مقدمهای بر بحران میکروپلاستیک و نقش خودروها
آلودگی میکروپلاستیک یکی از جدیترین تهدیدات زیستمحیطی عصر حاضر است. تحقیقات جدید نشان میدهد که تقریباً ۴۵ درصد از ذرات میکروپلاستیک موجود در محیط زیست، چه روی خشکی و چه در منابع آبی، از طریق ساییدگی و فرسایش لاستیک خودروها وارد طبیعت میشوند. این آلودگی نهتنها زندگی آبزیان را تهدید میکند، بلکه سلامت انسانها را نیز به خطر میاندازد.
فرسایش لاستیکها و مسیر انتقال میکروپلاستیک به طبیعت
به گزارش مقالات علمی، هر خودرو، در طول سالها حرکت روی جادهها، بهتدریج لاستیکهای خود را فرسوده میکند و لایههایی از مواد تشکیلدهنده لاستیک که عمدتاً شامل پلیمرهای مصنوعی و ترکیبات شیمیایی خطرناک هستند، کنده میشود. ذرات میکروپلاستیک حاصل از این فرسایش، معمولاً با هر بار بارش باران وارد جویها و آبگیرها شده و از آنجا به سیستمهای رودخانهای، دریاچهها و نهایتاً اقیانوسها راه پیدا میکنند. در طول این مسیر، جانوران آبزی مانند ماهیها، خرچنگها و صدفها با جذب این ذرات، در معرض مواد سمی مختلفی از جمله ترکیبات آروماتیک و افزودنیهای شیمیایی ویژه لاستیکها قرار میگیرند.
مواد شیمیایی خطرناک در ذرات لاستیک: نمونه 6PPD-Q
یکی از نگرانیهای عمده، وجود ترکیب شیمیایی 6PPD و مشتق آن به نام 6PPD-Q در این ذرات است. این ترکیب به لاستیک افزوده میشود تا از تخریب آن جلوگیری کند اما تحقیقات نشان داده، این ماده میتواند برای انواع ماهیهای آزاد (مانند قزلآلای رنگینکمان و سالمون کوهو) بسیار سمی و مرگبار باشد. مطالعات انجامشده در ایالت واشنگتن آمریکا نشان داد که بیش از نیمی از ماهیهای سالمون کوهو، پیش از تخمگذاری در اثر مواجهه با 6PPD-Q تلف میشوند.
آثار آلودگی میکروپلاستیکی بر سلامت انسان و حیات وحش
آلودگی ناشی از میکروپلاستیک لاستیکها فقط به محیطهای آبزی محدود نمیماند. ذرات ریز معلق در هوا از طریق تنفس نیز وارد بدن انسان و جانوران شهری میشوند؛ بهویژه برای افرادی که در نزدیکی بزرگراهها یا مسیرهای پرتردد زندگی میکنند. در پژوهشهایی که در چین انجام شد، حضور 6PPD-Q حتی در ادرار کودکان و بزرگسالان گزارش گردید که نشاندهنده سطح بالای مواجهه جمعیت انسانی با این آلودگی است. گرچه پژوهشها در زمینه تاثیر مستقیم این مواد بر بدن انسان همچنان ادامه دارد، مطالعات اولیه بیانگر آسیبهای جدی به اندامهایی مانند کبد، ریه و کلیه است.
یافتههای آماری و شواهد مستقلی
برای مثال، در شهر آکسفورد ایالت میسیسیپی، بیش از ۳۰ هزار ذره سایش لاستیک از ۲۴ لیتر روانآب جمعآوریشده پس از دو بارندگی شناسایی شد. این مقدار، بهویژه در مناطق با ترافیک بالا قابل توجه است و نشان میدهد میزان آلودگی واقعی میتواند بسیار بیشتر باشد.
تلاشها و نوآوریهای علمی برای تصفیه و کاهش آلودگی
کانون راهکارهای پیشنهادی جامعه علمی، کنترل و کاهش ورود این ذرات به محیط زیست است. شورای بیندولتی فناوری و مقررات (ITRC) در آمریکای شمالی در سال ۲۰۲۳ پیشنهاد داد که صنایع خودروسازی به دنبال جایگزینهای بیخطرتر برای 6PPD در فرمولاسیون لاستیکها باشند. اما خودروسازان هنوز جایگزین مناسبی معرفی نکردهاند و این موضوع نیازمند پژوهشهای ادامهدار است. در همین راستا، دانشگاه ایالت میسیسیپی تحقیقات پیشرو و تجربی را برای جداسازی ذرات سایش لاستیک از آبهای سطحی با مواد طبیعی و مقرونبهصرفه آغاز کرده است. ایده محوری این است که با استفاده از بقایای کشاورزی همانند تراشههای چوب کاج و بیوچار (نوعی ذغال زیستی حاصل از فرآیند پیرولیز پوسته برنج)، بتوان پیش از ورود این ذرات به اکوسیستمهای آبی، بخش اعظم آنها را جذب و حذف کرد.
تکنولوژی فیلتر زیستی—بیوفیلترها با منشا زیستتوده
بیوچار به خاطر داشتن سطح تماس فوقالعاده بالا، قابلیت جذبی قوی و پایداری شیمیایی، یک گزینه ایدهآل برای جذب آلایندهها از جمله میکروپلاستیک محسوب میشود. تراشههای چوب، به دلیل محتوای بالای ترکیبات آلی طبیعی، نیز عملکرد مناسبی در جذب آلودگیها دارند. حتی با اینکه ماسه هم در برخی مطالعات به عنوان فیلتر استفاده شده، اما راندمان حذف ذرات میکروپلاستیکی توسط بیوچار بسیار بالاتر گزارش شده است. در یک آزمایش میدانی، نمونههایی از آب روانآب قبل و بعد از عبور از فیلترهای ترکیبی بیوچار و تراشه چوب در نقاط تخلیه خروجی آبباران جمعآوری شد. تجزیه و تحلیلها نشان داد که این سیستم، تا ۹۰ درصد ذرات لاستیکی را از جریان حذف میکند. ساختار شیارها و خلل و فرج گسترده در این مواد، به دام افتادن حتی ریزترین ذرات را تسهیل میکند.
چشمانداز آینده و نکات زیستمحیطی
استفاده از فیلترهای زیستی بر پایه زیستتوده نه تنها مقرونبهصرفه و در دسترس جوامع محلی است، بلکه باعث کاهش چشمگیر آلودگیهای میکروپلاستیکی حاصل از سایش لاستیک در هنگام بارندگی میشود. با این حال، برای ارزیابی عملی بودن این راهکار در مقیاس کلان و بررسی دوام آن در مناطق پرتردد، مطالعات بلندمدت ضروری است. همچنین، باید دقت کافی صورت گیرد تا مواد اولیه فیلتر (در صورت خام بودن و پیش از انجام فرآیند پیرولیز) منجر به آزادسازی آلایندههای ثانویه نشوند. همانند سایر فناوریهای تصفیه، بیوفیلترها به مرور زمان مستهلک میشوند و نیاز به تعویض دارند تا از تجمع آلایندهها در خود فیلتر جلوگیری گردد. دفع صحیح فیلترهای استفادهشده نیز اهمیت ویژهای دارد.
جمعبندی
بحران میکروپلاستیکهای ناشی از لاستیک خودرو اکنون به عنوان یک تهدید چندوجهی برای محیط زیست و سلامت جامعه انسانی شناخته شده است. نوآوریهای اخیر در استفاده از فیلترهای زیستی و مواد بازیافتی کشاورزی، امید تازهای برای کاهش این آلودگیها ایجاد کرده است. با توجه به آثار مخرب این ذرات بر زیستبومهای آبزی و حتی بدن انسان، رویکردهای مبتنی بر علوم محیط زیست، تولید فیلترهای زیستپایه و کنترل منابع تولید آلودگی، میتواند نقطه عطفی در مدیریت آلودگی پلاستیکی جهان باشد. به نظر میرسد راه حلهایی نظیر بیوفیلترهای گیاهی، نه تنها مقرونبهصرفه بلکه دوستدار محیط زیست و قابل گسترش در سطح جوامع مختلف است.