Несколько фактов о пластиковых бутылках
Человек потребляет 1,5–2 литра воды в день. И все чаще эта вода из пластиковых бутылок.
Ежегодно в мире производится более 13 миллиардов пластиковых бутылок, и цифра эта растет ежегодно на 15–20 % [1].
На современных предприятиях пластиковые бутылки производят из многослойного полиэтилена, а его, в свою очередь, из нефти и газового конденсата. Полиэтилен был впервые получен немецким химиком Хансом фон Пехманом в 1898 г. из газа этилена, а в 1939 г. началось массовое производство изделий из этого материала.
Сейчас в пластиковые бутылки разливают воду, соки, квас, пиво, молоко, йогурты и кефиры, почти 100 % растительного масла. Уксус, тосол, автомасла, растворитель, бензин, керосин, лаки, краски, моющие и чистящие средства — все это без проблем может храниться в пластиковой таре. Новые разработки в сфере пластиковых бутылок для молока позволяют дольше сохранить его полезные свойства. Минеральная вода, квас, соки очень требовательны к материалу тары и при несоблюдении правил хранения легко меняют вкус, но в пластиковой бутылке их качество долго остается таким же, как и в момент производства.
Пластиковые бутылки легки (более чем в 10 раз легче стеклянной тары того же объема), их невозможно разбить, они легко переносят резкий нагрев и охлаждение. Их легко изготовить любого цвета, объема и формы, поэтому они чрезвычайно удобны в использовании. Кроме того, из бутылок строят жилье, изготавливают украшения, пластиковую посуду и кормушки для животных, одежду и стройматериалы. Пластиковые бутылки легко собирать и утилизировать, при получении сырья для бутылок не страдает природа, не вырубаются леса, не опустошаются поля [2].
Однако более 40 % пластиковых отходов составляют именно пластиковые бутылки, в Европе перерабатывается только 2,5 % пластика от общей массы. Самый большой показатель у Америки, но и здесь он составляет лишь 27 %. Выброс мусора привел к образованию Большого Тихоокеанского мусорного острова, куда течения приносят весь выбрасываемый в океан пластик. Морские животные гибнут миллионами, принимая пластик за пищу. Сам пластик начинает разлагаться только через 450 лет, а до полного его разложения должно пройти еще 80 лет [1].
Маркировка пластика
Для оказания помощи в утилизации пластиковых предметов в 1988 г. Обществом Пластмассовой Промышленности была разработана система маркировки для всех видов пластика и идентификационные коды. Маркировка пластика состоит из трех стрелок в форме треугольника, внутри которых находится цифра обозначающая тип пластика:
1. PET или PETE — полиэтилентерефталат. Используется для бутылок минеральной воды, безалкогольных напитков. Является потенциально опасным для пищевого использования.
2. PEHD HDPE — полиэтилен высокой плотности. Используется для бутылок, фляг и другой полужесткой упаковки. Считается безопасным для пищевого использования.
3. ПВХ или PVC — поливинилхлорид. Используется для труб, садовой мебели, в напольных покрытиях, для оконных профилей, бутылок моющих средств и клеенок. Материал является потенциально опасным для пищевого использования
4. LDPE и PEBD — полиэтилен низкой плотности. Брезенты, мусорные мешки, пакеты, пленки и гибкие емкости. Считается безопасным для пищевого использования
5. PP — полипропилен. Используется в автомобильной промышленности, при изготовлении труб, а также в пищевой промышленности, в основном, при изготовлении упаковок. Считается безопасным для пищевого использования.
6. PS — полистирол. Используется при изготовлении плит теплоизоляционных зданий, пищевых упаковок, столовых приборов и чашек, коробок CD и прочих упаковок, игрушек, посуды, шариковых ручек и так далее. Материал потенциально опасен.
7. OTHER или О — прочее. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы [3].
Краткий обзор имеющихся исследований пластика
По мнению многих исследователей потенциально опасные пластики могут вызывать различные заболевания организма. Так пластик с маркировкой «1», предположительно, является канцерогеном; с маркировкой «3» — вызывает рак, врожденные дефекты, хронические бронхиты, язвы, глухоту, нарушение пищеварения; с маркировкой «6» — может раздражать глаза, нос, горло, вызывать головокружение и обмороки, также он повышает риск рака крови; наконец пластик с маркировкой «7» способен приводить к раковым заболеваниям, нарушениям функционирования иммунной системы, ожирению и сахарному диабету [4].
После проведения ряда опытов на лабораторных крысах ученые выяснили, что возможна связь между употреблением пищи из пластиковой посуды и изменением поведения, опасностью возникновения рака и изменениями в мозге [5].
Исследователи Эксетерского университета Великобритании нашли доказательство того, что пластиковая посуда представляет угрозу для сердца. Ученые измеряли уровень бисфенола А, который используется при изготовлении пластмасс в моче участников исследования. У 25 % исследуемых с повышенным содержанием бисфенола А в моче заболеваемость ишемической болезнью сердца и сахарным диабетом была в 2 раза выше, чем у людей с низким содержанием этого вещества [6]. В Китае, Австрии, Бангладеше, Ирландии вообще полностью запрещено использование пластиковых бутылок [1].
Однако некоторые ученые считают выводы своих коллег надуманными. Первоначальные исследования, показавшие что бисфенол А может привести к возникновению сахарного диабета и сердечнососудистых заболеваний не получили четких подтверждений. Так содержание бисфенола А при изготовлении пластиковых бутылок оказалось значительно ниже опасного значения. Бисфенол А не накапливается в организме и выводится из него в течение суток. А связь с возникновением онкозаболеваний, инсультов, артритов вообще не удалось доказать. По мнению ученых, вред от пластиковых бутылок существенен только в одном случае — если сжигать бутылки и вдыхать дым от них [7].
Цель исследования
Как видно, данные противоречивы, поэтому целью нашего исследования было установить влияние пластиковой тары на воду, хранящуюся в ней длительное время.
Задачи
1. Выявить, влияет ли вода из PET бутылок на жизнедеятельность тест-объектов.
2. Сравнить влияние разных условий хранения воды в PET бутылках на ее токсичность.
Объекты исследования
В НП «Федерация Судебных Экспертов» для изучения токсичности пластмасс определяется индекс токсичности — значение тест-параметров, полученных при исследовании пластика, на основе которых можно сделать достоверные выводы о токсичности исследуемого пластика. Тест-параметры чаще всего включают:
- подавляющее влияние на метаболическую и ферментную активность простейших;
- способность простейших к размножению;
- их выживаемость. [8].
Объектами нашего исследования послужили простейшие, обитавшие в воде луж центрального района г. Саратова. Нами были обнаружены: эвглена зеленая, инфузория туфелька и стилонихия. Остановимся кратко на их описании.
А) Эвглена зелёная (Euglena viridis)
Эвглена зелёная (Euglena viridis) — типичный растительный жгутиконосец, имеет веретеновидное, длинное тело, задний конец которого заострён. Длина тела 50–60 микрометров, ширина 14–18 микрометров. Форма тела подвижна: эвглена может сжиматься, становясь короче и шире. Размножается эвглена путём продольного деления клетки. Иногда эвглена, размножаясь в огромных количествах, вызывает красное, коричневое, кирпично-красное или зелёное «цветение» воды [9].
На переднем конце клетки имеется жгутик, отходящий от колбообразного образования — глотки (ампулы). Здесь также имеется светочувствительное образование — глазок или стигма. Жгутик постоянно вращается, увлекая за собой эвглену.
На свету эвглены питаются автотрофно, получая органику за счет фотосинтеза, происходящего в хлоропластах, в темноте питаются гетеротрофно, всасывая растворенные в воде органические вещества всей поверхностью, либо поедая органические микрочастицы и бактерий. Эвглены, долго находящиеся в темноте утрачивают хлоропласты и становятся бесцветными.
Эвгленовые водоросли обитают в основном в пресных водах, предпочитая водоёмы с замедленным стоком и богатым содержанием органических веществ. Их можно обнаружить в прибрежье озёр и рек, в мелких водоёмах, включая лужи, на рисовых полях, на сырой почве.
Одноклеточные водоросли, вследствие доступности и высокой чувствительности, широко применяются в качестве тест-объектов при биотестировании [10].
Б) Инфузория туфелька (Paramecium caudatum)
Инфузория туфелька (Paramecium caudatum) — является одноклеточным животным организмом. Относится к типу инфузорий, или ресничных, простейших, движения которых обеспечивают реснички, обычно густо покрывающие всю поверхность клетки. У инфузории туфельки их около 15 тысяч. Тело инфузории туфельки вытянуто и достигает 0,3–0,5 мм в длину. По внешнему виду тело инфузории напоминает отпечаток туфли, за что простейшее и получило свое название. Размножение — деление надвое, также присутствует обмен генетическим материалом без увеличения количества особей. При комнатной температуре инфузория туфелька делится 1–2 раза в сутки.
Инфузории имеют наиболее сложное строение среди простейших. У них имеется клеточный рот, переходящий в клеточную глотку. Реснички вокруг рта длиннее остальных, ими инфузория загоняет в рот бактерии — основную пищу и микрочастицы. Инфузория туфелька питается постоянно на протяжении всей жизни.
К инфузориям относятся наиболее сложно организованные простейшие. Общее их число — 7000 видов. Обитают они в морях, пресных водоемах в составе бентоса и планктона, некоторые виды — в почве и мхах. Среди инфузорий встречаются и паразиты [11].
Использование инфузорий в оценке качества вод обладает рядом преимуществ по сравнению с другими тест-объектами: культивировать этих простейших легко, они удобны в использовании, эффективны при ограниченном времени; сложное строение организма позволяет переносить полученные результаты на человека и млекопитающих. Все это дает возможность использования инфузорий в биотестировании. Так их используют для оценки токсичности вод [12], для определения пищевых добавок (консервантов) в продуктах [13].
В) Стилонихия (Stylonichia mytilus)
Стилонихия (Stylonichia mytilus) — относится к типичным брюхоресничным инфузориям встречающимся повсеместно. Отличительной чертой стилонихий является наличие у них на брюшной стороне цирр — результат слияния многих ресничек. За счет этих «ножек» стилонихии очень быстро передвигаются [14].
Стилонихии также используются как тест-объекты для определения токсичности продуктов [15].
Как видно из описания все обнаруженные нами простейшие, широко используются в качестве тест-объектов.
Материалы и методы. Эксперимент № 1
Эксперимент проводили в домашних условиях.
В пластиковые бутылки объемом 0,25л с маркировкой «1» наливали: воду из водопровода (3 бутылки), охлажденную кипяченую воду, кипящую воду. Одну бутылку водопроводной воды поместили на окно (южная сторона), вторую — в холодильник, третью бутылку вместе с бутылками с охлажденной кипяченой водой и кипятком, поставили в комнату, в темное место. Закрытые бутылки оставили на 50 суток, после чего приступили к исследованию. По истечении указанного срока, вода в бутылках не имела запаха, была прозрачна и не имела осадка.
В качестве тест-объектов использовались простейшие, обнаруженные в образцах воды, собранных из луж 1, 2 и 4 дневной давности. Образцы содержались в закрытых стеклянных колбах объемом 50 мл на искусственном освещении при комнатной температуре.
Из каждого образца в пробирки с помощью пипетки забирали по 2 мл жидкости и добавляли по одной капле исследуемой воды. В контрольный образец воду не добавляли.
Наблюдения за образцами проводили с помощью микроскопа Микромед С-13 через 2 суток и 21 день, после добавления исследуемой воды. Одну каплю образца помещали на предметное стекло, накрывали ее покровным стеклом, после чего проводили общий учет обнаруженных организмов. В случае если простейших каждого вида было явно больше 10, то считали что их в образце много.
Результаты и их обсуждение к эксперименту № 1
В ходе эксперимента удалось установить, что во всех контрольных образцах значительно большее число простейших, по сравнению с образцами, в которые была добавлена исследуемая вода. Так, снижение численности простейших, происходит уже через 2 суток после добавления воды из бутылок (рис. 1). Следует особо отметить, что вода из бутылки, куда наливали кипяток, оказала явное токсическое действие на фауну луж. Видимо, под действием высокой температуры из пластика бутылки в воду выделились вещества, убившие практически всех одноклеточных.
Через 21 сутки после добавления воды в образцы, взятые из луж, нами были проведены повторные наблюдения. За счет истощения пищевой базы количество простейших в контрольных образцах несколько убавилось. В образцах же с добавлением исследуемой воды, животных практически не осталось (рис.2). Здесь, наряду с образцом, с добавлением воды из бутылки, в которой остывал кипяток, необходимо выделить и образец, в который добавили воду из бутылки, стоявшей на свету; одноклеточных в нем также не осталось. Под действием света вода в бутылке нагревалась, что вызывало эффект выделения веществ из пластиковой бутылки, как, если бы, туда налили кипяток. Хотя, по-видимому, и в меньших концентрациях, т. к. через 2 дня такого радикального эффекта не наблюдалось.
Обнаруженные нами свойства воды из PET бутылок убивать простейших, особенно при ее нагревании, дают подтверждение тому, что пластиковая тара с маркировкой «1» является опасной для пищевого использования.
Материалы и методы. Эксперимент№ 2
Мы решили провести эксперимент с горячей водой на пластиковой таре с маркировкой «5», которая считается безопасной для пищевого использования. Ею послужила детская бутылочка с соской «Lubby baby’s health». В инструкции по применению и хранению указано, что данная бутылочка подходит для стерилизации в микроволновой печи при температуре 100 ˚С и имеет специальную отметку «не содержит бисфенол А». В бутылочку наливали водопроводную холодную воду, после чего ее ставили в микроволновую печь на 5 минут. Для сравнения, аналогичным методом кипятили воду в стеклянной мензурке. Сразу после остывания воды ее добавили по 1 капле к 2 мл жидкости, отобранной из луж 21 сутки назад. Наблюдения за тест-образцами проводили через 2 суток аналогичным образом.
Результаты и их обсуждение к эксперименту № 2
В ходе этого эксперимента было установлено, что вода, вскипяченная в стеклянной емкости, не оказала влияния на жизнедеятельность простейших, тогда как вода, вскипяченная в бутылочке для детского питания, оказала губительное действие на одноклеточных. Гибель животных наблюдалась во всех образцах (рис. 3). Обратим внимание, что вода из детской пластиковой бутылочки не стояла длительное время, а находилась в ней лишь до остывания. Поэтому можно предположить, что отравляющие вещества выделились в достаточно большом количестве сразу. Это может указывать на то, что пластиковая посуда с маркировкой «5» опасна не менее, чем посуда с маркировкой «1», либо говорить о недобросовестности производителя.
Выводы
Так как потребление воды из пластиковых бутылок с каждым днем растет, ее изучение становится необходимостью в общемировых масштабах. Исследования ведутся, но, изучая литературу по данной теме, нельзя однозначно ответить на вопрос: «Вреден ли пластик? И если вреден, то при каких условиях? А как нужно хранить воду в РЕТ бутылке, чтобы она не угрожала здоровью?» Наши эксперименты, проведенные по оригинальной методике, указывают на то, что использование пластиковой посуды, скорее всего, небезопасно для здоровья.
1. В ходе проведенного исследования установлено, что вода из РЕТ бутылок оказывает губительное действие на простейших и поэтому потенциально вредна для пищевого использования.
2. При нагревании либо хранении PET бутылок на открытом солнечном свете, вода, находящаяся в них, оказывает явное токсическое действие на простейших.
3. Вода, вскипяченная в стеклянной посуде, не оказывает влияния на простейших.
4. Употребление пищи, разогретой в посуде из пластика с маркировкой «5» может быть также небезопасным для здоровья.
Рекомендации
В настоящее время доля использования пластика в пищевой промышленности огромна. В свете данного исследования, мы рекомендуем максимально ограничить использование пластиковой посуды.
РЕТ бутылки не рекомендуется использовать для длительного хранения жидких пищевых продуктов.
Нельзя использовать одноразовую пластиковую посуду для горячих продуктов.
Не используйте пластиковую посуду для разогревания пищи в микроволновой печи.
Не покупайте воду в пластиковой таре, если она хранится на свету.
Использование детских пластиковых бутылочек для разогревания жидкостей не безопасно и, возможно, может негативно влиять на здоровье ребенка.
Приложение
Рис. 1. Учет простейших через двое суток после добавления исследуемой воды
Рис. 2. Учет простейших через 21 сутки после добавления исследуемой воды
Рис. 3. Учет простейших через двое суток после добавления воды, стерилизованной в пластиковой (маркировка «5») и стеклянной таре
Литература:
1. http://lifeglobe.net/entry/2969
2. http://www.pzpi.ru/articles.php?ELEMENT_ID=879
3. http://wiki.hasanov.ru/food/plastic-pp-ps
4. http://www.garnec.com/cereal-crops/Articles-about-packing/Articles-about-packing_24.html
5. http://rian.ru/science/20080419/105446667.html
6. http://www.medpulse.ru/health/prophylaxis/prof/9974.html
7. http://bezvreda.com/vred-plastikovich-butilok/
8. http://sud-expertiza.ru/issledovanie-plastika/
9. http://ru.wikipedia.org/wiki/ %DD %E2 %E3 %EB %E5 %ED %E0_ %E7 %E5 %EB %B8 %ED %E0 %FF
10. Федоров, А. А. Жизнь растений. Том 3. Водоросли и лишайники / А. А. Федоров [и др.]; под ред. А. А. Федорова.– Москва: Просвещение, 1977.– 487 с.
11. http://www.tepka.ru/biologia/12.html
13. http://elementy.ru/lib/430785
14. Догель В. А. Зоология беспозвоночных: Учебник для ун-тов/Под ред. проф. Полянского Ю. И. — 7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. школа, 1981, — 606 с., ил.
