揭開輪胎釋放的微塑料的秘密

在瑞士，輪胎和道路磨損顆粒是釋放到環(huán)境中的微塑料的最大來源之一，但這些顆粒中所含的化合物及其影響在很大程度上仍然是個謎。為了彌補這一知識差距，EPFL 和另外兩個瑞士研究機構(gòu)的科學(xué)家正在研究輪胎顆粒化合物的毒性以及它們被生物體吸收的難易程度。第一階段的研究剛剛完成。

該研究于 2020 年 4 月開始，由領(lǐng)先輪胎制造商組成的聯(lián)盟贊助。與 EPFL 合作的另外兩個研究機構(gòu)是負責協(xié)調(diào)該項目的瑞士應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué)中心 (Ecotox Centre) 和瑞士聯(lián)邦水產(chǎn)科學(xué)技術(shù)研究所 (Eawag)。第一階段以在Environmental Science & Technology上發(fā)表的兩篇論文結(jié)束(分別于 2021 年 11 月下旬和 2022 年 10 月下旬)。CEL 的博士后 Thibault Masset 是這兩篇論文的主要作者。這些文章專門研究了輪胎顆粒化合物在虹鱒魚消化系統(tǒng)中的溶解和生物可及性。

食物共食的影響

為了進行他們的研究，科學(xué)家們使用了一種基于模擬胃液和腸液的創(chuàng)新體外方法。他們分析了 11 種化合物，發(fā)現(xiàn)它們在胃腸液中的溶解率在 0.06% 到 44.1% 之間，并且這個比率會根據(jù)食物是否被同時攝入而變化。

他們研究的一種特殊化合物是 6PPD-醌 (6PPD-Q)，它是 6PPD 氧化的有毒副產(chǎn)品，6PPD 是輪胎工業(yè)中廣泛使用的一種抗氧化劑。如果含有 6PPD-Q 的輪胎顆粒與片腳類動物一起被攝入，溶解在魚腸中的化合物將會增加。然而，與其他化合物共同攝入會產(chǎn)生相反的效果。正在進行其他實驗以評估許多其他輪胎顆粒物質(zhì)的毒性。

“這些化合物比聚苯乙烯和 PET 等標準聚合物更復(fù)雜，而且可能有數(shù)百種，”EPFL 中央環(huán)境實驗室 (CEL) 負責人、兩篇論文的通訊作者弗洛里安·布雷德 (Florian Breider) 說。

“目前大多數(shù)研究都集中在包裝和垃圾產(chǎn)生的微塑料污染上，但輪胎產(chǎn)生的微塑料占環(huán)境塑料污染的 30-40%。因此這種污染也值得研究。”

副產(chǎn)品及其老化方式

該研究的最終目標是確定輪胎顆粒化合物和相關(guān)添加劑的生物可及性、生物蓄積性和毒性。第一階段現(xiàn)已完成，科學(xué)家們將開始第二階段，這將涉及研究化合物如何沿食物鏈向上傳遞——例如，從昆蟲幼蟲到虹鱒魚。

科學(xué)家們還計劃檢查輪胎顆?；衔锏母碑a(chǎn)品以及這些化合物如何隨時間分解。6PPD-Q 是一個例子，當 6PPD(在制造輪胎時添加到橡膠混合物中)與環(huán)境 O 2和 O 3接觸時形成。根據(jù) 2021 年發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項研究，6PPD-Q 是西雅圖埃利奧特灣急性鮭魚死亡事件的幕后推手。“輪胎制造商需要更全面地看待他們的產(chǎn)品，并考慮他們使用的一些化學(xué)品的不穩(wěn)定性質(zhì)，”Breider 說。“這些化學(xué)物質(zhì)會分解并形成意外的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品有時是有毒的。”

橡膠、煤煙和重金屬

2022 年 9 月 23 日發(fā)布的一份關(guān)于環(huán)境中塑料的聯(lián)邦報告發(fā)現(xiàn)，輪胎和道路磨損是該國微塑料污染的主要原因之一。所得顆粒由 60% 的橡膠、30% 的煙灰和 10% 的重金屬組成。瑞士每年產(chǎn)生超過 13,500 公噸的此類顆粒，其中約 8,900 公噸被釋放到我們的空氣、土壤和水中。

2018 年發(fā)表在TrAC Trends in Analytical Chemistry上的 EPFL 研究表明，輪胎和道路磨損估計占進入日內(nèi)瓦湖的微塑料的 61%?？茖W(xué)家們還沒有完全掌握這些粒子中包含的所有化合物，也不知道可能產(chǎn)生什么后果。

標簽：