CC BY
4
БОТ: 10.15587/2312-8372.2017.100025
ДОСЛ1ДЖЕННЯ БЕЗПЕЧНОСТ1 ЛЛЯНИХ ВОЛОКОН ДЛЯ ВИ МЕДИЧНОГО ТА САШТАРНО-ППеШЧНОГО ПРИЗНА
Важливою проблемою на сьогодшшнш день е захист здоров'я людини вiд впливу шкiдливих факторiв. Значущу роль при цьому вiдiграють текстильш ви-роби з екологiчно чисто! натурально! сировини. Виробництво таких виробiв на укра!нських пiдприемствах за вщсутност власно! бавовни залежать вiд закор-донно! сировини, причому не завжди надежно! якость Тому доцiльним е вико-ристання для цiе! мети власно! сировини, зокрема лляного волокна, яке мае уш-кальш медичш та санiтарно-гiгiенiчнi властивостi. Текстильнi вироби iз лляного волокна мають здатнiсть:
- пригнiчувати життедiяльнiсть мжрофлори;
- до сумiсностi з живими бюлопчними об'ектами, обумовлену викорис-танням хiрургiчних ниток з льону для накладання внутрiшнiх швiв;
- зупиняти кровотечу та антипролежневий ефект;
- до сприятливого впливу на терморегуляторний мехашзм оргашзму;
- поглинати вшьт радикали;
- сприятливий вплив на iмунiтет та шкiру людини;
- до поглинання м'якого iонiзуючого випромшювання та зниження статично! електрики [1-6].
Цi властивостi обумовленi хiмiчною будовою та складом волокна, зокрема наявшстю в ньому рiзних мшроелеменпв [7]. Однак, в iснуючiй на сьогодшшнш день нормативнш документаци, не регламентуеться хiмiчний склад лляного волокна та його вплив на показники якость Не нормуються концентраци хiмiч-них елементiв у волокш, що в подальшому може впливати на його використан-ня для виготовлення виробiв. У зв'язку з цим актуальними е дослiдження, яю спрямованi на анадiз iснуючих нормативних докумеипв, якi регламентують якiсть та безпечшсть волокон та пошук шляхiв створення вимог до показникiв безпечност вiдповiдно до сфери застосування.
При розробщ рекомендацiй необхiдно враховувати ушкальну властивiсть льону накопичувати в тканинах мшроелементи з грунту, в тому чи^ й важкi метали, яю можуть негативно впливати на оргашзм людини.
2. Об'ект дослiдження та його технолопчний аудит
Об 'ектом даного досл1дження е процес формування нормативно-техшчно! документаци щодо безпечностi лляного волокна медичного та сашгарно-гтешчного призначення. Це дослiдження необхiдно проводити iз врахуванням унiкадьних властивостей льону, яю обумовленi його хiмiчним складом та будовою. Зокрема, стшюсть лляного волокна до фiзичних та хiмiчних впливiв обу-мовлена наявшстю в ньому целюлози та ступенем !! впорядкованость Завдяки
Евтушенко В. В., Закора О. В., Евтушенко А. В.
1. Вступ
наявност домшок не целюлозного характеру, волокна характеризуются шд-вищеною стiйкiстю до вологи, температури, мiкроорганiзмiв, свiтла. Внаслщок великих можливостей адаптаци до змш хiмiчних властивостей навколишнього середовища льон накопичуе в сво!х тканинах мжроелементи, у тому числi й важк метали, сукупна присутнiсть яких е причиною медичних та саштарно-гтешчних властивостей.
Одним iз найбiльш проблемних завдань в даному процес е встановлення вимог щодо вмiсту важких металiв у волокнi. При цьому доцшьно враховувати не тiльки вмют кожного окремого хiмiчного елемента, але й !х сумарний вплив на безпечшсть.
3. Мета та завдання дослвдження
Метою досл1дження е удосконалення нормативно-техшчно! документаци на основi пропозицш щодо регламентування безпечностi лляних волокон. Для досягнення поставлено! мети необхщно:
1. Провести аналiз юнуючо! нормативно! документаци, в якiй регламенту-ються вимоги до волокон.
2. Сформулювати рекомендацi! щодо безпечностi лляних волокон.
4. Дослвдження iснуючих р1шень проблеми
Серед основних напрямкiв усунення проблеми дослiдження можуть бути видшеш чинники, якi формують рiвень безпечност текстилю. Зокрема, в роботах [8, 9] вказуеться на необхщшсть створення нормативно! документаци, в якш регламентуються вимоги до безпечностi, методи, методики та критерп до-слщження. Однак не враховано унiкальнi властивост лляного волокна, його хь мiчний склад та сумарний вплив хiмiчних елементiв на формування медичних та саштарно-гтешчних властивостей. Аналогiчнi висновки зроблено в робот [10] щодо розробки сучасних, принципово нових методичних пiдходiв яюсного аналiзу, гiгiенiчних критерi!в i регламентiв, а також гармонiзацiя !х з мiжнарод-ними стандартами. Авторами запропоновано створення державних саштарних норм i правил, в яких буде враховано гiгiенiчний контроль якiсних складових хiмiчних факторiв, що можуть спричиняти шкоду здоров'ю. Цi пропозицi! сто-суються в основному одягу, зокрема дитячого. В робот [11] проаналiзовано ро-зподiлення важких металiв уздовж ос рослини льону в порядку зменшення !х концентрацi!: корiнь, стебло, листя, насшня та запропоновано використовувати його для очищення грунту вщ важких металiв. Аналогiчнi дослiдження було проведено в робот [12] та розроблено протоколи визначення характеристик елементв та визначення токсичних металiв у лляному волокш.
Авторами [10-17] проаналiзовано способи використання лляного волокна для медицини iз врахуванням його протимжробних властивостей, здатностi до поглинання вологи, мехашчних властивостей.
Таким чином, результати проведеного аналiзу свiдчать про необхщшсть вибору найбiльш прийнятного рiшення, яке повинного враховувати властивост лляного волокна для виробiв медичного та санггарно-гтешчного призначення.
5. Методи дослщження
Проведення повного дослщження безпечност лляного волокна - процес досить трудомюткий. Тому було обрано метод анашзу нормативно! документаци. Зокрема, традицшний, класичний ан^з, спрямований на штерпретащю вь домостей, яю е в сучаснiй нормативно-технiчнiй документаци.
При цьому було використано один i3 видiв традицiйного аналiзу - внутрь шнiй, направлений на анашз документу i3 врахуванням вимог до безпечност лляного волокна. Вибiр критерив для оцiнки безпечностi лляного волокна був пов'язаний з його ймовiрними особливостями вiдповiдно до гiгiенiчних та ток-сикологiчних вимог.
6. Результати дослщжень
Необхiднiсть формування укра!нського ринку виробiв медичного та саш-тарно-гтешчного призначення з лляного волокна обумовлена наявшстю власно! сировини [18, 19]. Останшм часом о^м льону-довгунця для ще! мети вченi пропонують використовувати льон олiйний [20, 21]. Враховуючи, що такi виро-би мають безпосереднiй контакт зi шюрою людини, постае питання щодо !х безпечностi. Здатнiсть льону накопичувати з грунту мжроелементи диктуе не-обхщшсть перевiрки грунтiв на наявнiсть у них важких металiв, якi потрапля-ють разом з добривами, отрутохiмiкатами. При цьому постае потреба у ство-реннi допустимих норм цих елемеипв у продукцi! з нього. Накопичення важких металiв може негативно впливати як на показники якост лляного волокна, так i негативно впливати на оргашзм людини.
Вщповщно до ГОСТ 17.4.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения» [22] для контролю хiмiчних ре-човин, яю потрапляють в грунт, потрiбно враховувати клас небезпеки хiмiчних речовин:
- 1-й клас - високо небезпечш речовини (миш'як, кадмiй, ртуть, селен, свинець, цинк, фтор);
- 2-й клас - помiрно небезпечш речовини (бор, кобальт, шкель, молiбден, мiдь, сурма, хром);
- 3-й клас - мало небезпечш речовини (барш, ванадш, вольфрам, марга-нець, стронцiй).
Незважаючи на те, що даний нормативний документ е застаршим i потре-буе замiни, на даний момент вш е чинним. Вiдповiдно до нього потрiбно пере-вiряти наявшсть небезпечних хiмiчних елементiв, якi можуть потрапляти з грунту в лляну сировину.
Бшьшють виробниюв на сьогодшшнш день, враховуючи прагнення спо-живачiв отримувати екологiчно чисту продукщю, використовують мiжнарод-ний стандарт Oeko-Tex Standard 100 [23]. Цей стандарт встановлюе обмеження на використання деяких хiмiчних речовин - сурми, миш'яку, свинцю, кадмш, хрому, кобальту, мщ, нiкелю, ртутi в текстильнiй продукци. Нормуються та-кож рН водно! витяжки та гранично допустимi концентраци формальдегщв. Однак цей стандарт не враховуе подшу на класи небезпеки, яю передбаченi ГОСТ 17.4.02-83 та перевiрку на наявнiсть небезпечних хiмiчних речовин, пе-
редбачених цим стандартом. OKpiM того, вщповщно до Oeko-Tex Standard 100, Bci текстильнi матерiали подiляються на групи:
- дитячий асортимент;
- вироби, бшьша частина яких контактуе 3i шкiрою людини;
- вироби, як не контактують 3i шкiрою людини;
- вироби, як використовуються в побут, мiсцях загального користування, транспорт.
При цьому в стандарт не враховуються вироби медичного та саштарно-гтешчного призначення.
Враховуючи вимоги Державних саштарних норм та правил «Матерiали та вироби текстильнi, шкiрянi i хутровi. Основнi гiгiенiчнi вимоги» [24], сировина для виготовлення текстильних матерiалiв не повинна мютити в своему складi хiмiчнi сполуки, якi вщносяться до першого класу небезпечностi. Однак, не но-рмуються речовини, яю входять до цього класу: селен, цинк, фтор.
Враховуючи здатшсть льону накопичувати мжроелементи з грунту, в тому чи^ й високо небезпечш речовини, постае завдання перегляду нормативiв що-до вмiсту цих речовин в лляному волокш та виробах з нього. Шд час розробки цих нормативiв необхiдно враховувати гранично допустимi концентрацп всiх елементiв та !х вплив один на одного.
При цьому важливим е врахування як посилання, так i послаблення сумю-
ично д к посил;
но! ди важких металiв. Для льону така протидiя означае, що сумарний вплив декшькох елементiв може бути меншим суми дi! окремих елементв [25, 26]. Цей факт пояснюеться здатнiсть одного елемента затримувати або стимулювати дiю iнших. Цей процес е мшливим i контролюеться багатьма чинниками, зок-рема генетичними, бiохiмiчними та фiзiологiчними та потребуе додаткових до-слiджень [27, 28]. Таким чином, сумарний негативний ефект вщ забруднення льону важкими металами залежить не тiльки вiд набору та рiвня вмiсту конкре-тних елементв, а й вщ особливостей !х взаемного впливу.
Для розробки критерш оцiнки безпечностi лляного волокна доцшьним е врахування всiх чинникiв. Шд час розрахунку гранично допустимих концент-рацш важких металiв у лляному волокш необхщно враховувати:
- сумарний влив вЫх хiмiчних елементiв за умови вщсутност взаемного впливу один на одного;
- взаемодш, яка призводить до взаемного посилення ди всiх, або одного елементу. Як результат, шдвищення рiвня небезпеки ди цих елементiв;
- взаемодш, яка призводить до взаемного послаблення ди вЫх, або одного елементу. Результат - шдвищення значення гранично допустимих концентрацш та шдвищення безпечност.
7. SWOT-аналiз результатiв дослiдження
Strengths. Серед сильних сторш даного дослщження слiд вiдмiтити пропо-зицi! щодо нормування хiмiчних речовин у лляному волокш iз врахуванням йо-го властивостей та вщповщно до його призначення. Про користь даного твер-дження свщчать результати аналiзу нормативних документв, в яких цi вимоги вщсутш. Використання рекомендацiй щодо розробки критерш безпечност
лляного волокна дозволяе виршити завдання забезпечення виробами медично-го та саштарно-гтешчного призначення Ï3 сировини, яка е в Укршш. Критерь ями нормування е гранично допустимi концентрацiï хiмiчних елементiв, як кожного окремо, так i вЫх разом, яю е в наявностi у волокш. Це сприятиме:
- пiдвищенню вимог до безпечност волокна;
- мiнiмiзацiï появи на украïнському ринку небезпечних текстильних виро-бiв, на виробництво яких витрачаються значнi ресурси.
Weaknesses. Слабю сторони даного дослiдження пов'язаш зi складнiстю виявлення хiмiчних елеменпв, у тому числi й важких меташв. Причиною цього е необхщшсть використання високоточних експериментальних дослiджень iз використанням сучасноï аналiтичноï технiки, яка в багатьох випадках е недоступною. Для усунення дано!' проблеми юнуе необхщшсть розробки доступно!" методики визначення вмюту хiмiчних елементiв у лляному волокш. Негатив-ними факторами дослщження е:
- збiльшення часу виробництва продукци;
- збшьшення вартост виробництва, пов'язане з додатковими дослщженнями.
Opportunities. Додатковi можливостi, якi забезпечують досягнення мети ба-
зуються на переглядi застарiлих стандартiв колишнього Радянського Союзу та розробщ сучасноï методики по визначенню хiмiчного складу лляного волокна. Саме таким чином може бути виршена проблема безпечност сировини украш-ського виробництва медичного та сашгарно-гтешчного призначення. При цьому дат у дослщженш рекомендаци можуть стати основою для розробки но-вих нормативних докуменпв. Використання рекомендацiй шд час оцiнки без-печностi лляного волокна сприятиме розширенню асортименту укра^сь^ продукци медичного та санiтарно-гiгiенiчного призначення.
У подальших роботах автори приведуть результати ощнки безпечностi лляних волокон зпдно даних рекомендацiй.
Threats. Складност^ пов'язанi iз впровадженням даних у дослщженш ре-комендацiй, пояснюються перш за все недостатшм фiнансуванням розробки нових нормативних докумеипв. Ця проблема може бути виршена при забезпе-ченнi бюджетного фiнансування та кош^в зацiкавлених органiзацiй.
Таким чином, SWOT-аналiз результатiв дослiдження дозволяе визначити основш напрямки для успiшного досягнення мети дослщження. Серед них:
- нормування хiмiчних елементiв у лляному волокш медичного та саштар-но-гiгiенiчного призначення;
- розробка методики визначення вмюту хiмiчних елементiв;
- перегляд застарших стандартiв;
- фiнансування розробки нових нормативних докуменпв.
8. Висновки
1. Проаналiзованi iснуючi нормативнi документи щодо безпечностi лляних волокон враховують подш текстильних матерiалiв на групи та класи небезпеки. Встановлено, що особливоï уваги щодо безпечност потребуе лляне волокно, призначене для виготовлення виробiв медичного та сашгарно-гтешчного при-значення.
2. Сформоваш рекомендаци щодо розробки сучасних нормативних доку-менлв i3 врахуванням вимог мiжнародного стандарту Oeko-Tex Standard 100 та вимог Державних саштарних норм та правил. При цьому критeрiями нор-мування е гранично допустимi концентрацп всiх хiмiчних елеменпв у лляному волокнi. Визначення 1х кiлькостi потребуе розробки сучасно! методики i3 врахуванням подiлу хiмiчних eлeмeнтiв на класи небезпеки. Враховуючи недо-статне фiнансування робiт, пов'язаних з розробкою нових нормативних доку-мeнтiв доцiльним е поеднання бюджетного фшансування з коштами защкав-лених оргашзацш.
Лiтература
1. Zhivetin, V. V. Len i ego kompleksnoe ispol'zovanie [Text]: Handbook / V. V. Zhivetin, L. N. Ginzburg, O. M. Olshanskaia. - Moscow: Inform-Znanie, 2002. - 400 p.
2. Artemov, A. V. Mediko-gigienicheskie svoistva l'nianyh tkanei [Text] / A. V. Artemov, O. A. Miheeva // Dizain i tehnologii. - 2009. - № 12 (54). - P. 9096.
3. Toure, A. Flaxseed Lignans: Source, Biosynthesis, Metabolism, Antioxidant Activity, Bio-Active Components, and Health Benefits [Text] / A. Toure, X. Xueming // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. - 2010. -Vol. 9, № 3. - P. 261-269. doi:10.1111/j.1541-4337.2009.00105.x
4. Zhivetin, V. V. Len na rubezhe XX i XXI vekov [Text]: Handbook / V. V. Zhivetin, L. N. Ginzburg. - Moscow: IPO «Poligrom», 1998. - 184 p.
5. Yakutina, N. V. Medical and biological aspects of ecological characteristics of flax [Text] / N. V. Yakutina, A. V. Artemov, O. G. Liubskaya // Science Review. - 2011. - № 5. - P. 28-33.
6. Yakutina, N. V. Sorption properties of linen fabrics [Text] / N. V. Yakutina, A. V. Artemov, O. G. Liubskaya // Science Review. - 2013. - № 3. -P. 35-37.
7. Zhivetin, V. V. L'nianoe syr'e v izdeliiah meditsinskogo i sanitarno-gigienicheskogo naznacheniia [Text] / V. V. Zhivetin, B. P. Osipov, N. N. Osipova // Rossiiskii himicheskii zhurnal. - 2002. - Vol. XLVI, № 2. - P. 31-35.
8. Halyk, I. S. Ekolohichna bezpeka ta biostiikist tekstylnykh materialiv [Text]: Monograph / I. S. Halyk, O. B. Kotsevych, B. D. Semak. - Lviv: Lviv Commercial Academy, 2006. - 232 p.
9. Yarshchuk, O. V. Strukturnyi pidkhid do optymizatsii pokaznykiv yakosti tekstylnykh materialiv ta vyrobiv z nykh [Text] / O. V. Yarshchuk,
0. P. Bokhonko, O. Yu. Lepikash // Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho univer-sytetu. Tekhnichni nauky. - 2011. - № 1. - P. 209-213.
10. Prodanchuk, M. H. Suchasni problemy bezpechnosti tekstylnykh materialiv ta odiahu v ramkakh harmonizatsii z vymohamy standartiv krain yevropeiskoho spivtovarystva [Text] / M. H. Prodanchuk, L. H. Senenko, O. P. Kravchuk,
1. V. Lieposhkin // Suchasni problemy toksykolohii. - 2004. - № 1. - P. 3-8.
11. Angelova, V. Bio-accumulation and distribution of heavy metals in fibre crops (flax, cotton and hemp) [Text] / V. Angelova, R. Ivanova, V. Delibaltova,
K. Ivanov // Industrial Crops and Products. - 2004. - Vol. 19, № 3. - P. 1< doi:10.1016/j.indcrop.2003.10.001
12. Rezic, I. Cellulosic fibers - Biosorptive materials and indicators of heavy metals pollution [Text] / I. Rezic // Microchemical Journal. - 2013. -Vol. 107. - P. 63-69. doi:10.1016/j.microc.2012.07.009
13. Kulma, A. New flax producing bioplastic fibers for medical purposes [Text] / A. Kulma, K. Skorkowska-Telichowska, K. Kostyn, M. Szatkowski, J. Skala, Z. Drulis-Kawa, M. Preisner, M. Zuk, J. Szperlik, Y. F. Wang, J. Szopa // Industrial Crops and Products. - 2015. - Vol. 68. - P. 80-89. doi:10.1016/j.indcrop.2014.09.013
14. Anjum, S. Effects of photoperiod regimes and ultraviolet-C radiations on biosynthesis of industrially important lignans and neolignans in cell cultures of Li-num usitatissimum L. (Flax) [Text] / S. Anjum, B. H. Abbasi, J. Doussot, A. Favre-Reguillon, C. Hano // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. -2017. - Vol. 167. - P. 216-227. doi:10.1016/j.jphotobiol.2017.01.006
15. Stamboulis, A. Effects of environmental conditions on mechanical and physical properties of flax fibers [Text] / A. Stamboulis, C. A. Baillie, T. Peijs // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2001. - Vol. 32, № 8. -P. 1105-1115. doi:10.1016/s1359-835x(01)00032-x
16. Bagheri, Z. S. Biomechanical properties of an advanced new car-bon/flax/epoxy composite material for bone plate applications [Text] / Z. S. Bagheri, I. El Sawi, E. H. Schemitsch, R. Zdero, H. Bougherara // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. - 2013. - Vol. 20. - P. 398-406. doi:10.1016/j.jmbbm.2012.12.013
17. Kunert-Keil, C. The survival and proliferation of fibroblasts on biocomposites containing genetically modified flax fibers: An in vitro study [Text] / C. Kunert-Keil, T. Gredes, A. Meyer, M. Wrobel-Kwiatkowska, M. Dominiak, T. Gedrange // Annals of Anatomy - Anatomischer Anzeiger. - 2012. - Vol. 194, № 6. - P. 513-517. doi:10.1016/j.aanat.2011.12.006
18. Semak, B. B. Teoretyko-metodolohichni osnovy formuvannia vitchyznia-noho syrovynnoho rynku ekolohichno bezpechnykh tovariv tekstylnoi promyslovosti [Text]: Monograph / B. B. Semak. - Kherson: Hrin D. S., 2011. - 232 p.
19. Semak, B. B. Naukovi zasady formuvannia rynku roslynnoi tekhnichnoi syrovyny ta yoho okremykh sehmentiv [Text]: Monograph / B. B. Semak. - Lviv: Lviv Commercial Academy, 2007. - 512 p.
20. Tikhosova, H. A. Oderzhannia volokon riznoho funktsionalnoho pryznachennia z tresty lonu oliinoho [Text] / H. A. Tikhosova, T. M. Holovenko, I. O. Mieniailo // Lehka promyslovist. - 2011. - № 1. - P. 40-42.
21. Fedosova, N. M. Rasshirenie vozmozhnostei ispol'zovaniia maslichnogo l'na [Text] / N. M. Fedosova // Problemy legkoi i tekstil'noi promyshlennosti Ukrainy. - 2010. - № 1. - P. 115-116.
22. GOST 17.4.02-83. Ohrana prirody. Pochvy. Klassifikatsiia himicheskih veshchestv dlia kontrolia zagriazneniia [Text]. - Introduced: 1985-01-01. - Moscow: Izdatel'stvo standartov, 1985. - 12 p.
23. Standart 100 by OEKO-TEX [Electronic resource] // OEKO-TEX® Cer-tifications&Services. - Available at: \www/ URL: https://www.oeko-tex.com/ru/business/certifications_and_services/ots_100/ots_100_start.xhtml
24. DSanPiN 3.3-182-2012. Materialy ta vyroby tekstylni, shkiriani i khutrovi. Osnovni hihiienichni vymohy [Text]. - Introduced: 2013-09-01. - Kyiv: State Sanitary Norms and Regulations, 2012. - 35 p.
25. Pendias, H. Trace Elements in Soils and Plants, Third Edition [Text] / H. Pendias, A. Kabata-Pendias. - CRC Press, 2001. - 403 p. doi:10.1201/9781420039900
26. Alekseev, Yu. V. Tiazhelye metally v pochvah i rasteniiah [Text] / Yu. V. Alekseev. - Leningrad: Agropromizdat, 1987. - 142 p.
27. Foy, C. D. The Physiology of Metal Toxicity in Plants [Text] / C. D. Foy, R. L. Chaney, M. C. White // Annual Review of Plant Physiology. -1978. - Vol. 29, № 1. - P. 511-566. doi:10.1146/annurev.pp.29.060178.002455 "
28. Mortvedt, J. J. Micronutrients in Agriculture [Text] / J. J. Mortvedt, F. R. Cox, L. M. Shuman; ed. by R. M. Welch. - Soil Science Society of America, 1991. - 760 p.
