Автор: Laura Trethewey
Стаття від: 24 листопада 2020 року
Викиди транспортних засобів, безумовно, є проблемою забруднення, але нове дослідження привертає увагу до впливу на навколишнє середовище частинок матеріалів, з яких зроблено шини. Фото Pgiam/iStock
Приховане джерело забруднення у вражаючих обсягах покидає автомагістраль і прямує до моря, а це токсичні хімікати та все інше.
Шторм розпочався одного вечора наприкінці листопада 2018 року. Перші бризки дощу намочили вулиці Окленда, Каліфорнія, наповнивши їх запахом мокрого каменю. Потім по дахах будинків вдарило крещендо води, краплі з металевим дзенькотом злітали з ринв. Коли зливова вода переливалася через тротуари і вулиці, вона стирала межу між сушею і морем, несучи гілки, пластикові пляшки, моторне мастило і багато іншого в затоку Сан-Франциско.
О 10:30 того вечора індустріальний відстійний біля Оклендського Колізею заревів і ожив. Відстійник не був особливо помітним, схований за парканами з ланцюгової сітки. Але величезна автостоянка довкола робила його ідеальним місцем для вимірювання матеріалів, змитих дощем з міських вулиць. Уся вода, що падала з п’яти квадратних кілометрів майже непроникної бруківки, проходила через це вузьке місце.
Закутавшись у дощовики на естакаді, дослідницька група з Інституту естуарію Сан-Франциско (SFEI) була готова до цієї зливи. Коли потік автомобілів з відвідувачами концерту викотився з парковки Колізею, дослідники за допомогою пробовідбірників зачерпнули понад 70 літрів з потоку зливової води внизу.
Пізніше команда виявила шокуючу кількість гумових чорних фрагментів у своїх зразках. Протягом трьох років, досліджуючи воду з 12 випусків зливової каналізації та донні відкладення на 20 ділянках навколо затоки, вони виявили майже те ж саме. Близько 7,2 трильйона синтетичних частинок щороку потрапляє в затоку Сан-Франциско, каже Rebecca Sutton, старший науковий співробітник SFEI і керівник дослідження. “Майже половина цих твердих часточок, що містяться у зливовій воді, тобто дуже високий відсоток, були гумовими частинками, які, як ми вважаємо, в основному надходять від шин.”
У Каліфорнії дослідники з Інституту естуарію Сан-Франциско протягом трьох років брали проби зливової води, щоб визначити, чи потрапляють частинки шин у затоку Сан-Франциско. Фото надано Alicia Gilbreath
У Каліфорнії, де більшість пасажирів чіпляються за свої автомобілі, розмови про вплив автомобілів на навколишнє середовище зазвичай стосуються того, що вивергається з вихлопних труб. Електромобілі продаються як рішення проблеми автомобільних викидів. Але робота SFEI розширила дискусію про вплив автомобілів на навколишнє середовище, включивши до неї шини, що скидають тверді частинки біля моря.
“Зливові води насправді не привертають багато уваги з боку наукової спільноти, коли мова йде про нові забруднювачі,” – каже Sutton. Але гумові фрагменти, які вона виявила, вказують на мільйони причин, чому так і має бути. Частинки шин у воді можуть завдати шкоди прісноводним і морським організмам – так само, як і інші мікропластикові матеріали – через хімічний вплив, переміщення в тілі тварин і біоакумуляцію токсинів через харчовий ланцюг.
Щороку в Каліфорнії утворюється понад 51 мільйон відпрацьованих шин, і менеджери з утилізації відходів шукають способи їх повторного використання, хоча дослідники лише починають вивчати їхній вплив на зливові води та переробку. Виявляється, забруднення шинами може мати набагато більші наслідки, ніж будь-хто міг собі уявити.
Шини мають один інженерний принцип, який навряд чи зміниться: вони стираються. Саме тертя гуми об абразивні поверхні дозволяє важкому автомобілю зчіплюватися з дорогою і зупинятися, коли це необхідно, відшаровуючи шматочки шини. Дослідження наукової літератури, проведене у 2017 році в 13 промислово розвинених країнах, показало, що середньостатистичний автомобіль втрачає від чверті кілограма до двох кілограмів фрагментів шин щороку. У щасливих від автомобілів Сполучених Штатах ця цифра підскакує до майже п’яти кілограмів – або приблизно до ваги кота.
Колись шини виготовляли повністю з натурального каучуку. Сьогодні вони містять суміш натурального каучуку та від 20 до 60 % синтетичного каучуку, виготовленого з пластичних полімерів. Інгредієнти та пропорції, як правило, запатентовані, але зазвичай шини також містять сірку, яка використовується для вулканізації каучуку; оксид цинку, щоб скоротити процес вулканізації; армуючі наповнювачі, такі як діоксид кремнію та сажа; та олії, які допомагають переробці. Сталевий дріт і тканина додаються для надання шинам структури. Готовий продукт не вважається токсичним, але деякі окремі інгредієнти, зокрема важкі метали, такі як кадмій і свинець, та високоароматичні олії (більш відомі як поліциклічні ароматичні вуглеводні або ПАУ (PAHs)), які в деяких країнах вважаються канцерогенними. Ця суміш перетворює шини на “жахливий гібрид”, який важко переробляти, – термін, вигаданий письменниками Bill’ом McDonough’ом та Michael’ом Braungart’ом, які виступають за безвідходне виробництво, – і змушує місцеву владу шукати способи, як запобігти засміченню звалищ.
Оскільки вивчення фрагментів шин у зливових водах є відносно новим, ця сфера пронизана суперечностями. Не існує встановленого протоколу для вимірювання, збору чи визначення частинок шин, а також немає єдиної думки щодо того, як їх називати і як вони виглядають. Дослідники проекту Tire Industry Project за підтримки виробників шин зношують окремі шини на дорозі в лабораторії, всмоктують частинки, що утворилися в процесі, а потім визначають форму і розмір частинок за допомогою скануючого електронного мікроскопа і піролізу – методу нагрівання, який дозволяє дослідникам виділити складові шини. “Частинки, які ми знаходимо [суміш протектора шини та дорожнього покриття], як правило, дуже однакові,” – каже проект-менеджер Gavin Whitmore. “Вони мають сигароподібну форму і товщину 100 мікрометрів, що приблизно дорівнює товщині американської доларової банкноти.”
Для порівняння, фрагменти, які знайшли дослідники SFEI, були різного розміру та форми. Sarah Amick з Асоціації виробників шин США припускає, що це може означати, що фрагменти походять з доріг, на які наноситься вугільний дьогтьовий герметик або ущільнювач зі стружки. Однак у Каліфорнії вугільний дьоготь не використовується, а деякі ущільнювачі містять перероблені шини. За словами Sutton, цілком логічно, що частинки шин, знайдені “в дикій природі”, виглядають інакше. Під впливом стихії фрагменти можуть деградувати таким чином, що лабораторні дослідження цього не показують.
Загроза, яку ці фрагменти шин становлять у глобальному масштабі, тільки починає потрапляти в центр уваги. У 2017 році Міжнародний союз охорони природи підрахував, що 28,3 відсотка мікропластику в океані походить з шин, що поставило їх у першу сімку найбільших забруднювачів. Але реальна цифра, швидше за все, вища. Дослідження, опубліковане в липні, свідчить про те, що величезна кількість фрагментів шин потрапляє в океан не лише через річки та водні шляхи, а й через повітря.
Підхоплені вітром, вони переносяться далеко від місця, де були скинуті. Автори дослідження попереджають, що в Арктиці осідає так багато частинок шин, що вони становлять ризик зміни клімату. Через те, що засніжена тундра втрачає здатність відбивати світло, забруднений арктичний лід може поглинати більше світла і танути ще швидше.
Оскільки частинки шин щільніші за морську воду, команда SFEI виявила, що вони мають тенденцію тонути і накопичуватися в осаді біля берега. Дрібна риба, устриці та інші тварини на дні харчового ланцюга живуть у цьому багатому середовищі. “Це досить прямий шлях до того, щоб опинитись під дією цих речовин”, – каже Sutton. Риби, що живуть на дні, можуть споживати фрагменти так само несвідомо, як вони їдять інший мікропластик. Дослідження показують, що риба виводить понад 90 відсотків мікропластику, який вона споживає, але токсичні речовини все одно можуть проникати в її тканини і поширюватися по харчовому ланцюгу. Лабораторні дослідження показують, що морські тварини, які постраждали від забруднення пластиком, можуть мати проблеми з диханням і репродуктивною функцією, пошкодження клітин і навіть загинути.
Дослідники з Університету штату Вашингтон у Такомі та їхні колеги вже давно підозрювали, що фрагменти шин можуть завдавати шкоди кижучу в річках навколо Сіетла. Осінні дощі змивають вулиці міста дочиста саме тоді, коли лосось пливе до своїх рідних струмків на нерест. Вчені вже десятиліттями знали, що зливові води вбивають кижуча в містах – до 90 відсотків у деяких потоках, – але оскільки вони можуть нести тисячі можливих забруднювачів, було важко з’ясувати, які саме з них мають смертельний вплив. Дослідники покладалися на волонтерів, які телефонували в лабораторію, коли помічали кижуча, що борсався в потоці, хапаючи ротом повітря на поверхні перед смертю. Польові спостереження спрямували дослідників до конкретних струмків, де вони протестували воду і виявили високу концентрацію хімічних речовин, які присутні в шинах і можуть вимиватися у воду.
Це дослідження 2018 року виявило кореляцію, але не причинно-наслідковий зв’язок у дикій природі. Але дослідження Національного управління океанічних і атмосферних досліджень у 2016 році підтвердило зв’язок з дослідженнями лосося, вирощеного в інкубаторах. Під впливом зливової води, зібраної з жвавих міських вулиць, кижуч гине. А в грудні 2020 року дослідники Університету Вашингтона в Такомі нарешті знайшли хімічну речовину, настільки смертельну для кижуча, – “глобально розповсюджений антиоксидант шин” під назвою 6PPD-хінон (N1-(4-Methylpentan-2-yl)-N4-phenylbenzene-1,4-diamine).*
“Кижуч – велика і яскраво забарвлена риба, тому люди можуть легко побачити, як він страждає,” – каже Sutton, але лихо для кижуча може свідчити про ширші, системні проблеми. “Менша риба може зазнати такого ж впливу, але ви не побачите її (якби йшли через дощовий струмок).”
Одне з можливих, але потенційно проблематичних рішень для зменшення стирання шин полягає у зміні текстури дорожнього покриття. Бетонні та асфальтові шосе в Каліфорнії діють на шини, як терка для сиру. У лютневий четвер, незадовго до карантину через коронавірус, я приєдналася до Matthew Souterre та Marissa Padilla , щоб перевірити альтернативний спосіб покриття доріг в Ескондідо, спальному районі на північ від Сан-Дієго, де пара працює в міському відділі інженерних служб..
Souterre дивиться в дзеркало заднього виду. “Marissa, куди ви хочете, щоб ми рухалися далі?” – запитує він.
Padilla, на задньому сидінні, перетасовує папери. “Район The Miller-Alexander,” – каже вона.
“Район The Miller …” Souterre неуважно повторює, доки пам’ять не підштовхує його до конкретних дій. Він безшумно розвертається, проїжджаючи повз бунгало, пофарбовані в нейтральні пустельні тони.
Менш ніж за рік до того Souterre та Padilla використали грант від державної агенції з переробки відходів CalRecycle, щоб вивезти 15 198 шин зі звалищ. Шини були перероблені на гарячий асфальт, з якого утворилося прогумоване покриття, що зменшує шум від дорожнього руху і пошкодження шин, а також прискорює стік води завдяки своїй пористості.
Ми під’їжджаємо до тихої житлової вулиці, і я вилажу з машини, щоб ближче роздивитися дорожнє покриття. Виглядає як… бруківка. Souterre та Padilla вказують на її особливості: на ній не проростають бур’яни і немає слідів руйнування асфальту на шматки – там, де бруківка розбивається на плити, як шкіра рептилії.
Деякі організації, такі як CalRecycle в Каліфорнії, повторно використовують старі шини на дорогах, подрібнюючи матеріал і переробляючи його в дорожнє покриття. Фото надано City of Escondido
Змішування старих шин з новими дорогами – це ідеальне рішення, яке прийняла Каліфорнія, обтяжена щорічним вивезенням десятків мільйонів непотрібних шин зі звалищ. У 2005 році законодавчі збори штату Каліфорнія зобов’язали переробляти відпрацьовані шини в дорожньому покритті штату і поставили за мету гумувати 35 відсотків нових проєктів дорожнього покриття, починаючи з 2013 року. Сподівалися, що це також зменшить забруднення повітря: знос шин сприяє збільшенню вмісту твердих частинок у повітрі до 30 відсотків у районах з інтенсивним рухом транспорту, а пил може запалити легені людини. Але Sutton з SFEI занепокоєна тим, що мощення вулиць подрібненими автомобільними шинами може призвести до вивільнення важких металів і хімікатів у чутливі водні екосистеми.
“Чесно кажучи, занепокоєння, яке ми зараз відчуваємо щодо шин, – це зовсім нове занепокоєння. Я не впевнена, що вони були частиною стратегії, оскільки CalRecycle намагалася знайти нові способи використання шин”, – каже Sutton. “Ми хочемо вирішити цю проблему. Але повторне використання повинно бути розумним, інакше ми просто створимо нову проблему.”
Нещодавно організація CalRecycle профінансувала дослідження про те, чи вимивається оксид цинку з гумового покриття у водні шляхи Каліфорнії, 40 з яких час від часу перевищують нормативи Закону про чисту воду для важких металів. Дослідження показало, що прогумоване покриття дійсно вимиває на 40% більше оксиду цинку, ніж негумоване, але дійшло невтішного висновку, що можуть бути й інші джерела оксиду цинку, зокрема фрагменти шин, тому не можна однозначно покладати провину на перероблені шини.
В умовах невизначеності, що зберігається, однією з негайних низькотехнологічних альтернатив є дощові сади, побудовані в зонах стоку з доріг. Зливова вода збирається там, просочуючись у землю, яка відфільтровує шкідливі частинки, перш ніж вони потраплять до природних водойм. Команда SFEI відбирає зразки з кількох дощових садів навколо Сан-Франциско. Один з перших тестових майданчиків показав багатообіцяюче 90-відсоткове зменшення кількості частинок, в тому числі фрагментів шин. Вчені NOAA, які працюють з лососем, що вирощується в риборозвіднях, також отримали обнадійливі результати: простого фільтрування стоків через ґрунт було достатньо, щоб запобігти загибелі кижуча і, ймовірно, запобігти шкоді іншим істотам, за якими важче спостерігати.* Іншим довгостроковим шляхом може бути боротьба з самим джерелом забруднення. Наприклад, легші автомобілі та нижчі обмеження швидкості допомогли б зменшити викиди. Ці зміни вимагатимуть співпраці автовиробників, регуляторних органів та споживачів. Але, можливо, немає кращого місця для початку, ніж Каліфорнія, де берегова лінія і автомобільна культура переплітаються, на краще чи на гірше.
Наприкінці моєї екскурсії Ескондідо пан Souterre каже, що не чув про недоліки прогумованої бруківки. З його досвіду, людям це подобається, і вони часто просять зробити таке покриття, коли бачать його в інших районах. Ескондідо з усіх сил намагається бути екологічно чистим, каже він, коли ми проїжджаємо повз нові велодоріжки, а він паркує міський гібридний автомобіль біля будинку міськради. Якщо ризики виявляться надто високими, він каже, що наполягатиме на кращому рішенні, якщо зможе його знайти. Ми тиснемо один одному руки і прощаємося.
Кілька тижнів потому, коли пандемія COVID-19 вже набрала обертів і рукостискання відійшли в минуле, я думаю, що це може бути обнадійливим уроком. Якщо ми можемо так швидко змінити свою поведінку, щоб не захворіти на COVID-19, можливо, краще рішення не таке вже й недосяжне, як здається.
* Ця історія була оновлена з урахуванням нової інформації, оприлюдненої 3 грудня, його історія була оновлена з урахуванням нової інформації, оприлюдненої , 2020.
Посилання на оригінал: When Rubber Hits the Road—and Washes Away
