【炭黑产业网】8 月 3 日消息,在微塑料污染的源头探讨中,吸管与塑料袋常被视为主要元凶,然而实际情况是,轮胎才是这一污染问题的关键诱因。汽车轮胎在使用过程中会逐渐磨损变薄,每隔数年便需更换,而磨损产生的材料去向却鲜少被关注。
这些磨损产生的材料大多随环境迁移进入河流。轮胎中合成橡胶形成的微小微塑料颗粒,携带多种化学物质,不仅会进入鱼类、螃蟹等水生生物体内,还可能通过食物链传递给食用这些生物的人类。每年有数百万吨塑料废物流入全球海洋,最新研究显示,轮胎磨损颗粒在陆地和水中所有微塑料中的占比约为 45%。
汽车行驶时,轮胎会脱落微塑料颗粒,雨水将其冲刷至沟渠,进而流入小溪、湖泊、河流及海洋。在此过程中,鱼类、螃蟹、牡蛎等水生生物常将这些颗粒摄入体内。其中的有毒化学物质不仅影响水生生物自身,还会波及所有捕食它们的生物。像彩虹鳟鱼、溪鳟鱼和银鲑鱼等物种,已出现因轮胎磨损颗粒相关有毒物质而死亡的情况。据炭黑产业网了解,2020 年的研究发现,华盛顿州河流中超过一半返回的银鲑在产卵前死亡,主要原因是 6PPD-Q—— 一种来自轮胎中防止降解的添加剂 6PPD 的化学物质。
轮胎磨损颗粒的影响并非仅限于水生生物。人类和动物,尤其是居住在主要道路附近的群体,可能暴露于空气中的这类颗粒。研究已在儿童和成人的尿液中检测到 6PPD-Q,尽管其对人体健康的影响仍在研究中,但近期成果表明,暴露可能损害肝脏、肺和肾脏等多个器官。密西西比州牛津市的一项检测显示,两次暴雨后,从道路和停车场收集的 24 升径流污水中,轮胎磨损颗粒超过 30,000 个,而交通繁忙区域的浓度预计会更高。
2023 年,州际技术与监管委员会建议寻找并使用 6PPD 的替代品,以减少环境中 6PPD-Q 的含量,但轮胎制造商表示目前尚无合适替代物。为此,密西西比大学启动了一个新项目,尝试利用农业废弃物中易获取且低成本的天然材料,从水道中可持续地清除轮胎磨损颗粒。
研究中测试的松木屑和生物炭,能去除大部分轮胎橡胶颗粒。生物炭因具有大表面积、多孔结构、丰富的化学结合基团、高稳定性、强吸附能力且成本低,是去除水中污染物的成熟材料;木片则因其丰富的天然有机化合物,也被证实可去除污染物。其他科学家曾用沙子过滤微塑料,但去除率低于生物炭。
密西西比大学实验室设计了一种生物过滤系统,将填充生物炭和木片的过滤袜置于排水出口。在两个月内的两次暴雨期间,研究人员收集了过滤器安装前后的径流样本,测量轮胎磨损颗粒浓度后发现,安装后浓度显著降低。轮胎磨损颗粒独特的长条形和锯齿状特征,使其在暴雨中易被这些材料的孔隙卡住或缠绕,即便最小的颗粒也会被材料的复杂网格困住。不过,仍需在交通繁忙环境中进行长期监测,以充分确定该方法的有效性和可扩展性。同时,过滤材料的来源也需关注,未经过热解的原始农业废弃物是否会释放有机污染物,仍是需要考量的问题。