Оценка микропластика как угрозы планетарного масштаба на примере исследований бутилированной воды

Актуальность

Вода – самый распространённый и необходимый элемент. Часто воду помещают в пластиковые ёмкости; необходимо проверить, нет ли влияния тары на химический состав воды.

Цель

Установление потенциальных рисков для организма человека, связанных с применением пластиковой тары для бутилированной воды.

Задачи

1. Выбор методов исследования бутилированной воды.

2. Освоение процедуры пробоподготовки объектов исследования.

3. Исследование бутилированной воды на предмет присутствия посторонних и вредных для организма человека веществ в результате контакта питьевой воды и пластика.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Спектрометр (UN I CO SPECTROPHOTOMETER 2100)

Описание

Чтобы установить наличие посторонних примесей в бутилированной воде после её контакта с измельчённой пластиковой тарой, проводили оценку оптической плотности D образцов воды № 1, № 2 и № 3. На первом этапе исследований оценивали потери воды в образцах в процессе их хранения (для образца № 2) и выпаривания (для образца № 3). Потери массы оценивали по формуле (2):

(2)где m0 – первоначальная масса образца воды; m – масса воды образца после хранения в течение 14 дней (образец № 2) и концентрирования (образец № 3).

Результаты изменения оптической плотности образцов № 1–3 относительно контрольного образца дистиллированной воды приведены в таблице.

На рисунке приведён график, иллюстрирующий зависимость оптической плотности от изменения концентрации воды в исследованных образцах воды.

Данные для образца № 3 (таблица 3, рисунок 8) ярко демонстрируют наличие посторонних примесей в воде, обусловленных её контактом с измельчённым полиэтилентерефталатом.

Таким образом, исследования исходных образцов бутилированной воды и образцов после её контакта с измельчённой пластиковой тарой в режиме ускоренных испытаний с использованием метода спектрофотометрического анализа позволили выявить наличие посторонних примесей. Предполагается, что данные примеси могут мигрировать из пластиковой тары в воду в процессе хранения бутилированной питьевой воды.

Анализ пробы воды после концентрирования,  позволяет выдвинуть предположение о наличии составляющих микропластика, не растворимых в воде. Наличие ярко выраженной границы раздела в системе примесь – вода является подтверждением данной гипотезы. Учитывая, что плотность ПЭТ составляет 1380 кг/м3, а плотность воды 1000 кг/м3, характер распределения примесей в виде взвеси косвенно указывает, что наблюдаемые частицы представлены полиэтилентерефталатом.

Результаты работы/выводы

1. На основании изучения научно-технической литературы и оснащения технопарка для выявления посторонних примесей в бутилированной воде после контакта с микропластиком (МП) в работе был выбран спектрофотометрический метод анализа проб питьевой воды.

2. Была освоена пробоподготовка образцов воды для исследований, включающая

•     измельчение пластиковой тары;

•     подготовку в колбах проб воды, смешанных с МП;

•    установление влияния условий проведения испытаний на возможность выявления наличия посторонних примесей.

3. В результате проведения экспериментальной работы показано, что для проведения ускоренных испытаний можно рекомендовать следующие условия подготовки проб воды: выдержка проб воды, смешанных с МП, при температуре 70 °С в течение часа с последующей фильтрацией воды и концентрированием примесей в воде за счёт её выпаривания.

4. На основании результатов оценки оптической плотности установлено, что после контакта микропластика с водой показатель D для образца воды, полученного по указанной выше процедуре, снижается на 22,4 %, что свидетельствует об образовании в воде посторонних примесей, потенциально опасных для здоровья человека.

5. Визуальный анализ пробы воды после контакта с МП и её концентрирования позволил выдвинуть предположение о наличии в нём нерастворимой полимерной составляющей микропластика.