medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2022-101-5-487-492medlit-2266Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEГигиеническая оценка полиуретановых покрытий в практике питьевого водоснабженияHygienic assessment of polyurethane coatings in the practice of drinking water supplyhttps://orcid.org/0000-0002-0422-8382АлексееваАнна ВенидиктовнаAlekseevaAnna V.

Канд. мед. наук, начальник отд. гигиены ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва, Россия. 

e-mail: AAlekseeva@cspmz.ru

MD, PhD, head of the hygiene department Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological Agency, Moscow, 119121, Russian Federation.

e-mail: AAlekseeva@cspmz.ru

aalekseeva@cspmz.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7032-1366СавостиковаО. Н.SavostikovaOlga N.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Федерального медико-биологического агентстваРоссияFederal State Budgetary Institution «Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks» of the Federal Medical Biological AgencyRussian Federation2022070620221015487492Copyright © Алексеева А.В., Савостикова О.Н., 20222022Алексеева А.В., Савостикова О.Н.Alekseeva A.V., Savostikova O.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/2266Введение

Введение. В течение многих лет двухкомпонентные полиуретановые покрытия используются для защиты и реконструкции труб в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Однако полиуретан может явиться источником поступления загрязняющих веществ в питьевую воду. Особое внимание при гигиенической оценке обращают на основные компоненты пластика, выделяющиеся растворители и плёнкообразующие вещества, используемые в рецептуре материала. Определение лишь основных компонентов, указанных в «Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)»* (далее — Единые требования), не даёт полной информации о химической стабильности полимерных материалов при проведении гигиенической оценки.

Материалы и методы

Материалы и методы. В работе исследованы восемь предлагаемых различными фирмами и странами-изготовителями двухкомпонентных полиуретановых покрытий, предназначенных для использования в питьевом водоснабжении. Оценка образцов выполнена с учётом Единых требований, также исследованы показатели, не являющиеся обязательными для оценки полимерных материалов, используемых в питьевом водоснабжении.

Результаты

Результаты. Гигиеническая оценка двухкомпонентных полиуретановых покрытий показала, что даже из материалов, относящихся к одной группе полимеров, состоящих из однотипных ингредиентов, в модельную среду мигрируют принципиально различные химические вещества. При анализе водных вытяжек идентифицировано при разных температурах от 9 до 40 органических соединений. Для большинства из них не установлены предельно допустимые уровни содержания в питьевой воде и отсутствуют полноценно проведённые токсикологические исследования для оценки безопасности этих химических веществ. Также обнаружено три образца, из которых в дистиллированную воду происходила миграция неорганических компонентов кадмия и никеля в концентрациях, превышающих предельно допустимые значения.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование проведено на полиуретановых покрытиях, которые являются одним из возможных вариантов использования полимерных материалов в питьевом водоснабжении. Необходимо провести аналогичные исследования по другим группам полимеров.

Заключение

Заключение. В настоящее время при оценке миграции химических веществ из полимерных покрытий в питьевую воду существуют определённые противоречия, касающиеся методологии и подходов, поэтому доработка и стандартизация являются актуальными на данный момент с учётом постоянно расширяющего использования полимерных материалов в различных сферах деятельности человека.

Участие авторов

Участие авторов: Алексеева А.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста, сбор материала и обработка данных, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Савостикова О.Н. — концепция и дизайн исследования, написание текста, сбор материала и обработка данных, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследования проводились в рамках государственного задания по теме «Совершенствование государственной системы контроля и обеспечения химической безопасности окружающей среды для здоровья населения с учётом процессов трансформации веществ» в ФГБУ «ЦСП» ФМБА России.

Поступила

Поступила: 14.03.2022 / Принята к печати: 12.04.2022 / Опубликована: 31.05.2022

* Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Утверждены Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299.

Introduction

Introduction. For many years, two-component polyurethane coatings have been used as suitable systems for the protection and reconstruction of pipes in the practice of domestic drinking water supply. However, polyurethane can be a source of pollutants entering drinking water. Special attention in the hygienic assessment is paid to the main components of plastic, the released solvents and film-forming agents used in the formulation of the material. However, the definition of only priority components (taking into account Uniform sanitary requirements) does not provide complete information about the chemical stability of polymer materials during the hygienic assessment.

Materials and methods

Materials and methods. Eight different two-component polyurethane coatings of various manufacturers and manufacturers offered for use in drinking water supply are investigated in the work. The evaluation of these samples was carried out taking into account Uniform requirements (2010). Indicators that are not mandatory for the evaluation of polymer materials used in drinking water supply were also investigated.

Results

Results. Conducting a hygienic assessment of two-component polyurethane coatings shows fundamentally different chemicals to migrate into the model environment even from materials with the same type of components. When analyzing water extracts, from 9 to 40 organic compounds were identified at different temperatures. Most of them do not have the maximum permissible levels of their content in drinking water and there are no fully conducted toxicological studies of these chemicals to assess their safety for humans. There also were found three samples, from which inorganic components of cadmium and nickel migrated into distilled water above their maximum permissible values.

Limitations

Limitations. This study was conducted on the example of polyurethane coatings, as a particular example of the use of polymer materials in drinking water supply. It is necessary to conduct similar studies on other groups of polymers.

Conclusion

Conclusion. At the moment, there are certain contradictions in the methodology and approaches to assessing the migration of chemicals from polymer coatings to drinking water. Therefore, their refinement and standardization is relevant, taking into account the increasing share of the use of polymer materials in human life.

Contribution

Contribution: Alekseeva A.V. — the concept and design of the study, writing the text, collecting material and processing data, editing.Savostikova O.N. — concept and design of the study, writing the text, collecting material and processing data, editing.All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received

Received: March 13, 2022 / Accepted: April 12, 2022 / Published: May 31, 2022

водоснабжениематериалы для питьевого водоснабженияполиуретаныwater supplymaterials for drinking water supplypolyurethanesReferencesКимельблат В.И. Трубопроводы из термопластов. Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2014; (1): 72-92.Kimelblat V.I. Тhermoplastics pipes. Polimery v stroitel’stve: nauchnyy internet-zhurnal. 2014; (1): 72–92. (in Russian)Кимельблат В.И. Применение полимерных труб. Казань; 2005.Kimelblat V.I. Application of Polymer Pipes [Primenenie polimernykh trub]. Kazan‘; 2005. (in Russian)ЛКМ Портал. Кофтюк В.А. Формирование покрытий на основе полиуретановых ЛКМ. Лакокрасочная промышленность. 2012; (7). Доступно: https://www.lkmportal.com/articles/formirovanie-pokrytiy-na-osnove-poliuretanovyh-lakokrasochnyh-materialovLKM Portal. Koftyuk V.A. Formation of coatings based on polyurethane coatings. Lakokrasochnaya promyshlennost’. 2012; (7). Available at: https://www.lkmportal.com/articles/formirovanie-pokrytiy-na-osnove-poliuretanovyh-lakokrasochnyh-materialov (in Russian)Кондратьев И.А. Технология Scotchkote™ от компании 3М - новое слово в ремонте трубопроводов. Промышленный электрообогрев и электроотопление. 2012; (2): 54-7.Kondrat’ev I.A. Scotchkote™ technology from 3M company – a new step in pipeline repair. Promyshlennyy elektroobogrev i elektrootoplenie. 2012; (2): 54–7. (in Russian)Орлов В.А. Обеспечение физической целостности и энергосбережения трубопроводных систем транспорта воды после их реконструкции. Вода и экология: проблемы и решения. 2019; (4): 37-46. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.4.37-46Orlov V.A. Ensuring physical integrity and energy saving in water transport pipeline systems after their reconstruction. Voda i ekologiya: problemy i resheniya. 2019; (4): 37–46. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.4.37-46 (in Russian)Продоус О.А., Джанбеков Б.А. Трубы с полиуретановым покрытием для строительства Тебердинского магистрального группового водопровода. Водоснабжение и санитарная техника. 2018; (2): 61-3.Prodous O.A., Dzhanbekov B.A. Pipes with polyurethane coating for the construction of the teberda group water main. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2018; (2): 61–3. (in Russian)Кофтюк В.А., Полякова М.Н., Листова О.В., Ямский В.А. Формирование покрытий на основе полиуретановых ЛКМ. Лакокрасочная промышленность. 2012; (7). Доступно: https://www.lkmportal.com/articles/polimernye-materialy-i-pererabotka-plastmassLKM Portal. Koftyuk V.A., Polyakova M.N., Listova O.V., Yamskiy V.A. Formation of coatings based on polyurethane coatings. Lakokrasochnaya promyshlennost’. 2012; (7). Available at: https://www.lkmportal.com/articles/polimernye-materialy-i-pererabotka-plastmass (in Russian)Кухта Т.Н., Прокопчук Н.Р. Пленкообразователи порошковых красок и их отвердители (обзор). Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2018; (1): 40-52.Kukhta T.N., Prokopchuk N.R. Powder paints filming and curing agents. Trudy BGTU. Seriya 2: Khimicheskie tekhnologii, biotekhnologiya, geoekologiya. 2018; (1): 40–52. (in Russian)Серди И.В. Особенности токсиколого-гигиенической экспертизы водно-дисперсионных красок. Современные проблемы токсикологии. 2001; (1): 42-7.Serdi I.V. Features of toxicological and hygienic examination of water-dispersion paints. Sovremennye problemy toksikologii. 2001; (1): 42–7. (in Russian)Басалаева Л.В., Шафран Л.М. Совершенствование методических подходов к гигиенической оценке отвержденных лакокрасочных покрытий, используемых в хозяйственно-питьевом водоснабжении транспортных объектов. Актуальные проблемы транспортной медицины. 2008; (4): 114-26.Basalaeva L.V., Shafran L.M. Perfection of methodical approaches to a hygienic estimation of the dryed paints coverings used in drinking water supply of transport objects. Aktual’nye problemy transportnoy meditsiny. 2008; (4): 114–26. (in Russian)Калугина Е.В., Горбунова Т.Л. К вопросу о миграции вредных веществ из полимерных материалов. Обзор. Пластические массы. 2007; (8): 52-5.Kalugina E.V., Gorbunova T.L. Тo the question of migration of harmful substances from polymeric materials. Overview. Plasticheskie massy. 2007; (8): 52–5. (in Russian)Алексеева А.В., Савостикова О.Н., Мамонов Р.А. Сравнительный анализ методов оценки возможности применения полимерных материалов в питьевом водоснабжении, закрепленных в законодательствах России и Германии. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019; (10-2): 263-7.Alekseeva A.V., Savostikova O.N., Mamonov R.A. Methodical issues of assessment of possibility of application in drinking water supply of polymeric materials. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2019; (10–2): 263–7. (in Russian)Алексеева А.В., Савостикова О.Н., Мамонов Р.А. Необходимость проведения актуализации и апробации методик оценки материалов, планируемых для применения в питьевом водоснабжении, в зависимости от вида материала и его функционального назначения с учетом международного опыта. В кн.: Материалы I национального конгресса с международным участием по экологии человека, гигиене и медицине окружающей среды «Сысинские чтения-2020». Сборник тезисов. М.: 2020; 16-9.Alekseeva A.V., Savostikova O.N., Mamonov R.A. The need to update and test methods for assessing materials planned for use in drinking water supply, depending on the type of material and its functional purpose, taking into account international experience. In: Materials of the I National Congress with International Participation on Human Ecology, Hygiene and Environmental Medicine Sysin Readings-2020. Collection of Abstracts [Materialy I natsional’nogo kongressa s mezhdunarodnym uchastiem po ekologii cheloveka, gigiene i meditsine okruzhayushchey sredy «Sysinskie chteniya-2020»]. Moscow: 2020; 16–9. (in Russian)Михайлова Р.И., Рыжова И.Н., Алексеева А.В., Каменецкая Д.Б., Кочеткова М.Г., Иксанова Т.И. Актуальные проблемы водообеспечения населения РФ. В кн.: Российская Гигиена - развивая традиции, устремляемся в будущее: материалы XII Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. Сборник тезисов. М.: 2017; 294-7.Mikhaylova R.I., Ryzhova I.N., Alekseeva A.V., Kamenetskaya D.B., Kochetkova M.G., Iksanova T.I. Actual problems of water supply for the population of the Russian Federation. In: Russian Hygiene – Developing Traditions, We Rush into the Future: Materials of the XII All-Russian Congress of Hygienists and Sanitary Doctors [Rossiyskaya gigiena – razvivaya traditsii, ustremlyaemsya v budushchee: materialy XII Vserossiyskogo s”ezda gigienistov i sanitarnykh vrachey. Sbornik tezisov]. Moscow: 2017; 294–7. (in Russian)Zhang L., Liu S., Liu W. Investigation of organic matter migrating from polymeric pipes into drinking water under different flow manners. Environ. Sci. Process. Impacts. 2014; 16(2): 280-90. https://doi.org/10.1039/c3em00432eZhang L., Liu S., Liu W. Investigation of organic matter migrating from polymeric pipes into drinking water under different flow manners. Environ. Sci. Process. Impacts. 2014; 16(2): 280–90. https://doi.org/10.1039/c3em00432eBollaín Pastor C., Vicente Agulló D. Presence of microplastics in water and the potential impact on public health. Rev. Esp. Salud. Publica. 2019; 93: e201908064. (in Spanish)Bollaín Pastor C., Vicente Agulló D. Presence of microplastics in water and the potential impact on public health. Rev. Esp. Salud. Publica. 2019; 93: e201908064. (in Spanish)Skjevrak I., Due A., Gjerstad K.O., Herikstad H. Volatile organic components migrating from plastic pipes (HDPE, PEX and PVC) into drinking water. Water Res. 2003; 37(8): 1912-20. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00576-6Skjevrak I., Due A., Gjerstad K.O., Herikstad H. Volatile organic components migrating from plastic pipes (HDPE, PEX and PVC) into drinking water. Water Res. 2003; 37(8): 1912–20. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00576-6Попова А.Ю., Брагина И.В., Смоленский В.Ю., Завистяева Т.Ю., Гуськов A.С., Сенников С.В., Черненко С.М. Руководство 1.2.3156-13. Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека. М.; 2014Popova A.Yu., Bragina I.V., Smolenskiy V.Yu., Zavistyaeva T.Yu., Guskov A.S., Sennikov S.V., Chernenko S.M. Guide R 1.2.3156-13. Assessment of the toxicity and hazards of chemical substances and their mixtures for human health. Moscow; 2014.Note for guidance for petitioners presenting an application for the safety assessment of a substance to be food used contact materials prior to its autorisation. EFSA J. 2008; 6(7): 21r. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2008.21rNote for guidance for petitioners presenting an application for the safety assessment of a substance to be food used contact materials prior to its autorisation. EFSA J. 2008; 6(7): 21r. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2008.21rОрлова С.А., Тужиков О.О., Тужиков О.И., Лавникова И.В. Полиуретановая композиция для покрытий. Патент РФ № 2715541 C1; 2020Orlova S.A., Tuzhikov O.O., Tuzhikov O.I., Lavnikova I.V. Polyurethane coating composition. Patent RF № 2715541 C1; 2020. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.