가속된 광분해 풍화 작용을 통해 타이어 부스러기 고무에 포함된 유해 금속에 대한 어린이의 잠재적 노출 평가

Apr 28, 2024

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13877(2023) 이 기사 인용

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타이어 부스러기 고무(TCR) 놀이터가 중금속과 같은 잠재적으로 유해한 화학물질에 어린이를 노출시킬 것인지 여부는 공개된 질문입니다. TCR 타일 표면에서 픽업할 수 있는 방출된 금속은 NIST-SPHERE(고에너지 복사 노출을 통한 국립 표준 기술 시뮬레이션 광분해 연구소)에서 TCR의 2년 가속 노화를 통해 연구되었습니다. 피부 접촉은 풍화 과정 전반에 걸쳐 미국 환경 보호국의 복합 표면 닦기 방법으로 모방되었습니다. 가장 우려되는 10가지 유해 금속(Be, Cr, Cu, As, Se, Cd, Sb, Ba, Tl, Pb)의 표면 방출을 노화 과정을 통해 모니터링했습니다. 타일 ​​표면에서는 Cr만이 유해한 수준으로 발견되었지만, Cu, As, Tl 및 Sb의 누적 방출은 3년 이내에 다양한 시기에 잠재적으로 유해한 수준에 도달했습니다. 강수로 인한 정화 효과나 비에 의한 주기적인 정화를 고려하면 TCR 놀이터는 여전히 사용하기에 안전할 수 있습니다.

수명이 다한 타이어를 재활용하거나 용도를 변경하는 것은 에너지와 재료를 회수하기 위한 경제적인 관행입니다. 미국 타이어 제조 협회(https://www.ustires.org/scrap-tire-markets)에 따르면 최종 사용 시장은 2017년 미국에서 생성된 폐타이어의 81.4%를 소비했으며 여기에는 타이어 유래 연료도 포함됩니다(> 43%), 타이어 부스러기 고무(TCR) 용도(≒ 25%), 토목 공학 제품(≒ 7.9%) 및 기타 시장(≒ 7.4%)으로, 폐타이어 2억 5백만 개 이상을 차지합니다. TCR의 약 25%와 22%가 스포츠 표면재와 놀이터 타일/멀치에 각각 사용되었으며, TCR은 충격을 흡수하고 신체적 부상을 줄일 수 있기 때문에 그 사용이 더욱 증가할 것으로 예상됩니다1,2. 그러나 특히 어린이 놀이터에서 노후화된 TCR 제품과 반복적인 물리적 접촉 후 유기 오염물질과 금속을 포함한 유해 화학물질에 인간이 노출될 가능성에 대한 우려가 증가하고 있습니다2,3,4.

미국 소비자 제품 안전 위원회는 2019년에 미국 가구를 대상으로 어린이 상호 작용 및 놀이터 표면 재료에 대한 잠재적 노출에 대한 조사를 완료했습니다. 절반 이상의 어린이가 일주일에 한 번 이상 놀이터를 방문했으며 각 방문은 30~59분 동안 지속되었다고 보고했습니다. 3분의 1 이상이 방문당 놀이터에서 60~120분을 보냈습니다5. 이러한 빈번한 방문은 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 피부 접촉(예: 손), 섭취 및/또는 흡입을 통해 알려지거나 알려지지 않은 유해 화학물질에 어린이를 노출시킬 가능성이 높습니다.

이전 연구에서 TCR 과립으로 만든 소비자 제품에서 확인된 방출 물질에는 다환 방향족 탄화수소6,7,8,9,10,11,12,13, 프탈레이트10,12,13, 가황 첨가제11,13 및 금속 성분(예: Al, As, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Cd, Fe, K, Li, Mg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Tl, V 및 Zn7,8,9,10,11,12 ,14,15,16,17,18. 유기 오염물질은 아마도 타이어 파쇄 및 연삭 중에 고무 중합체, 가황 촉진제, 가소제의 분해로 인해 발생했을 것입니다. 금속은 주로 천연 고무 자체, 가황을 위한 금속 산화물 촉매, 타이어 조각과 칩을 위한 강철 벨트 와이어의 잔류물에서 유래합니다1. 유기 오염물질과 비교하여 금속은 분해되지 않고 수용 환경에 잔류하므로 독성 금속의 장기간 축적이 특히 우려됩니다. 둘째, 금속은 30일의 실험 기간 동안 계속해서 침출되었지만 침출수 내 유기 화학 물질의 농도는 며칠 내에 안정화되는 것으로 나타났습니다19. 그러나 햇빛, 열, 습기/비, 산소/오존에 의한 TCR 노화 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 산소/오존, 자외선(UV) 방사선 및 열이 가황물의 산화 분해를 가속화하거나 표면의 분해 방지제를 파괴할 수 있다는 연구는 거의 없습니다. 습기/비로 인한 물은 수용성 성분의 침출을 일으킬 수 있습니다20,21,22,23.