ВСЕ НОВОСТИ

Может лучше пешком?

Отходы и пластик
Автомобильные шины являются одним из источников микропластикового загрязнения.
Во время езды происходит трение покрышек о дорожную поверхность, провоцирующее отделение частиц из материалов, использованных при производстве шины. Микрочастицы, образованные преимущественно на дорогах, разносятся ветром и водой, попадая в природную среду, а впоследствии и в организм человека. Недавно было обнаружено, что химическое вещество, используемое в автомобильных шинах в качестве консерванта, 6PPD-хинон, стало причиной массового вымирания кижуча у западного побережья США.
Давайте разбираться: как много частиц попадает в окружающую среду? из чего состоят современные покрышки? что влияет на отделение микропластика? как мы можем решить проблему?

Как от каучука стал отделяться микропластик?

Если окунуться в историю, то ситуация с полимерными покрышками здесь такая же, как и в остальном “пластмассовом быте” — пластиковые версии предметов, используемых веками, появились совсем недавно. Тысячелетиями люди делали колёса из дерева, иногда с добавлением металла, без всякого амортизирующего покрытия. Затем их стали покрывать кожей, позднее – твёрдым каучуком. В конце XIX века появились первые автомобили, а вскоре после этого – пневматические (заполненные воздухом) покрышки.
Поначалу источником резины были каучуковые деревья, культивирование которых внесло вклад в сокращение площади лесов на планете. Но уже в начале XX века, с распространением автомобилей, натурального каучука перестало хватать. В 1909 немецкий химик Фриц Хофманн, работавший на компанию Bayer, изобрел первый вариант синтетической резины промышленного значения. Спустя год этот материал уже начали применять для изготовления покрышек. В 1931 году американская химическая компания DuPont поставила производство синтетической резины на поток.
Современные покрышки примерно на 19% состоят из натуральной резины и на 24% – из синтетической (например, полибутадиена). Помимо этого, 11% шины составляет синтетический текстиль (например, нейлоновые кордные ткани). Остальное – металл и другие дополнительные компоненты.

Много ли от шин образуется микропластика?

Оценки вклада шин в общее микропластиковое загрязнение разнятся. В докладе, например, Международного Союза Охраны Природы 2017-го года, учёные называли цифру в 28%, считая стирку синтетических тканей более крупным источником попадания микропластика в мировой океан (35%). В докладе компании Systematiq 2020-го года, авторы утверждают, что пыль от шин является крупнейшим источником загрязнения. На их долю приходится 78% от общей массы. Второе место у пеллет — 18%, третье — текстиль, 3%, а четвертое у косметики и средствам по уходу за собой, 1% общего загрязнения.
Авторы последнего даже приводят численную оценку количества частиц: ~1,200,000 триллионов частиц отделяется ежегодно. Приведённые в отчете Sistematiq цифры рассчитаны по данным, имеющимся на 2016-ый год. Рассчитать такие характеристики очень сложно из-за комплекса факторов, которые могут на это повлиять и недостаточного понимания процесса. Как пишут авторы, моделирование и оценка показателей связанных с шинами вызывает наибольшее количество вопросов и неточностей. Например, непонятно, где в конечном итоге оказываются частицы: они могут оседать в почве, попадать в водные пути, переноситься реками в океан и т.д. Но даже такие неточные ориентиры важны, чтобы понимать возможные масштабы проблемы.

Что плохого в этих частицах?

Исследования в Великобритании, Германии и США показывают, что тонны микропластика из автомобильных шин смываются дождевыми водами и попадают в реки, моря и океаны. Там частицы покрышек, подобно другим микропластикам, концентрируют токсичные вещества из воды. Это делает их еще более ядовитыми для животных, которые принимают их за пищу.
Переносимые по воздуху микрочастицы (и даже наночастицы) также вызывают беспокойство на суше. Микропластик обнаруживается в естественных экосистемах и городских ландшафтах, нашей еде и воде, и даже в нас самих. С каждым годом мы получаем всё больше доказательств негативного воздействия частиц и веществ из пластмасс на наше здоровье: в 2021 году было опубликовано почти 350 научных работ на тему микропластика и здоровья.
Помимо того, что частицы отделяющиеся от шин несут в себе риски от пластикового загрязнения, они представляют собой и 3-7% частиц PM2.5 в воздухе. PM 2.5 — тонкодисперсные твердые частицы разного химического состава, взвешенные в воздухе и имеющие диаметр до 2,5 микрометра. Они раздражают глаза, нос и горло и могут проникать глубоко в лёгкие и даже в кровь. Их концентрация в воздухе — главный показатель его загрязнения, из-за которого в мире ежегодно умирает порядка семи миллионов человек, а средняя продолжительность жизни человека сокращается примерно на год.
Микрочастицы от шин влияют и на более глобальные проблемы, такие как, например, изменение климата. Одним из неочевидных компонентов, добавляемых в шины, является технический углерод (чёрный углерод или сажа). Это тёмный закопчённый материал, который обычно получают при сжигании ископаемого топлива и который используется для повышения прочности шин и устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Благодаря ему шины — чёрные, до этого они обычно были кремово-белыми – цвета натурального латекса. Чёрный углерод нагревает атмосферу, потому что он очень эффективно поглощает свет. Он усугубляет потепление воздуха и поверхностей в регионах, где он сконцентрирован, изменяя погодные условия и экосистемные циклы.

Что влияет на отделение частиц и их попадание в природу?

На истирание шин и отделение частиц влияют разные характеристики:
  • шин (состав, заложенная износостойкость, размер, структура, глубина протектора, технология производства, давление и температура в шинах, площадь контакта, накопленный пробег и время использования),
  • дорожного покрытия (конструкция, пористость, макро-и микротекстура, состояние, влажность покрытия),
  • транспортного средства (масса и распределение нагрузок, расположение ведущих колес)
  • поведение и привычки водителя (скорость езды, частота и скорость разгона, торможения и поворотов).
На попадание частиц в окружающую среду тоже влияют разные факторы, например, погодные условия. В лучшем случае, частицы попадут на очистные сооружения. Но и здесь нет гарантии, что частицы больше не вернутся в окружающую среду и не попадут в организм человека с водой едой или воздухом. Два варианта неудачных развития событий:
  • частицы настолько маленькие, а фильтры на очистных сооружения не передовые, что микропластик просто проходит беспрепятственно в водные объекты с “очищенной водой”
  • микропластик осядет на фильтрах и попадёт в осадок сточных вод, который после обработки внесут в качестве удобрения на поля (вместе с частицами, конечно).

Как сократить загрязнение?

Как и с любым типом загрязнения, лучшая мера по борьбе с ним — предотвратить. Авторы доклада Sistematiq, упоминаемого выше, утверждают, что с помощью конкретного списка возможных сегодня действий мы можем сократить попадание микропластика в окружающую среду на 59% к 2050-ому году. А дополнительные инновации как раз проектировании шин, помогли бы с оставшимися 41% :
“Решения для микропластикового загрязнения относительно понятны для большинства источников, но не для шин.”
Есть меры, которые помогут сократить попадание микропластика в моря и океаны уже сейчас, например, можно усовершенствовать уборку дорог, чтобы собирать частицы до того, как их разнес ветер или они попали на очистные сооружения. Или удалять верхние слои грунта рядом с дорогами, где оседает большое количество частиц. Или использовать специальные фильтры для дорожных стоков в местах их концентрации и направления на очистные сооружения. Есть даже технологичные разработки вроде своеобразного пылесоса для шин: устройство устанавливается на колесо и использует для сбора отделяющихся частиц воздушные потоки вокруг вращающегося колеса.
Но это – решения на конце трубы, которые борются с последствиями проблемы, а не с причинами. Ведь “Чисто не там, где убирают, а там, где не сорят” – гласит народная мудрость. В случае с шинами, чтобы не сорить, нужно буквально заново изобрести колесо: искать альтернативные материалы для производства или хотя бы ввести стандарты минимального уровня истираемости шин, чтобы постепенно убрать с рынка наихудшие опции.
Хотя и здесь могут возникнуть новые проблемы. Человечество пытается спастись от экологического кризиса в рамках существующей системы производства и потребления. Например, для сокращения выбросов парниковых газов и влияния на изменение климата мы придумали электромобили. При этом шины электромобилей могут изнашиваться на 50% быстрее, чем у их обычных аналогов, из-за их веса. И это не камень в огород электромобилей, а обозначение комплексности экологических проблем. Может быть настоящее решение где-то в революции нашего видения транспортной системы, революции существующей системы производства и потребления?