ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ ПРООКСИДАНТА НА ВЫДЕЛЕНИЕ ФОРМАЛЬДЕГИДА ИЗ ОКСОДЕСТРУКТУРИРУЕМОГО ПОЛИЭТИЛЕНА
Аннотация
В статье рассматриваются способы оксодеструкции полиэтилена, модифицированного прооксидантами различной природы, с учетом экотоксикологических аспектов. Представлена сравнительная оценка индексов деструкции полиэтилена под воздействием кислорода воздуха при ускоренном термическом старении и в естественных условиях. Выявлено, что индекс деструкции повышается в ряду «железо < медь < кобальт». Определено количество формальдегида в газо-воздушной вытяжке оксоразлагаемого полиэтилена, модифицированного стеаратами железа, кобальта и меди, при ускоренной термоокислительной деградации. Степень выделения формальдегида увеличивается в ряду «медь < железо < кобальт», что указывает на различные периоды индукции процесса деградации, инициирующиеся прооксидатами, а также на наличие побочных процессов, оказывающих влияние на глубину деструктивных процессов. Установлено, что полиэтиленовая пленка, модифицированная стеаратом кобальта, способствует повышению выделений формальдегида, при этом содержание формальдегида в газовой фазе составляет 0,065 мг/м3 (из расчета на 1 г образца), это превышает ПДКм.р в 1,3 раза. Содержание выделений формальдегида в газовой фазе снижается в 3,25 раза при использовании стерата железа. Спрогнозированы индивидуальные канцерогенные риски ICR для оксоразлагаемых пленок на основе стеаратов железа, меди и кобальта, равные 6,593·10-5, 5,595·10-5 и 2,864·10-4 соответственно. Сравнительный анализ прооксидантов позволяет сделать вывод, что использование стеаратов железа и меди способствует более медленной деструкции полиэтилена и снижает его экотоксикологическую опасность, использование прооксидантов на основе кобальта способствует более быстрой и глубокой деструкции, но сопровождается повышенным выделением формальдегида при оксодеградации модифицированного полиэтилена. Представляет интерес дальнейшее исследование комплексных прооксидантов на основе железа со следовыми количествами кобальта как высокоэффективных и экобезопасных модификаторов полиолефинов, способствующих их ускоренной оксодеградации в окружающей среде, а также разработка технических решений по снижению риска в случае применения стеарата кобальта как эффективного проооксиданта.
Литература
Lyubeshkina E.G. Recycling of polymer packaging in Russia and abroad. Polymer. Materialy. 2012. N 3. P. 4-17 (in Russian).
Syed Ali Ashter. 2 - Overview of biodegradable poly-mers. Introduction to bioplastics engineering. In: Intro-duction to Bioplastics Engineering. Elsevier Inc. 2016. 286 p. DOI: 10.1016/B978-0-323-39396-6.00002-6.
Roy P.K., Surekha P., Raman R. Rajagopal C. Investigating the role of metal oxidation state on the degradation behavior of LDPE. Polym. Degrad. Stab. 2009. V. 94. N 7. P. 1033-1039. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2009.04.025.
Fontanella S., Bonhomme S., Koutny M., Husarova L., Brusson J.M., Courdavault J.P., Pitteri S., Samuel G., Pichon G., Lemaire J., Delort A.M. Comparison of the biodegradability of various polyethylene films containing pro-oxidant additives. Polym. Degrad. Stab. 2010. V. 95. N 6. P. 1011-1021. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2010.03.009.
Roy P.K., Titus S., Surekha P., Tulsi E., Deshmukh C., Rajagopal C. Degradation of abiotically aged LDPE films containing pro-oxidant by bacterial consortium. Polym. Degrad. Stab. 2008. V. 93. N 10. P. 1917-1922. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2008.07.016.
Korchagin V.I., Erofeeva N.V., Protasov A.V., Melnova M.S. Biodegradation of pro-oxidant-modified polyethylene films. Ekol. Prom. Rossii. 2018. V. 22. N 1. P. 14-19 (in Russian). DOI:10.18412/1816-0395-2018-1-14-19.
MU 3141-84. "Air control in plastic processing plants (polyolefins, polystyrenes and phenolists. M: Tip. Zdra-voochr. 1985. 152 p. (in Russian).
Abrusci C., Pablos J.L., Corrales T., López-Marín J., Marín I., Catalin F. Biodegradation of photo-degraded mulching films based on polyethylenes and stearates of calcium and iron as pro-oxidant additives. Internat. Biodeterioration Biodegrad. 2011. V. 65. N 3. P. 451-459. DOI: 10.1016/j.ibiod.2010.10.012.
Koutny M., Lemaire J., Delort A.M. Biodegradation of polyeth-ylene films with prooxidant additives. Chemosphere. 2006. V. 64. N 8. P. 1243-1252. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2005.12.060.
Korchagin V.I., Surkova A.M., Protasov A.V., Gapeev A.A., Gubin A.S., Erofeeva N.V. Thermoxidating de-struction of polyethylene under the influence of the iron-containing prooxidant. Fund. Issl. 2018. N 1. P. 12-17 (in Russian). DOI: 10.17513/fr.42041.
Ogorodnikov S.K. Formaldehyde. L.: Khimiya. 1984. 280 p. (in Russian).
Nabiev Sh.Sh., Stavrovsky D.B., Palkina L.A., Zbarsky V.L., Yudin N.V., Golubeva E.N., Vaks V.L., Domracheva E.G., So-bakinskaya E.A., Chernyaeva M.B. Spectrochemical features of some high explosive substances in the vaporous state. Optika Atm. Okeana. 2013. V. 26. N 4. P. 273-285 (in Russian). DOI: 10.7868/S0207401X13050099.
Tatarintseva EA, Karpenko A.V., Lemayev V.A., Dolbnya I.V., Olshanskaya L.N. Modification of ther-moplastics as a method for obtaining sorption materials for wastewater treatment. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Technol. 2014. V. 57. N 1. P. 88-91 (in Rus-sian).
Corti A., Muniyasamy S., Vitali M., Imamc Syed H., Chiellini E. Oxidation and biodegradation of polyeth-ylene films containing pro-oxidant additives: Synergistic effects of sunlight exposure, thermal aging and fungal bi-odegradation. Polym. Degrad. Stab. 2010. V. 95. N 6. P. 1106-1114. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2010.02.018.
Prech E., Byulmann F., Affolter K. Determination of the structure of organic compounds. M.: Mir.Binom. Labor. Znaniy. 2012. 438 p. (in Russian).
Abdollahi M., Hosseini A. Formaldehyde. In: Encyclopedia of Toxicology. Elsevier Inc. 2014. 352 p. DOI: 10.1016/B978-0-12-386454-3.00388-2.
Duong A., Steinmausa C., McHale C. M., Vaughan C. P., Zhang L. Reproductive and developmental toxicity of formaldehyde: A systematic review. Mutat. Res. 2011. V. 728. N 3. P. 118-138. DOI: 10.1016/j.mrrev.2011.07.003.
Santana F.O., Campos V.P., Cruz L.P.S., Luz S.R. Formaldehyde and acetaldehyde in the atmosphere of Salvador-Ba, Brazil, using passive sampling. Microch. J. 2017. V. 134. P. 78-86. DOI: 10.1016/j.microc.2017.04.032.
P 2.1.10.1920-04 Human health risk assessment from environmental chemicals. M.: Fed. Center for St. San. Ep-idem. Superv. of the Russia. Min. of Health. 2004. 143 p. (in Russian) http://www.gostrf.com/normadata/1/4293853/4293853015.pdf.
Medvedeva S.A. Ecological risk. General concepts, as-sessment methods. XXI vek. Tekhnosf. Bezop. 2016. N 1. P. 67-81 (in Russian).
