Актуальный контаминант пищевой продукции – наночастицы из пластика

-- исследование образцов продовольственного сырья и пище¬вых продуктов на соответствие их требованиям к пищевой ценно¬сти и безопасности.

При ввозе продукции. Санитарно-эпидемиологическая экспертиза пищевой продукции, произведённой с использованием нанотехнологий и содержащей наноматериалы, впервые поступающей на тер¬риторию Российской Федерации, осуществляется в соответствии с МУ 1.2.2636-10.

Порядок проведения санитарно-эпидемиологической экспертизы пищевой продукции, полученной с использованием нанотехнологий и содержащей наноматериалы, при ввозе определяется приказом Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека от 19 июля 2007 г. № 224 «О санитарно-эпидемиологических экспертизах, об¬следованиях, исследованиях, испытаниях и токсикологических, гигиенических и иных видах оценок» [15].

Пищевая продукция, произведённая с использованием нанотехнологий и содержащая наноматериалы, должна со¬провождаться документами, подтверждающими её безопасность в соответствии с законодательством Российской Федерации.

При необходимости дополнительной экспертизы пище¬вой продукции образцы направляются на дополнительную экс¬пертизу в уполномоченные для проведения исследований испы¬тательные центры и при необходимости в другие аккредитованные по этому направлению учреждения.

При производстве и обороте пищевой продукции. При проведении санитарно-эпидемиологического надзора за пищевой продукцией, полученной с использованием нанотех¬нологий и содержащей наноматериалы, при производстве, хранении, транспортировании и реализации проверяется наличие документов, подтверждающих безопасность данной продукции в соответствии с законодательством Российской Федерации, а также проводится отбор проб на лабораторные исследования с целью выявления наличия или от¬сутствия наночастиц в составе продукции.

Лабораторный контроль проводится в отношении пище¬вой продукции, в которой, согласно технической документации, возможно присутствие наночастиц [15].

2.3 Методы лабораторного контроля наночастиц из пластика

Для исследования наноматериалов и нанопорошков могут применяться практически те же методы, что и для исследования обычных кристаллических материалов. Однако у наноматериалов существует специфика, которая заключается в предъявлении повышенных требований к разрешающей способности методов, а именно возможность исследовать участки поверхности образцов с размерами менее 100-200 нм. Можно выделить ряд методов структурного и химического анализа, применение которых позволяет учесть специфику наноматериалов.

Электронная микроскопия. Электронная микроскопия использует электронный луч с малой длиной волны и позволяет существенно увеличить разрешающую способность.

В настоящее время используются несколько конструкций электронных микроскопов: просвечивающие, растровые (сканирующие), эмиссионные и отражательные. Наибольшее применение при исследованиях наноматериалов получили методы просвечивающей и растровой электронной микроскопии.

Просвечивающая электронная микроскопия дает возможность получить в одном эксперименте изображения с высоким разрешением и микродифракционные картины одного и того же участка образца. Современные просвечивающие электронные микроскопы обеспечивают разрешение до 0,1 нм, размер участка, с которого снимается микродифракционная картина, - до 50 нм. По полученному изображению можно судить о строении материала, а по дифракционной картине - о типе кристаллической решетки.

Существует три разновидности метода просвечивающей электронной микроскопии: прямой, полупрямой и косвенный.

Прямой метод дает наиболее полную информацию о структуре объекта, которым служит тонкая металлическая пленка (фольга), прозрачная или полупрозрачная для электронов. Обычно фольги получают путем утонения массивных образцов. На последних стадиях процесса утонения наиболее часто применяют технологию электрохимической полировки. В ряде случаев фольги получают также путем физического напыления в вакууме на водорастворимые подложки (NaCl, KCl). При исследованиях по этому методу удается различать отдельные дислокации и их скопления. Иногда микроскопы снабжают специальными приставками. Например, при использовании приставки, позволяющей растягивать фольгу в колонне микроскопа, можно непосредственно наблюдать эволюцию дислокационной структуры при деформации. При исследовании этим методом можно проводить и микродифракционный анализ. В зависимости от состава материала в зоне изучения получают диаграммы в виде точек (монокристаллы или поликристаллы с зерном больше зоны исследования), сплошные или состоящие из отдельных рефлексов (очень мелкие кристаллики в зернах или несколько малых зерен). Просвечивающие электронные микроскопы с очень узким лучом позволяют по спектру энергетических потерь электронов, прошедших через изучаемый объект, проводить локальный химический анализ материала, в том числе анализ на легкие элементы (бор, углерод, кислород, азот) [3, с.109].

Косвенный метод связан с исследованием не самого материала, а тонких реплик, получаемых с поверхности образца. В методическом плане он наиболее простой, так как изготовление фольг является сложным и достаточно длительным процессом. Изготовление реплик значительно проще. Его либо проводят путем напыления в вакууме на поверхность образца пленки углерода, кварца, титана или других веществ, которую можно потом отделить от образца, либо используют легко отделяемые оксидные пленки, получаемые оксидированием поверхности. Еще более перспективно использование реплик в виде полимерных или лаковых пленок, наносимых в жидком виде на поверхность шлифа. Для косвенного метода не требуются дорогостоящие высоковольтные микроскопы. Однако косвенный метод значительно уступает в разрешении прямому. Разрешение лимитируется точностью самой реплики и достигает в лучшем случае нескольких нанометров. Кроме того, возможно появление различных искажений и артефактов в процессе изготовления самой реплики, поэтому косвенный метод применяется в настоящее время достаточно редко. Многие его задачи, в том числе фрактография, в значительной мере решаются теперь методами растровой электронной микроскопии.

Полупрямой метод иногда применяют при исследовании гетерофазных сплавов. В этом случае основную фазу изучают с помощью реплик, а частицы, извлеченные из матрицы в реплику, исследуют прямым методом, в том числе и с помощью микродифракции. При этом методе реплика перед отделением разрезается на мелкие квадратики, а затем образец протравливают по режиму, обеспечивающему растворение материала матрицы и сохранение частиц других фаз. Травление проводят до полного отделения пленки-реплики от основы. Особенно удобен метод при изучении мелкодисперсных фаз в матрице при малой объемной их доле. Отсутствие у реплики собственной структуры позволяет исследовать дифракционные картины от частиц. При прямом методе такие картины выявить и отделить от картины для матрицы очень сложно.

Растровая электронная микроскопия (РЭМ). Важным достоинством растровой электронной микроскопии является сочетание большой разрешающей способности с большой глубиной фокуса. Это позволяет проводить высококачественные исследования поверхности шероховатых образцов. В ряде приборов вместо катода используют автоэмиссионные пушки, что позволяет получать очень узкие электронные лучи и доводить предельное разрешение до 0,5 нм. Следует отметить, что предельное разрешение шероховатых образцов будет существенно меньше, чем гладких. Недостатком метода РЭМ является возможность исследования только проводящих материалов. Для исследования изоляторов на их поверхность обычно напыляют тонкую пленку электропроводящего вещества, например углерода. Существуют и другие методы приспособления РЭМ к исследованию таких объектов.

В связи с тем, что при облучении материала электронами возникает рентгеновское излучение, в РЭМ широкое применение находит также метод рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), поэтому почти для всех растровых электронных микроскопов предусмотрено конструктивное совмещение этих методов. Имеется возможность регистрировать спектры длин волн компонентов рентгеновского излучения и энергий рентгеновских квантов. Это обеспечивает проведение высокочувствительного (десятые - тысячные доли процента) качественного и количественного анализа химического состава поверхности изучаемого материала, в том числе в отдельно выбранной точке. Пространственное разрешение РСМА составляет до 200-500 нм и сильно зависит от качества подготовки поверхности образцов.

Спектральные методы исследования. К спектральным методам обычно относят методы исследования поверхности твердых тел, основанные на анализе энергетических спектров отраженных излучений, возникающих при облучении изучаемого материала электронами, ионами и фотонами. Таких методов в настоящее время известно несколько десятков, однако не все из них имеют преимущественное или особенное применение в области исследования наноматериалов [3, с.110].

Электронная Оже-спектроскопия (AES). Этот метод основан на энергетическом анализе вторичных Оже-электронов. Эффект Оже назван по имени французского физика, открывшего его в 1925 году. Падающий электрон выбивает электрон внутренней оболочки атома. В результате возбуждения атомов на поверхности образца наблюдается эмиссия вторичных электронов. Малая доля из них (порядка 10-15) покидает образец в результате межорбитальных переходов без одновременного испускания фотонов (квантов рентгеновского излучения). Такие электроны называются Оже-электронами. Кинетическая энергия Оже-электрона определяется разницей энергии внутренней оболочки, с которой электрон был выбит, и энергии более высоколежащего энергетического уровня, откуда на образовавшуюся вакансию переходит электрон с выбросом Оже-электрона. По энергии Оже-электронов можно судить о свойствах атомов, которые их испустили. Таким образом, анализ энергетических спектров Оже-электронов позволяет судить о химическом составе поверхностного слоя исследуемого вещества, а в ряде случаев также дает сведения о химических связях атомов в нем. Существует возможность определения всех элементов тяжелее гелия. В приборах, реализующих электронную Оже-спектроскопию, энергия электронов в падающем пучке составляет 0,1- 3 кэВ. При этом исследуется состав поверхности на глубине 0,5-3,0 нм. Основной вклад в сигнал дают первые два-три слоя атомов. Разрешение по поверхности определяется диаметром первичного пучка электронов и составляет до 50 нм [3, с.110].

Масс-спектроскопия вторичных ионов. При этом методе происходит распыление поверхности исследуемого материала пучком ионов с последующим анализом продуктов распыления, а именно выбитых вторичных ионов. Вторичные ионы несут информацию о химическом составе 2-3 поверхностных атомных слоев в зоне зонда и исследуются посредством масс-спектрометра. Метод обладает высокой чувствительностью и позволяет определять все химические элементы, включая водород и гелий. Разрешение по глубине составляет 1-10 нм, а по поверхности зависит от устройства формирования ионного пучка и может составлять от 3 мм до 500 нм, а при использовании специальных источников ионов и до 40 нм.

Лазерный микрозондовый анализ. Метод основан на использовании пучка импульсного лазерного излучения, под действием которого происходит испарение микрообъема материала из выбранной точки поверхности и его ионизация. Образующиеся ионы анализируются масс-спектрометром. Исследование материала проводят в вакууме. Длительность импульса излучения в ультрафиолетовом диапазоне светового спектра составляет 30 нс и менее. Диаметр пятна достигает порядка 100-500 нм. Благодаря относительно малой плотности энергии в пятне, невысокой начальной энергии испарившихся ионов и малому рассеянию этой энергии обеспечивается высокая чувствительность анализа при весьма низких содержаниях элементов. Метод позволяет исследовать все виды материалов и анализировать как положительные, так и отрицательные ионы всех химичских элементов, а также разрешать изотопы и идентифицировать органические радикалы. Недостатком метода является достаточно низкая точность определения количественного содержания элементов.

Сканирующие зондовые методы исследования. Данная группа методов является наиболее широко используемой в области наноматериалов и нанотехнологий. Основная идея всех методов данной группы заключается в применении зонда - устройства считывания информации с поверхности исследуемого материала. В большинстве случаев в качестве рабочего тела зонда используется алмазная игла с радиусом при вершине порядка 10 нм. С помощью высокоточного позиционирующего (сканирующего) механизма зонд перемещают над поверхностью образца по трем координатам. Как правило, имеется два диапазона перемещения зонда: грубое перемещение с относительно низкой точностью и высокой скоростью и точное перемещение с достаточно низкой скоростью и высокой точностью позиционирования до 0,1-1 нм. Большая точность позиционирования обеспечивается, как правило, по высоте. Сигнал от зонда обрабатывается с помощью компьютера и преобразуется в трехмерное изображение. Для обработки снимаемых сигналов, их фильтрации и корректировки используются специальные пакеты программ. Стоимость и размеры зондовых микроскопов, как правило, значительно ниже, чем у электронных, а возможности вполне соизмеримы. Тем более что для ряда вариантов зондовой микроскопии наличие вакуума не требуется, материалы исследования могут быть самые разнообразные, в том числе изоляторы, полупроводники, биологические объекты. При этом исследования могут проводиться без существенного повреждения объекта и с достаточно простой подготовкой его поверхности (например, только полировка отдельного участка).

Сканирующая туннельная микроскопия (STM). Название метода связано с тем, что ток возникает вследствие туннельного эффекта, а именно квантового перехода электрона через область, запрещенную классической механикой. Этой областью и является зазор величиной 2-10 Е между кончиком иглы и ближайшей точкой поверхности исследуемого материала. Энергия туннелирующих электронов составляет порядка 1 эВ. В современных приборах реализуют режим, при котором величина туннельного тока поддерживается постоянной за счет приборной реализации обратной связи, меняющей величину зазора (перемещением зонда по оси Z). В наиболее благоприятных условиях метод сканирующей туннельной микроскопии обеспечивает разрешение по плоскости (координаты x и y) до 1 Е, а по высоте (координата z) - до 0,01 Е. Имеется много вариантов модернизации и дополнения этого метода. Так, сканирующая туннельная спектроскопия основана на анализе вольт-амперных характеристик в разных точках поверхности или получении изображений поверхности при разных напряжениях. В первом случае можно по величине второй производной туннельного тока определять тип атома, над которым остановилась игла, а во втором случае - определять параметры зонной структуры для полупроводников и сверхпроводников.

Ограничениями метода сканирующей туннельной микроскопии являются обязательность электропроводности материала исследуемого образца и необходимость высокого или сверхвысокого вакуума и низких температур (до 50-100 К) для получения высоких разрешений. В то же время для разрешения в диапазоне порядка 1 нм эти требования необязательны.

Атомно-силовая микроскопия (AFM). В этом методе регистрируют изменение силы взаимодействия кончика зонда (иглы) с исследуемой поверхностью. Деформация кантилевера измеряется по отклонению лазерного луча, падающего на его тыльную поверхность, или с помощью пьезорезистивного эффекта, возникающего в материале кантилевера при изгибе.

В ряде современных приборов существует возможность измерения усилий трения иглы, снятия карт упругости изучаемых участков материала, проведения испытаний нанотвердости методом царапанья, а при использовании полупроводниковых алмазных игл - измерения емкости поверхности образца, проводимости приповерхностного слоя, определения концентрации примесей по величине изменения емкости. Разрешение по плоскости (координаты x и y) составляет порядка 1 нм, а по высоте (координата z) - до 0,1 нм. Узким местом метода является стойкость материала иглы. Однако для большинства исследуемых материалов твердости алмазной или фуллеритовой иглы вполне хватает.

Магнитосиловая зондовая микроскопия (MFM). Данный метод фактически является разновидностью предыдущего. Отличие заключается в том, что кончик иглы кантилевера выполняется из магнитного материала или игла имеет ферромагнитное покрытие. При этом кантилевер становится чувствительным к магнитной структуре образца. Разрешение этого метода пока составляет порядка 10-50 нм. Использование магнитосиловой зондовой микроскопии особенно перспективно при исследованиях тонких пленок ферромагнетиков, например для целей электроники [3, с.111].

Сканирующая микроскопия ближней оптической зоны (SNOM). В этом методе, иногда называемом также ближнепольной оптической микроскопией, в качестве зонда используется световой волновод (стекловолокно), сужающийся на конце, обращенном к исследуемому образцу. При этом минимальный диаметр кончика световолокна должен быть меньше длины волны светового излучения. В этих условиях световая волна не выходит из волновода на большое расстояние, а лишь слегка «выглядывает» из его кончика. На другом конце волновода располагаются лазер и чувствительный фотоприемник отраженного от свободного торца волновода света. С учетом малого расстояния между исследуемой поверхностью и кончиком зонда сигналом, используемым для построения трехмерного изображения поверхности, являются амплитуда и фаза отраженной световой волны. Метод позволяет достигать разрешения до 10 нм. В ряде приборов самого последнего поколения с использованием нанотехнологий лазер и фотоприемник стали располагать на кончике иглы атомно-силового микроскопа, что позволяет объединять возможности обоих методов.

Дериватографический анализ. Процессы фазообразования при спекании изучали на дериватографе Q-1500D. Электронный дериватограф имеет канальный самописец микроволнового диапазона, который одновременно регистрирует температуру (Т), массу (ТГ), скорость изменения массы (ДТГ) и теплосодержания исследуемого вещества в зависимости от времени или температуры. Дериватограф позволяет осуществлять исследования в изотермических и изобарных условиях, среда - воздух, аргон, воспроизводимость процесса ±1 %.

2.4 Проблема оценки рисков наночастиц из пластика

На сегодня отсутствуют референтные значения безопасных уровней поступления наночастиц из пластика с пищей и водой. Помимо недостаточного разнообразия изученных наночастиц, это также связано с проблемами в их метрологии, то есть с необходимостью выражать их действующие количества не через массу/концентрацию, а через число частиц. Существующие оценки экспозиций характеризуются очень большими разбросами в зависимости от сценария. Так, поступление микрочастиц из всех известных источников (воздух, питьевая водопроводная и бутилированная вода, соль, сахар, мед, пиво, рыба и морепродукты) может находиться в интервале от 5•101 до 109 частиц микропластика в сутки.

Экспонирование человека нанопластиком через желудочно-кишечный тракт подтверждается его обнаружением в фекалиях как здоровых, так и больных. Установлена корреляционная взаимосвязь между числом нанопластика в фекалиях и развитием воспалительных заболеваний кишки. Однако наличие такой корреляции не может рассматриваться как доказателство связи, поскольку не исключена вероятность того, что на повышенное содержание наночастиц пластика в фекалиях могут влиять какие-то особенности образа жизни больных, вторично связанные с их заболеванием.

Исходя из сказанного, рекомендации по снижению рисков, вызываемых нанопластиком, имеют качественный характер и в основном базируются на так называемом «принципе предосторожности», гласящем, что желательно избегать контакта с новыми факторами, о возможном негативном действии которых на организм ничего не известно либо такие сведения являются недостаточными. В соответствии с международными рекомендациями максимально широкого внедрения заслуживает принцип «3R» (Reduce, Reuse, Recycle), то есть ограничение потребления, повторного использования и переработки применяемых в быту пластмасс.

2.5 Результаты собственных исследований

Проблема здорового и качественного питания имеет общемировой характер. Современное развитие технологий, в том числе нанотехнологий, позволило получить материалы, обладающие уникальными свойствами, которые начинают активно использоваться в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, но и требуют тщательного изучения их свойств и воздействия, оказываемого на организм человека и окружающую среду.

Наноматериалы сегодня находят все более активное применение в пищевой промышленности (очистка питьевой воды, фильтрация жидких продуктов, упаковочные материалы, обогащение продуктов микронутриентами, создание нанобиосенсоров) и все более актуальной становится задача обеспечения безопасности пищевых продуктов и упаковочных материалов. В пищевой отрасли можно выделить три основных направления применения нанотехнологий:

-- сельскохозяйственное производство (агрохимикаты и корма для животных),

-- пищевая промышленность (наноразмерные ингредиенты, добавки, пищевые добавки и функциональные пищевые продукты),

-- материалы, контактирующие с пищевыми продуктами.

Основные области применения искусственных наноматериалов при производстве пищевой продукции включают нанодисперсные формы пищевых веществ, обладающие повышенной биодоступностью, усвояемостью и совместимостью с другими компонентами продуктов, наноинкапсуляты и наномицелляты, позволяющие получать водорастворимые формы липофильных нутриентов, пищевые добавки, в том числе с улучшенными функциональными характеристиками, новые виды упаковочных материалов с повышенными газо-, фотобарьерными и антимикробными свойствами.

Применение инновационных технологий, связанных с внедрением наночастиц в пищевое производство сейчас практически, не развивается. Причиной этого являются такие факторы, как сравнительно более высокая, в сравнении с традиционной, цена нанотехнологической продукции, отсутствие в необходимом размере регулирующей нормативной базы и общественная озабоченность возможными рисками, связанными с действием наночастиц и нанообъектов на организм человека и окружающую среду.

Отсутствие необходимой нормативной базы для контроля наночастиц из пластика в пищевых продуктах и стало основанием для написания нашей курсовой работы.

Завершив написание курсовой работы мы достигли цели: анализ современного состояния вопроса о содержании наночастиц из пластика в пищевой продукции и характеристика их опасности. И выполнили все поставленные в курсовой работе задачи: изучение путей посупления наночастиц пластика в продукты питания и способы воздействия нанопластика на качество пищевых продуктов и здоровье человека, а также анализ возможных методов лабораторного исследования наночастиц.

Практическую часть курсовой работы мы проводили путем анализа научной литарутуры. Отбор литературы осуществляли с использованием данных поисковых систем Web of Science, Scopus, PubMed, а также материалов конференций и аналитических документов международных организаций в области безопасности пищевой продукции, мнографий, научных статей и книг наших соотечественников.

В рузельтате мы установили, что микрочастицы пластика, встречающиеся в окружающей среде, состоят чаще всего именно из полипропилена, кроме этого, часто обнаруживают полиэтилентерефталат. Это наиболее широко используемые пластмассы в производстве тары и упаковки, волокон. В работе показано, что частицы пластика были найдены в источниках питьевой воды во всем мире и, таким образом, он должен неминуемо оказаться в еде и напитках.

Анализ научных данных показал, что наночастицы обладают более высокой токсичностью по сравнению с обычными микрочастицами, они способны проникать в неизмененном виде через клеточные барьеры, а также через гематоэнцефалический барьер в центральную нервную систему, циркулировать и накапливаться в органах и тканях, вызывая более выраженные патоморфологические поражения внутренних органов, а также обладают длительным периодом полувыведения. Токсичность наночастиц определяется их формой и размерами, при этом мельчайшие наночастицы веретенообразной формы вызывают более разрушительные эффекты в организме, нежели подобные им частицы сферической формы; при воздействии на организм отчетливо прослеживается связь между дозой и эффектом воздействия. Классические органы-мишени для наночастиц в зависимости от пути поступления -- легкие, печень, почки, головной мозг, желудочно-кишечный тракт. Таким образом, современные исследования указывают на то, что наночастицы в некоторых упаковочных материалах для пищевых продуктов могут негативно сказываться на пищеварении. Показано, что их наличие в организме вызывает воспаление в тканях из-за реакции иммунной системы, наночастицы сорбируют на своей поверхности токсины и другие вредные вещества. Малый размер наночастиц позволяет им участвовать в биохимических процессах клетки и проникать в ранее недоступные области, такие как кровь и даже мозг.

Наночастицы пластика в настоящее время являются актуальной проблемой для гигиены труда и питания, коммунальной гигиены, охраны окружающей среды. Ввиду своей высокой устойчивости к процессам химического и биологического разложения наночастицы длительно персистируют в объектах окружающей среды, передаются по пищевым цепям, накапливаются в донных отложениях, почвах, организмах водных животных - фильтраторов. Оценки поступления нанопластика к человеку с пищей, водой и вдыхаемым воздухом в настоящее время варьируют в зависимости от сценария экспозиции на 7-8 порядков величины. Анализ экспериментальных исследований на беспозвоночных, рыбах, культурах клеток человека и лабораторных животных - грызунах говорит о том, что наночастицы из пластика, поступая в организм, способны к всасыванию, транслокации во внутренние органы, обладают общетоксическим, нейротоксическим, иммунотоксическим действием, репродуктивной токсичностью, нарушают защитный барьер слизистой оболочки кишки, влияют на кишечный микробиоценоз. Нанопластики могут служить векторами химических токсикантов, патогенных бактерий и вирусов. К сожалению, большинство сведений о вредном действии нанопластика получены с использованием единственного вида полимера - ПС. Предполагаемые механизмы токсичности наночастиц могут опосредоваться как генерацией свободных радикалов вследствие фагоцитоза частиц пластика или эффектов катализа на их межфазной границе, так и миграцией из частиц токсичных низкомолекулярных веществ - мономеров и пластификаторов, а также нарушением под влиянием нанопластика состава и функции кишечного микробиома.

В связи с вышесказанным остро встает вопрос разработки стандартизованных методик контроля содержания наночастиц в воде, в кормах, сырье и в готовой продукции. В работе для анализа наночастиц пластика изучили спектроскопический анализ, обычно применяемый в химическом анализе пластмасс. Для исследований применяли также сканирующую электронную микроскопию в комбинации с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией. Также используют такие методы, как масс-спектроскопия вторичных ионов, лазерный микрозондовый анализ, сканирующие зондовые методы исследования, сканирующая туннельная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, магнитосиловая зондовая микроскопия, сканирующая микроскопия ближней оптической зоны и дериватографический анализ.

Таким образом, для определения количества, состава и других свойств наночастиц в различных средах окружающей среды и в пищевой продукции необходимы комплексные исследования и стандартизация пригодных аналитических методик идентификации и количественной оценки.

Практическое применение результатов исследования

1. Целесообразно включить в действующие нормативные документы положения об обязательном декларировании размера частиц для пищевых добавок, допускающих использование веществ в наноформе, а также о специальной маркировке пищевой продукции, содержащей искусственные наночастицы и наноматериалы.

2. Необходимо разработать гигиенические нормативы содержания приоритетных наноматериалов (диоксиды кремния и титана, УНТ, коллоидное серебро) в потребительской продукции, а также межгосударственные стандарты по методам контроля пищевой продукции по содержанию искусственных нанокомпонентов.

3. Проводить регулярный мониторинг пищевой продукции на содержание в ней наночастиц из пластика.

4. Проводить исследования потенциальных рисков для здоровья человека наиболее распространенных химических форм наночастиц пластика.

Выводы

1. Наночастицы пластика поступают в продукты питания разнообразными способами. Они длительно персистируют в объектах окружающей среды, передаются по пищевым цепям, накапливаются в донных отложениях, почвах, организмах водных животных - фильтраторов. В организм человека наночастицы пластика поступают с пищей, водой и вдыхаемым воздухом. Основным способом контаминации пищевой продукции наночастицами является упаковка.

2. Наночастицы из пластика в больших количествах способны оказывать негативное воздействие на организм человека. Поступая в организм, способны к всасыванию, транслокации во внутренние органы, обладают общетоксическим, нейротоксическим, иммунотоксическим действием, репродуктивной токсичностью, нарушают защитный барьер слизистой оболочки кишки, влияют на кишечный микробиоценоз. Наночастицы могут служить векторами химических токсикантов, патогенных бактерий и вирусов.

3. В нашей стране нет утвержденных методов анализа наночастиц из пластика. Однако, к современным лабораторным методам анализа, способным определить наночастицы можно отнести: электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию, растровую электронную микроскопию, электронную Оже-спектроскопию, масс-спектроскопию вторичных ионов, лазерный микрозондовый анализ, сканирующие зондовые методы исследования, сканирующую туннельную микроскопию, атомно-силовую микроскопию, магнитосиловую зондовую микроскопию, сканирующую микроскопию ближней оптической зоны и дериватографический анализ.

Библиографический список

1. Анциферова И. В. Источники поступления наночастиц в окружающую среду // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2012. №2.

2. Анциферова, И. В. Подходы к оценке безопасности наноматериалов: учебное пособие / И. В. Анциферова, А. И. Зенков, О. В. Сомов. -- Пермь: ПНИПУ, 2010. -- 85 с.

3. Анциферова, И. В. Наночастицы и наноматериалы с огромным потенциалом и возможными рисками: учебное пособие / И. В. Анциферова. -- Пермь: ПНИПУ, 2012. -- 345 с.

4. Будкевич, Е. В. Биомедицинские нанотехнологии: учебное пособие для вузов / Е. В. Будкевич, Р. О. Будкевич. -- 3-е изд., стер. -- Санкт-Петербург: Лань, 2022. -- 176 с.

5. Гмошинский И.В., Шипелин В.А., Хотимченко С.А. Микропластики в пищевой продукции: происхождение, свойства и возможные риски // Медицина труда и экология человека. 2022. №2.

6. Гмошинский И.В., Шипелин В.А., Хотимченко С.А. Наноматериалы в пищевой продукции и ее упаковке: сравнительный анализ рисков и преимуществ // Анализ риска здоровью. 2018. №4.

7. Горбунова Н.А., Туниева Е.К. Риски и безопасность использования нанотехнологий пищевых продуктов: обзор // Теория и практика переработки мяса. 2016. №3.

8. Интеллектуальный потенциал XXI века: ступени познания: материалы V Региональной студенческой научно-практической конференции. (23 АПРЕЛЯ 2014). Сборник статей: материалы конференции. -- Казань: КНИТУ, 2014. -- 332 с.

9. Кодолов В.И., Хохряков Н.Б. Химическая физика формирования и превращений наноструктур и наносистем. - Ижевск, 2009. - Т.1. - 360 с. 31.

10. Корнилов Кирилл Николаевич, Роева Наталья Николаевна Обнаружение частиц микропластика в растительных маслах // Health, Food & Biotechnology. 2020. №1.

11. Литвяк Владимир Владимирович, Копыльцов Анатолий Александрович, Ананских Виктор Владимирович Нанотехнологии в пищевой промышленности // Пищевая промышленность. 2020. №12.

12. Лопанов, А. Н. Управление безопасностью труда в наноинженерии : учебное пособие / А. Н. Лопанов. -- Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2020. -- 224 с.

13. Материалы I Всероссийской конференции с международным участием по загрязнению окружающей среды микропластиком «MicroPlasticsEnvironment-2022» (МРЕ-2022), 02-06 августа 2022 г., п. Шира, Хакасия / общ. ред. Ю.А. Франк. - Томск: Издательство Томского государственного университета, 2022 -132 с.

14. Мелихов И.В., Рудин В.Н. Критерий экологической безопасности производства и использования нанодисперсных веществ // Нанотехника. - 2010. - № 4 (24). - С. 66-70.

15. Методические рекомендации МР 1.2.0023-11 «Контроль наноматериалов в пищевой продукции»

16. Наноматериалы. Свойства и сферы применения: учебник для вузов / Г. И. Джардималиева, К. А. Кыдралиева, А. В. Метелица, И. Е. Уфлянд. -- 3-е изд., стер. -- Санкт-Петербург: Лань, 2021. -- 200 с.

17. Соколов Ю.И. Риски тотального пластикового загрязнения планеты // Проблемы анализа риска. 2020. №3.

18. ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств»

19. Тутельян В. А., Хотимченко С. А., Гмошинский Иван Всеволодович, Шумакова А. А., Распопов Р. В. Комплексная Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов: информационно-аналитическая и экспериментальная составляющие // ЗНиСО. 2011. №5.

20. Фатхутдинова Лилия Минвагизовна, Халиуллин Тимур Оскарович, Залялов Рамиль Равилевич Токсичность искусственных наночастиц // Казанский мед.ж.. 2009. №4.

21. Хомутова, Е. Г. Стандартизация и метрология в приоритетных технологиях: учебное пособие / Е. Г. Хомутова, А. А. Спиридонова. -- Москва: РТУ МИРЭА, 2021. -- 107 с.

Размещено на Allbest.ru