danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2024-68-6-493-503dan-1226Research ArticleНАУКИ О ЗЕМЛЕEARTH SCIENCESХимические вещества в пластмассах электрического и электронного оборудования и проблемы вторичного использования отходовChemical substances in plastics of electrical and electronic equipment and waste recycling problemsЧернюкВ. Д.ChernyukV. D.

Чернюк Владимир Дмитриевич – канд. геогр. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, Минск

Chernyuk Vladimir D. – Ph. D. (Geography), Senior Researcher

10, F. Skorina Str., 220076, Minsk

chernyuk.vladimir.m@mail.ruКухарчикТ. И.KukharchykT. I.

Кухарчик Тамара Иосифовна – д-р геогр. наук, гл. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, Минск

Kukharchyk Tamara I. – D. Sc. (Geography), Chief Researcher

10, F. Skorina Str., 220076, Minsk

tkukharchyk@gmail.comИнститут природопользования Национальной академии наук БеларусиInstitute of Nature Management of the National Academy of Sciences of Belarus202408012025686493503Copyright © Чернюк В.Д., Кухарчик Т.И., 20252025Чернюк В.Д., Кухарчик Т.И.Chernyuk V.D., Kukharchyk T.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1226

В составе пластмасс электрического и электронного оборудования содержатся различные химические вещества, которые вводятся на этапе их производства с антипиренами, стабилизаторами, красителями и другими добавками для придания необходимых свойств. Среди опасных веществ особую обеспокоенность вызывают полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ), которые являются стойкими органическими загрязнителями (СОЗ). Обсуждаются результаты химико-аналитических испытаний отходов пластмасс электрического и электронного оборудования (ЭЭО) и впервые полученные для Беларуси оценки объемов образования отходов, подлежащих экологически безопасному обращению в соответствии с обязательствами по Стокгольмской конвенции о СОЗ. ПБДЭ определялись с использованием газовой хроматографии в бромсодержащих пластмассах (281 проба), бром – с использованием рентгенофлюоресцентной спектрометрии (760 проб). Показано, что бром обнаружен в 37 % случаев, ПБДЭ – в 31 % проб бромсодержащих пластмасс либо в 11,4 % общего их количества. Максимальные концентрации ПБДЭ достигают 12–17 % по массе. По встречаемости ПБДЭ в пластмассах ЭЭО ранжированы следующим образом: мониторы и телевизоры – 15,4 % случаев, крупногабаритная бытовая техника – 14 %, ИТ и телекоммуникационное оборудование – 11,7 %, копировальное оборудование – 6,9 %, мелкогабаритная бытовая техника – 3 %. По состоянию на 2022 г. объем отходов пластмасс ЭЭО, содержащих бромированные антипирены, оценивается в 5,5 тыс. т, из которых около 65 % подлежат экологически безопасному удалению. Более 70 % отходов, содержащих ПБДЭ, представлено пластмассами мониторов и телевизоров. Обсуждаются меры по улучшению системы сбора ЭЭО и необходимость сепарации отходов пластмасс ЭЭО при их вторичной переработке с целью предотвращения рециркуляции опасных веществ.

The plastics of electrical and electronic equipment (EEE) contain various chemicals that are introduced during production with flame retardants, stabilizers, dyes and other additives to impart the necessary properties. Among the hazardous substances, polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), which are persistent organic pollutants (POPs), are of particular concern. The article discusses the results of chemical and analytical tests of EEE plastic waste and the first estimates for Belarus of the volumes of waste generation subject to environmentally sound management in accordance with the obligations of the Stockholm Convention on POPs. PBDEs were determined using gas chromatography in bromine-containing plastics (281 samples), bromine – using X-ray fluorescence spectrometry (760 samples). It was shown that bromine was detected in 37 % of cases, PBDEs – in 31 % of samples of bromine-containing plastics or in 11.4 % of their total amount. The maximum concentrations of PBDEs reach 12–17 % by weight. In terms of PBDEs occurrence in EEE plastics, they are ranked as follows: monitors and TVs – 15.4 % of cases, large household appliances – 14 %, IT and telecommunications equipment – 11.7 %, copying equipment – 6.9 %, small household appliances – 3 %. As of 2022, the volume of EEE plastic waste containing brominated flame retardants is estimated at 5.5 thousand tons, of which about 65 % is subject to environmentally sound management. More than 70 % of PBDE-containing waste is represented by monitor and TV plastics. Measures to improve the EEE collection system and the need to separate EEE plastic waste during their recycling in order to prevent the recycling of hazardous substances are discussed.

отходы пластмассполибромдифениловые эфирыстойкие органические загрязнителибромсодержащий пластикplastic wastepolybrominated diphenyl etherspersistent organic pollutantsbromine-containing plasticecological sound managementРабота выполнена в рамках Подпрограммы 3 «Обращение со стойкими органическими загрязнителями» Государственной программы «Охрана окружающей среды и устойчивое использование природных ресурсов» на 2021–2025 годы (№ госрегистрации 20211274) и задания Подпрограммы 1 «Природные ресурсы и их рациональное использование» ГПНИ «Природные ресурсы и окружающая среда» на 2021–2025 гг.The study has been performed within the framework of Subprogram 3 “Management of persistent organic pollutants” of the State Program “Environmental Protection and Sustainable Use of Natural Resources” for 2021–2025 (state registration no. 20211274) and the Task of the Subprogram 1 “Natural resources and their rational use” of the State Program of Scientific Investigations “Natural Resources and Environment” for 2021–2025 (state registra tion no. 20192480).ReferencesThe Global E-waste Monitor 2024 / C. P. Baldé [et al.]. – Bonn; Geneva, 2024. – 148 p.Baldé C. P., Kuehr R., Yamamoto T., McDonald R., D’Angelo E., Althaf S., Bel G., Deubzer O., Fernandez-Cubillo E., Forti V., Gray V., Herat S., Honda S., Iattoni G., Khetriwal D. S., Luda di Cortemiglia V., Lobuntsova Y., Nnorom I., Pralat N., Wagner M. The global e-waste monitor 2024. Bonn, Geneva, 2024. 148 p.Recycling plastics from WEEE: A review of the environmental and human health challenges associated with brominated flame retardants / C. Chaine [et al.] // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2022. – Vol. 19, N 2. – Art. 766. https://doi.org/10.3390/ijerph19020766Chaine C., Hursthouse A. S., McLean B., McLellan I., McMahon B., McNulty J., Miller J., Viza E. Recycling plastics from WEEE: A review of the environmental and human health challenges associated with brominated flame retardants. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, vol. 19, no. 2, art. 766. https://doi.org/10.3390/ijerph19020766Brominated flame retardants in Irish waste polymers: Concentrations, legislative compliance, and treatment options / D. Drage [et al.] // Sci. Total Environ. – 2018. – Vol. 625. – P. 1535–1543. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.01.076Drage D. S., Sharkey M., Abdallah M. A., Berresheim H., Harrad S. Brominated flame retardants in Irish waste polymers: Concentrations, legislative compliance, and treatment options. Science of the Total Environment, 2018, vol. 625, pp. 1535–1543. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.01.076The non-negligible environmental risk of recycling halogenated flame retardants associated with plastic regeneration in China / Z. Cao [et al.] // Sci. Total Environ. – 2019. – Vol. 646. – P. 1090–1096. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.373Cao Z., Chen Q., Li X., Zhang Y., Ren M., Sun L., Wang M., Liu X., Yu G. The non-negligible environmental risk of recycling halogenated flame retardants associated with plastic regeneration in China. Science of the Total Environment, 2019, vol. 646, pp. 1090–1096. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.373Screening for halogenated flame retardants in European consumer products, building materials and wastes / Š. Vojta [et al.] // Chemosphere. – 2017. – Vol. 168. – P. 457–466. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.11.032Vojta Š., Bečanová J., Melymuk L., Komprdová K., Kohoutek J., Kukučka P., Klánová J. Screening for halogenated flame retardants in European consumer products, building materials and wastes. Chemosphere, 2017, vol. 168, pp. 457–466. https:// doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.11.032Recycling plastics containing decabromodiphenyl ether into new consumer products including children’s toys purchased in Japan and seventeen other countries / M. Kajiwara [et al.] // Chemosphere. – 2022. – Vol. 289. – Art. 133179. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133179Kajiwara N., Matsukami H., Malarvannan G., Chakraborty P., Covaci A., Takigami H. Recycling plastics containing decabromodiphenyl ether into new consumer products including children’s toys purchased in Japan and seventeen other countries. Chemosphere, 2022, vol. 289, art. 133179. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133179Haarman, A. Study on the Impacts of Brominated Flame Retardants on the Recycling of WEEE plastics in Europe / A. Haarman, F. Magalini, J. Courtois. – Sofies, 2020. – 46 p.Haarman A., Magalini F., Courtois J. Study on the Impacts of Brominated Flame Retardants on the Recycling of WEEE plastics in Europe. Sofies, 2020. 46 p.Concentrations and legislative aspects of PBDEs in plastic of waste electrical and electronic equipment in Brazil / H. D. Burgos Melo [et al.] // Sci. Total Environ. – 2024. – Vol. 906. – Art. 167349. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167349Burgos Melo H. D., de Souza-Araujo J., Benavides Garzón L. G., Macedo J. C., Cardoso R., Mancini S. D., Harrad S., Rosa A. H. Concentrations and legislative aspects of PBDEs in plastic of waste electrical and electronic equipment in Brazil. Science of the Total Environment, 2024, vol. 906, art. 167349. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167349Об объемах сбора и использования вторичных материальных ресурсов, размерах и направлениях расходования средств, полученных от производителей и поставщиков в 2023 году: отчет за 2023 год [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://vtoroperator.by/about_us/operator-reports/?letter=%D0%92%D1%81%D0%B5%20%D0%BE%D1%82%D1%87%D1%91%D1%82%D1%8B. – Дата доступа: 07.05.2024.On the volumes of collection and use of secondary material resources, the sizes and directions of spending funds received from manufacturers and suppliers in 2023: report for 2023. Available at: https://vtoroperator.by/about_us/operator-reports/?letter=%D0%92%D1%81%D0%B5%20%D0%BE%D1%82%D1%87%D1%91%D1%82%D1%8B (accessed 07 May 2024) (in Russian).Кухарчик, Т. И. Содержание загрязняющих веществ в отходах пластика электротехнических изделий в Беларуси / Т. И. Кухарчик, В. Д. Чернюк, В. П. Кулакович // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2021. – Т. 65, № 2. – С. 224–233. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2021-65-2-224-233Kukharchyk T. I., Chernyuk V. D., Kulakovich V. P. Content of pollutants in waste plastic of electrical equipment in Belarus. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2021, vol. 65, no. 2, pp. 224–233 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2021-65-2-224-233UNEP 2021. Draft guidance on preparing inventories of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) listed under the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants. Secretariat of the Basel, Rotterdam and Stockholm conventions, United Nations Environment Programme, Geneva, 2021 [Electronic resource]. – Mode of access: https://chm.pops.int/Implementation/ NationalImplementationPlans/GuidanceArchive/GuidancefortheinventoryofPBDEs/tabid/3171/Default.aspx. – Date of access: 18.010.2022.UNEP 2021. Draft guidance on preparing inventories of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) listed under the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants. Secretariat of the Basel, Rotterdam and Stockholm conventions, United Nations Environment Programme, Geneva, 2021. Available at: https://chm.pops.int/Implementation/NationalImplementationPlans/GuidanceArchive/GuidancefortheinventoryofPBDEs/tabid/3171/Default.aspx (accessed 18 October 2022).Turner, A. Bromine in plastic consumer products – Evidence for the widespread recycling of electronic waste / A. Turner, M. Filella // Sci. Total Environ. – 2017. – Vol. 601–602. – P. 374–379. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.173Turner A., Filella M. Bromine in plastic consumer products – Evidence for the widespread recycling of electronic waste. Science of the Total Environment, 2017, vol. 601–602, pp. 374–379. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.173Towards development of a rapid and effective non-destructive testing strategy to identify brominated flame retardants in the plastics of consumer products / C. Gallen [et al.] // Sci. Total Environ. – 2014. – Vol. 491–492. – P. 255–265. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.01.074Gallen C., Banks A., Brandsma S., Baduel C., Thai P., Eaglesham G., Heffernan A., Leonards P., Bainton P., Mueller J. F. Towards development of a rapid and effective non-destructive testing strategy to identify brominated flame retardants in the plastics of consumer products. Science of the Total Environment, 2014, vol. 491–492, pp. 255–265. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.01.074Hansen, E. Hazardous substances in plastics. Survey of chemical substances in consumer products / E. Hansen, N. Nillson, K. S. R. Vium; The Danish Environmental Protection Agency. – Denmark, 2014. – N 132. – 182 p.Hansen E., Nillson N., Vium K. S. R. Hazardous substances in plastics. Survey of chemical substances in consumer products. Denmark, 2014, no. 132. 182 p.Чернюк, В. Д. Геоэкологическая оценка отходов пластмасс электрического и электронного оборудования на территории Беларуси: автореф. дис. … канд. геогр. наук: 25.03.13 / В. Д. Чернюк; Ин-т природопользования НАН Беларуси. – Минск, 2023. – 26 с.Chernyuk V. Geoecological assessment of waste plastics of electrical and electronic equipment in Belarus. Minsk, 2023. 26 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.