Стирая дорогу: как шины превращаются в токсичный дождь

Каждый день, когда мы едем на работу или за продуктами, шины нашего автомобиля незаметно стираются об асфальт. Мельчайшие частицы резины отрываются от протектора и остаются на дороге. А когда начинается дождь, этот микроскопический мусор смывается в ливневые стоки, а оттуда — в реки, заливы и океаны.

«Вождение автомобиля или даже поездка в автобусе — это всё равно что тереть ластиком по планете. Только вот крошки — это микропластик. Токсичный микропластик», — говорит Бритта Беклер, директор по исследованиям океанического пластика в организации Ocean Conservancy.

Когда мы слышим слово «микропластик», первыми на ум приходят упаковка или микрогранулы в косметике, а не автомобильные шины. Однако именно истирание резины — один из главных источников пластикового загрязнения океана. По некоторым данным, на частицы износа шин приходится до половины всего микропластика, попадающего в наземные и водные экосистемы. И это только начало: лишь в последние годы учёные стали классифицировать резиновые фрагменты как нано- и микрочастицы в экологических исследованиях, а значит, их реальное присутствие в природе долгое время недооценивалось.

Шины — это сложный коктейль из натурального и синтетического каучука, а также множества химических добавок, пластификаторов и металлов. Когда резина разрушается и попадает в окружающую среду, её мельчайшие осколки легко проникают в пищевые цепи — их заглатывают рыбы и другие морские обитатели. Примечательно, что большинство предыдущих экспериментов изучали частицы из новых, неиспользованных шин, тогда как реальная опасность исходит от тех фрагментов, которые уже прошли через десятки километров дорог и погодные испытания.

Чтобы приблизиться к реальности, группа исследователей под руководством Клариссы Рагузо из Портлендского государственного университета поставила эксперимент. Они взяли два вида эстуарных организмов — рыбку Menidia beryllina и креветку Americamysis bahia — и подвергли их воздействию смеси из «состаренных» (подвергнутых искусственному выветриванию) и «свежих» частиц шин. Учёные оценивали, как животные потребляют эти частицы, как сами частицы и выделяемые ими химикаты влияют на рост и поведение видов. Свои выводы они опубликовали в журнале Environmental Pollution.

Вкус к резине

В реальной среде частицы, с которыми сталкиваются животные, сильно различаются по размеру. Самые мелкие из них выбрасываются прямо в воздух в момент истирания. «Наибольшее загрязнение вы найдёте вдоль автомобильных трасс, и не только в водоёмах, — поясняет Сюзанна Брандер, экофизиолог и соавтор исследования. — Эти частицы очень малы, они подвижны: одни путешествуют по воздуху, другие — по воде. Именно поэтому они так повсеместны».

Дождь смывает резиновую пыль с дорог в ливневые коллекторы, откуда она попадает в пресные воды. «Так начинается круговорот. Частицы малы, они мигрируют, и в итоге их находят повсюду — от городских ручьёв до глубоководных впадин», — добавляет Беклер, не участвовавшая в исследовании.

Особая опасность шин — в их химическом составе. Один из тысяч компонентов, 6PPD, предотвращает растрескивание резины, но даже в ничтожных концентрациях он смертельно токсичен для лосося.

В эксперименте учёные использовали смесь частиц, соответствующую реальному составу автопарка США: 14% — от лёгких грузовиков, 41% — от легковых автомобилей и 45% — от грузовиков и автобусов. Чтобы создать «выветренные» образцы, частицы выдерживали в воде с органическим веществом, затем обрабатывали стеклянными шариками, встряхивали и автоклавировали. Так их раздробили до микрочастиц (1–20 микрометров) и наночастиц (менее 1 микрометра). Часть проб дополнительно обработали, чтобы выделить химический экстракт (выщелоченные соединения), имитирующий то, что реально попадает в воду.

Личинок рыб и креветок помещали в среду с разными концентрациями частиц и экстракта — от низких (фоновых) до высоких (соответствующих сильно загрязнённым районам).

Шокирующие результаты

«Мы обнаружили, что оба вида значительно активнее заглатывали именно выветренные частицы, а не свежие», — рассказывает ведущий автор Кларисса Рагузо. Хотя смертности среди рыб и креветок зафиксировано не было, выветренные частицы заметно замедляли рост обоих видов. Причём креветки проявляли чувствительность к меньшим дозам и в целом потребляли больше резиновых фрагментов — вероятно, из-за своего донного образа жизни.

Больше всего исследователей удивили различия между видами. «Мы ожидали, что выветренные частицы будут одинаково сильно влиять на все показатели у обеих групп, но реальность оказалась сложнее, — говорит Рагузо. — Рыбы сильнее реагировали на свежие частицы, а креветки — на выветренные. И если рост и потребление пищи снижались у обоих видов, то изменения в поведении, связанные с выветриванием, проявились только у креветок. Это говорит о том, что уязвимость к загрязнению сильно зависит от биологии вида».

Поведенческие нарушения были связаны со стрессом и сбоями в неврологической функции: в одних случаях животные становились гиперактивными и теряли обычную осторожность, в других — наоборот, впадали в апатию. В дикой природе такие изменения сделали бы их лёгкой добычей хищников или нарушили бы процессы размножения и кормёжки. А это, в свою очередь, может запустить каскадный эффект по всей пищевой сети.

«Мизидные креветки — крайне важный кормовой объект для многих ключевых видов, — подчёркивает Брандер. — Серые киты, например, съедают миллионы таких организмов в день. Крупные промысловые рыбы тоже питаются мизидами. Даже если мы не едим этих мелких личинок напрямую, они — звено, ведущее к тому, что оказывается на наших тарелках».

Как обуздать шинную загрязнение?

Хотя шины — один из главных источников микропластика, решения уже прорабатываются. Одно из них — изменить химическую рецептуру резины, чтобы она выделяла меньше вредных частиц при эксплуатации. В Портлендском университете тестируют ловушки для частиц в ливневых стоках. Есть даже проекты устройств, которые крепятся прямо на колёсные арки и собирают резиновую пыль до того, как она попадёт на дорогу.

«Это исследование важно, потому что оно приближает науку к реальным условиям, — резюмирует Беклер. — Мы наконец изучаем те самые частицы, с которыми организмы сталкиваются в природе. А понимание того, как ведёт себя резина после выветривания, критически необходимо для оценки реального экологического риска и для разработки эффективных стратегий предотвращения и смягчения последствий».

В ближайшие годы учёным предстоит выяснить, как именно комбинация разных типов шин, климатических условий и дорожного покрытия влияет на токсичность выбросов, а также разработать глобальные стандарты, которые заставят производителей отвечать за «вторую жизнь» своих покрышек — уже в виде микрочастиц, дрейфующих в океане. Пока же каждый наш выезд остаётся невидимым, но ощутимым вкладом в эту глобальную проблему.