О возможности многократного использования различных видов полимерной тары (обзор литературы)

В статье представлен обзор литературы, посвящённой использованию полимерных материалов в качестве оборотной тары для поставки воды потребителям. При проведении поиска литературы использовали следующие базы данных: Pubmed, Scopus, Web of Science, MedLine, Global Health, РИНЦ.

Цель работы — на основании литературных данных собрать сведения об источниках загрязнения питьевой воды, упакованной в полимерную тару, и оценить возможности её безопасного повторного применения. Проведённые информационно-аналитические исследования показали, что многократное использование полимерной тары (в частности, ПЭТ-тары) может оказаться ненадёжным как с точки зрения химической, так и микробиологической безопасности. В работе определены основные химические компоненты, мигрирующие из полимерной тары, которые оказывают наибольшее влияние на качество питьевой воды. Также рассмотрено влияние температуры хранения, длительности контакта пластика с водой, истирания материала, фотохимического старения бутылок и воздействие дезинфицирующих средств.

Проведённые исследования показали, что на данный момент нет нормативно-методических документов, регламентирующих возможность и условия повторного применения пластиковой тары (19-литровых бутылей), количество циклов её повторного использования, показатели, по которым происходит оценка, и критерии, по которым бывшая в употреблении тара не может быть использована в дальнейшем.

Возможность многократного повторного использования полимерной тары для хранения воды в настоящее время нуждается в регламентировании. В литературе недостаточно сведений об износостойкости различных видов пластика и максимальном количестве циклов обработки моющими и дезинфицирующими средствами, которые он может выдержать без разрушения своей структуры. Принимая во внимание данные о деструктивных изменениях полимеров под воздействием внешних факторов (температура, солнечный свет и т. п.), а также в процессе обработки оборотной тары моющими средствами необходимо предложить и научно обосновать на основании современных исследований документы, регламентирующие её использование. Необходим также поиск безопасных, простых и эффективных способов и средств дезинфекции полимерной тары.

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;
Евсеева И.С. — концепция и дизайн исследования, написание текста, сбор материала и обработка данных, редактирование;
Ушакова О.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста, сбор материала;
Трегубова Л.Ю. — концепция и дизайн исследования, сбор материала, написание текста, редактирование.

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

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 13.01.2022 / Принята к печати: 12.04.2022 / Опубликована: 31.05.2022

1. Progress report.International Bottled Water Association. Available at: https://issuu.com/ibwa/docs/ibwa_2019_progressreport_final

2. Савостикова О.Н., Водянова М.А., Алексеева А.В., Мамонов Р.А. Комплекс мер, закрепленный законодательством российской федерации, направленный на обеспечение химической безопасности. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019; (6): 91-5.

3. Tukur A., Sharp L., Stern B., Tizaoui C., Benkreira H. PET bottle use patterns and antimony migration into bottled water and soft drinks: the case of British and Nigerian bottles. J. Environ. Monit. 2012; 14(4): 1237-47. https://doi.org/10.1039/c2em10917d

4. Bhunjun A. How many plastic bottles are wasted every day? Available at: https://metro.co.uk/2018/02/06/how-many-plastic-bottles-are-wasted-everyday-7291184/

5. Plastics Europe 2020 Plastics - the Facts 2019. An Analysis of European Plastics Production, Demand and Waste Data. Brussels, Belgium. Available at: https://www.plasticseurope.org/download_file/force/3183/181

6. Coniglio M.A., Fioriglio C., Laganà P. Non-Intentionally Added Substances in PET-Bottled Mineral Water. Springer International Publishing; 2020.

7. Шевелёва О.В. Слово в защиту ПЭТ-бутылки. Твердые бытовые отходы. 2014; (8): 58-60

8. Jeddi M.Z., Rastkari N., Ahmadkhaniha R., Yunesian M. Endocrine disruptor phthalates in bottled water: daily exposure and health risk assessment in pregnant and lactating women. Environ. Monit. Assess. 2016; 188(9): 534. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5502-1

9. Магдич А. Бутыль многоразового использования из нержавеющей стали для транспортировки и хранения жидкостей. Патент РФ № 194974 U1; 2020

10. Hamade R., Hadchiti R., Ammouri A. Making the environmental case for reusable PET bottles. Procedia Manuf. 2020; 43: 201-7. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.02.137

11. Marcela Melo Cardozo I., Pereira Dos Anjos J., Oliveira Campos da Rocha F., de Andrade J.B. Exploratory analysis of the presence of 14 carbonyl compounds in bottled mineral water in polyethylene terephthalate (PET) containers. Food Chem. 2021; 365: 130475. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130475

12. Filella M. Antimony and PET bottles: Checking facts. Chemosphere. 2020; 261: 127732. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127732

13. Guart A., Bono-Blay F., Borrell A., Lacorte S. Migration of plasticizers phthalates, bisphenol A and alkylphenols from plastic containers and evaluation of risk. Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control. Expo. Risk Assess. 2011; 28(5): 676-85. https://doi.org/10.1080/19440049.2011.555845

14. Welle F., Franz R. Migration of antimony from PET bottles into beverages: determination of the activation energy of diffusion and migration modelling compared with literature data. Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control. Expo. Risk Assess. 2011; 28(1): 115-26. https://doi.org/10.1080/19440049.2010.530296

15. Chapa-Martínez C.A., Hinojosa-Reyes L., Hernández-Ramírez A., Ruiz-Ruiz E., Maya-Treviño L., Guzmán-Mar J.L. An evaluation of the migration of antimony from polyethylene terephthalate (PET) plastic used for bottled drinking water. Sci. Total Environ. 2016; 565: 511-8. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.04.184

16. Allafi A.R. The effect of temperature and storage time on the migration of antimony from polyethylene terephthalate (PET) into commercial bottled water in Kuwait. Acta Biomed. 2020; 91(4): e2020105. https://doi.org/10.23750/abm.v91i4.8463

17. Гомза М.М., Скрипченко А.Э. Экспертиза безопасности полимерной потребительской тары. В кн.: Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Междисциплинарная интеграция как двигатель научного прогресса». Новосибирск; 2020: 82-8

18. Keresztes S., Tatár E., Czégény Z., Záray G., Mihucz V.G. Study on the leaching of phthalates from polyethylene terephthalate bottles into mineral water. Sci. Total Environ. 2013; 458-460: 451-8. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.04.056

19. Zaki G., Shoeib T. Concentrations of several phthalates contaminants in Egyptian bottled water: Effects of storage conditions and estimate of human exposure. Sci. Total Environ. 2018; 618: 142-50. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.10.337

20. Xu X., Zhou G., Lei K., LeBlanc G.A., An L. Phthalate esters and their potential risk in PET bottled water stored under common conditions.Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019; 17(1): 141. https://doi.org/10.3390/ijerph17010141

21. Becerra-Herrera M., Arismendi D., Molina-Balmaceda A., Uslar J., Manzo V., Richter P., et al. Initial phthalates fingerprint and hydrochemical signature as key factors controlling phthalates concentration trends in PET-bottled waters during long storage times. Food Chem. 2022; 372: 131248. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131248

22. Fasano E., Bono-Blay F., Cirillo T., Montuori P., Lacorte S. Migration of phthalates, alkylphenols, bisphenol A and di (2-ethylhexyl) adipate from food packaging. Food Control. 2012; 27(1): 132-8. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2012.03.005

23. Mukhopadhyay M., Jalal M., Vignesh G., Ziauddin M., Sampath S., Bharat G.K., et al. Migration of plasticizers from polyethylene terephthalate and low-density polyethylene casing into bottled water: a case study from India. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2022. https://doi.org/10.1007/s00128-022-03474-x

24. Gonsioroski A., Mourikes V.E., Flaws J.A. Endocrine disruptors in water and their effects on the reproductive system.Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(6): 1929. https://doi.org/10.3390/ijms21061929

25. Biscardi D., Monarca S., De Fusco R., Senatore F., Poli P., Buschini A., et al. Evaluation of the migration of mutagens/carcinogens from PET bottles into mineral water by Tradescantia/micronuclei test, Comet assay on leukocytes and GC/MS. Sci. Total Environ. 2003; 302(1-3): 101-8. https://doi.org/10.1016/s0048-9697(02)00349-2

26. Зеленкин С.Е., Шур П.З., Уланова Т.С., Карнажицкая Т.Д., Хорошавин В.А., Ухабов В.М. Оценка риска здоровью при поступлении фталатов с молоком, упакованным в полимерную и полимерсодержащую тару. Анализ риска здоровью. 2018; (1): 32-8.

27. Зеленкин С.Е., Суворов Д.В. Обоснование допустимой суточной дозы фталатов при поступлении с молоком как критерия экологической безопасности. В кн.: Сборник Материалов XI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. «Анализ риска здоровью-2021. Внешнесредовые, социальные, медицицинские и поведенческие аспекты. Совместно с международной встречей по окружающей среде и здоровью RISE - 2021». Пермь; 2021: 73-81.

28. Chakraborty P., Shappell N.W., Mukhopadhyay M., Onanong S., Rex K.R., Snow D. Surveillance of plasticizers, bisphenol A, steroids and caffeine in surface water of River Ganga and Sundarban wetland along the Bay of Bengal: occurrence, sources, estrogenicity screening and ecotoxicological risk assessment. Water Res. 2021; 190: 116668. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116668

29. Kankanige D., Babel S. Smaller-sized micro-plastics (MPs) contamination in single-use PET-bottled water in Thailand. Sci. Total Environ. 2020; 717: 137232. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137232

30. Tukur A. Antimony and acetaldehyde migration from Nigerian and British PET bottles into water and soft drinks under typical use conditions. Concentration of migrants and some trace elements in polyethylene terephthalate and in bottled contents: Diss. Bradford; 2012.

31. Manuilov A.M., Martynov A.V. The analysis of the threat of reusing pet bottles for the storage of drinking water. Annals of Mechnikov’s Institute. 2017; (4): 26-32.

32. Jayaweera M., Perera H., Bandara N., Danushika G., Gunawardana B., Somaratne C., et al. Migration of phthalates from PET water bottle in events of repeated uses and associated risk assessment. Environ. Sci. Pollut. Res.Int. 2020; 27(31): 39149-63. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09925-4

33. Water W. Bottled water myths: separating fact from fiction. Practical Gastroenterology. 2007.

34. Oliphant J.A., Ryan M.C., Chu A. Bacterial water quality in the personal water bottles of elementary students. Can. J. Public Health. 2002; 93(5): 366-7. https://doi.org/10.1007/BF03404571

35. Winkler A., Santo N., Ortenzi M.A., Bolzoni E., Bacchetta R., Tremolada P. Does mechanical stress cause microplastic release from plastic water bottles? Water Res. 2019; 166: 115082. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115082

36. Schymanski D., Goldbeck C., Humpf H.U., Fürst P. Analysis of microplastics in water by micro-Raman spectroscopy: Release of plastic particles from different packaging into mineral water. Water Res. 2018; 129: 154-62. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.11.011

37. Bach C., Dauchy X., Severin I., Munoz J.F., Etienne S., Chagnon M.C. Effect of sunlight exposure on the release of intentionally and/or non-intentionally added substances from polyethylene terephthalate (PET) bottles into water: chemical analysis and in vitro toxicity. Food Chem. 2014; 162: 63-71. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.04.020

38. García-Gil Á., García-Muñoz R.A., McGuigan K.G., Marugán J. Solar water disinfection to produce safe drinking water: a review of parameters, enhancements, and modelling approaches to make SODIS faster and safer. Molecules. 2021; 26(11): 3431. https://doi.org/10.3390/molecules26113431

39. ВОЗ нашёл в воде частицы микропластика. Доступно: https://ecomaster.ru/news/voz-nashyol-v-vode-chasticy-mikroplastika