar