加速された光劣化風化によるタイヤ粉ゴム中の有害金属への子供の潜在的暴露の評価

Jun 20, 2024

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13877 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

タイヤくずゴム (TCR) 遊び場が子供たちを重金属などの潜在的に有害な化学物質にさらすかどうかは未解決の問題です。 TCR タイルの表面でピックアップできる放出された金属は、NIST-SPHERE (米国国立標準技術研究所、高エネルギー放射曝露による光劣化のシミュレーション) で TCR の 2 年間の加速老化によって研究されました。 皮膚との接触は、耐候性プロセス全体を通じて米国環境保護庁による複合表面拭き取りの方法によって模倣されました。 最も懸念される 10 種類の有害な金属 (Be、Cr、Cu、As、Se、Cd、Sb、Ba、Tl、Pb) の表面放出が、老化の過程を通じて監視されました。 Cu、As、Tl、および Sb の累積放出量は、3 年以内のさまざまな時点で潜在的に有害なレベルに達しましたが、タイルの表面で有害なレベルで検出されたのは Cr だけでした。 降水による浄化効果や雨による定期的な浄化を考慮すると、TCR の遊び場はまだ安全に使用できる可能性があります。

使用済みタイヤのリサイクルまたは再利用は、エネルギーと材料を回収するための経済的な実践です。 米国タイヤ製造者協会 (https://www.ustires.org/scrap-tire-markets) によると、2017 年に米国で発生した廃タイヤの 81.4% が最終用途市場で消費され、これにはタイヤ由来燃料も含まれます (> 43％）、タイヤ粉ゴム（TCR）用途（≈ 25％）、土木製品（≈ 7.9％）、その他の市場（≈ 7.4％）で構成されており、2 億 500 万本以上の廃タイヤを占めています。 TCR の約 25% と 22% は、それぞれスポーツの表面仕上げと遊び場のタイル/マルチに使用されていますが、TCR は衝撃を吸収し、身体的損傷を軽減することができるため、その使用はさらに増加すると予想されます 1,2。 しかし、特に子供の遊び場などで、経年劣化した TCR 製品と繰り返し物理的に接触した後、人体が有機汚染物質や金属などの有害な化学物質にさらされる可能性についての懸念が高まっています 2,3,4。

米国消費者製品安全委員会は、2019 年に米国の家庭を対象に、子どもとの交流と遊び場の表面材への潜在的な暴露に関する調査を完了しました。その報告によると、子どもの半数以上が少なくとも週に 1 回遊び場を訪れ、各訪問時間は 30 ～ 59 分でした。 3 分の 1 以上が 1 回の訪問につき 60 ～ 120 分間遊び場で過ごしました5。 このような高頻度の訪問は、健康への悪影響を引き起こす可能性のある皮膚（例えば手による）接触、摂取、および/または吸入を介して、子供たちを既知および未知の有害な化学物質にさらす可能性があります。

以前の研究で TCR 顆粒から作られた消費者製品から特定された放出物質には、多環芳香族炭化水素 6、7、8、9、10、11、12、13、フタル酸エステル 10、12、13、加硫添加剤 11、13、および次のような金属元素が含まれます。 Al、As、Ba、Ca、Co、Cr、Cu、Cd、Fe、K、Li、Mg、Mo、Ni、Pb、Se、Sr、Tl、V、Zn7、8、9、10、11、12 、14、15、16、17、18。 有機汚染物質はおそらく、タイヤの細断や研削中のゴムポリマーや加硫促進剤、可塑剤の分解によって生じたものと考えられます。 金属は主に天然ゴムそのもの、加硫用の金属酸化物触媒、タイヤの破片やチップとなるスチールベルトワイヤーの残留物に由来します1。 有機汚染物質と比較して、金属は非分解性であり、受け入れ環境に残留するため、有毒金属の長期蓄積が特に懸念されます。 第二に、金属は 30 日間の実験期間にわたって浸出し続けたが、浸出液中の有機化学物質の濃度は数日以内に安定したことが判明した 19。 しかし、太陽光、熱、湿気/雨、酸素/オゾンによる TCR の老化のメカニズムはほとんど理解されていません。 酸素/オゾン、紫外線 (UV) 放射、熱が加硫物の酸化劣化を促進したり、表面の劣化防止剤を破壊したりする可能性があることを発見した研究はほとんどありません。 そして、湿気や雨による水分は、可溶性成分の浸出を引き起こす可能性がある20、21、22、23。