Производство резиновой крошки: Производство резиновой крошки — бизнес план по изготовлению гранулята из покрышек, оборудование, станки, технологии

Содержание

Производство резиновой крошки от компании «Альфа-СПК»

Производство резиновой крошки — высоко востребованная деятельность, осуществляющаяся специализированными предприятиями по переработки изношенных шин в крошку.

Применение и использование резиновой крошки колоссально не только по объемам, но и по многочисленной номенклатуре применения в различных процессах жизнедеятельности.

Отслужившие свой срок службы автомобильные шины ранее были пригодны, только для изготовления цветочных клумб, а по факту банально сжигались или по посту выбрасывались на свалку, сегодня приобрели востребованное сырье для высокотехнологичного производства с использованием отработанных шин.

Как получается резиновая крошка

Перерабатывая использованные покрышки, перерабатывающие предприятия получают резиновую крошку, предлагая ее на рынок как готовый материал, либо производя самостоятельно из нее различные резиновые изделия, начиная от резиновых плиток, бордюров, матов, заканчивая поливочными шлангами, автомобильными ковриками и так далее.

Предприятия производящие резиновую крошку, создают многофункциональный процесс, не только экономического характера, но так же социально оздоровительного и экологического процесса. Осуществляя свою деятельность, данные предприятия в значительной степени решают проблему экологии, перерабатывая шины, они избавляют городские власти от большой головной боли, в виде многочисленных несанкционированных скоплений отработанных шин.

Наша компания занимается не только переработкой шин в крошку, но так же осуществляет проектирование и производство технологических линий для переработки шин в крошку производительностью от 300 до 2500 кг/час, а так же оборудование для производства резиновых напольных покрытий, резиновых плиток, матов, бордюров и других изделий на основе резиновой крошки.

Приобретая оборудование, произведенное компаний «Альфа-СПК» Вы получаете не только качественное и надежное оборудование, Вы получаете идеально работающую бизнес идею, по созданию полноценного предприятия с полным циклом переработки,  приносящею неплохою прибыль и дивиденды.

По всем вопросам, связанным с приобретением оборудования, вы можете позвонить нам по телефонам, которые указаны на сайте или написать по электронной почте — наши сотрудники подробно ответят на все ваши вопросы.

Видео работы оборудования по переработки шин

Видео работы оборудования по производству резиновых изделий


Производство резиновой крошки | Flexagroup

Резиновая крошка: производство и характеристики

Сырьём для производства резиновой крошки служат отработавшие свое шины. Путем переработки из вторичного сырья получают фракции определенного размера: их и называют резиновой крошкой. Размер таких частиц может варьировать в пределах от 0,05 до 10 мм, чем и обусловлено последующее применение продукта: мелкую, более похожую на крупный песок, используют в качестве добавок-наполнителей при изготовлении мастик, асфальта, битума для настила дорожных покрытий. Более крупные фракции идут на изготовление искусственных газонов, детских и спортивных покрытий.

 

Все о вторсырьё для производства резиновой крошки

Факт, о котором мало кто догадывается и знает: большая часть производимой во всем мире резины тратится на отливку автомобильных шин. Срок службы «обуви для колес» не столь уж и долог, а вот вопрос утилизации до сих пор не решен в полном объеме. В РФ существует федеральный классификатор отходов, согласно которому автомобильные шины относят к IV классу по уровню их воздействия на окружающую среду. Подобные изделия подлежат обязательной утилизации при том, что их складирование (хранение), сжигание и захоронение недопустимы. То есть всякий автовладелец, соблюдающий законы, обязан сдавать шины на утилизацию, а в данном случае — на переработку. Поскольку передача на утилизацию сопровождается денежными затратами со стороны сдающего, то понятно нежелание заниматься этим вопросом, а потому вторсырья для переработки оказывается более чем достаточно.

Для того чтобы понять масштабы проблемы, достаточно сказать, что каждый год только в двух крупных российских городах — Москве, Санкт-Петербурге, приносит около 70 тысяч шин, которые необходимо утилизировать. К сожалению, механическим способом, о котором ведется разговор ниже, в настоящий момент перерабатывается всего около 10% вторсырья.

 

Технология изготовления резиновой крошки

Наиболее простым, дешевым и эффективным способом утилизировать покрышки считается механический, то есть такой, при котором б/у резина иссекается в крошку с последующим её применением. Чаще всего применяют гильотины, гидравлические, механические или дисковые ножницы, а также резаки по спирали. Приоритет отдают более безопасным и эффективным гидравлическим ножницам.

Этап 1. Сначала вырезают бортовое кольцо.

Этап 2. Затем в работу включают режущее оборудование, например, которое помогает распустить шину на полоски. По завершению операции в зависимости от применяемых агрегатов и типа режущих поверхностей на первом этапе получают крупные фрагменты, требующие дальнейшей переработки.

Полученные куски резины подвергают иссечению на так называемые «чипсы» с помощью дробилок, которые оснащены ножами, позволяющими производить фрагменты разного размера — от 20×20 мм до 100×100 мм. Этот этап может повторяться неоднократно до получения чипсов нужного размера, а для этого используют сито, в котором остаются крупные куски, отправляемые на повторную обработку.

Этап 3. Полученные чипсы — это только сырьё, подлежащее последующей обработке: измельчения на грануляторах, оснащенных ножами. Проходя через группу ножей крупные куски дробятся на мелкие фракции, размер которых составляет 5 — 20 мм.

Этап 4. В полученном мелкофракционном материале помимо резины присутствуют и другие компоненты автошин — это текстильный и металлический корд, от которого необходимо очистить резиновую крошку. Наилучшим способом является сепарация, в некоторых случаях — многоразовая для гарантии чистоты продукта. Сепарацию, то есть отделение от текстиля, производят на вибростолах или с помощью воздуха, который выдувает легкие текстильные волокна. Для очистки от металлического корда применяют вибростолы, оснащенные магнитами, или специальные магнитные отборщики.

Кстати, полученный в результате сепарации текстиль также отправляют на переработку, в результате которой на свет появляется утеплитель — минвата, наполнитель для спортивных снарядов, компонент строительных смесей и даже арматура. Металл подлежит вторичному использованию в виде наполнителя для фибробетона, компонента для производства арматуры, а так называемый «пух» брикетируют для последующей переработки и использования.

Этап 5. Очищенную от посторонних компонентов резиновую крошку необходимо довести до размеров, удобных для последующего применения, а потому сырьё отправляется на вальцовый гранулятор с меньшими расстояниями между ножей. Желаемый результат — фракции требуемого размера — получают в результате нескольких проходов через гранулятор и сито. Как правило, число проходов может достигать 5 и более.

Измельчение может быть выполнено и на оборудовании шнекового типа, то есть такого, который имеет конический винт с режущей спиралью. Возможности такого агрегата — фракции размером 0,2 — 20 мм.

Этап 6. Дополнительная очистка от металлического и текстильного корда. Результат — мягкая резиновая крошка, отличающаяся рваными краями.

Анализ рынка резиновой крошки РФ

ДЕМО-ВЕРСИЯ ОТЧЕТА

Полное наименование: Рынок резиновой крошки Российской Федерации

Отчет представлен Отчет представлен на 71 странице и содержит 38 таблиц и 20 рисунков

Регион: Российская Федерация

Объект исследования: Резиновая крошка

Предмет исследования: Предмет исследования: основные рыночные показатели, ценовой анализ, характеристики участников рынка

Период исследования: охватывает 2005-2018 годы

Дата выпуска 11.2018

Исследование анализирует современную ситуацию на рынке производства и потребления резиновой крошки. В исследовании представлены:

  • Номенклатурное описание продукта, особенностей его производства и применения;
  • Краткий анализ европейского рынка производства и утилизации автомобильных шин, а также производства и использования резиновой крошки;
  • Анализ российского рынка сырья для резиновой крошки – автомобильных шин;
  • Анализ данных по производству резиновой крошки в период с 2012 по 2017 год, в т.ч. региональный;
  • Анализ объемов и направлений экспортных и импортных поставок резиновой крошки в 2013-2017 годах;
  • Описание деятельности основных игроков рынка производства резиновой крошки с финансовыми параметрами и анализом предложения, в том числе по федеральным округам, актуальное на 2018 год;
  • Стоимостной анализ рынка резиновой крошки с указанием цен производителей в структуре по федеральным округам и размеру фракций, актуальный на 2018 год;
  • Анализ направлений сбыта резиновой крошки в различных сегментах: асфальтобетонные смеси; покрытия детских и спортивных площадок; резиновая плитка, брусчатка; животноводческий сектор, в том числе с оценкой возможных объемов производства и сбыта и емкостью сегмента, актуальный на 2018 год.

Выдержки из исследования рынка резиновой крошки

Получение резиновой крошки

Резиновая крошка – продукт вторичной переработки различных резинотехнических изделий путем их измельчения до различного размера фракций. Основным сырьем для получения резиновой крошки являются изношенные автомобильные покрышки.

Проблема переработки изношенных автомобильных шин является общей для всех промышленно развитых стран мира и имеет большое экономическое и экологическое значение. Общемировые запасы использованных автомобильных покрышек составляют 25 млн т, при этом ежегодный прирост достигает 30%, или 7-7,5 млн т. В Европе ежегодно выходят из эксплуатации свыше 2,5 млн т шин и  около 80% из них попадают на утилизацию, то есть вывозятся на свалки, сжигаются или перерабатываются.

В целом переработка автомобильных шин на данный момент времени производится несколькими различными способами:

  • Переработка в резиновую крошку с сохранением всех химических и физико-механических свойств резины.
  • Сжигание – наиболее неэкономичный и загрязняющий экологию метод, который ранее использовался практически повсеместно.
  • Пиролиз автомобильных шин – процесс термического разложения содержащихся в шинах органических соединений без доступа кислорода. Пиролиз шин является одним из наиболее экономичных и экологически чистых методов утилизации шин.

В Европе большая часть собранных изношенных шин, почти 40%, перерабатывается методом пиролиза, так же около 40% старых шин перерабатывается в резиновую крошку и порядка 20% шин восстанавливается или экспортируется для повторного использования или захоронения.

Наиболее популярные в России способы переработки шин — это пиролиз и дробление.

Объем производства резиновой крошки

Объем производства резиновой крошки, отраженный в данных ФСГС, по результатам 2016 года составил 20,2 тыс. тонн. Очевидно, что для статистики не доступны полные данные для учета реального объема выпуска резиновой крошки, так как, по данным экспертов, суммарные мощности российских предприятий по переработке крошки составляют порядка 330-390 тыс. тонн в год. Также необходимо отметить, что в официальных статистических данных не представлены результаты работы отрасли производства резиновой крошки в Уральском и Северо-Кавказском федеральных округах.

Импорт и экспорт резиновой крошки

Российский рынок резиновой крошки до недавнего времени отличался доминированием зарубежной по большей части европейской продукции. В последние годы рынок взял ориентир на импортозамещение. Практически весь произведенный в России объем резиновой крошки потребляется на внутреннем рынке, или экспортируется в виде продуктов более глубокой переработки, т.е. готовыми изделиями.

Производители резиновой крошки

Данный рынок не отличается высокой концентрацией, 60% всего производственного потенциала приходится на 4-5 основных игроков данного рынка.

Мощности предприятий по производству резиновой крошки загружены не более, чем на 50%. Фактический объем производства резиновой крошки по России не превышает 150 тыс. тонн.

В России насчитывается порядка 120 предприятий, которые занимаются переработкой использованных автомобильных шин в резиновую крошку.

В Центральном федеральном округе сконцентрировано свыше 50% производственных мощностей по выпуску резиновой крошки, на Приволжский федеральный округ приходится пятая часть объема производства резиновой крошки, доля остальных федеральных округов незначительна.

Развитие рынка резиновой крошки

Что касается развития рынка резиновой крошки на ближайшую перспективу, то необходимо емкость рынка ее сбыта относительно невелика. Как показывает опыт развитых стран, рынок резиновой крошки является весьма перспективным. Данный продукт можно использовать как сырье для восстановления и ремонта автопокрышек; при производстве кровельных материалов, резинобитумных мастик и резиновых клеев; при строительстве и ремонте дорог; при организации экологических парковок и производстве газонных решеток; для обустройства детских и спортивных площадок; а также при изготовлении спортивных товаров (в частности, боксерских груш и мешков, матов и т.д.). Однако в России в каждом из данных направлений использования резиновой крошки можно выделить несколько серьезных факторов, препятствующих развитию рынка – как правило, в первую очередь это незначительный объем государственного заказа на продукцию с использованием резиновой крошки.

Однако многие крупные российские предприятия даже в сложившихся экономических условиях готовы расширять масштабы производства и совершенствовать применяемые технологии; существует множество компаний, готовых диверсифицировать свою деятельность открытием бизнеса по переработке резиновой крошки, а также присутствует большое количество различных видов нового высокопроизводительного оборудования, но производство ограничено количеством сырья и не до конца сформированным рынком сбыта.

 

Резиновая крошка — ООО «Паритет»

ООО «Паритет» занимается изготовлением многофункциональной резиновой крошки из качественного сырья. Недорогая крошка представляет собой отдельные фракции конечного материала. Данный продукт переработки применяется при создании безопасных упругих покрытий, а также – в качестве наполнителя, который не сбивается и не слепляется в более крупные фракции. Мы предлагаем купить резиновую крошку с доставкой по России для обустройства и строительства объектов разного назначения у нас.

Преимущества резиновой крошки

  • Идеально подходит для формирования будущего покрытия;
  • Может использоваться в конечном виде, в качестве материала для набивки спортинвентаря;
  • Не теряет форму, не сбивается в комочки и долгое время сохраняет первоначальный объем и размеры предмета;
  • Влагоустойчивость, гигроскопичность;
  • Надежность и долговечность – крошка сохраняет изначальные свойства в течение многих лет;
  • Покрытие из резиновой крошки устойчиво к возникновению грибка и плесени;
  • Комплекс из крошки нашего образца устойчив к широкому диапазону температуры, изморози, не трескается и не деформируется под воздействием иных факторов;
  • Цветная крошка выглядит эстетично, дополняет внешний вид объекта. Мы также производим цветную резиновую крошку.

Резиновая крошка – это безопасный и износостойкий материал, который абсолютно не токсичен. Именно поэтому резиновую (промышленную) крошку можно использовать при строительстве широкого класса объектов. При повышении или понижении температуры окружающей среды материал сохраняет свои полезные свойства; покрытие из резиновой крошки все также гигроскопично и не образует локальных деформаций.

Использование резиновой крошки

Резиновая крошка, обычная или цветная, показывает высокие результаты в практическом использовании объектов, изготовленных из этого материала. В общем случае, назначение резиновой крошки подразделяется на:

  • Коммерческие торговые объекты. Резиновая плитка также хороша и на торговой площадке, в магазинах под открытым воздухом, на площадках-экспозициях, где резиновая крошка выполняет защитную функцию (на ней размещаются крупные товары). Самое простое назначение продукта – формирование из крошки цельного, бесшовного покрытия, по которому удобно и безопасно ходить. Вписывается в композицию любого помещения;
  • Социальные объекты и места массового скопления людей. Поверхность из резиновой крошки ровная, позволяет замостить выбранную территорию под места массового пользования. Это может быть и площадка при больнице или муниципальном учреждении, зоны ожидания и отдыха, в т.ч. под открытым воздухом. Уместно применение резиновой крошки в качестве материала для площадок под гаражи, стоянки;
  • Места занятия спортом. В черте коммерческой зоны возможна установка резинового покрытия для отдыха, а также для занятия спортом. В городских кварталах и дворах площадки из резиновой крошки ориентированы как на детей, так и для взрослых. Получившаяся плитка абсолютно безопасна, она нивелирует тяжесть удара, поэтому считается травмобезопасной;
  • Детские площадки у дома, школы, больницы, в санатории или детском лагере. Вашим клиентам не придется беспокоиться о безопасности детской площадки. Выбрав простой и эргономичный материал, можно распределить ресурсы на иные объекты, необходимые для детского комплекса, ведь купить резиновую крошку с доставкой по России можно у нас (оптом и недорого). Нетоксичная поверхность из сложносоставного полимера не теряет форму и упругость, сохраняет свои свойства в дождливый сезон, и помогает облегчить силу падения.
  • Частное строительство. Формирование покрытия для частного дома своими руками допускается, в случае, если используются другие профессиональные материалы для создания резиновой поверхности. Если набор инструментов и составов позволяют создать идеально ровную поверхность на домашнем участке, то понадобится совсем немного времени и сил, чтобы закончить этот проект. Это могут быть и детские, и спортивные площадки, и тротуары, пространства под гараж или парковку. 

Широкая сфера применения резиновой крошки делает ее по-настоящему незаменимой. 

Резиновая крошка как набивной материал для спортинвентаря

Резиновая крошка проявляет полезные свойства и при производстве спортивного инвентаря. Объемные боксерские груши, плотные матрасы, спортинвентарь для силовых упражнений и гибкости – даже при длительном физическом/механическом воздействии рассыпчатый материал показывает себя с лучшей стороны. Предметы, изготовленные с применением резиновой крошки, обладают большим запасом прочности и износостойкости, что делает производство и покупку спортивных изделий относительно экономичной.

Купить резиновую крошку в Кемерово с доставкой по России для набивки спортинвентаря можно у нас ООО «Паритет».

Купить резиновую крошку с доставкой по России. 

ООО «Паритет» — это производитель и поставщик резиновой крошки высшего качества. Конечный материал поступает в продажу уже полностью очищенным и структурированным, что делает его полностью пригодным для использования. Крошка пользуется спросом как среди отдельных заказчиков, так и среди компаний, занятых в производстве изделий с использованием резиновой крошки. Мы готовы представить только выгодные предложения для наших клиентов. 

Покупайте резиновую крошку и самостоятельно формируйте травмобезопасные объекты и покрытия; заказывайте резиновую крошку для строительства крупных площадок, дорожек, тротуаров, детских и спортивных комплексов. Предлагаем вам только качественную продукцию из специального сырья.

Таблица применяемости резиновой крошки. 
Фракция крошки Область применения
0.1 — 1 мм.
  • В производстве РТИ
  • Отделочные и строительные материалы
  • Асфальт
  • Сорбент для нефтепродуктов
  • Гидроизоляционные покрытия
1 — 3 мм.
  • Резиновая плитка
  • Рулонное резиновое покрытие
  • Бесшовное резиновое покрытие
  • Засыпка полей с искусственной травой
  • Резинового регенерата 
3 — 5 мм.
  • Резиновая плитка (нижний слой)
  • Наполнение спортивного инвентаря (боксерская груша, мяч)
  • Основание для бесшовного резинового покрытия

Благодаря обретенной популярности резиновая крошка пользуется большим спросом у общества

Благодаря обретенной популярности резиновая крошка пользуется большим спросом у общества. Главные ее потребители, это подрядчики, которые строят спортивные, детские площадки и при необходимости укладывают бесшовные резиновые покрытия. Все потребители стараются купить резиновую крошку от производителя, потому что знают о неписанном рыночном порядке:

  • Покупка от производителя обходится дешевле, чем от перекупщика
  • Производитель надежный поставщик
  • Гарантом качества продаваемой продукции всегда является производитель

Мы организовываем производство и продажу резиновой крошки в Москве, московской области и России исключительно из заграничного производства утилизированных авто шин. Оборудование для производства резиновой крошки – самым популярным оборудованием для изготовления резиновой крошки, переработки шин считаются станки китайского производства, российского и европейского.

Какие применяются технологии по производству резиновой крошки ?
Существуют две основные технологии производства резиновой крошки — механическое и криогенное измельчение. Из двух процессов, криогенный является более дорогим, но он производит более гладкую и мелкую крошку.

Механическое измельчение резиновой крошки
Процесс механического измельчения происходит выше комнатной температуры. Технология многоступенчатого помола использует всю или предварительно обработанную шину в виде клочков или чипсов из резины. Каучуки, металлы и текстиль в начале производства последовательно отделяются. Шины пропускают через измелчитель, который разбивает шины в щепу.

Помол утилизированной резины проводится с помощью аппаратов:

  • Вторичные грануляторы
  • Высокоскоростные роторные мельницы
  • Экструдеры или шнековые прессы
  • Криогенные измельчители

Криогенное измельчение относится к шлифовке изношенных шин при температурах, близких к минус 80 °C с использованием жидкого азота или холодильных камер для охрупчивания резины.

Хрупкое состояние резины позволяет легко удалять волокна и металла с помощью молотковой мельницы. Затем сырье проходит через серию магнитных экранов и просеивания, чтобы удалить последние остатки примесей. Этот процесс производит резиновую крошку гораздо более тонкого качества.

Основные показатели резиновой крошки:
Название показателя Число показателя Измерение показателя
Содержание текстиля 1 %
Содержание влаги 1,5 %
Наличие металлов 0,1 %
Плотность насыпи 650 Кг/м2
Прочность резиновой крошки 5 — 8 МПа
Твердость крошки из резины 58 — 80 Ед. ШорА
Относительное удлинение 150 — 250 %

Оборудование для производства резиновой крошки.

Производство резиновой крошки – это сравнительно новая индустрия, которую многие предприниматели справедливо находят очень перспективной. Она привлекательна тем, что в России пока что выпускается мало гранул из резины, в то время как используются они в производстве самых разных продуктов. И круг применения крошки только растет и ширится из года в год. Оборудование для производства резиновой крошки.

Высокий спрос на товар в сочетании с низкой конкуренцией – это ли не идеальные условия для основания и развития бизнеса? Но нужно добавить еще одно важное достоинство подобного начинания – оно не требует капитальных вложений средств…

 

Что нужно для успешного старта.

Настоящий момент – это лучшее время для того, чтобы основать свое предприятие и успешно выпускать резиновую крошку. Начинать можно с небольшого производства, чтобы инвестиции были минимальными.Для начала стоит оценить собственные финансовые возможности, чтобы решить, какого уровня предприятие реально открыть. Ведь на быструю окупаемость можно рассчитывать, даже построив масштабный завод, выпускающий тонны готовой продукции.

Для предприятия необходимо помещение, где будут размещены производственные мощности. Для минимального завода достаточно около 50 кв. м. На такой площади реально разместить современное оборудование для производства резиновой крошки. Дополнительно нужно иметь складское помещение для хранения готового товара. Самая простая линия может выпускать от 800 килограммов гранул ежедневно! Также понадобится рабочая сила – для минимального предприятия достаточно около восьми человек.

 

 

Конечно, в любом случае перед стартом стоит продумать, каковы перспективы развития бизнеса в конкретном регионе. Следует изучить возможные каналы сбыта, рассмотреть конкурентов. Это поможет правильно строить политику собственной компании. Как именно производится резиновая крошка и что нужно для ее выпуска? Кроме оборудования, понадобится также сырье. Оно общедоступное и совсем недорогое – это отработавшие свой срок резиновые автомобильные покрышки.

Если есть возможность, можно найти также шины бесплатно, что только благотворно повлияет на производство и откроет более широкие перспективы для развития. Каждому начинающему предпринимателю интересно узнать, насколько быстро можно рассчитывать на окупаемость капиталовложений. Конечно, все зависит от индивидуальных особенностей организации бизнеса. Но можно назвать и средние цифры. Чаще всего инвестиции окупаются за довольно сжатые сроки: в период от полугода и до пары лет.

 

Современное оборудование для производства резиновой крошки.

 

 

Стоит сделать акцент на том, что предпринимателю важно выбрать новейшее оборудование, которое позволит выпускать отменную крошку. Ведь агрегаты бывают разными, но только современные гарантируют, что гранулы получатся конкретного заданного размера и очищенные от всяких возможных примесей.

Компания «Истимпэкс» — это производитель, который занимается выпуском отменной резиновой крошки. Ее покупают для изготовления дорожных покрытий, материалов для укладки на спортивных и детских площадках. Также резиновые гранулы востребованы во время строительных работ. Крошка определенной фракции применима даже в чистом виде – в качестве наполнителя. Также мы предлагаем уже готовые решения. В том числе, плиты из резины для быстрого монтажа и смеси для бесшовной заливки. Специалисты-профессионалы готовы оперативно и качественно оборудовать любые объекты.

 

Производство и изготовление резиновой крошки из авторезины

Гранулированная резиновая крошка — характеристики

Что такое резиновая крошка?

Если говорить своими словами, резиновая крошка представляет собой фракционные гранулы, полученные путем переработки изношенных автомобильных шин, очищенные от металлического и текстильного корда. Резиновая крошка бывает различных фракций, от 0 до 10 мм. В зависимости от фракции резиновая крошка применяется в различных сферах. К примеру, фракция 0-0.5 мм используется для производства битума, мастик или как добавка в асфальт, фракция 0,8-2,5 мм или 1-3 мм используется для засыпки искусственной травы, а фракция 2-4 мм для укладки детских и спортивных покрытий.

Почему именно автомобильные покрышки являются основным сырьем?

Дело в том, что основная часть производимой в мире резины применяется в производстве шин, которые в итоге приходят в негодность и образуют сотни тысяч тонн «отходов». В соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов (приказ МПР 02.12.2002 № 786, зарегистр. в Минюст России № 4107 от 09.01.2003) автомобильные покрышки и шины по степени вредоносного и загрязняющего  воздействия на окружающую среду относятся к четвертому классу, и подлежат обязательной утилизации надлежащим образом (запрещено сжигание, захоронение в земле, складирование). То есть, каждый автовладелец или же компания, имеющая на балансе автотранспорт, обязаны сдавать изношенные шины на утилизацию. Но учитывая то, что утилизация требует финансовых затрат, подавляющее большинство владельцев автотранспортных средств пренебрегает этим требованием и покрышки оказываются где угодно, кроме утилизирующих предприятий. В связи с этим на Российском рынке сырья для изготовления резиновой крошки более чем достаточно, а механическая переработка является самым распространенным способом утилизации. Так же не стоит забывать и о физических свойствах автомобильных шин, ведь они выдерживают большие нагрузки и устойчивы к агрессивной среде. Это также является важным свойством готового продукта, резиновой крошки.

Изготовление резиновой крошки

На сегодняшний день существуют несколько методов производства резиновой крошки, отличающихся по принципам воздействия на автомобильные шины. В этой статье речь пойдет о самом распространенном способе — механической переработке шин, состоящей из нескольких этапов по измельчению и очистке от металлического корда и текстильного волокна.

Первый этап.

На этом этапе результат может быть достигнут одним из следующих способов:

1.Резка шин на фрагменты при помощи такого оборудования, как гидравлические ножницы, прессы-гильотины, механические резаки по спирали, и механические или дисковые ножницы. Стоит отметить, что среди данных вариантов, наиболее эффективный и безопасный способ, это резка шин на сегменты гидравлическими ножницами.

2.Измельчение шин на так называемые «чипсы» с помощью шредерных (ножевых) дробилок. В зависимости от оборудования, чипсы бывают размером от 10х10 см до 2х2 см. Обычно размер резиновых чипсов на выходе зависит от толщины ножа, но на такие дробилки дополнительно можно поставить просеивающее устройство, которое будет  пропускать куски необходимого размера, а остальные отправлять обратно на измельчение. Режущая часть ножей такой дробилки имеет угол 90 градусов, что сохраняет режущие свойства на срок от 1 до 3-х лет.  Шредерные дробилки имеют высокую производительность.

3.Измельчение шин на 3-х небольших станках в определенной последовательности. Происходит всё в следующем порядке: вырезается бортовое кольцо, с помощью дисковых ножниц покрышка распускается на ленту толщиной 3-5 см, полученная лента с помощью станка рубится на чипсы. Этот метод требует больших затрат труда и менее производителен в отличие от остальных. Производительность на практике около 250 кг/час. К тому же данное оборудование весьма не долговечно и требует частой заточки или замены режущих элементов.

Второй этап.

Резиновые чипсы, это только заготовки, требующие дальнейшей переработки. Рассмотрим три наиболее распространенных способа производства крошки:

Измельчение чипсов на ножевых грануляторах. В этом способе чипсы измельчаются до размеров крошки, путем прохода через ножевую группу. Как правило фракция крупной крошки на выходе 5-20 мм. Далее, крошка проходит несколько стадий очистки от металлокорда и текстиля. Самыми эффективными способами очистки крошки от текстиля являются: очистка на воздушных сепараторах или при помощи прямоугольного вибростола. Отделение металлокорда — задача более простая, и решается благодаря вибрационному магнитному сепаратору или стандартному магнитному отборщику. После очистки крупная крошка попадает на второй гранулятор, где уже измельчается до фракции от 1 до 4 мм. При таком измельчении гранулят обладает хорошей однородностью. Но у данной технологии есть и недостаток. При использовании шин с большим включением металла, ножи быстро приходят в негодность и требуют заточки. А после нескольких заточек их необходимо менять. Порой комплекта ножей хватает на 2-4 месяца.

Измельчение чипсов на «вальцах». В данном способе чипсы проходят между двух валов, вращающихся с разной скоростью в разные стороны. Такое оборудование не боится металла, но имеет меньшую производительность, т.к. одного прохода между валами не достаточно. В среднем необходимо произвести до 5-ти проходов. Очистка осуществляется теми же способами, что и в предыдущем способе. На выходе резиновая крошка получается более мягкая, имеет рваную форму частиц, разнородность.

Измельчение чипсов на оборудовании шнекового типа. Чипсы подаются через горловину загрузки. Далее в отсеке дробления измельчающим  валом, напоминающим по форме конический шнек, чипсы измельчаются о стенку обоймы. При первом прохождении измельченная крошка имеет фракцию 0,2-20 мм. Производительность такого оборудования, при мощности двигателя 45-110 кВт – 200-1000 кг/час. Крошка на выходе имеет аналогичные свойства с крошкой, полученной на вальцах. 

Если вы хотите купить резиновую крошку в Москве или в Московской области, обратитесь в компанию «Русский Полимер» и Вы сможете получить бесплатную консультацию, сделать правильный выбор при покупке материалов для благоустройства вашего объекта.

Резиновая крошка – обзор

4.3.1.2 Бетон с заполнителями из отходов резины

Резиновая крошка может использоваться для замены весовой доли песка при производстве бетонных изделий. Хатиб и Байоми (1999) изучали удобоукладываемость бетонных смесей, в которых природный песок был заменен резиновой крошкой в ​​количестве 5–100 % по объему. Результаты показали, что удобоукладываемость снижается с увеличением содержания резинового песка.

Альбано и др. (2005) частично заменили природный песок в бетонных смесях переработанным каучуком из автомобильных шин в количестве 0%, 5% и 10% по массе.Удобоукладываемость снижалась с увеличением содержания резинового песка. Снижение значения резкости составило около 90%. Они также сообщили, что в прорезиненных смесях не наблюдалось расслоения.

Топчу и Демир (2007) изучали удобоукладываемость бетонных смесей, содержащих каучук (размер частиц 1–4 мм) при замене песка 0%, 10%, 20% и 30% по объему. Результаты показали снижение обрабатываемости с увеличением содержания отходов резины.

Удобоукладываемость бетонных смесей, содержащих резиновую крошку, изучали Batayneh et al.(2008) путем замены природного песка (размером 0,15–4,75 мм) резиновой крошкой (размером 0,15–4,75 мм) в количестве 0%, 20%, 40%, 60%, 80% и 100% по объему. Снижение обрабатываемости наблюдалось при увеличении содержания резинового песка. Снижение величины осадки составило около 19%, 52%, 76%, 86% и 93% при добавлении 20%, 40%, 60%, 80% и 100% резинового песка соответственно.

Таха и др. (2008) заменили природный песок в бетонных смесях резиновой крошкой (размером 1–5 мм) до 100% по объему, поддерживая постоянное водоцементное соотношение.Результаты показали снижение удобоукладываемости при добавлении резинового песка. Снижение величины осадки составило приблизительно 13%, 40%, 66% и 80% при добавлении 25%, 50%, 75% и 100% резинового песка соответственно.

Радж и др. (2011) и Ganesan et al. (2013a,b) заменили природный песок отходами резины (максимальный размер 4,75 мм) в самоуплотняющихся бетонных смесях (SCC) до 20% по объему. Они сообщили об уменьшении обрабатываемости с увеличением содержания каучука. Среднее снижение текучести составило до 8% при добавлении 20% отходов резины.Значение текучести уменьшалось с увеличением содержания каучука, в то время как время V-образной воронки и L-образное пространство увеличивались с увеличением количества отходов резины. Карахан и др. (2012). Соотношение воды и связующего (W/b) поддерживали постоянным на уровне 0,32, и использовали различное содержание понизителя воды высокого диапазона. Смеси СУБ с добавлением резинового песка показали снижение заполняющей и проходной способности.Снижение удобоукладываемости бетонных смесей при частичной замене природного песка каучуком (размером 0,5–4 мм) на 10%, 20% и 30% по объему также наблюдали Grdić et al. (2014).

Браво и де Брито (2012) частично заменили природный песок в бетонных смесях резиновым заполнителем из бывших в употреблении шин (с тем же размером, что и природный песок) в количестве 0%, 5%, 10% и 15% по объему. Использовали различные соотношения в/ц. Результаты показали снижение обрабатываемости при добавлении 5% и 15% резинового песка, в то время как увеличение наблюдалось при добавлении 10% резинового песка.

Ван и др. (2013) сообщили об увеличении эффекта водоотделения при добавлении каучука в качестве естественной замены песка в бетонные смеси до 40% по объему.

Юссф и др. (2014) частично заменили природный песок в бетонных смесях резиновой крошкой (размер частиц 1,1–2,3 мм) в количестве 0%, 5%, 10% и 20% по объему. Результаты показали, что добавление 5% каучукового песка показало удобоукладываемость, аналогичную контрольной смеси, в то время как при более высоком содержании замены удобоукладываемость снижалась с увеличением содержания каучука.

С другой стороны, Onuaguluchi and Panesar (2014) наблюдали повышение удобоукладываемости при замене природного мелкого заполнителя в бетонных смесях резиновой крошкой в ​​количестве 0%, 5%, 10% и 15% по объему.

Антил и др. (2014) и Parveen et al. (2013) сообщили об увеличении удобоукладываемости бетонной смеси за счет частичной замены природного песка на 5% и 10% резиновой крошки (размер 4,75–0,075 мм) по объему. Добавление большего количества резиновой крошки снижает обрабатываемость.

Балаха и др.(2007) исследовали бетонные смеси, содержащие измельченную резину из отходов шин (размер <4 мм) в качестве частичной замены природного песка в количестве 0%, 5%, 10%, 15% и 20% по объему. Результаты показали увеличение обрабатываемости по мере увеличения содержания резинового песка.

Об увеличении удобоукладываемости бетонных смесей путем замены природного песка резиновой крошкой (размером 2,36–2 мм) при содержании 0%, 10%, 15%, 20% и 30% по объему также сообщил Azmi et al. . (2008). Удобоукладываемость увеличивалась с увеличением содержания резинового песка.

Ван и др. (2013) изучали удобоукладываемость и начальное время схватывания низкопрочных резинобетонных смесей путем замены природного песка каучуком (размер 4,75 мм) при 0%, 10%, 20%, 30% и 40% по объему. Соотношение W/B поддерживали постоянным и использовали фиксированное содержание ускорителя. Результаты показали увеличение показателя осадки на 3,46% при добавлении 10% резинового песка, в то время как снижение показателя осадки составило 4,33%, 1,3% и 14,72% при добавлении 20%, 30% и 40% резинового песка. соответственно.Осадочное течение увеличивалось при добавлении 10% и 20% резинового песка, а уменьшалось при добавлении 30% и 40% резинового песка. Начальное время схватывания увеличивалось по мере увеличения количества резинового песка.

Из этих исследований можно сделать вывод, что добавление в смесь отходов резинового песка снижает удобоукладываемость. Вероятно, это связано с более высоким водопоглощением резинового песка по сравнению с природным песком. Снижение удобоукладываемости в основном зависит от содержания каучука и размера его частиц.Однако в некоторых исследованиях сообщалось, что добавление каучука в бетонную смесь может повысить удобоукладываемость.

Влияние технологии производства резиновой крошки на характеристики модифицированного битума

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.10.046Получить права и содержание под влиянием процесса производства CR.

Водоструйная технология высокого давления позволяет получить CR с более шероховатой и большей площадью поверхности.

Более крупный размер частиц каучука (<1000 мкм) повышает пластичность при низких температурах.

CR увеличивает модуль упругости при более высоких температурах и снижает его при более низких температурах.

Реферат

Качество битума, модифицированного резиновой крошкой (КР), в значительной степени зависит от технологических параметров при смешивании КР с битумом. Чем больше удельная поверхность частиц CR, тем лучше конечные свойства битума, модифицированного CR.Было показано, что новая технология, основанная на струе воды под высоким давлением (WJ), позволяет производить CR с более шероховатой и большей площадью поверхности по сравнению с другими традиционными методами, такими как механическое измельчение (ME) или криогенная обработка (CG). Это, в свою очередь, привело к превосходным низкотемпературным свойствам при использовании в качестве модификатора в битуме. В частности, результаты показали явную тенденцию технологии WJ к повышению прочности в испытаниях на вязкость разрушения при -10°C в большей степени, чем CG и ME. Чем больше размер частиц каучука (<1000 мкм), тем выше пластичность исследуемого материала, демонстрирующая улучшенные характеристики при низких температурах.Из реологического анализа можно сделать вывод, что добавление CR к битуму увеличивает комплексный модуль упругости при высоких температурах и снижает жесткость при низких температурах. По сравнению с битумом, модифицированным полимером СБС, наблюдается сглаживание кривой комплексного модуля, что указывает на меньшую чувствительность к температуре. Это подразумевает повышенную стойкость к колееобразованию при высоких температурах и повышенную стойкость к низкотемпературному растрескиванию при низких температурах для битума, модифицированного CR, по сравнению с чистым битумом и битумом, модифицированным SBS.

ключевых слов

ключевые слова

Crumb Rubber

Asphalt Binder

Bitumen

Удар перелома

модуль

SCRAP TIRE

Рекомендуемые изделия из соревнований (0)

Посмотреть полный текст

© 2018 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Frontiers | Резиновая крошка автомобильных шин: приводит ли выщелачивание к образованию токсичных химических коктейлей в прибрежных морских системах?

Введение

В 2016 году мировое производство натурального и синтетического каучука достигло 27 единиц.3 миллиона тонн (54% синтетических) (International Rubber Study Group, 2017), из которых ∼70% используются в производстве автомобильных шин. По оценкам, ежегодно в мире производится 1 миллиард шин с истекшим сроком службы (ELT) (Wbscd, 2015). Несмотря на то, что ЕС запрещает вывоз ELT на свалки (Директива Европейского сообщества 1999/31/EC и Рамочная директива по отходам 2006/12/EC) из-за риска выброса загрязняющих веществ, производство гранулята резиновой крошки (CRG) из ELT считается приемлемым способом. утилизации этих отходов и часто считается переработкой.Общие применения CRG включают открытые искусственные спортивные площадки, игровые площадки, общие безопасные поверхности, а также тропы и пешеходные дорожки (Simon, 2010), где CRG подвержен атмосферным воздействиям и транспортировке в окружающую среду. Подсчитано, что на полноразмерном искусственном футбольном поле используется 100–120 тонн CRG (что эквивалентно примерно 25 000 ELT) и ежегодно теряется 1,5–2,5 тонны (Lassen et al., 2015). По оценкам Европейского химического агентства (ECHA), к 2020 году в ЕС будет примерно 21 000 полноразмерных и примерно 72 000 мини-полей с синтетическим покрытием, что соответствует 30% всего использования ELT (ECHA, 2017).

Резина для автомобильных покрышек и КРГ от ЭЛЦ содержит широкий спектр добавок, включая системы наполнителей (сажа, глины, кремнеземы, карбонат кальция), системы стабилизаторов (антиоксиданты, антиозонанты, воски), сшивающие агенты (сера, ускорители, активаторы) и вторичные компоненты, такие как пигменты, масла, смолы и короткие волокна. Химические классы, связанные с автомобильными шинами, включают полиароматические углеводороды (ПАУ), фталаты, сульфенамиды, гуанидины, тиазолы, тиуамы, дитиокарбаматы, доноры серы, фенолы, фенилендиамины и тяжелые металлы (Smolders and Degryse, 2002; ChemRisk Inc., 2008; Бокка и др., 2009 г.; Лломпарт и др., 2013 г.; Руффино и др., 2013 г.; Ченг и др., 2014; Канепари и др., 2017). Многие из этих химических веществ могут оказывать воздействие на окружающую среду и представлять опасность для здоровья человека (Sadiktsis et al., 2012; Rodgers and Waddell, 2013; Ruffino et al., 2013; Cheng et al., 2014; Canepari et al., 2017; Halle и др., 2020).

В Европе стандарты экологической совместимости регулируют содержание растворенного органического углерода (DOC), экстрагируемых органических галогенов (EOX), Pb, Cd, Cr, Hg, Zn и Sn (DIN 18035-7:2002-06 и NF P90- 112).Кроме того, правила REACH ЕС (Приложение XVII, статья 28) требуют, чтобы канцерогены, такие как ПАУ ЕС-8, не поставлялись населению в концентрациях, превышающих определенные пределы (0,01–0,1% по массе; 100–1000 мг/кг –1). ), в то время как концентрация отдельных ПАУ не может превышать 0,0001% (1 мг кг –1 ), если они присутствуют в виде смесей ПАУ в потребительских товарах (REACH Приложение XVII, запись 50). Эти концентрации, однако, регулярно достигаются или превышаются для определенных химических веществ и металлов в CRG, полученных из ELT, учитывая неоднородный характер источников CRG (Diekmann et al., 2019). Выявленные соединения, выщелачиваемые из КРГ в воду, включают бензотиазолы, фталаты и фенолы, где бензотиазол обычно наблюдается в самых высоких количествах (Li et al., 2010; Llompart et al., 2013). Помимо того, что они вносят наибольший вклад в органическую фракцию выщелачивателей CRG, бензотиазолы также были определены как токсичные для водных видов, включая рыбу (He et al., 2011). Выщелачивание тяжелых металлов из CRG также вызывает озабоченность, особенно цинка (Zn), так как он присутствует в количествах до 1-2% (по массе) и может выщелачиваться в миллиграммных количествах в течение длительных периодов времени, даже после осаждения в окружающей среде (Rhodes и другие., 2012).

Большинство экологических исследований воздействия CRG были сосредоточены на наземных почвах и пресноводных экосистемах, где происходит выщелачивание в дождевую воду и сток через водные пути (Wik and Dave, 2009; Wagner et al., 2018; Halle et al., 2020). Было показано, что регулируемые металлы (As, Ag, Ba, Cd, Cr, Hg, Pb и Se) и органические загрязнители в пресноводных фильтратах шинной резины имеют концентрации ниже соответствующих нормативных пределов (Cheng et al., 2014). Лабораторные исследования кладоцер ( Daphnia magna ) и водорослей ( Pseudokirchneriella subcapitata ) показали, что основным токсичным компонентом в пресноводных фильтратах является Zn, с незначительным вкладом органических соединений (Gualtieri et al., 2005; Вик и др., 2009). Недавнее исследование показало, что лишь небольшие доли присутствующих тяжелых металлов и ПАУ были биодоступны для пресноводных бентических макробеспозвоночных (Redondo-Hasselerharm et al., 2018). Тем не менее, многие городские районы расположены на побережье, что делает морскую среду дополнительным вероятным поглотителем CRG, поскольку он перемещается через окружающую среду. Например, в Норвегии имеется ряд искусственных газонов с использованием CRG в качестве засыпки, расположенных вблизи побережья или фьордов, а также складских и производственных мощностей для CRG, прилегающих к портам и открытому морю (рис. 1; Møllhausen et al., 2017). Информация о поведении и судьбе CRG в морской среде очень ограничена. Экотоксикологические показатели часто являются отправной точкой для оценки риска для окружающей среды. Процедуры оценки риска включают различные показатели устойчивости видов к химическим веществам (Forbes and Calow, 2002; Calow and Forbes, 2003). Выживаемость, определяемая количественно с помощью стандартизированных лабораторных тестов на токсичность, является широко используемым выражением толерантности видов к химическому воздействию. Наиболее распространенный протокол тестирования заключается в воздействии на биоту нескольких различных концентраций химических веществ.

Рисунок 1. Пример складских и производственных объектов CRG, расположенных рядом с портом и районами открытого моря вблизи Порсгрунна, Норвегия. Аэрофотоснимок, созданный с помощью Google Maps (2020 г.).

Настоящее исследование было направлено на изучение профилей органического химического состава и металлов в материалах CRG и связанных с ними выщелачивания морской воды, а также на оценку токсичности выщелачиваний CRG для двух прибрежных арктических видов копепод ( Acartia longiremis и Calanus sp.). Материалы для испытаний CRG были получены как непосредственно от коммерческого поставщика («нетронутые»), так и собраны на открытых спортивных площадках в Тронхейме и Тромсё («обветренные»). Кроме того, коммерческий материал подвергали криогенному измельчению на фракции с малым размером частиц. Органическое химическое содержание материалов CRG определяли с помощью комбинации нецелевого и целевого анализа с использованием методов газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ-МС), в то время как металлы определяли с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).Исследования фильтрата проводились в течение 30 дней, и целевые органические вещества и металлы определялись с использованием тех же методов. Также были получены фильтраты CRG, которые использовались для изучения их токсичности по отношению к морским копеподам ( Acartia longiremis и Calanus sp.).

Материалы и методы

Химикаты и материалы

Нетронутый CRG (RGS) был поставлен RagnSells, Норвегия, предварительно использованный CRG (TOS), произведен JOGRA, Steinindustri AS, Норвегия, а выветрившийся CRG (TRD) был собран непосредственно с открытой спортивной площадки в Тронхейме, Норвегия.Все органические растворители и соли были аналитической чистоты, а их чистота перед использованием была проверена на предприятии. Дихлорметан (DCM) поставлялся Rathburn (Великобритания), этилацетат (EtOAc) поставлялся Fluka (Германия), метанол поставлялся MERCK (Норвегия). Деионизированную воду получали из водной системы MilliPore ® MilliQ. Природную морскую воду собирали с глубины 90 м в Трондхемсфьорде и с глубины 60 м в Санднессунде (Тромсё), фильтровали для удаления крупных частиц, а затем подвергали стерильной фильтрации (0.22 мкм Sterivex ® ) перед использованием в экспериментах. Эталонные органические химические стандарты были предоставлены компаниями Chiron AS (Тронхейм, Норвегия) и Sigma-Aldrich (Дармштадт, Германия). Эталонные неорганические химические стандарты были предоставлены компанией Inorganic Ventures (Кристиансбург, Вирджиния, США). Набор эталонных материалов CRG, полученных из шин, включал «нетронутый» CRG, приобретенный у коммерческого поставщика (RGS), и два собранных в полевых условиях образца, представляющих материалы CRG «до использования» (TOS) и «выветрившиеся» (TRD) (таблица 1). .Нетронутый материал RGS CRG (1,0–2,8 мм) был дополнительно криомализован на фракции <1500, <1000 и <250 мкм.

Таблица 1. Обзор эталонных материалов из резиновой крошки из шин (CRG), использованных в исследованиях.

Характеристика материалов CRG

Перед использованием в исследованиях выщелачивания и токсичности содержание металлов и органических соединений в образцах CRG определяли с использованием комбинации нецелевых и целевых аналитических химических методов; обычная газовая и жидкостная хроматография, масс-спектрометрия (ГХ- и ЖХ-МС), пиролиз-ГХ-МС и масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).Для обычного нецелевого анализа ГХ-МС три образца CRG (~100 мг) экстрагировали растворителем с помощью DCM, а три образца экстрагировали с помощью EtOAc. Для целевого анализа фталатов дубликаты экстрагировали, используя ДХМ/гексан (1:1, об./об. ), где 4 мл растворителя и смесь заменителей органических химических внутренних стандартов (DEP -d 4, DIBP -d 4, DHXP -d 4, DBzP -d 4, DEHP -d 4) добавляли к каждому образцу перед экстракцией.Экстракцию всех образцов проводили с использованием ультразвука в ванне в течение 30 минут (Bandelin Sonorex Super RK 510H, 640 Вт, 35 кГц) либо при комнатной температуре (ДХМ и ДХМ/гексан), либо при 65°C (EtOAc) до обработки ультразвуком в ванне в течение 30 минут. Экстракты растворителя затем фильтровали через пипетку, заполненную хлопком Bilson и небольшим количеством безводного Na 2 SO 4 , для удаления твердых частиц и влаги. Экстракты затем концентрировали выпариванием растворителя (40°C в слабом токе N 2 ) примерно до 500 мкл и восстановлением внутренних стандартов (флуорен- d 10, аценаптен- d 10 или DOP -d 4). в зависимости от целевых химических веществ) добавляют перед анализом с помощью ГХ- и ЖХ-МС.Фенольные соединения в CRG определяли путем экстракции субобразца (0,1 г) дважды 2 мл дистиллированного метанола при 15-минутной обработке ультразвуком (USC-THD, VWR, Норвегия). Внутренние стандарты ( 13 C-меченый BPA, BPB, BPE, 4,4′-BPF, BPP, 4,4′-BPS, 2,4′-BPS, BPZ, BPAF, TBBPA, нонилфенол, октилфенол и Перед экстракцией добавляли D-меченый 2,2′-BPF и BPAP. Экстракты объединяли и концентрировали до 0,5 мл с последующим центрифугированием для удаления любых взвешенных твердых частиц перед анализом с помощью ЖХ-МС.Для пиролизной ГХ-МС образцы CRG анализировали непосредственно без какой-либо предварительной обработки. Образцы (по несколько мг каждого) помещали в стеклянную пробирку объемом 45 мкл, которую затем запаивали. Образцы анализировали с использованием как методов термодесорбции, так и методов пиролиза.

Выщелачивание химикатов из CRG

Было исследовано влияние размера частиц КРГ, концентрации КРГ и естественного выветривания (как проб, собранных в полевых условиях, так и проб, помещенных в океан на 12 месяцев) на химический состав металлов и органических соединений в образующихся фильтратах.Чтобы получить фильтраты для химической характеристики, образцы CRG встряхивали (орбитальный шейкер) со скоростью 250 об/мин в стерильно отфильтрованной морской воде при комнатной температуре (примерно 20°C) в темноте. В исследованиях фильтрата изучали влияние концентрации CRG (1, 10 и 100 г л 90 101 –1 90 102 ), времени воздействия (1–30 дней), влияние происхождения CRG (первоначальный, предварительно использованный, выветренный) и влияние Размер частиц CRG (средние частицы заполнения (1,0–2,8 мм) и криомелированные частицы: 250, 1000 и 1500 мкм) на полученный состав фильтрата.Для получения фильтратов для тестирования на токсичность применяли стандартное время воздействия (14 дней), концентрацию CRG (100 и 10 г л –1 соответственно) и размер (среднее заполнение). Разведения фильтрованного фильтрата готовили непосредственно в стерильной фильтрованной морской воде (соленость 34–35 psu, pH 8,0–8,2).

При отборе проб фильтраты выделяли из материала CRG с помощью фильтра из стекловолокна (GF/F или GF/C, номинальный размер пор 0,7–1,2 мкм), а затем отбирали пробы для анализа металлов и органических веществ.Для анализа ГХ-МС к водным фильтратам добавляли заменители внутренних стандартов (такие же, как указано выше), которые затем подкисляли (HCl, pH~2). Образцы трижды экстрагировали либо только ДХМ, либо смесью ДХМ и н -гексана (1:1, об./об.) в соответствующих объемах в зависимости от размера образца. Объединенные экстракты осторожно упаривали примерно до 500 мкл и непосредственно перед анализом с помощью ГХ-МС добавляли внутренний стандарт восстановления (такой же, как указано выше). Для ЖХ-МС-анализа фенольных соединений 20 мкл каждого фильтрата смешивали с 80 мл HCl и внутренним стандартом ( 13 C-меченый BPA, BPB, BPE, 4,4′-BPF, BPP, 4, 4′-BPS, 2,4′-BPS, BPZ, BPAF, TBBPA, нонилфенол, октилфенол и D-меченые 2,2′-BPF и BPAP).К аликвоте подкисленной смеси добавляли равное количество метанола и тщательно перемешивали перед анализом с помощью ЖХ-МС. Аликвоты выщелачивателей откладывали для анализа металлов с помощью ICP-MS.

Аналитические методы

Методы термодесорбции и полного пиролиза, использованные для анализа материалов CRG, использовали ГХ Agilent 7890A, соединенную с МС Agilent 5975C, оснащенную колонкой ZB5-MSplus (60 м × 0,25 мм × 0,25 мкм) и источником ЭУ, работающим при 230°С и 70 эВ. Образцы CRG помещали в камеру для пиролиза при 230°C, и температура в камере быстро повышалась до конечной температуры (300°C или 600°C), после чего флакон разбивался вручную и аналиты попадали в криогенную (жидкий азот) ) ловушка.Камеру пиролиза нагревали до 300°С (выдержка 2 мин) для термодесорбционного анализа и нагревали до 600°С (выдержка 2 мин) для полного пиролиза. По истечении времени выдержки аналиты выбрасываются на аналитическую колонку с гелием в качестве газа-носителя. Температуру ГХ поддерживали на уровне 40°С (1 мин), повышали до 320°С при 12°С мин 90 101 –1 90 102 (выдержка 12 мин). МС работала в режиме полного сканирования (90 107 m/z 90 108 50–500), и аналиты идентифицировались на основе совпадения >90% со спектрами из библиотеки NIST 2017.

Каждый материал CRG и соответствующий экстракт фильтрата были проанализированы с использованием трех различных подходов ГХ-МС: (i) нецелевой анализ с полным сканированием для выявления всех химических добавок, поддающихся ГХ, (ii) метод мониторинга выбранных ионов (SIM), в частности направленный на ПАУ, и (iii) метод SIM, направленный на бензотиазол.Все анализы проводились с помощью системы ГХ-МС, включающей ГХ Agilent 7890A, оснащенного масс-селективным детектором (МСД) Agilent 5975C, оснащенным источником ионов ЭУ. Подробный обзор инструментальных условий представлен в дополнительной информации. После первоначальной проверки хроматограмм пики были подвергнуты деконволюции с использованием алгоритмов Unknowns и извлечены лучшие совпадения из библиотеки NIST 2017. Соединения были отфильтрованы на основе наблюдаемого присутствия по крайней мере в 3 из 6 повторов и > 90% совпадений с масс-спектрами библиотеки NIST 2017.Биогенные соединения или соединения возможного биогенного происхождения были удалены из набора данных. Все соединения, обнаруженные в контрольных образцах, были удалены из набора данных. Для количественного определения целевого аналита применяли 6-уровневую калибровочную кривую для расчета концентраций после нормализации реакции на внутренние стандарты.

Фенольные соединения анализировали с использованием УВЭЖХ Agilent 1290, соединенной с системой Agilent 6550 HR-QTOF, работающей в режиме отрицательной ионизации электрораспылением. Разделение бисфенолов было достигнуто с использованием колонки Waters HSS T3 (1.8 мкм, 150 × 3,0 мм) с градиентом воды и метанола в качестве подвижной фазы. Фталатный экстракт измеряли непосредственно без дополнительной предварительной обработки методом ЖХ-МС (Vantage, Thermo Fisher Scientific, США) на колонке Waters UPLC с BEH Phenyl 100 × 2,1 мм, фаза 1,8 мкм. В качестве подвижной фазы использовали градиент растворителя А: 0,1% муравьиной кислоты в воде и В: 0,1% муравьиной кислоты в метаноле. Для количественного определения бисфенолов и фталатов применяли метод изотопного разбавления. Пределы обнаружения рассчитывали на основе инструментальной чувствительности контрольных образцов.Все данные пустые исправлены.

Концентрации металлов в экстрактах CRG и экстрактах фильтратов определялись для разных экспериментов в двух лабораториях с использованием двух немного отличающихся, но сопоставимых подходов ICP-MS. Подробный обзор подхода к подготовке проб и инструментальных условий представлен в дополнительной информации. Вкратце, первый подход включал расщепление образцов с использованием HNO 3 , HCl и H 2 O 2 при 220 °C в течение 20 минут с последующим разбавлением в MilliQ и добавлением 103 Rh и 115 . Во внутренних стандартах.Анализ выполняли с использованием трехквадрупольного ИСП-МС Agilent 8800 (ICP-QQQ), оснащенного автодозатором SPS 4. При втором подходе образцы подвергались гидролизу в 5 мл HNO 3 и 3 мл деионизированной воды при 250°C в течение 65 мин с последующим разбавлением в MilliQ и добавлением 115 In в качестве внутреннего стандарта. Анализ проводили с использованием ИСП-МС Agilent 7700x.

Воздействие морских веслоногих на морскую воду CRG-фильтраты

Зоопланктон был собран в Бальсфьорде и Хакёйботне недалеко от Тромсё (Норвегия, 69.67°N 18,79°E) с сетью WP2 с ячеей 180 мкм и нефильтрующим тресковым концом. Организмы разводили в окружающей морской воде и доставляли в лабораторию для акклиматизации в 50-литровых резервуарах, аэрируемых силиконовыми трубками. Индивидуальные взрослые самки веслоногих рачков рассортировывали по небольшим чашам и хранили при температуре окружающей среды (8°C) перед использованием. Для экспериментов с воздействием была приготовлена ​​серия исходных растворов выщелачивания CRG из морской воды с использованием описанного выше метода. Исходные растворы представляли собой фильтраты, полученные из (i) 100 г L –1 TOS CRG, (ii) 10 г L –1 TOS CRG, (iii) 10 г L –1 TRD CRG и (iv) ) 10 г L –1 RGS CRG.Фильтраты выделяли, пропуская образец через фильтр из стекловолокна (GF/C, номинальный размер пор 1,2 мкм). Для проверки токсичности исходные растворы разбавляли фильтрованной морской водой до требуемых концентраций (0,01–100 г л 90 101 –1 90 102 ). Соответствующие массовые концентрации CRG для каждого разбавления фильтрата представлены в дополнительной таблице S1.

Пилотное исследование (Эксперимент 1) для определения общих диапазонов концентраций, ведущих к гибели копепод, было проведено с участием 24 особей двух прибрежных арктических видов ( самок Acartia longiremis и Calanus sp.предвзрослые копеподиты стадии 5 (C5) и взрослые самки), отобранные из полевых образцов, собранных в Хакёйботне. Организмы подвергались воздействию выщелачивающих растворов CRG TOS (100 г л –1 ) в 100 (т.е. неразбавленном) и 50 г л –1 разведении в лунках по 5 мл на двух 12-луночных планшетах ( n ). = 24). Смертность регистрировали с интервалом в 4 часа (только для Acartia ) и в конце 24-часового периода воздействия. Во втором исследовании (Эксперимент 2) группы копепод ( n = 10) инкубировали в 3 повторах в 500 мл стеклянных бутылях с синей крышкой (общий объем 620 мл), содержащих фильтрованную морскую воду, корм из микроводорослей ( Tetraselmis sp.>5000 клеток·мл –1 ) и диапазоне концентраций фильтрата, соответствующих 5–35 г л –1 CRG (только TOS). Контрольные экспозиции содержали только веслоногих рачков, водоросли и фильтрованную морскую воду (без фильтрата). Бутылки были прикреплены к планктонному колесу (дополнительный рисунок S1) и медленно вращались (0,26 об/мин) в течение 17 дней (или до тех пор, пока все особи в бутылках для экспонирования не умрут) при погружении в морскую воду при температуре 8°C. В третьем исследовании (Эксперимент 3) использовался тот же подход, что и в Эксперименте 2, но с более низкими концентрациями фильтрата (представляющими 0.01, 0,1 и 1 г L –1 CRG) и для 3 различных типов CRG (TOS, TRD и RGS). Выживаемость контролировали ежедневно в течение 2-недельного периода.

Для изучения влияния фильтратов на выживаемость веслоногих рачков размеры эффекта рассчитывали как средние различия, вычитая среднюю смертность в соответствующих контрольных группах из смертности, зарегистрированной в разведениях фильтрата:

xD⁢i⁢f⁢f=xl⁢e⁢a⁢c⁢h¯-xc⁢o⁢n⁢t⁢r¯

Дисперсия оценивалась как объединенное стандартное отклонение (Rosnow and Rosenthal, 1996):

v⁢a⁢r=S⁢Dl⁢e⁢a⁢c⁢h3+S⁢Dc⁢o⁢n⁢t⁢r222

Затем объединенное стандартное отклонение было умножено на 1.96, представляющей 95% площади под кривой нормального распределения, для построения вертикальных планок погрешностей средних разностей. Столбики погрешностей выше (и не пересекая) нулевой линии означают значительно более высокую смертность в экспозициях, чем в контрольной группе.

Результаты и обсуждение

Характеристика CRG

Нецелевой скрининговый анализ CRG

Обзор органических соединений, обнаруженных в экстрактах CRG с помощью нецелевого анализа, представлен в дополнительной таблице S2.Всего было идентифицировано 19 различных соединений с совпадением ≥90% с масс-спектрами библиотеки NIST 2017. Соединения включали ПАУ (пирен и фенантрен), бензотиазолы (бензотиазол, 2-меркаптобензотиазол), фенолы (4-трет-октилфенол, 3-трет-бутилфенол), метилстеарат, хинолины и амины (N-(1,3-диметилбутил)- N’-фенил-1,4-бензолдиамин, дифениламин) и другие. ПАУ и бензотиазолы являются хорошо известными компонентами CRG, многие из которых классифицируются как токсины окружающей среды и человека (ChemRisk Inc., 2008; ЕСНА, 2017). Однако некоторые из других идентифицированных соединений представляют собой классы химических веществ, о которых сообщают реже и меньше известно об их потенциальных рисках (Rogge et al., 1993; Llompart et al., 2013; Wagner et al., 2018).

Количественный анализ целевых органических соединений в CRG

Сводка концентраций целевых 16 ПАУ EPA (представленных в виде общего количества ПАУ), фенолов, бензотиазола и других выбранных соединений в экстрактах CRG (TRD, TOS и RGS) представлена ​​в таблице 2.Концентрации отдельных обнаруживаемых соединений колебались от 0,0004 мг/кг –1 (4,4’-бисфенол S в TRD) до 540 мг кг –1 (ацетофенон в TOS) CRG. Общие концентрации ПАУ в 3 различных материалах CRG были в основном одинаковыми и варьировались от 47 мг кг –1 (TOS) до 58 мг кг –1 (TRD). Наиболее распространенным ПАУ был пирен в концентрации 24–25 мг/кг 90 101 –1 90 102 , за ним следуют флуорантен и фенантрен в концентрации 8–7 мг кг 90 101 –1 90 102 и 3,8–6,5 мг кг 90 101 –1 90 102 соответственно.Эти результаты находятся в диапазоне концентраций, указанных в CRG ECHA (9,12–58,2 мг/кг –1 ) и Агентством по охране окружающей среды США (в среднем 41 мг кг –1 ; n = 27) (ECHA, 2017; АООС США и CDC/ATSDR, 2019). Бензотиазол демонстрировал высокие концентрации во всех материалах CRG, но с большим разбросом, чем ПАУ, от 37 мг кг –1 (TRD) до 110 мг кг –1 (TOS). Эти значения несколько выше значений, ранее сообщавшихся Агентством по охране окружающей среды США и составлявших 11 мг/кг 90 101 –1 90 102 (US EPA и CDC/ATSDR, 2019).Ацетофенон и фталид присутствовали в очень низких концентрациях в материалах TRD и RGS (0,22–0,37 и 0,1–0,4 мг/кг 90 101 –1 90 102 соответственно), но в очень высоких концентрациях в материале TOS (78–540 мг/кг). –1 соответственно). В целом, фенольные соединения присутствовали в очень низких концентрациях в диапазоне от 0,0004 мг/кг 90 101 -1 90 102 до 4 мг/кг 90 101 -1 90 102 , при этом семь из двенадцати целевых фенолов не были обнаружены ни в одном из материалов CRG. Были обнаружены только 2,4-бисфенол А, 2,4-бисфенол F, 4,4′-бисфенол F и следовые количества 4,4′-бисфенола S и 4,4′-бисфенола А.Суммарные концентрации бисфенола колебались от 2,26 мг/кг –1 (TOS) до 6,33 мг/кг –1 (TRD), с 2,4-бисфенолом F в качестве основного вклада при 0,61–1,21 мг/кг –1 , затем 4,4′-бисфенол F в количестве 0,38–0,83 мг/кг 90 101 –1 90 102 и 2,4-бисфенол А в количестве 0,16–0,18 мг/кг 90 101 –1 90 102 . Интересно, что концентрация некоторых соединений в различных образцах CRG сильно различалась. Это может отражать различные исходные материалы, использованные при подготовке, или, в случае образцов TRD, которые подвергались воздействию окружающей среды, изменения, вызванные погодными условиями.Хотя исследований, сравнивающих химический состав широкого спектра различных шин, по-видимому, не проводилось, экотоксикологическая оценка фильтратов из 25 различных шин показала диапазон значений EC50, что свидетельствует о различном химическом составе (Wik and Dave, 2006).

Таблица 2. Концентрации органических соединений в резиновых гранулятах (мг кг –1 ).

Из 14 проанализированных фталатов только 7 удалось обнаружить в CRG (табл. 2).Доминировал ДЭГФ (17,7 мг/кг), за ним следовали ДиНФ, ДиБФ и ДнБФ (10,1, 2,94, 2,60 и 2,06 мг/кг). Общая фталатная нагрузка в ХРГ аналогична нагрузке ПАУ и бензотиазолу (47-58 мг/кг -1 и 37-110 мг/кг -1 соответственно). Предыдущее исследование выявило более низкие средние концентрации для всех четырех из этих фталатов в CRG, взятых непосредственно из искусственных пеков, но значения текущего исследования находятся в пределах диапазона представленных данных (RIVM, 2016). Четыре фталата (DiBP, DBP, BBP и DEHP) классифицируются ECHA как токсичные для репродукции в категории 1B (могут повредить нерожденному ребенку и подозреваются в нарушении фертильности), при этом BBP и DBP также классифицируются как токсичные для водной среды.Кроме того, Комитет государств-членов ECHA (MSC) единогласно подтвердил, что эти четыре фталата являются эндокринными разрушителями, связанными со здоровьем человека (хотя они не пришли к единодушному мнению, что они вызывают аналогичную озабоченность) и что DEHP является эндокринным разрушителем в окружающей среде. Все четыре фталата зарегистрированы как вещества, вызывающие очень большую озабоченность (SVHC) (ECHA, 2017). И фталаты, и их метаболиты были обнаружены у морских видов, таких как черепахи и морские свиньи, что указывает на существующее воздействие этих каучуковых и пластиковых добавок.После поглощения организмами они относительно быстро метаболизируются, образуя стабильные метаболиты с неизвестной токсичностью (Savoca et al., 2018; Rian et al., 2020).

Определение характеристик CRG методом пиролиза ГХ-МС

Хроматограммы и пирограммы термодесорбции представлены в дополнительной таблице S3. Пирограммы сложны, но обнаруживают схожие «отпечатки пальцев» между нетронутым заполнением (RGS) и выветренным CRG (TRD). Это неудивительно, учитывая, что большинство соединений, обнаруженных с помощью этого типа анализа, представляют собой большие молекулы и небольшие фрагменты, обычно образующиеся в процессе пиролиза.Идентифицированные связанные с добавками соединения включали бензотиазол и его метилированные изомеры, N -(1,3-диметилбутил)- N ‘-фенил-1,4-бензолдиамин, d -лимонен и хинолины. Другие идентифицированные соединения включали малые алифатические (алканы, алкены и циклические соединения) и ароматические углеводороды (БТЭК (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы), С4-С6 алкилбензолы, стирол, инданы, ПАУ) и малые кетоны. Ожидается, что более мелкие углеводороды будут продуктами частичной фрагментации стирол-бутадиенового каучука (SBR) в CRG, в то время как другие соединения в основном являются известными добавками к каучукам.Ряд дополнительных добавок был идентифицирован с помощью химической экстракции с последующим полномасштабным анализом ГХ-МС CRG (дополнительная таблица S2), при этом бензотиазол был наиболее выраженным пиком добавки, наряду с N — (1,3-диметилбутил) — N ‘-фенил-1,4-бензолдиамин, который также был идентифицирован на пирограммах.

Металлы в CRG

Результаты анализа металлов исходного (RGS), предиспользованного (TOS) и выветренного (TRD) CRG, а также криомилированного CRG различных фракций крупности приведены в таблице 3.Цинк был самым распространенным металлом во всех образцах, в диапазоне от 22 601 мг кг 90 101 –1 90 102 (TOS) до 12 544 мг кг 90 101 –1 90 102 (TRD). Mg колебался от 1046 мг кг –1 (TRD) до 273 мг кг –1 (RGS), Al варьировался от 1305 мг кг –1 (TRD) до 1066 мг кг –1 (RGS), Fe варьировалось от 1214 мг кг –1 (TRD) до 729 мг кг –1 (TOS), Co – от 84 мг кг –1 (RGS) до 36,5 мг кг –1 (TRD) и Cu колебалась от 85 мг кг –1 (TOS) до 18 мг кг –1 (TRD).Все остальные металлы (Cr, Mn, Ni, Cd, Sb и Pb) были ниже 25 мг/кг 90 101 –1 90 102 во всех образцах CRG. Различия в концентрациях отдельных металлов между TRD, TOS и RGS обычно были меньше порядка величины (таблица 3). Наблюдаемая вариация, по-видимому, отражает различия в исходных материалах для различных материалов CRG, поскольку концентрация некоторых металлов была самой высокой в ​​выветренном материале TRD (Mg, Al, Cr, Mn, Fe, Ni). Однако Zn был ниже в TRD, чем в TOS или RGS, и может указывать на потерю этого металла в результате выщелачивания в окружающей среде.

Таблица 3. Концентрации металлов в СРГ (мг кг –1 ).

Выщелачивание химикатов CRG в морскую воду

Пилотное исследование влияния времени воздействия (1–30 дней) на состав и концентрацию металлических и органических добавок в фильтратах морской воды показало, что время воздействия 14 дней было достаточным для создания стабильных концентраций органических химикатов в фильтрате в статической системе ( Фигура 2). Однако концентрации Zn в фильтрате морской воды продолжали увеличиваться до конца эксперимента, который длился 30 дней.Это согласуется с предыдущими исследованиями выщелачивания цинка из шинной резины, которые показали, что продолжение выщелачивания в проточной системе не приводило к значительному истощению резервуара цинка в грануляте (Rhodes et al., 2012). На основании этих данных время воздействия 14 дней было использовано для создания фильтратов для оставшихся исследований фильтратов и исследований токсичности.

Рисунок 2. Выщелачивание цинка, бисфенола А, бензотиазола и н-циклогексилформамида из гранулята исходной резиновой крошки (RGS) в морскую воду в течение 30 дней при концентрации резиновой крошки 100 г л –1 .

Через 14 дней отчетливо видна отчетливая окраска морской воды, указывающая на выщелачивание и дисперсию мелких частиц CRG (дополнительный рисунок S2). Целевой анализ фильтратов показал, что ряд органических (табл. 4, 5) и металлических (табл. 6) добавок вымывается из ЦРГ в морскую воду. Бензотиазол был органическим соединением с самой высокой концентрацией во всех продуктах выщелачивания CRG, независимо от отношения CRG к воде, используемого для получения продукта выщелачивания, в то время как Zn был металлом с самой высокой концентрацией во всех продуктах выщелачивания.Наиболее распространенные органические и металлические компоненты, измеренные в исходных материалах CRG, также были наиболее распространены в соответствующих фильтратах. Концентрации бензотиазола в фильтратах из трех разных CRG различались, но соответствовали распределениям в исходных материалах CRG, где самые низкие концентрации были определены для TRD CRG и соответствующего фильтрата (таблица 4). Это может отражать присущую изменчивость состава CRG или то, что это низкомолекулярное соединение (MW 135) предпочтительно выщелачивается из CRG в естественной среде.Тем не менее, концентрации бензотиазола в продуктах выщелачивания точно отражают концентрации в соответствующих исходных CRG. В предыдущих исследованиях сообщалось о концентрациях выщелачивающего раствора бензотиазола CRG 293–578 мкг L –1 (Nilsson et al., 2008), 526 мкг L –1 (Ly and Walker, 2009), 18 мкг L –1 (Ly and Walker, 2009). Celeiro et al., 2014), которые сопоставимы со значениями, определенными в настоящем исследовании (табл. 4). Концентрации бензотиазола и Zn в фильтратах морской воды показали линейную зависимость от количества CRG, добавленного в морскую воду (рис. 3), что подтверждает пригодность прямого разбавления основных продуктов фильтрата для исследования токсичности.

Таблица 4. Концентрация бензотиазола и общее количество ПАУ в фильтратах морской воды в зависимости от концентрации CRG.

Таблица 5. Концентрация фенолов и общих фталатов в морском фильтрате ТОС (100 г л –1 ).

Таблица 6. Содержание целевых металлов в фильтратах морской воды в зависимости от концентрации CRG.

Рисунок 3. Увеличение концентрации бензотиазола (слева) и цинка (справа) в фильтратах морской воды (мкг л –1 ) в зависимости от концентрации CRG.На графиках показаны средние значения и стандартные отклонения для 3 повторений фильтрата, полученного из «нетронутого» CRG (RGS), CRG перед использованием (TOS) и CRG, собранного в полевых условиях с футбольного поля (TRD).

Общие концентрации ПАУ в различных фильтратах морской воды, как правило, были низкими, в диапазоне от –1 ) до 4,4 мкг л –1 (для фильтрата, полученного из RGS при 100 г л –1 ) (табл. 4). В отличие от бензотиазола и металлов, не наблюдалось явного увеличения общей концентрации ПАУ по сравнению с увеличением концентрации воздействия ХРГ.Фенольные соединения были обнаружены в небольшом количестве в фильтрате ТОС, где преобладали 2,4-бисфенол F и 4,4′-бисфенол F (11,9 и 6,2 мкг L –1 ), в то время как фталаты не были обнаружены в фильтрате ТОС при все (табл. 5). После Zn металлами, присутствующими в самых высоких концентрациях в различных продуктах выщелачивания ЦРГ (из ЦРГ на 100 г л –1 ), были Fe (126–377 мкг л –1 ), Mn (25–79 мкг л – 1 ), Cu (39–66 мкг L –1 ) и Co (13,57 мкг L –1 ) (табл. 6).Все другие целевые металлы (Cr, Ni, Cd, Sb и Pb) присутствовали в концентрациях <10 мкг л 90 101 –1 90 102 во всех фильтратах. Профили металлов в фильтратах в значительной степени отражают профили в материалах CRG (таблица 3), при этом металлы в более высоких концентрациях в исходных материалах CRG также присутствуют в более высоких концентрациях в полученных фильтратах.

В пробах, изучающих влияние размера частиц на состав фильтрата, концентрации отдельных органических химических веществ и металлов показали разные закономерности (таблицы 4–6).В целом, концентрации определенных органических химических веществ были одинаковыми для всех трех исследованных частиц разного размера (250, 1000, 1500 мкм) при концентрациях CRG 10 г л 90 101 –1 90 102 . Общее содержание ПАУ колебалось в пределах 2,2–2,4 мкг л 90 101 –1 90 102 , а бензотиазола – в пределах 512–546 мкг л 90 101 –1 90 102 , что также было сравнимо с некриомилированным материалом при той же концентрации воздействия (2,7 и 563 мкг л 90 101 – 1 соответственно). Аналогичная картина наблюдалась и для металлов Cr (4.2-5,0 мкг L -1 ) и Pb (3,0-3,6 мкг L -1 ), что также сравнимо с не подвергнутым криогенному измельчению материалом (4,0 и 2,7 мкг L -1 соответственно). Другие металлы обычно демонстрировали увеличение концентрации фильтрата с соответствующим уменьшением размера частиц CRG, хотя это было более выражено для некоторых металлов, чем для других. Например, концентрации металлов более чем удвоились в фильтратах, полученных из частиц CRG размером 250 мкм, по сравнению с таковыми из частиц CRG размером 1500 мкм, где Zn увеличился с 1.7 мг L –1 до 4,1 мг L –1 , Cu увеличилось с 23 до 33 мкг L –1 , Mn увеличилось с 4 мкг L –1 до 20 мкг L –1 и Со увеличилось от 2,3 мкг L –1 до 11,4 мкг L –1 . Частицы меньшего размера имеют большее отношение площади поверхности к объему, что, как известно, способствует выщелачиванию в водную среду. Повышенное выщелачивание Zn из CRG с уменьшением размера частиц, наблюдаемое в текущем исследовании, было продемонстрировано ранее (Rhodes et al., 2012). В очень немногих исследованиях изучалось высвобождение других металлов из CRG или частиц износа шин разного размера, но доступная литература указывает на то, что выщелачивание многих металлов не зависит от размера частиц (Selbes et al., 2015). Хотя было бы интересно нормализовать данные о концентрации выщелоченного металла по площади поверхности для выявления размерных эффектов, распределение размеров испытуемых материалов было на самом деле довольно широким, и поэтому расчетная площадь поверхности стала «диапазоном площади поверхности».Кроме того, частицы в текущем исследовании были очень неправильной формы с подробной морфологией поверхности, а это означает, что оценка площади поверхности на основе предположения о сферических частицах слишком далека от точной оценки площади поверхности, чтобы быть достаточно надежной. Было показано, что выщелачивание растворенного органического углерода из частиц SBR увеличивается с уменьшением размера частиц (Selbes et al., 2015), что противоречит наблюдениям для конкретных органических соединений в текущем исследовании.Всесторонний обзор частиц износа шин в окружающей среде пришел к выводу, что влияние размера частиц на вымывание неубедительно (Wagner et al., 2018). Результаты настоящего исследования свидетельствуют о том, что на выщелачивание компонентов КГВ влияют размер частиц и коэффициент распределения индивидуальных органических веществ и металлов между КВГ и водной фазой, а также фоновая концентрация соединений в окружающей воде (направление градиента концентрации достичь равновесия).Все значения, зарегистрированные в фильтратах, превышали пороговые значения директив ЕС для морской и пресной воды (ДИРЕКТИВА ЕС 2008/105/EC), где стандарты качества окружающей среды (EQS) 0,28, 1,0 и 7,8 мкг L –1 были определены для кобальта. , меди и цинка соответственно. Концентрации выщелачивания превышали эти концентрации на три порядка (таблица 6), причем Zn превышал рекомендуемый порог более чем в 2500 раз.

Фталевый ангидрид и n -циклогексилформамид были обнаружены в фильтратах CRG, но не в исходных материалах CRG с помощью любого из методов экстракции и анализа (дополнительная таблица S2).Соединения, наблюдаемые в фильтратах CRG, а не в экстрактах растворителей или пирограммах исходных материалов CRG, могут отражать различную растворимость в воде органических химических веществ, присутствующих в резине автомобильных шин. И фталевый ангидрид, и n -циклогексилформамид являются высокополярными низкомолекулярными соединениями (MW 148 и 127 соответственно). Такие соединения могут присутствовать в CRG в небольших количествах, но предпочтительно выщелачиваются в водный раствор. n -Циклогексилформамид ранее был обнаружен в парах этилен-пропилен-диенового каучука, что позволяет предположить, что он может быть компонентом CRG (Forrest, 2019).

Токсичность выщелачивания CRG для морских веслоногих

Поскольку соответствующие концентрации в морской среде в настоящее время неизвестны, в трех экспериментах по воздействию с использованием CRG TOS был протестирован широкий выбор концентраций фильтрата, от высоких в эксперименте 1 (100 и 50 г л –1 ) до средних в эксперименте 2 (5– 35 г л –1 ), до низкого в эксперименте 3 (1-0,01 г л –1 ). Смертность была выбрана в качестве конечной точки для двух копепод, более мелкого Acartia longiremis и более крупного Calanus sp.CRG TOS был выбран в качестве тестового материала из-за немедленной доступности достаточного количества CRG для получения фильтрата. Смертность в контрольных флаконах менялась во времени и между экспериментами, но не маскировала дозозависимую реакцию при лечении, за исключением самых низких концентраций, когда в некоторых случаях смертность в контрольной группе была выше, чем при воздействии. Это может быть просто связано со стохастической изменчивостью данных, поскольку мы не ожидаем благотворного воздействия низких доз фильтрата на копепод.Однако мы не можем исключить, что нелетальные дозы одного или нескольких из измеренных контаминантов вызывают физиологическую защитную реакцию у подвергшихся воздействию веслоногих, что может увеличить их выживаемость по сравнению с не подвергшимися воздействию аналогами. Эта возможность должна быть исследована дополнительно, а природа защитного механизма изучена с помощью подходящих методов (например, картирования экспрессии генов). Кумулятивная смертность с течением времени представлена ​​на рисунке 4 для каждого эксперимента и обоих видов веслоногих. При высоких концентрациях фильтрата (опыт 1) все копеподы погибли в течение 24 часов.Это было изучено более подробно для A. longiremis , показав более медленное ухудшение при 50 г L –1 , чем при 100 г L –1 после 4, 8 и 12 часов инкубации (рис. 4А). Средние концентрации фильтрата (Эксперимент 2) индуцировали четкую дозозависимую реакцию у обоих видов, но также продемонстрировали более высокую чувствительность у Acartia , чем у Calanus , где Acartia достигла 100% смертности намного быстрее, чем Calanus при всех трех фильтратах. концентрации (рис. 4B).Значения LC 50 через 48 часов составили 35 г л –1 для Calanus по сравнению с <5 г л –1 для Acartia . При самых низких концентрациях (Эксперимент 3) смертность была выше в контроле, чем при воздействии фильтрата для обоих видов, а окончательная смертность через 2 недели составляла ≤50% для подвергшихся воздействию копепод (рис. 4C). Для Calanus была протестирована только одна низкая концентрация TOS (0,1 г л -1 ), при которой выживаемость составила 72% на 14-й день. Таким образом, низкие концентрации фильтрата не вызывали отрицательных эффектов ни у одного из видов (рис. 4C).Эксперимент 3 (низкие концентрации; 1-0,01 г л –1 ) был повторен еще с двумя типами CRG, выветренным TRD и нетронутым RGS (дополнительный рисунок S3). Опять же, смертность копепод при воздействии фильтрата была аналогична таковой в контроле, за исключением TRD при 1 г л -1 , для которого повышенная смертность наблюдалась у обоих видов веслоногих (дополнительная фигура S3b).

Рисунок 4. Смертность Acartia longiremis (верхние панели) и Calanus sp.(нижние панели) подвергались воздействию ряда концентраций фильтрата TOS CRG в трех экспериментах; (А) Опыт 1 (50 и 100 г Л –1 ), (Б) Опыт 2 (35, 15 и 5 г Л –1 ), (В) Опыт 3 (1, 0,1 и 0,01 г L –1 ). Эксперименты 1, 2 и 3 длились 1, 17 и 14 дней соответственно.

Для проверки значительных различий в смертности между подвергшимися и не подвергшимися воздействию копеподами была рассчитана величина эффекта для трех выбранных моментов времени: день 1, день 8 и день 14.Значимые размеры эффекта были зарегистрированы для всех концентраций воздействия ≥5 г л 90 101 –1 90 102 CRG TOS (рис. 5). Более низкие концентрации воздействия (0,01–1 г л 90 101 -1 90 102 ) не отличались от контрольных, в том числе для TRD при 1 г л 90 101 -1 90 102 , несмотря на повышенную смертность, упомянутую выше (дополнительная фигура S3b). Тем не менее, можно предположить, что повышенное атмосферное воздействие этого каучука, по-видимому, способствовало наблюдаемому увеличению токсичности. Предполагается, что частичное выветривание изменяет свойства резины, например, делая ее более хрупкой и увеличивая доступную площадь поверхности, что приводит к более высокой степени выделения загрязняющих веществ из материала.

Рисунок 5. Величина эффекта различных концентраций CRG для Acartia longiremis (слева) и Calanus sp. (справа) для трех типов CRG: (A) TOS, (B) TRD и (C) RGS. Положительные значения с полосами ошибок, не пересекающими нулевую линию, указывают на значительно более высокую смертность при обработке фильтратом, чем в контроле.

Видоспецифичная токсичность

Исследование демонстрирует различную чувствительность двух исследованных копепод: Acartia реагировали более высокой смертностью быстрее, чем Calanus при данной концентрации CRG.Это можно объяснить (а) разницей в размерах тела (Neumann et al., 2005), где меньший Acartia может получать более высокие дозы за счет большего отношения поверхности к объему, чем более крупный Calanus , или (b) проглатывание большего количества токсина из-за более высокой скорости клиренса (объем воды, отфильтрованной в единицу времени) или (c) из-за различий в механизмах защиты/восстановления или внутренних токсиновых путей. Например, стадии Calanus C5 имеют запасы липидов, которые могут помочь им «забуферить» токсичные молекулы и удалить их из своего метаболизма, в то время как Acartia лишены этой возможности и могут быть более подвержены окислительному стрессу (Hansen et al., 2018; Соренсен и др., 2020). Токсичность выщелачивания CRG для водных организмов была рассмотрена Wik and Dave (2009) и Halle et al. (2020). Концентрации воздействия варьировались в широких пределах и зависели от типа (например, метод истирания), происхождения (например, летние или зимние шины) и состояния (например, погодные условия, воздействие УФ-излучения) нанесенного CRG. Насколько нам известно, до настоящего времени не проводилось никаких других исследований морского зоопланктона, за исключением одного исследования солоноватых видов Eurytemora affinis (Hall et al., 1993), где воздействие фильтрата приводило к 100% смертности. Эффективные концентрации для пресноводных кладоцер (дафнид), сравнимые с изучаемыми здесь пелагическими морскими копеподами, сильно варьировались, но, по-видимому, в целом были ниже зарегистрированных здесь. Сообщаемые 48-часовые значения EC 50 для D. magna варьировались от 0,25 г L –1 до 10 г L –1 (Wik and Dave, 2005, 2006), в то время как другое исследование выявило LC 50 из 25 г л –1 после 72 ч инкубации (Goudey and Barton, 1992), что является относительно высоким значением по сравнению со значениями LC 50 (48 ч) между 5 и 35 г л –1 определено в текущем исследовании.Было высказано предположение, что фильтраты из шин снижают токсичность при увеличении солености (Hartwell et al., 2000), и текущее исследование подтверждает это. Когда продукты выщелачивания элюировали при значениях pH <7, токсичность возрастала параллельно с увеличением концентрации Zn в элюате (Gualtieri et al., 2005), что указывает на то, что способность к выщелачиванию загрязняющих веществ является переменной и зависит от состояния выщелачиваемого каучука (например, состояние выветривания) и преобладающие условия выщелачивания. Воздействие УФ-излучения на каучук, по-видимому, также повлияло на уровень токсичности полученного фильтрата (Wik and Dave, 2006).

Каковы факторы токсичности фильтрата CRG?

Известно, что частицы CRG проглатываются морскими организмами (Redondo-Hasselerharm et al., 2018; Khan et al., 2019), что приводит к потенциальному воздействию через выщелачивание во время прохождения по кишечнику. Однако воздействие на морские организмы химических добавок в CRG, вероятно, будет более распространенным путем выщелачивания в водную фазу, особенно потому, что некоторые из этих добавок проявляют стойкость в окружающей среде (Halle et al., 2020). Разнообразие органических добавок, присутствующих в CRG, чрезвычайно затрудняет определение того, какие химические группы представляют наибольший интерес для оценки потенциального воздействия на окружающую среду и рисков, связанных с CRG.Исследования токсичности фильтрата с использованием материала TWP и CRG проводились в различных водных средах с различными видами, что привело к большим различиям в эффектах, которые объяснялись различиями в составе шин, методе образования фильтрата и чувствительности к видам (Wik and Dave, 2009; Вагнер и др., 2018). Тем не менее, полное выяснение компонентов выщелачивания TWP и CRG, вызывающих токсикологические реакции в водной среде, еще не достигнуто. Кроме того, сравнение данных о токсичности CRG/TWP затруднено из-за отсутствия стандартных методов получения фильтратов, определения химического состава добавок и измерения их потенциальной опасности, хотя корректировка уже существующих руководств по растворимым загрязнителям может быть доработана с учетом руководство по фильтрату (Khan et al., 2017). Также будет важно продвигаться вперед к установленным методам различения эффектов частиц и эффектов, возникающих из-за добавления химических веществ, полученных из CRG/TWP (Wik and Dave, 2009; Wagner et al., 2018; Halle et al., 2020).

В текущем исследовании было невозможно четко установить, какие компоненты выщелачивателей CRG обусловливают наблюдаемую токсичность, а сложность выщелачиваний означала, что можно было количественно определить только подмножество присутствующих органических химических веществ.Бензотиазол и его производные, по-видимому, являются сильными кандидатами на участие в наблюдаемых эффектах, основанных на высоких концентрациях фильтрата и установленной токсичности. Острая и хроническая токсичность бензотиазола и его производных показана для дафний C. dubia (Nawrocki et al., 2005). Бензотиазол продуцировал EC 50 с при 24,6 мг л –1 при остром (24 ч) воздействии и при 54,9 мг л –1 при хроническом 1-недельном воздействии, соответственно, в то время как некоторые из производных (включая 2-меркаптобензотиазол ) имел гораздо более высокую токсичность.Хотя концентрации бензотиазола, измеренные в наших фильтратах, оставались ниже этих значений в диапазоне от 0,068 до 1,42 мг л 90 101 –1 90 102 (таблица 4), они вполне могли способствовать общей токсичности, наблюдаемой в этом исследовании. Производное бензотиазола 2-меркаптобензотиазол было обнаружено в CRG, но не в фильтратах с помощью доступного метода (дополнительная таблица S2). Будущие исследования должны включать эту группу загрязняющих веществ с более высоким разрешением в аналитическую химию, чтобы лучше определить их вклад в токсичность фильтрата CRG.

В отличие от бензотиазола, содержание ПАУ в наших материалах CRG превышало уровни, указанные в разделе 50 Приложения XVII REACH, но не в соответствии с требованиями REACH ЕС (Приложение XVII, пункт 28). Кроме того, ПАУ выщелачивались только в ограниченных количествах, что позволяет предположить, что они вносят лишь незначительный вклад в наблюдаемую токсичность. Точно так же фталаты не выщелачивались значительно. Хотя в исходном материале CRG присутствуют относительно небольшие количества (3 мг/кг –1 ), ряд бисфенолов выщелачивается из CRG в морскую воду при относительно высоких концентрациях по сравнению с другими органическими веществами (о которых, по-видимому, сообщается впервые).Бисфенолы обладают хорошо задокументированными разрушающими эндокринную систему свойствами, причем BPS и BPF более эффективны, чем BPA (Chen et al., 2016). Хотя имеется очень мало данных о токсичности этих химических веществ для водной среды, полевые исследования показали, что морские веслоногие раки накапливают бисфенолы, особенно на ранних стадиях развития (Staniszewska et al., 2016). Таким образом, бисфенолы из CRG могут способствовать не только токсическим эффектам самих веслоногих, но, кроме того, представлять риск для вторичных потребителей в морских пищевых цепях.Zn был наиболее распространенным металлом, присутствующим в фильтратах CRG, и его часто называют кандидатом, наиболее вероятно ответственным за наблюдаемую токсичность фильтрата CRG/TWP. Например, было показано, что токсичность цинка связана с нарушением поглощения ионов кальция у Daphnia magna (Muyssen et al., 2006), и аналогичные механизмы могут применяться к морским веслоногим.

Многие другие неопознанные и неопределенные органические соединения также присутствовали в фильтратах и ​​также могли способствовать общей токсичности.В целом общие концентрации металлов и органических загрязнителей являются ограниченным средством оценки судьбы и переноса. Например, токсичность металлов зависит не от общей концентрации определенного элемента, а от образования соединений, которое, в свою очередь, контролируется такими параметрами окружающей среды, как окислительно-восстановительный потенциал, адсорбция и взаимодействие с растворенными органическими веществами. Что касается органических загрязнителей, то отдельные конгенеры группы могут оказывать иное токсическое воздействие, чем другие, а также характеристики метаболизма и биоаккумуляции, обусловленные различиями в их молекулярной структуре и последующими взаимодействиями с организмами и окружающей средой.Поэтому важно учитывать, что наиболее распространенные соединения или металлы в фильтрате не обязательно являются наиболее токсичными, и что также может иметь место аддитивная токсичность. В зависимости от способа(ов) действия отдельных токсинов и/или смесей токсинов эффекты могут различаться между морскими средами обитания (например, отложения по сравнению с толщей воды) и функциональными группами (например, режим питания, стратегия поиска пищи, репродуктивная стратегия и т. д.). ). Хотя предыдущее исследование показало, что фильтраты из резиновых материалов автомобильных шин, вероятно, представляют большую угрозу для пресноводных местообитаний, чем для устьевых или морских местообитаний (Hartwell et al., 2000), текущее исследование предполагает, что следует также учитывать воздействие на морскую среду, особенно в регионах с высокими выбросами TWP/CRG (например, городские стоки) и в Арктике, где некоторые виды могут проявлять большую чувствительность, чем другие. Помимо стандартных лабораторных концентраций воздействия, необходимы реалистичные сценарии воздействия на окружающую среду, которые изучают концентрации in situ CRG вместе со смертельными и сублетальными эффектами на отдельных лиц и популяции в реалистичных градиентах концентрации от точечных источников (например,г., открытые хранилища, береговые снегоуборочные свалки). Длительное воздействие на дафниду Cerodaphnia dubia дало значения EC 50 0,01–1,8 г л –1 (Wik et al., 2009), но какие-либо эквивалентные данные для морских организмов в настоящее время отсутствуют. Наконец, будет важно точно определить, какие компоненты фильтрата вызывают наблюдаемую токсичность и различается ли она у разных морских видов. Это предоставит знания, необходимые для разработки оценок рисков для ELT и CRG, а также предоставит промышленности приоритетный список добавок, которые следует уменьшить или удалить из резиновых изделий.

Заключение

Настоящая работа представляет собой одно из первых экспериментальных исследований по изучению воздействия выщелачивания химических добавок из CRG из ELT на морские организмы. Подробная характеристика нетронутых и подвергшихся атмосферным воздействиям эталонных материалов CRG и их фильтратов показала, что в материалах и соответствующих фильтратах присутствовала сложная смесь органических химических и металлических добавок. Важно отметить, что были значительные различия в профилях добавок между материалами CRG и их фильтратами, но нетронутые и выветрившиеся материалы CRG имели схожие профили, что указывает на то, что частицы CRG и выщелачивающие химикаты будут продолжать представлять угрозу для дикой природы еще долгое время после их утилизации.Морские веслоногие продемонстрировали дозозависимую реакцию на продукты выщелачивания CRG, но наблюдались видовые различия, свидетельствующие о том, что некоторые организмы более уязвимы к воздействию, чем другие. В то время как бензотиазол и Zn, как правило, были органическими и металлическими компонентами, идентифицированными в самых высоких концентрациях в фильтратах, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие компоненты фильтрата CRG вызывают наблюдаемую токсичность. Кроме того, в будущем следует изучить долгосрочные последствия воздействия фильтрата CRG и сублетальные конечные точки, в том числе в сочетании с проглатыванием/воздействием частиц каучука.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок.

Вклад авторов

CH, DH, AB и LS внесли равный вклад в исследование. Все они задумали и разработали исследование в сотрудничестве. LS, DH и AB провели анализ образцов. CH подготовил образцы и провел исследования токсичности. Все авторы в равной степени внесли свой вклад в подготовку рукописи и одобрили ее представление.

Финансирование

Эта работа финансировалась Fram Center Flagship Hazardous Substances (Framsenteret, Норвегия), номер проекта 1002018.

Конфликт интересов

СН принят на работу в компанию Акваплан-нива. LS и AB были наняты компанией SINTEF Ocean. DH был нанят исследовательским фондом NILU. Все авторы заявляют, что любые коммерческие или финансовые отношения, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов, не повлияли на результаты этого исследования.

Благодарности

Мы благодарны Итсасне Бейтиа Агирре, Лисбет Стен и Марианне Кьос из SINTEF, а также Микаэлю Харью, Павлу Ростковски и Марит Вадсет из NILU за помощь в проведении химического анализа. Мы также признательны Кристине Хопланд Сперре и Гектору Андраде (Акваплан-нива) за помощь в отборе проб в полевых условиях, проведении экспериментов по воздействию и составлении графиков данных о токсичности. Благодарим компанию CARAT GmbH (Германия) за проведение криомассажа материала RGS CRG.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.00125/full#supplementary-material

Ссылки

Бокка Б., Форте Г., Петруччи Ф., Костантини С. и Иззо П. (2009). Металлы, содержащиеся и выщелачиваемые из резинового гранулята, используемого на участках с синтетическим покрытием. науч. Общая окружающая среда. 407, 2183–2190. doi: 10.1016/j.scitotenv.2008.12.026

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Калоу, П., и Форбс, В.Е. (2003). Экспертная оценка: дает ли экотоксикология информацию для оценки экологического риска? Окружающая среда.науч. Технол. 37, 146А–151А. doi: 10.1021/es0324003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Канепари С., Кастеллано П., Астольфи М.Л., Матерацци С., Ферранте Р., Фиорини Д. и др. (2017). Высвобождение частиц, органических соединений и металлов из резиновой крошки, используемой в синтетическом газоне, при химическом и физическом воздействии. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 25, 1448–1459. doi: 10.1007/s11356-017-0377-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Селейро, М., Ламас, Дж. П., Гарсия-Харес, К., Дагнак, Т., Рамос, Л., и Лломпарт, М. (2014). Исследование присутствия ПАУ и других опасных загрязняющих веществ на резиновых поверхностях переработанных шин. Кейс-стади: ресторанная площадка в крытом торговом центре. Междунар. Дж. Окружающая среда. Анальный. хим. 94, 1264–1271. дои: 10.1080/03067319.2014.930847

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

ChemRisk Inc. (2008 г.). Отчет о состоянии знаний о материалах для шин и частицах износа шин. Сан-Франциско, Калифорния: ChemRisk Inc.

Академия Google

Чен Д., Каннан К., Тан Х., Чжэн З., Фэн Ю.-Л., Ву Ю. и др. (2016). Аналоги бисфенола, кроме BPA: появление в окружающей среде, воздействие на человека и токсичность — обзор. Окружающая среда. науч. Технол. 50, 5438–5453. doi: 10.1021/acs.est.5b05387

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дикманн А., Гизе У. и Шауманн И. (2019). Полициклические ароматические углеводороды в товарах народного потребления из вторичного резинового сырья: обзор. Хемосфера 220, 1163–1178. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.12.111

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

ЕСНА (2017). Оценка возможных рисков для здоровья от переработанных резиновых гранул, используемых в качестве наполнителя на спортивных площадках с синтетическим покрытием. Хельсинки: ECHA.

Академия Google

Forbes, В. Е., и Калоу, П. (2002). Еще раз о распределении чувствительности видов: критическая оценка. Гул. Экол. Оценка риска. Междунар. J. 8, 473–492.дои: 10.1080/108070302781

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Форрест, М.Дж. (2019). Анализ резины: характеристика, диагностика отказов и обратный инжиниринг. Берлин: Де Грюйтер.

Академия Google

Гуди, Дж. С., и Бартон, Б. А. (1992). «Токсичность материалов из отходов шин для отдельных водных организмов», в отчете для Управления по развитию бассейна Сурис , изд. Р. Саскачеван (Калгари, AB: Hydroqual Laboratories Limited and Environmental Management Associates).

Академия Google

Gualtieri, M., Andrioletti, M., Vismara, C., Milani, M., и Camatini, M. (2005). Токсичность выщелачивания остатков шин. Окружающая среда. Междунар. 31, 723–730. doi: 10.1016/j.envint.2005.02.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hall, L.W., Ziegenfuss, M.C., and Anderson, R.D. (1993). Токсичность шинного фильтрата для Eurytemora Affinis. Квинстаун, Мэриленд: Мэрилендский университет.

Академия Google

Галле, Л.Л., Пальмквист А., Кампманн К. и Хан Ф. Р. (2020). Экотоксикология микронизированной шинной резины: прошлое, настоящее и будущее. науч. Общая окружающая среда. 706:135694. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135694

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хансен, Б.Х., Олсен, А.Дж., Салаберрия, И., Алтин, Д., Оверджордет, И.Б., Гардинали, П., и др. (2018). Распределение ПАУ между микрокаплями сырой нефти, водой и биомассой копепод в дисперсиях нефти в морской воде различных видов сырой нефти. Окружающая среда. науч. Технол. 52, 14436–14444. doi: 10.1021/acs.est.8b04591

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hartwell, S.I., Jordahl, D.M., and Dawson, C.E.O. (2000). Влияние солености на токсичность выщелачивания шин. Вода Воздух Почва Загрязнение. 121, 119–131.

Академия Google

Хе, Г., Чжао, Б., и Денисон, М.С. (2011). Идентификация производных бензотиазола и полициклических ароматических углеводородов в качестве агонистов рецепторов арильных углеводородов, присутствующих в экстрактах шин. Окружающая среда. Токсикол. хим. 30, 1915–1925 гг. дои: 10.1002/и т.д.581

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Международная исследовательская группа по каучуку (2017 г.). Статистическая сводка мировой ситуации с каучуком. Резиновый статистический бюллетень. Сингапур: IRSG.

Академия Google

Хан, Ф. Р., Халле, Л. Л., и Палмквист, А. (2019). Острая и долговременная токсичность микронизированных частиц износа автомобильных шин для Hyalella azteca. кв.Токсикол. 213:105216. doi: 10.1016/j.aquatox.2019.05.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хан, Ф. Р., Сиберг, К., и Палмквист, А. (2017). Адекватны ли стандартизированные руководства по испытаниям для оценки переносимых по воде загрязнителей в виде твердых частиц? Окружающая среда. науч. Технол. 51, 1948–1950. doi: 10.1021/acs.est.6b06456

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лассен К., Хансен С. Ф., Магнуссон К., Норен Ф., Hartmann, N.B., Jensen, P.R., et al. (2015). Микропластик. Возникновение, последствия и источники выбросов в окружающую среду в Дании. Копенгаген: Датское агентство по охране окружающей среды.

Академия Google

Ли, X., Бергер, В., Мусанте, К., и Маттина, М. И. (2010). Характеристика веществ, выделяющихся из резиновой крошки, используемой на полях с искусственным покрытием. Хемосфера 80, 279–285. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.04.021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лломпарт, М., Санчес-Прадо, Л., Пабло Ламас, Дж., Гарсия-Харес, К., Рока, Э., и Дагнак, Т. (2013). Опасные органические химические вещества в детских площадках и брусчатке из переработанных резиновых шин. Хемосфера 90, 423–431. doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.07.053

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, Л., и Уокер, Р. (2009). Оценка химического выщелачивания, выбросов в атмосферу и температуры на полях с синтетическим покрытием, заполненным резиновой крошкой. Олбани, Нью-Йорк: Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк.

Академия Google

Меллхаузен, М., Торсхайм, Ф., и Герцке, Д. (2017). «Rapport fra undersøkelser om svinn av gummigranulat fra kunstgressbaner, gjennomført av over 12 000 elever og Spillere Høsten 2017», в отчете Forskningskampanjen (Стокгольм: Шведское агентство по охране окружающей среды).

Академия Google

Muyssen, BTA, De Schamphelaere, KAC, and Janssen, C.R. (2006). Механизмы хронической интоксикации Zn через воду у Daphnia magna . кв. Токсикол. 77, 393–401. doi: 10.1016/j.aquatox.2006.01.006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Навроцкий, С.Т., Дрейк, К.Д., Уотсон, К.Ф., Фостер, Г.Д., и Майер, К.Дж. (2005). Сравнительная оценка водной токсичности 2-(тиоцианометилтио)бензотиазола и отдельных продуктов разложения с использованием цериодафнии дубиа. Арх. Окружающая среда. Загрязн. Токсикол. 48, 344–350. doi: 10.1007/s00244-004-0105-1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нойманн, Г., Veeranagouda, Y., Karegoudar, T.B., Sahin, Ö, Mäusezahl, I., Kabelitz, N., et al. (2005). Клетки Pseudomonas putida и Enterobacter sp. приспосабливаются к ядовитым органическим соединениям, увеличивая свои размеры. Экстремофилы 9, 163–168. doi: 10.1007/s00792-005-0431-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нильссон, Н. Х., Мальмгрен-Хансен, Б., и Согнструп Томсен, У. (2008). «Картирование, выбросы и оценка воздействия химических веществ на окружающую среду и здоровье человека в искусственном газоне», в Обзор химических веществ в потребительских товарах (Тааструп: Датский технологический институт).

Академия Google

Редондо-Хасселерхарм, П.Е., Де Рюйтер, В.Н., Минтениг, С.М., Вершур, А., и Кельманс, А.А. (2018). Проглатывание и хроническое воздействие частиц протектора автомобильных шин на пресноводных донных макробеспозвоночных. Окружающая среда. науч. Технол. 52, 13986–13994. doi: 10.1021/acs.est.8b05035

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Риан, М. Б., Вике-Джонас, К., Гонсалес, С. В., Цисельски, Т. М., Венкатраман, В., Lindstrøm, U., et al. (2020). Метаболиты фталата у морских свиней ( Phocoena phocoena ) в норвежских прибрежных водах. Окружающая среда. Междунар. 137:105525. doi: 10.1016/j.envint.2020.105525

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

РИВМ (2016). Beoordeling Gezondheidsrisico’s Door Sporten op Kunstgrasvelden Met Rubbergranulaat. Нидерланды: Kenniscentrum Sport & Bewegen.

Академия Google

Роджерс, Б.и Уодделл, В. (2013). «Наука о составлении резиновых смесей», в Наука и технология каучука , 4-е издание, редакторы JE Mark, B. Herman и CM Roland (Амстердам: Elsevier), 417–470.

Академия Google

Rogge, W.F., Hildemann, L.M., Mazurek, M.A., Cass, G.R., and Simoneit, B.R.T. (1993). Источники мелкодисперсного органического аэрозоля. 3. Дорожная пыль, остатки шин и металлоорганическая пыль тормозных накладок: дороги как источники и поглотители. Окружающая среда. науч. Технол. 27, 1892–1904 гг.doi: 10.1021/es00046a019

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Рознов Р.Л. и Розенталь Р. (1996). Вычисление контрастов, размеров эффектов и встречных нулей на опубликованных данных других людей: общие процедуры для потребителей исследований. Психол. Методы 1, 331–340. дои: 10.1037/1082-989x.1.4.331

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Руффино, Б., Фиоре, С., и Занетти, М. К. (2013). Методика анализа эколого-санитарного риска спортивных площадок с искусственным покрытием. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 20, 4980–4992. doi: 10.1007/s11356-012-1390-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Садикцис И., Бергвалл К., Йоханссон К. и Вестерхольм Р. (2012). Автомобильные шины — потенциальный источник высококанцерогенных дибензопиренов в окружающей среде. Окружающая среда. науч. Технол. 46, 3326–3334. дои: 10.1021/es204257d

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Савока, Д., Аркулео М., Баррека С., Бушеми С., Каракаппа С., Джентиле А. и др. (2018). Чеканка фталатов в тканях морских черепах из Средиземного моря. Мар. Загрязнение. Бык. 127, 165–169. doi: 10.1016/j.marpolbul.2017.11.069

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Селбес, М., Йылмаз, О., Хан, А.А., и Каранфил, Т. (2015). Выщелачивание DOC, DN и неорганических компонентов из утильных шин. Хемосфера 139, 617–623. дои: 10.1016/j.chemosphere.2015.01.042

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Саймон, Р. (2010). Обзор воздействия резиновой крошки на искусственные газоны. Окленд, Калифорния: Калифорнийский университет.

Академия Google

Соренсен, Л., Роджерс, Э., Алтин, Д., Салаберрия, И., и Бут, А. М. (2020). Сорбция ПАУ микропластиком, их биодоступность и токсичность для морских веслоногих в условиях совместного воздействия. Окружающая среда. Загрязн. 258:113844. doi: 10.1016/j.envpol.2019.113844

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Станишевская, М., Неринг, И., и Мудрак-Цегёлка, С. (2016). Изменение концентрации и возможности накопления бисфенола А и алкилфенолов в зависимости от биомассы и состава в зоопланктоне Южной Балтики (Гданьский залив). Окружающая среда. Загрязн. 213, 489–501. doi: 10.1016/j.envpol.2016.03.004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Агентства по охране окружающей среды США и CDC/ATSDR (2019). Synthetic Turf Field Исследование резиновой крошки шинной резины в рамках Федерального плана действий по исследованиям. Заключительный отчет: Часть 1 — Характеристика шинной крошки (тома 1 и 2). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США.

Академия Google

Вагнер С., Хюффер Т., Клёкнер П., Верхан М., Хофманн Т. и Реемтсма Т. (2018). Частицы износа шин в водной среде — обзор образования, анализа, возникновения, судьбы и последствий. Вода Res. 139, 83–100.doi: 10.1016/j.waters.2018.03.051

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wbscd (2015). Отчет о ходе реализации проекта «Шинная промышленность» за 10 лет (2005–2015 гг.). Женева: Wbscd.

Академия Google

Вик, А., и Дэйв, Г. (2005). Экологическая маркировка автомобильных шин — токсичность для Daphnia magna может использоваться в качестве метода проверки. Хемосфера 58, 645–651. doi: 10.1016/j.chemosphere.2004.08.103

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вик, А.и Дэйв Г. (2006). Острая токсичность фильтрата материала износа шин для Daphnia magna — изменчивость и токсичные компоненты. Хемосфера 64, 1777–1784. doi: 10.1016/j.chemosphere.2005.12.045

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вик, А., и Дэйв, Г. (2009). Возникновение частиц износа шин в окружающей среде и их влияние на окружающую среду — критический анализ и первоначальная оценка риска. Окружающая среда. Загрязн. 157, 1–11. doi: 10.1016/j.envpol.2008.09.028

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вик, А., Нильссон, Э., Келлквист, Т., Тобисен, А., и Дэйв, Г. (2009). Оценка токсичности последовательных выщелачиваний шинного порошка с использованием набора тестов на токсичность и оценок идентификации токсичности. Хемосфера 77, 922–927. doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.08.034

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Изношенные шины, измельченные до резиновой крошки с помощью разгрузчиков мешков для сыпучих материалов

ЧАМБЕРСБУРГ, ПЕНСИЛЬВАНИЯ.S. Агентство по охране окружающей среды, ежегодно в Соединенных Штатах производится около 290 миллионов утильных шин. Еще в 1990 году большая часть этих утильных шин находилась на свалках или была сброшена нелегально. Сегодня многие из них перерабатываются такими компаниями, как Edge Rubber (www.edgerubber.com), в различные сорта резиновой крошки, также известной как мелкоячеистая резиновая крошка.

В настоящее время существуют рынки для 233 миллионов (80%) всех утилизированных шин. Около 130 миллионов (56%) этих утильных шин сжигаются в качестве топлива.Еще 56 миллионов (24%) используются в проектах гражданского строительства, таких как искусственные рифы, а 30 миллионов (13%) перерабатываются в резиновую крошку. Еще 16,5 млн (7%) утильных шин восстанавливают.

Из 30 миллионов утильных шин, переработанных в резиновую крошку, около 6 миллионов (20%) попадают на завод Edge Rubber в Чемберсбурге, штат Пенсильвания, старейшее и наиболее успешное предприятие по производству мелкоячеистой резиновой крошки в Соединенных Штатах. Один из самых эффективных заводов по производству лома каучука в стране, большая часть эффективности которого связана с его системой обработки сыпучего сырья, использующей шесть разгрузчиков мешков Flexicon.

«Получив утильные шины, мы сначала измельчаем их на частицы размером примерно 1/2 дюйма (1,3 см), которые под действием силы тяжести загружаются в мешки для насыпных грузов весом 2000 фунтов (907 кг), — говорит Сэм Кауфман, вице-президент и главный операционный директор. Офицер Edge Rubber. «Эти частицы грубого помола составляют 80% сырья, которое мы перерабатываем в мелкоячеистую резиновую крошку».

Остальные 20% поступают в небольших мешках от шиномонтажных мастерских, которые шлифуют часть протектора от бывших в употреблении шин перед нанесением нового протектора на каркасы, создавая «полировку» размером примерно 3/16 дюйма.(0,5 см).

Поскольку Edge Rubber устранила ручную выгрузку небольших мешков из своего производственного процесса, она сначала перемещает содержимое небольших мешков в большие мешки, которые хранятся или выгружаются для подачи измельченных частиц каучука вместе с грубыми измельченными частицами в измельчитель крекеров. процесс для дальнейшего уменьшения размера частиц.

Перемещение частиц резины из биг-бэгов в крекерные мельницы осуществляется с помощью шести автоматизированных систем разгрузки биг-бэгов BULK-OUT ® BFC со встроенными гибкими винтовыми конвейерами от Flexicon.Оператор загружает объемный мешок на раму разгрузчика с помощью электрической лебедки и тележки на консольной двутавровой балке; разгрузчик выгружает частицы в напольный бункер вместимостью 20 куб футов (0,56 куб м), из которого гибкий винтовой конвейер длиной 15 футов (4,57 м) транспортирует их в одну из шести крекерных мельниц. Кауфман объясняет: «Четыре из этих разгрузочных систем идентичны, одна имеет гибкий шнековый конвейер большего диаметра для более быстрой загрузки, а другая представляет собой двойное разгрузочное устройство с двумя гибкими шнековыми конвейерами, которые подают материал на две дробилки.»

После того, как мешок установлен, оператор протягивает завязанный конец через ирисовый клапан, который предотвращает вытекание материала при развязывании мешка и позволяет контролировать выгрузку материала в бункер после открытия мешка.

Из-за природы частиц резины поток материала из мешка может быть непостоянным Для обеспечения непрерывной и эффективной работы устройства активации мешка FLOW-FLEXER ® , расположенные на раме, постоянно сжимают и освобождают противоположные стороны сыпучего материала мешка, чтобы способствовать потоку через носик мешка в воронку пола.

Частицы резины вытекают из разгрузочного отверстия донной воронки и загрузочного адаптера в гибкий шнековый конвейер модели 1450 длиной 15 футов (4,57 м), предназначенный для перемещения сложных материалов и состоящий из гибкого стального шнека, вращающегося внутри 4,5-дюймового шнека. Наружная труба из углеродистой стали диаметром 11,4 см. Шнек приводится в действие электродвигателем, расположенным на разгрузочном конце конвейера, который подает частицы каучука через переходной адаптер в крекерную мельницу.

Датчики высокого и низкого уровня в донной воронке сигнализируют ПЛК о включении конвейера при достижении высокого уровня и отключении конвейера при достижении низкого уровня.

«Прежде чем мы приобрели устройства для разгрузки мешков, мы вручную высыпали небольшие мешки с материалом из устройств для восстановления шин в мельницы для крекинга. достаточно, чтобы поддерживать полную производственную скорость, что замедлило весь процесс измельчения в окружающей среде. Ручное опорожнение мешков также было очень медленной операцией», — говорит Кауфман.

«Теперь разгрузчики биг-бэгов и гибкие шнековые конвейеры подают все сырье в мельницы для крекинга непрерывным автоматическим потоком», — говорит он.Пропускная способность увеличивается, запасы уменьшаются.

Типичная шина, измельченная Edge Rubber, содержит по весу примерно 70 % восстанавливаемой резины, 15 % стали, 3 % волокна и 12 % посторонних материалов, таких как инертные наполнители. В среднем одна легковая шина дает от 10 до 12 фунтов (от 4,5 до 5,4 кг) резиновой крошки.

Грубые измельченные частицы и шлифовка восстановленного протектора сначала измельчаются в крекерных мельницах (измельчение в условиях окружающей среды) — первый из двух процессов измельчения, в результате которых получают девять размеров частиц в диапазоне от 10 меш (2.00 мм, 0,8 дюйма) до 200 меш (0,074 мм, 0,003 дюйма). Крекерные мельницы производят частицы размером от 10 меш (2,00 мм, 0,8 дюйма) до 30 меш (0,60 мм, 0,02 дюйма).

Крекерная мельница измельчает резиновый лом, пропуская его между вращающимися зубчатыми стальными барабанами, уменьшая его до различных размеров, регулируя зазор между измельчающими валками. Полученные длинные и узкие частицы имеют большую площадь поверхности и подходят для применения в автомобилях, асфальте и формованных изделиях, таких как резиновые коврики и цельнорезиновые колеса для тележек и газонокосилок.

Частицы резиновой крошки, выбрасываемые из крекерных мельниц, классифицируются с помощью просеивающих сит. Крупногабаритные частицы повторно поступают в крекерные мельницы, а остальные передаются на упаковочную линию или на следующий процесс, микроизмельчение, для измельчения до мельчайших порошков. Магниты удаляют проволоку и другие металлические загрязнения. Ткань удаляют аспирацией и просеиванием.

Влажное измельчение или микроизмельчение дает более чистые и мелкие частицы. «Хотя он производит частицы размером до 40 меш (0.40 мм, 0,016 дюйма), большинство частиц имеют размер 60 меш (0,25 мм, 0,01 дюйма) и мельче. Процент от общей пропускной способности фактически составляет менее 200 меш (0,074 мм, 0,003 дюйма)», — говорит Кауфман. мельницах. Когда желаемый размер достигнут, вода испаряется из пульпы, а частицы высушиваются и классифицируются. Преимуществом мокрого измельчения является чистота и консистенция получаемой тонкой резиновой крошки, поскольку процесс «промывает» резиновую крошку чтобы удалить последние следы волокна.

Эти частицы имеют уникальную морфологию или структуру поверхности и часто продаются в качестве добавок для улучшения характеристик литьевых и экструдированных пластиков. Хотя большинство процессов мокрого помола производят частицы с гладкой поверхностью, запатентованная технология Edge Rubber дает частицы с шероховатой поверхностью и уникальной формой для максимальной площади поверхности. Они обеспечивают превосходную производительность для приложений, требующих прочного сцепления или высокой прочности на растяжение в таких отраслях, как автомобилестроение, герметики, специальные покрытия и специальные смеси.

Большая часть частиц мокрого помола Edge Rubber упаковывается в предварительно отмеренные пакетные пакеты, которые помещаются непосредственно в процесс формования у заказчика, а затем распадаются путем плавления при низкой температуре. Остальные частицы мокрого помола, наряду с более крупными частицами, полученными на крекерных мельницах, отправляются в мешках различного размера клиентам в Соединенных Штатах и ​​за рубежом.

«Во многом благодаря нашему оборудованию для разгрузки биг-бэгов мы являемся одним из самых эффективных заводов по переработке резинового лома в Соединенных Штатах», — заключает Кауфман.

Ковшовые элеваторы и манипуляторы для производства резиновой крошки

Резиновая крошка, полученная из переработанных автомобильных покрышек, представляет собой интересный продукт, применение которого постоянно расширяется. Резиновая крошка мелкого помола, в том числе в порошкообразном виде, используется как исходное сырье для изготовления формовых изделий и в производстве дорожного асфальта для дорог и проездов. Использование резиновой крошки, состоящей из более крупных частиц, включает безопасные и амортизирующие поверхности для игровых площадок и фитнес-центров, конных арен, велосипедных, пешеходных и беговых дорожек.Резиновая крошка с более крупными частицами также может использоваться для улучшения почвы, в качестве мульчи, а также в качестве наполнителя и подкормки для поверхностей с искусственным покрытием. При добавлении связующего резиновая крошка также может использоваться в качестве основного материала при строительстве спортивных поверхностей, включая беговые дорожки, беговые дорожки и спортивные площадки.

ПРОИЗВОДСТВО РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ

Как правило, резиновую крошку производят путем измельчения утильных шин до частиц размером от 3/8 дюйма до 40 меш и удаления 99 или более процентов стали и ткани из утильных шин.Существует несколько способов производства резиновой крошки. Двумя наиболее распространенными являются обработка в условиях окружающей среды и криогенная обработка. Третья технология, известная как процесс мокрого помола или мокрого помола, также широко используется для производства мелкоячеистой резиновой крошки, размер частиц которой варьируется от 40 до 200 меш.

Используя части измельченных шин, резиновая крошка обычно производится с использованием одного из двух процессов: обработки в условиях окружающей среды или криогенной обработки. Переработка в условиях окружающей среды представляет собой многоэтапный процесс, осуществляемый при комнатной температуре с использованием грануляторов или крекерных мельниц для измельчения каучукового сырья до подходящего размера.Криогенная обработка использует жидкий азот или другие криогены для замораживания резиновой крошки и частиц из переработанных шин. Затем замороженные частицы измельчают в молотковой мельнице, чтобы уменьшить их размер. Дальнейшее измельчение достигается за счет стадии вторичного измельчения.

При естественной и криогенной обработке получается резиновая крошка, состоящая из частиц размером от ¼” до 40 меш. Для производства резиновой крошки с размером частиц менее 40 меш обычно используется мокрый помол (или мокрый помол).Этот метод обработки приводит к получению резиновой крошки с размером частиц от 40 до более чем 200 меш.

КОВШОВЫЕ ЭЛЕВАТОРЫ И МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕШКОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ

Ковшовые элеваторы и устройства для обработки мешков с навалом используются в процессе производства резиновой крошки по-разному. К ним относятся следующие:

• Опорожнение исходного сырья, поставляемого в мешках насыпью от предприятий по переработке и повторному использованию шин. Некоторые производители резиновой крошки получают все или часть своих мешков с исходным сырьем, отгружаемых от переработчиков шин и предприятий по восстановлению протектора.Разгрузчики сыпучих мешков можно использовать для опорожнения мешков и подготовки сырья к транспортировке в производственный процесс.

• Транспортировка сырья к грануляторам, крекерным мельницам или установкам криогенной заморозки. Ковшовый элеватор можно использовать для обработки и транспортировки сырья к производственному оборудованию, используемому в процессах помола при температуре окружающей среды, криогенном или мокром помоле.

• Транспортировка и расфасовка готовой продукции в биг-бэги. На некоторых предприятиях мелкоячеистые частицы резиновой крошки мокрого помола отправляются заказчикам формования в предварительно отмеренных пакетах с включением больших объемов партии.Другие предприятия используют большие мешки для отправки клиентам резиновой крошки, полученной в результате естественной или криогенной обработки. В обоих случаях ковшовые элеваторы могут использоваться для подачи наполнителя биг-бэгов, которые упаковывают конечный продукт.

Компания UniTrak поставляет ковшовые элеваторы TipTrakTM и устройства для разгрузки и наполнения мешков Bagstander , которые можно использовать в производстве резиновой крошки. Ковшовые элеваторы TipTrakTM выпускаются различных размеров и конфигураций, подходящих практически для любого перерабатывающего предприятия.Разгрузчики и наполнители мешков для сыпучих материалов Bagstander предлагают проверенный способ безопасного и эффективного перемещения материала в мешки для сыпучих материалов и из них. Помимо поставки оборудования, UniTrak специализируется на инженерных системах, которые объединяют необходимое оборудование в полностью интегрированное решение. Чтобы узнать больше о ковшовых элеваторах и обработчиках мешков, которые мы можем поставить для производства резиновой крошки, , пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж.

Рынок резиновой крошки | Глобальный отраслевой отчет, 2027 г.

Рынок резиновой крошки: обзор
  • Резиновая крошка изготавливается путем измельчения шинных отходов в мелкие однородные гранулы.Внутренние армирующие материалы утильных шин, такие как сталь и волокно, удаляются вместе с другими типами инертных загрязнителей, таких как пыль, стекло и камни. Резиновая крошка используется в различных целях в резиновых полах, съемных лежачих полицейских и спортивных покрытиях, включая игровые площадки, спортивные площадки и спортивные газоны.
  • Резиновая крошка добавляет характеристики, улучшающие свойства готовой продукции. Это также помогает снизить затраты за счет замены более дорогих первичных компаундов.

Основные движущие силы рынка резиновой крошки
  • Помимо повышения осведомленности о рынке и установления спроса и сетей сбыта, в промышленности по производству резиновой крошки необходимо поддерживать высокое качество продукции для значительного расширения
  • Ожидается, что спрос на большее количество пешеходных дорожек создаст прибыльные возможности для мирового рынка резиновой крошки.По оценкам, спортивные и ландшафтные покрытия быстро расширяются, в то время как покрытие игровых площадок является жизнеспособной альтернативой переработанным использованным шинам.
  • Ожидается, что в ближайшем будущем рост спроса на подложку для пешеходных дорожек и тротуаров, выступающих в качестве амортизирующего слоя поверх бетонного фундамента домов, и материалы для мощения домашних патио будет стимулировать мировой рынок резиновой крошки

Вы начинаете бизнес и хотите добиться успеха? Получите эксклюзивный образец этого отчета в формате PDF

Отсутствие осведомленности потребителей, препятствующее развитию рынка
  • Ожидается, что цены на резиновую крошку снизятся в течение прогнозируемого периода из-за отсутствия проникающего маркетинга, неосведомленности потребителей и слаборазвитых распределительных сетей.Ожидается, что в ближайшем будущем это будет препятствовать мировому рынку резиновой крошки.

Ключевые сегменты рынка резиновой крошки
  • Ожидается, что сегмент напольных ковриков будет расширяться быстрыми темпами в течение прогнозируемого периода. Коврики потребляют от 50 до 100 миллионов тонн резиновой крошки ежегодно. Прогнозируется, что на поверхности спортивных и детских площадок будет расходоваться больше резиновой крошки из-за отсутствия полировки. На поверхности спортивных и игровых площадок ежегодно расходуется более 100 миллионов фунтов резиновой крошки.

Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион займет значительную долю мирового рынка резиновой крошки
  • Азиатско-Тихоокеанский регион за последние несколько лет стал центром автомобильной промышленности. Увеличение спроса на автомобили в развивающихся странах, таких как Китай и Индия, стимулирует автомобильную промышленность, тем самым стимулируя рынок резиновой крошки. Сильная государственная поддержка и специальные налоговые льготы привели к устойчивому двузначному росту продаж, как правило, в автомобильной промышленности Китая.Ожидается, что рост спроса на небольшие и экономичные пассажирские автомобили в таких странах, как Таиланд, Малайзия и Индонезия, также будет способствовать развитию автомобильного сектора в этих странах. Это, в свою очередь, по прогнозам, увеличит рынок резиновой крошки в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
  • Ожидается, что увеличение инвестиций в автомобильный сектор, как правило, на Ближнем Востоке и в Африке, станет ключевым фактором, стимулирующим рынок резиновой крошки в регионе. Марокко, Египет и Иран являются ведущими производителями автомобилей на Ближнем Востоке и в Африке, а основные рынки сбыта включают Иран, Саудовскую Аравию, Египет и ОАЭ.Таким образом, расширение автомобильного сектора в регионе увеличивает рынок резиновой крошки.
  • По спросу за Азиатско-Тихоокеанским регионом следуют Северная Америка и Европа. В США одна из крупнейших автомобильных отраслей в мире. Продажи легковых автомобилей в стране в 2018 году составили 17,2 млн единиц. Таким образом, рост в автомобильном секторе, вероятно, будет стимулировать спрос на резиновую крошку в США

Расширение операций в будущем? Чтобы получить идеальный запуск, запросите индивидуальный отчет

.

Ключевые игроки на рынке

Мировой рынок резиновой крошки сильно фрагментирован, на ведущих производителей приходится от 45% до 50% доли.Ключевые игроки, работающие на рынке резиновой крошки, включают:

  • ПЕРЕРАБОТКА ШИН LIBERTY
  • Лакин Шина
  • Семейство компаний Emanuel Tire
  • Утилизация и переработка шин
  • Maxan Corporation Pvt Ltd
  • Переработка шин Tracc
  • Интоуэйст Лимитед

Мировой рынок резиновой крошки: объем исследования

Мировой рынок резиновой крошки по типу автомобиля

  • Легковые автомобили
  • Коммерческие автомобили

Мировой рынок резиновой крошки по заявкам

  • Топливо, полученное из шин
  • Грунтовая резина
  • Инженер-строитель
  • Напольные коврики
  • Прочее

Мировой рынок резиновой крошки по регионам

  • Северная Америка
  • Европа
    • Германия
    • Франция
    • У.К.
    • Италия
    • Испания
    • Россия и СНГ
    • Остальная Европа
  • Азиатско-Тихоокеанский регион
    • Китай
    • Япония
    • Индия
    • АСЕАН
    • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
  • Латинская Америка
    • Бразилия
    • Мексика
    • Остальная часть Латинской Америки
  • Ближний Восток и Африка
    • ССЗ
    • Южная Африка
    • Остальная часть Ближнего Востока и Африки

Этот аналитический отчет TMR является результатом тщательного изучения и тщательной оценки различных факторов, влияющих на рост рынка.В TMR работает сплоченная команда аналитиков, стратегов и отраслевых экспертов, которые предлагают клиентам инструменты, методологии и платформы для принятия более взвешенных решений. Наша цель, идеи и действенная аналитика позволяют CXO и руководителям уверенно продвигать свои критически важные приоритеты.

Тщательное изучение различных сил, влияющих на динамику рынка, а также ключевых и связанных с ними отраслей, помогает предприятиям понять различные потребительские предложения.Наши клиенты используют эти идеи и перспективы для повышения качества обслуживания клиентов в быстро меняющейся бизнес-среде.

Все наши идеи и взгляды в целом основаны на 4 столпах или этапах: ASBC-S, которые предлагают сложную и настраиваемую структуру для успеха организации. Их сущность и роль в организационных успехах выделены ниже:

  • Повестка дня для CXO: TMR посредством исследования задает тон для повесток дня, которые имеют отношение к генеральным директорам, финансовым директорам, ИТ-директорам и другим руководителям CXO компаний, работающих на рынке.Перспективы помогают нашим клиентам преодолеть разрыв между повесткой дня и планом действий. TMR стремится дать CXO рекомендации по выполнению критически важных действий с помощью различных инструментов бизнес-анализа и повышению производительности организаций. Перспективы помогут вам выбрать собственный маркетинговый комплекс, который хорошо согласуется с политикой, видением и миссией.
  • Стратегические рамки: исследование предлагает, как организации устанавливают как краткосрочные, так и долгосрочные стратегические планы.Наша команда экспертов сотрудничает и общается с вами, чтобы понять это, чтобы сделать ваши организации устойчивыми и устойчивыми в трудные времена. Эти идеи помогают им определить устойчивое конкурентное преимущество для каждого бизнес-подразделения.
  • Сравнительный анализ для определения целевых рынков и позиционирования бренда. Оценки в исследовании обеспечивают тщательное изучение маркетинговых каналов и комплекса маркетинга. Наши различные группы работают синергетически с вами, чтобы помочь определить ваши фактические и потенциальные прямые, косвенные и бюджетные области конкуренции.Кроме того, исследование помогает определить наиболее эффективные бюджеты для различных процессов и рекламных мероприятий. Кроме того, исследование поможет вам установить ориентиры для интеграции людей и процессов с 4P маркетинга. В конце концов, это даст вам возможность найти уникальные стратегии предложения и ниши.
  • Business Composability for Sustainability (CS): постоянное планирование стратегии устойчивого развития, характеризующее нашу структуру C-S в отчете, стало более актуальным, чем раньше, перед лицом сбоев, вызванных пандемиями, рецессиями, циклами подъемов и спадов, а также меняющимся геополитическим сценарием.Исследование TMR предлагает высокий уровень настройки, чтобы помочь вам достичь компонуемости бизнеса. Компонуемые предприятия все чаще привлекают внимание CXO, чтобы помочь им бороться с волатильностью рынка. Наши аналитики и отраслевые эксперты помогут вам справиться с такой неопределенностью и помогут вам стать разумным устойчивым бизнесом в целом.

Исследование представляет собой тщательный анализ потребительских и технологических тенденций в конкретном регионе, включая самую последнюю отраслевую динамику.Они широко охватывают, но не ограничиваются

  • Северная Америка, Южная Америка и Америка
  • Азиатско-Тихоокеанский регион и Япония
  • Европа
  • Латинская Америка
  • Ближний Восток и Африка

Исследование предлагает информацию, основанную на данных, и рекомендации по нескольким аспектам. Некоторые из наиболее примечательных вопросов:

  • Каковы основные последние тенденции, которые могут повлиять на жизненный цикл продукта и рентабельность инвестиций?
  • Какие нормативные тенденции формируют стратегии корпоративного, бизнес-уровня и функционального уровня?
  • Какие микромаркетинговые инициативы ведущих игроков принесут инвестиции?
  • Что может быть лучшей структурой и инструментами для анализа PESTLE?
  • В каких регионах появятся новые возможности?
  • Какие революционные технологии будут использоваться для получения новых источников дохода в ближайшем будущем?
  • Какие операционные и тактические схемы используются различными игроками для завоевания лояльности клиентов?
  • Какова текущая и ожидаемая интенсивность конкуренции на рынке в ближайшем будущем?

Заявление об отказе от ответственности : Это исследование рынка является постоянной работой, и мы уделяем особое внимание поддержанию высочайшего уровня точности на всех этапах.Однако в свете быстро развивающейся бизнес-динамики для включения в исследование некоторых изменений, характерных для региона или другого сегмента, может потребоваться время.

РЕЗИНОВАЯ КРОШКА:-МНОГО-ОБЕЩАЕМЫХ-НЕСМОТРЯ-ПРОБЛЕМ | Шинный бизнес

Черное золото? Речь идет не о сырой нефти, предназначенной для НПЗ, а о «рафинированной» резиновой крошке. С ростом внимания к переработке каучука предприятия по производству резиновой крошки могут оказаться золотыми приисками.

«Мы перерабатываем резиновую крошку и превращаем ее в товар», — сказал Тим Лейти, совладелец и вице-президент по операциям компании Rubber Technologies Inc. из Ганновера, Пенсильвания.

Этот товар имеет тенденцию к росту. Исследование, проведенное Советом по управлению утильными шинами, указывает на 33-процентное увеличение в прошлом году количества утильных шин, используемых для производства резиновой крошки, которую они называют молотой резиной. Совет заявил, что в 1995 году в резиновую крошку было переработано 6 миллионов шин по сравнению с 4.5 миллионов в 1994 году.

И ожидается дальнейшее увеличение до 7 миллионов шин в этом году.

STMC заявила, что в 1995 году около 200 миллионов фунтов резиновой крошки также было переработано в резиновую крошку.

«Этот рынок будет увеличиваться на 10-15% в год, — сказал Майкл Блюменталь, исполнительный директор STMC. «Ключевым является создание и развитие новых способов использования. Переработка каучука — это большой бизнес, и он будет расти».

Спрос и предложение

Вся промышленность по производству резиновой крошки производит 250 миллионов фунтов в год, а один производитель сказал, что производственная мощность составляет до 325 миллионов фунтов в год.

«Мощность на 25-30% больше, чем сейчас производится», — сказал г-н Лейти. «Но в настоящее время существует потребность (только) примерно в 80 процентах того, что производится. Сейчас рынок перенасыщен».

Фернли Смит, президент консалтинговой фирмы ETA Inc. и бывший генеральный директор производителя резиновой крошки Midwest Elastomers Inc. в Вапаконете, штат Огайо, не согласен.

«Мы проходим через цикл, когда материал генерируется, а рынок не урегулирован,» г.— сказал Смит. «Избытка предложения нет».

Г-н Блюменталь сказал, что мощность отрасли составляет от 350 до 400 миллионов фунтов в год, а из 20 компаний, производящих резиновую крошку в США, восемь производят около 85 процентов резиновой крошки. общая доля рынка.

«Рынки есть, но вопрос в том, есть ли расширяющиеся рынки для нового входа, чтобы попробовать», — сказал Джон Серумгард, председатель STMC. «Новых рынков просто нет».

Ричард Дауни, вице-президент Recycled Rubber Resources Inc.в Мейконе, штат Миссури, заявили, что цены на резиновую крошку колеблются от 11 до 17 центов за фунт, в зависимости от размера резиновой крошки.

«Это не очень хорошая цена, когда ее производство стоит от 19 до 20 центов за фунт», — сказал г-н Дауни.

Одним из новых рынков, который не оправдал первоначальных высоких ожиданий, является производство прорезиненного асфальта.

Воодушевленные обещаниями федерального правительства, некоторые производители резиновой крошки надеялись быстро добиться процветания благодаря Закону об эффективности интермодальных наземных перевозок (ISTEA) 1991 года.

В соответствии со статьей 1038 законодательства АЭСТ штаты были обязаны использовать постоянно увеличивающееся количество битумной резины в проектах строительства автомагистралей, финансируемых из федерального бюджета. Должностные лица дорожных служб во многих штатах возражали, говоря, что прорезиненный асфальт — неизвестная технология.

После четырех лет споров президент Клинтон в конце прошлого года подписал законопроект, отменяющий требования к прорезиненному асфальту, но разрешающий финансирование дальнейших исследований.

Так много производителей резиновой крошки, которые пришли в бизнес, потому что делали ставку на АЭСТ, внезапно оказались в дураках.

«Многие необразованные люди стали заниматься бизнесом по производству резиновой крошки из-за стимулов, вложенных в него правительством, и того факта, что был принят законопроект ISTEA», — сказал Адам Бейкер, менеджер по продажам Baker Rubber Co. Бенд, Индиана. «Эти люди думали, что будет рынок, но это не тот случай». — добавил мистер Лейти. «Бремя доказывания лежало на асфальтовой промышленности, и они ничего не доказали.

Г-н Блюменталь, например, сослался на ситуацию с АЭСТ как на одну из причин «значительного избытка мощностей по производству резиновой крошки». и субсидии.

В настоящее время почти в каждом штате взимается плата за помощь в утилизации шин. По словам г-на Блюменталя, эти сборы варьируются от 25 центов до 1 доллара за шину, и в 1995 году такими сборами облагались 253 миллиона шин.

Некоторые штаты также поощряют компании, которые избавляются от старых шин. Многие производители резиновой крошки считают, что эта практика привлекает в отрасль новичков с менталитетом быстрого обогащения.

«Чаевые и другие субсидии сегодня являются самым большим сдерживающим фактором для роста в этой отрасли», — сказал г-н Лейти. «Слишком много производителей резиновой крошки не производят требуемого качества. . . сегодня. В первую очередь это связано с наплывом людей, которых привлекают чаевые.»

«Чаевые в сочетании с тем фактом, что правительства в целом стимулируют предложение, наносят ущерб отрасли, привлекая людей, которые не разбираются в отрасли,» сказал г-н Бейкер.

«(Государственные учреждения) дают много грантов людям, чтобы они занялись резиновой крошкой, чтобы избавиться от существующих куч,» добавил он. Но они недостаточно делают для развития рынков для производимой резиновой крошки.

Предоставление грантов, по мнению большинства производителей резиновой крошки, позволяет политикам сообщить своим избирателям, что что-то делается для решения проблемы утилизации шин.

«Должен быть какой-то стимул, но если правительство осознает, насколько насыщен рынок сегодня, они разработают новые торговые точки, чтобы использовать его», — сказал г-н Бейкер.

Новые торговые точки в конечном итоге приведут к уменьшению количества бракованных шин, что, в свою очередь, приведет к появлению рынка продавца.

«Мы верим, что со временем плата за чаевые уменьшится, поскольку резиновая крошка станет больше товаром», — сказал г-н Лейти.

«Мы уже видим, что плата за чаевые снижается, потому что утилизированные шины пользуются большим спросом», — сказал г-н Сильвер.Блюменталь сказал, добавив, что 69 процентов всех утилизированных шин используются повторно, и, по прогнозам, это число будет расти. «Рынки резиновой крошки могут в конечном итоге заплатить за шины, особенно когда они конкурируют с производителями шинного топлива, и тогда (они) смогут взимать более высокую плату за свою продукцию».

Новая Англия, Южная Калифорния По словам г-на Блюменталя, в штатах Висконсин и Иллинойс плата за чаевые снизилась.

В Иллинойсе, например, чаевые за шины для легковых и легких грузовиков составляют от 30 до 40 центов за шину по сравнению с 75 центами за 1 доллар всего 18 месяцев назад.

«Снижение платы за чаевые, безусловно, смягчит многие ложные экономические соображения, которые предприниматели связывают со списанными шинами и резиновой крошкой», — сказал г-н Блюменталь. «Плата за чаевые не должна рассматриваться как денежный поток, потому что сама по себе она не удержит компанию на плаву».

Помимо вмешательства правительства, существуют и другие проблемы, стоящие перед промышленностью по производству резиновой крошки.

«Поскольку это наполнитель, транспортировка становится проблемой», — сказал г-н Дауни. Чтобы снизить затраты, «вы должны быть ближе к своим клиентам», — сказал он.

Г-н Блюменталь из STMC сказал, что компании часто не осведомлены о логистике работы с резиновой крошкой.

«Для добрых намерений мало места», — сказал мистер Блюменталь. «(Решение об использовании резиновой крошки) должно быть ориентировано на бизнес и рынок.»

Это означает, что производители резиновой крошки должны знать, чего хотят клиенты.

«Вы должны проделать большую работу, чтобы получить надлежащую спецификацию», — сказал г-н Смит. «Прежде чем выйти на рынок, нужно хорошо разбираться в технических вопросах, а некоторые люди, которые вошли в бизнес, этого не понимают.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.