در سالهای اخیر سطح بیسابقهای از مواد شیمیایی و سموم توسط انسان ساخته شده است که چالش بزرگی محسوب میشود. سیاره ما از این مواد اشباع شده است و بدن ما هر روز از طریق غذا، آب، هوا، لباس، لوازمآرایشی، محصولات پاککننده و بسیاری از چیزهای روزمره دیگر با این سموم و مواد شیمیایی بمباران میشود. در سال 2017، دانشمندان حتی زمین را به عنوان «سیاره سمی» نامگذاری کردند [1].
علم پزشکی همچنین به طور فزایندهای مشکلات و بیمارهایی مانند چاقی، سرطان، بیماری قلبی و همچنین اوتیسم را با حجم زیادی از مواد سمی که انسان روزانه در معرض آنها قرار میگیرد، مرتبط میداند.
به همین دلیل منطقی است که تا حد امکان اقدامات احتیاطی برای محدود کردن این سموم انجام شود، بهویژه در نوزادان و کودکانی که سیستم ایمنی و اندامهای حیاتی آنها هنوز در حال رشد است و اغلب کمتر قادر به مبارزه با مواد مضر هستند به علاوه، همه روزه نوزادان و کودکان نوپا در حال کاوش روی زمین هستند و همه چیز را در دهان خود قرار میدهند و احتمال مصرف مواد شیمیایی را افزایش میدهند [1].
اسباببازیهای پلاستیکی نرم مانند اسباببازیهای حمام، عروسکهای پلاستیکی و اسباببازیهای بادی اغلب نقضان اصلی قوانین موجود برای سمیت محصولات هستند. نوع رزین مورد استفاده برای ساخت محصول پلیمری را با ارائه «کد شناسایی رزین» مشخص میکنند. یک کد رزین پلاستیکی به شما میگوید که از کدام نوع رزین پلاستیکی برای ساخت محصول شما استفاده شده است. یک بطری رزین پلاستیکی معمولاً با اعداد 1-7 تعریف میشود. در ادامه رزین مرتبط با هر عدد نشان داده شده است:
- PET: پلیاتیلن ترفتالات
- HDPE: پلیاتیلن با چگالی بالا
- PVC: پلیوینیل کلراید
- LDPE: پلیاتیلن با چگالی کم
- PP: پلیپروپیلن
- PS: پلیاستایرن
- دیگر: پلیکربنات و هر موردی غیر از موارد فوق
پلاستیکها نیز بسته به نوع رزین مورد استفاده در آنها با عددی بین 1 تا 7 دستهبندی میشود [2].
آنهایی که در دسته 1، 3، 6 و 7 طبقهبندی میشوند، عموماً سهم بیشتری در تخلف از قوانین موجود دارند. به همین دلیل، از اسباببازیهای پلاستیکی ساخته شده از PVC که اغلب شامل فتالاتها هستند، باید اجتناب کرد [1].
رنگها، پوششها، چسبهای سمی و همچنین اسباببازیهایی با رنگها یا چسبهای بالقوه سمی، مواردی هستند که باید از آنها دوری کرد. برخی از رنگها حاوی سرب هستند و همچنین چسبها ممکن است حاوی فرمالدئید باشند. اطلاعات منتشر شده در برخی از کشورها نشان میدهد که مواردی از مسمومیت با سرب به علت خوردن لاستیکهای حاوی سرب، آبرنگ، مداد رنگی، قطعات اسباببازی و مواد به کار رفته جهت بستهبندی اسباببازیها، مواردی از ابتلا به اسهال و استفراغ در اثر مسمومیت با ماده پلاستیکی به کار رفته در اسباببازی و مسمومیت با تولوئن به کار رفته در ساخت یویو مشاهده شده است [3]. همچنین اسباببازیهای چوبی ساخته شده از MDF و Ply-wood معمولاً با استفاده از چسبهای سمی و سایر مواد چسبنده به هم متصل میشوند، بنابراین بهتر است در صورت امکان از آنها اجتناب شود.
شکل 1- عروسکهای حمام ساخته شده از PVC دارای نرمکننده فتالات [1]
استفاده از اسباببازیهای دست دوم نیز در صورت امکان، باید محدود شوند، بهویژه اگر این اسباببازیها تولید شده قبل از دهه 90 هستند، زیرا کمتر با استانداردهای ایمنی فعلی مطابقت دارند. تحقیقات اخیر در بریتانیا در واقع غلظت بالایی از عناصر خطرناک از جمله آنتیموان، باریم، برم، کادمیوم، کروم، سرب و سلنیوم را در طیف وسیعی از اسباببازیهایی که از مهدکودکها، خانهها و فروشگاههای صرفهجویی در سراسر جنوب غربی انگلستان آزمایش کردند، کشف کرد.
در بسیاری از سایتها مشاهده شده است که اسباببازیهای ساخت چین محکوم میشوند و پیشنهاد میشود که کاملاً از آنها اجتناب شود. اگرچه درست است که چین به دلیل استفاده از مواد ارزانقیمت، اغلب با پوششهای سمی و مقررات بسیار کم، بدنام است، اما فقط به این دلیل که یک اسباببازی در خارج از چین ساخته میشود، به طور خودکار آن را به گزینه ایمنتر تبدیل نمیکند. بررسی تعدادی از موارد مسمومیت مراجعه شده به بخش اورژانس بیمارستانها نشان میدهد که تعدادی از مسمومیتها در اثر مواجهه با مواد شیمیایی موجود در اسباببازی ایجاد میشود. همچنین گزارشات موردی از مسمومیتهای حاد ناشی از اسباببازی در کودکان نشان میدهد که این آسیبها عمدتاً در اثر استنشاق بخارات ترکیباتی مانند چسب، حلال، مواد سوختنی و سایر ترکیبات مورد استفاده در کیتهای نقاشی و یا مسمومیت با فلزات سنگینی مانند سرب یا جیوه به دنبال استفاده نامناسب از اسباببازی اتفاق میافتد. آمار مرکز کنترل سم در ایالت متحده آمریکا نشان داده که 13 درصد از سمیتهای کودکان زیر 6 سال مربوط به وسایل آرایشی و 4/2 درصد در ارتباط با ابزارآلات هنری و صنایعدستی است [3].
گروه محیطزیست سازمان ملل (UNEP) گزارشی منتشر کرده است که نشان میدهد 25 درصد اسباببازیهای کودکان حاوی مواد شیمیایی مضر هستند. افزودنیهای شیمیایی در اسباببازیهای پلاستیکی و سایر محصولات پلاستیکی برای ایجاد ویژگیهای خاصی مانند سختی یا ویژگیهای کشسانی استفاده میشود. بر اساس این مطالعه، بسیاری از این مواد شیمیایی میتوانند به سلامت کودکان آسیب برسانند. محققان توصیه میکنند که این مواد در اسباببازیها حذف شوند و با جایگزینهای ایمن جایگزین شوند [4]. این افزودنیها شامل نرمکنندهها، بازدارندههای شعله، مواد فعال سطحی (مثلاً برای ایجاد کف)، تثبیتکنندهها، رنگها و اسانسها هستند. پیتر فانتکه؛ استاد دانشگاه فنی دانمارک (DTU) و محقق اصلی این مطالعه گفت: «از 419 ماده شیمیایی موجود در مواد پلاستیکی سخت، نرم و فوم مورد استفاده در اسباببازیهای کودکان، 126 ماده به طور بالقوه میتوانند به سلامت کودکان آسیب بزنند، از جمله 31 نرمکننده، 18 ماده بازدارنده شعله و هشت مورد از اسانسها. این مطالعه اولویتبندی این مواد را برای حذف تدریجی در اسباببازیها و جایگزینی آنها با جایگزینهای امنتر توصیه میکند. همچنین اتاق کودکان باید تهویه شود تا در معرض استنشاق مواد شیمیایی خطرناک ساطع شده از اسباببازیها قرار نگیرند.»
از آنجایی که اغلب اسباببازیهای پلاستیکی دارای برچسب مواد شیمیایی نیستند، والدین نمیدانند که آیا یک وسیله مضر است یا خیر. در حالی که تأثیر کامل مواد شیمیایی پلاستیکی بر بدن ناشناخته است، اما ثابت شده که آنها با سرطان و ناباروری مرتبط هستند. نوزادان و کودکان خردسال به دلیل سرعت متابولیسم سریع، نسبت بالای سطح به وزن بدن و رشد سریع اندامها و بافتها، در برابر قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی حساس هستند [4].
در ژوئن 2007، شرکت RC2، تولیدکننده قطارهای چوبی محبوب که به رنگآمیزیهای درخشان معروف بودند، پس از نقض قوانین استاندارد دولتی ایالاتمتحده و حضور سرب (Pb) در رنگ آن اسباببازیها، بیش از یک و نیم میلیون واحد از اسباببازیها از سرتاسر کشور جمعآوری شد.
کمیسیون ایمنی محصولات مصرفی (CPSC) هشدار داد که والدین باید فوراً استفاده کودکان از اسباببازیها را متوقف کنند. البته این تنها مورد نبود، در سال 2007 نیز، بیش از 17 میلیون اسباببازی به دلیل نقض رنگ فدرال سرب جمعآوری شدند [5].
چرا مواد شیمیایی سمی در اسباببازیها وجود دارد؟
دو دلیل عمده وجود دارد که اسبابها حاوی مواد شیمیایی سمی هستند: فقدان مقررات و نقض مقررات موجود.
به طور خاص برای اسباببازیها، الزامات ایمنی در ایالاتمتحده و سایر کشورهای صنعتی در درجه اول در مورد ایمنی مکانیکی مانند جلوگیری از خفگی، پارگی یا آسیبهای دیگر تمرکز کردهاند.
تا همین اواخر تمرکز کمی روی مواد شیمیایی موجود در اسباببازیها طبق مقررات جاری وجود داشته است، CPSC فقط چهارده ماده شیمیایی موجود در اسباببازیها را محدود میکند که شامل هشت فلز سنگین و شش فتالات است.
حال راهحل چیست؟
فناوری نانو با معرفی نانوکامپوزیتهای پلیمری، نقش بسزایی را در حل این چالش داشته است. با استفاده از پلیمرهایی که خطری برای سلامتی ندارند و ایجاد خواص جدید در آنها با استفاده از نانومواد که در ادامه معرفی خواهند شد، راهحلهای امیدوارکنندهای برای حل برخی از موانع کاربردی پلیمرها جهت استفاده در ساخت اسباببازیها ارائه شده است. قابلیتهای بهبود یافته و مفاهیم جدید بستهبندی با پیشرفت در تحقیقات و گسترش علم نانو، امکانپذیر شده است. پلیمرهای طبیعی مانند قندها و پروتئینها قادرند در ترکیب با نانومواد مانند نانوالیاف سلولزی، نانوکامپوزیتهای سبز تشکیل دهند که بدون سمیت، زیستتخریبپذیر و زیست سازگار بوده و در محیط بهوسیله موجودات تجزیهکننده به ریزواحدهای خود تبدیل میشوند. کارایی بالای نانوذرات و نانولولهها زمینه بهکارگیری پلیمرهای زیستتجزیهپذیر را در صنعت بستهبندی مواد غذایی فراهم کرده است. فناوری نانو محققان را قادر میسازد که ساختار عناصر بستهبندی را در مقیاسهای خیلی کوچک تغییر دهند. از این فناوری میتوان حتی در ساخت اسباببازیهای پلاستیکی و پلیمری بدون سمیت نیز استفاده کرد.
روشهای متنوعی جهت تولید نانوذرات وجود دارد که به سه روش کلی فیزیکی، شیمیایی و زیستی طبقهبندی شدهاند. تولید به روش شیمیایی ساده است ولی احتمال اینکه مواد سمی حاصل از واکنش بر روی نانوذرات تولیدی باقی بماند وجود دارد. در روش فیزیکی نانوذرات دارای سمیت کمی هستند ولی تولید زمانبر است. با توجه به این معایب و مشکلات استفاده از روشهای فیزیکی و شیمیایی امروزه روش تولید زیستی معرفی شده است که روشی آسان و ارزان بوده و دارای سمیت کم و سازگاری بالا با بدن انسان است [6].
رایجترین نانوذرات غیرسمی در صنایع غذایی که میتوان در صنایع اسباببازی نیز استفاده کرد، در ادامه معرفی میشوند:
- رایجترین نانوذرات مورد استفاده در صنایع غذایی عبارتاند از اکسید تیتانیوم[1](TiO2) که به دلیل خواص فوتوکاتالیستی خود، میتواند به عنوان افزودنی به پلیمرها اضافه شود و باعث خواص ضدمیکروبی و محافظت در برابر پرتو UV شوند. در حال حاضر از این نانوکامپوزیتها در بستهبندی مواد غذایی و ظروف نگهدارنده مواد غذایی و افزودنی غذایی استفاده میشود.
- نانوذرات طلا علاوه بر کاربرد در صنایع غذایی در حوزههای تحقیقاتی متفاوتی مانند پزشکی، تحقیقات مولکولی زیستی و نانوالکترونیک سودمند هستند. به کمک نانوذرات طلا میتوان سلولهای سرطانی را نابود کرد.
- نانوذرات نقره که خواص ضدمیکروبی و آنتیباکتریالی بالایی دارند.
- نانوذرات خاک رس که در حال حاضر در بستهبندی مواد غذایی جهت کاهش عبور گاز به داخل بستهبندی استفاده میشود.
- نانوذرات اکسید روی (ZnO)[2] که مانند نانوذرات اکسید تیتانیوم خواص آنتیباکتریالی دارند.
- نانوذرات اکسید سیلیسیوم[3](SiO2) [7].
بیشترین استفاده از نانوذرات نقره به دلیل داشتن ویژگیهای ض میکروبی قوی آن است که باعث شده است در محصولات مختلف همچون مواد شوینده، پوشاک، کفش، افزودنیهای غذایی، مواد آرایشی و نیز به صورت پوشش ماسکهای تنفسی، اسباببازی و… کاربرد داشته باشد [8].
استفاده از نانوذرات ضدباکتری نقره در محصولات مصرفی، از منسوجات گرفته تا اسباببازیها موجب شده است توجهات در مورد سمیت زیستمحیطی این مواد بسیار جلب شود. این نانوذرات نسبت به طیف وسیعی از ارگانیسمها سمی هستند اما با تغییر یک سری روشها و مواد میتوان سمیت آنها را کاهش داد در حالی که خواص آنتیباکتریال مفید خود را حفظ کنند.
نقره به دلیل دارا بودن خواص ضدباکتریایی، پرمصرفترین نانوماده است و در انواع کالاهای مصرفی از جمله لباسهای ورزشی، اسباببازی، ظروف نگهداری مواد غذایی و پانسمان زخم یافت میشود. به دلیل روشهای سنتز ساده و خواص ضدباکتریایی آنها، نانوذرات نقره اغلب کروی هستند میتوان از آنها در کاربردهای گوناگونی از جمله استفاده در اسباببازیها استفاده کرد [9].
شکل 2- نانوذرات نقره، کروی (A)، مکعبی (B) و میلهای (C) [8]
شرکتهای ایرانی
محققان و پژوهشگران ایرانی هم از سالها پیش درصدد تولید نانوذرات آنتیباکتریال برای استفاده در پارچه و اسباببازیهای کودکان بودند. از آنجایی که نانوذرات دارای خواص آنتیباکتریال معمولاً دارای خواص غیرسمی هم هستند، میتوان از آنها در اسباببازیهای ایمن و بدون سمیت نیز استفاده کرد.
انواع مستربچهای آنتیباکتریال با نانوذرات غیرسمی برای پلیمرهای پلیآمید، ABS، پلیکربنات، پلیاتیلن، پلیپروپیلن و… در ایران تولید میشوند.
در سالهای اخیر تولید منسوجات پلیاستری رشدی روزافزون در صنعت نساجی داشته است. همزمان با رشد و گسترش فناوری نانو، تولید منسوجات ضدمیکروبی با استفاده از نانونقره به عنوان ماده فعال، به میزان قابل توجهی گسترش یافته است.
به عنوان مثال، پتروشیمی شهید تندگویان برای ایجاد ماندگاری خاصیت ضدمیکروبی در برابر شستشو و سایش، گرانول ضدمیکروبی پلیاتیلنترفتالات را با تثبیت ذرات نان نقره-دیاکسیدتیتانیوم بر روی ماده اولیه در فرایند پلیمریزاسیون تولید کرده است. بر این اساس، این ذرات به صورت کاملاً یکنواخت در تمام تودهای پلیمر قرار گرفته و به خاطر پیوند نسبتاً محکمی که با تودهای پلیمر دارند به سادگی رهایش ندارند. از این گرانول به علت خواص بدون سمیت برای ساخت اسباببازیهای غیرسمی نیز میتوان استفاده کرد [10].
همچنین شرکت رامو آلیبریت، گرانول برپایه نانوذرات نقره دارای خاصیت آنتیباکتریال و غیرسمی است که بیشتر به منظور کاربرد در ساخت قطعات کامپوزیتی پلیمری به منظور از بین بردن باکتریها، ویروسها و… در صنایع مختلفی چون خودروسازی، لوازمخانگی، قطعات پلیمری بیمارستانی و… مورد استفاده قرار میگیرد که میتواند برای ساخت قطعات اسباببازی نیز استفاده شود [10].
شکل 3- نمونهای از گرانولهای تولیدی شرکت رامو آلیبرت [10]
شرکتهای خارجی
یکی از شرکتهایی که اقدام به استفاده از نانوذرات آنتیباکتریال و غیرسمی در ساخت اسباببازی کرده است، شرکت Pure Plushy است. این شرکت تمرکز خود را بر روی از بین بردن کپکها، باکتریهای خانگی و میکروارگانیسمها با ترکیب فناوری نانونقره با فوم میکنند. این فناوری شامل افزودن نانوذرات نقره، به عنوان یک عامل طبیعی ضدکنه، ضدکپک و ضدمیکروب و با سمیت کم با اندازه 25 نانومتر (که حدود یک 200 هزارم موی انسان است)، در داخل فوم و الیاف عروسکها است.
خواص ضدمیکروبی و غیرسمی نانوذرات نقره این شرکت توسط مقررات محصولات بیوسیدال اتحادیه اروپا (BPR) تأیید شدهاند [11].
شکل 4- نمونهای از محصولات تولید شده توسط شرکت Microban
نتیجهگیری
سلامتی کودکان یکی از دغدغههای مهم هر کشور و دولتی است. اصلیترین وسایلی که کودکان در سالهای اولیه خود با آنها سروکار دارند اسباببازیها هستند. به همین دلیل غیرسمی بودن این لوازم یکی از نکات اصلی خریداری آنها است که این سالها به آن توجه ویژهای شده است. به همین منظور از فناوری نانو و نانوذرات و یا استفاده از مستربچهای پلیمری با نانوذرات آنتیباکتریال با سمیت کمتر استفاده میشود تا مقدار سمیت در این لوازم به کمترین میزان ممکن برسد.
- Best Non-Toxic Toys For 2021: An Ultimate Guide, https://onemumandalittlelady.com/non-toxic-toys/
- اختصاصی بسپار/ نمادهای مختلف بازیافت در پلاستیکها و… به چه معنا هستند؟ https://polymervapooshesh.ir/%d8%a7%d8%ae%d8%aa%d8%b5%d8%a7%d8%b5%db%8c-%d8%a8%d8%b3%d9%be%d8%a7%d8%b1%d9%be%d9%84%d8%a7%d8%b3%d8%aa%db%8c%da%a9-%d9%87%d8%a7%db%8c-%d8%b3%d8%a8%d8%b2%d8%b1% d9%88%d8%b4%d9%86-%d8%aa%d9%88%d8%b6/
- راهنمای بهداشتی سلامت کودکان در اسباببازی, https://ier.tums.ac.ir/%D8%B1%D9%87%D9%86%D9%85%D9%88%D8%AF%D9%87%D8%A7-%D9%88%D8%AF%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1%D8%A7%D9% 84%D8%B9%D9%85%D9%84%D9%87%D8%A7,https://ier.tums.ac.ir/uploads/24/old/Toys-site.pdf
- Harmful Chemicals Found in 25% of Children’s Toys, UNEP Study Finds https://sdg.iisd.org/news/harmful-chemicals-found-in-25-of-childrens-toys-unep-study-finds/
- Toxic Chemicals in Toys and Children’s Products: Limitations of Current Responses and Recommendations for Government and Industry, Environmental Science & Technology, VOL. 44, NO. 21, 2010.
- بررسی اثرات سمیت سلولی نانوذرات طلای تولیدی توسط Bacillus cereus بر روی ردههای سلولی هپاتوسیت و فیبروبلاست، مجله پژوهشهای سلولی و مولکولی (مجله زیستشناسی ایران) جلد 29، شماره 3
- بررسی امکان کاربرد نانوذرات در ارتقای قابلیت بیوپلیمرها در بستهبندی مواد غذایی http://irannano.org/filereader.php?p1=main_c20ad4d76fe97759aa27a0c99bff6710625.pdf&p2=pub_publication_number&p3=1&p4=1
- اثر نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم بر سمیت حاد نانوذرات نقره در ماهی دانیو گورخری, https://elmnet.ir/article/1712393-99001/%D8%A7%D8%AB%D8%B1%D9%86%D8%A 7%D%86%D9%88-%D8%B0%D8%B1%D8%A7%D8%AA-%D8%AF%DB%8C%D8 %A7%DA %A9%D8%B3%DB%8C%D8%AF%D8%AA%DB%8C%D8%AA%D8%A 7%D9%86%DB%8C%D9%88%D9%85-%D8%A8%D8%B1-%D8%B3%D9%85%DB %8C%D8%AA-%D8%AD %D8%A7%D8%AF%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88% D8%B0%D8%B1%D8%A7%D8%AA%D9%86%D9%82%D8%B1%D9%87%D8%AF%D8%B1%D9%85%D8%A7%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%A7%D9%86%DB%8C%D9%88 %DA%AF%D9%88%D8%B1%D8%A E%D8%B1%DB%8C-(Danio-rerio)
- محصولات فناوری نانو در حوزه رنگ، رزین، کامپوزیت و پلیمر http://nilifam.com/media/2016/08/Nano-products.pdf
- Reducing Environmental Toxicity of Silver Nanoparticles through Shape Control, DOI: 10.1021/acs.est.5b01711, Environmental Science & Technology, 2015.
- Nanotechnology and Nanosilver: What Are the Concerns?
https://www.microban.com/antimicrobial-solutions/overview/safer-than-nanotechnology
———————————————————————
تهیه و تنظیم:
- سیده سمانه قاسمی، شرکت توسعه مهندسی الماسواره دانش
بخش ترویج صنعتی فناوری های نانو و میکرو
====================================================================================
[جهت دسترسی به گزارش نهایی محصولات و شرکتهای دارای گواهی نانومقیاس ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو به «کتب مرجع محصولات و تجهیزات نانو و صنعت» به نشانی (INDnano.ir/category/book) مراجعه کنید]
[همچنین برای دانلود فایل PDF کلیه گزارشات بهمراه جزئیات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی رسانه تخصصی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید]
====================================================================================
