W skrócie
- Naukowcy z Hawaiʻi Pacific University opracowali metodę produkcji asfaltu z recyklingowanego plastiku i porzuconych sieci rybackich, która przeszła pierwsze testy na wyspie Oahu.
- Testy wykazały, że ekologiczna nawierzchnia nie odbiega trwałością od tradycyjnej i nie przyczynia się do wzrostu emisji mikroplastiku.
- Badania potwierdziły, że głównym źródłem emisji mikrocząstek są ścierające się opony, a nie asfalt z dodatkiem oceanicznego i lokalnego plastiku.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Naukowcy z Hawajów produkują asfalt z dodatkiem plastiku
Hawaje zmagają się z coraz poważniejszym kryzysem związanym z odpadami z tworzyw sztucznych. Specyfika położenia geograficznego sprawia, że recykling na wyspach jest niezwykle kosztowny i logistycznie skomplikowany, a ocean nieustannie wyrzuca na brzegi tony morskich śmieci. W odpowiedzi na ten problem naukowcy z Center for Marine Debris Research (CMDR) na Hawaiʻi Pacific University badają nowatorską metodę, która może odmienić losy lokalnej infrastruktury.
Postanowili oni sprawdzić, czy przetworzone sieci łowieckie oraz plastikowe odpady z gospodarstw domowych można z powodzeniem wykorzystać do produkcji asfaltu. Pierwsze analizy sugerują, że to pionierskie podejście może stać się realną alternatywą dla przepełnionych składowisk i zanieczyszczonych akwenów.
Wyniki tych obiecujących badań zaprezentował Jeremy Axworthy podczas wiosennego zjazdu American Chemical Society (ACS). Badacz podkreślił, że strategia CMDR zakłada zagospodarowanie surowca na miejscu, bez konieczności ponoszenia kosztów transportu.
"Praca ta bada, czy jest odpowiedzialnym użycie plastiku z recyklingu w hawajskich drogach. Używając ponownie plastikowych odpadów, które są już na Hawajach, możemy zredukować wpływy środowiskowe i ekonomiczne wywożenia plastikowych odpadów z wysp, ich spalania lub składowania na przepełnionych hawajskich wysypiskach" - powiedział badacz podczas wystąpienia.
Zobacz również:
Dlaczego hawajskie drogi potrzebują polimerów?
Od 2020 r. większość nawierzchni drogowych na Hawajach powstaje przy użyciu asfaltu modyfikowanego polimerami (PMA). Tego typu mieszanka charakteryzuje się znacznie wyższą wytrzymałością i elastycznością w porównaniu do tradycyjnych materiałów. Dzięki temu jest bardziej odporna na pękanie, powstawanie kolein czy uszkodzenia wywołane przez wodę, co idealnie odpowiada na wyzwania typowe dla tropikalnego klimatu archipelagu.
Jak powstaje asfalt tego typu? W standardowym procesie produkcji PMA wykorzystuje się granulki kopolimeru styren-butadien-styren (SBS), które są roztapiane i łączone z lepkim, ropopochodnym lepiszczem asfaltowym. Dopiero tak przygotowana substancja trafia do rozgrzanych kruszyw, takich jak piasek i kamienie, tworząc gotową masę nawierzchniową.
Naukowcy pod przewodnictwem Jennifer Lynch (nie chodzi o reżyserkę filmową i córkę Davida Lyncha, lecz o dyrektorkę CMDR) postanowili zbadać, czy część fabrycznie nowego polimeru można zastąpić surowcem wtórnym. Kluczowym wyzwaniem było jednak ustalenie, czy zmodyfikowana w ten sposób jezdnia zachowa swoje właściwości oraz czy nie zacznie uwalniać do otoczenia szkodliwych mikroplastików, co czyniłoby ten projekt bezzasadnym z ekologicznego punktu widzenia. Z tego powodu Departament Transportu Hawajów (HDOT) zdecydował się na sfinansowanie i ścisłą współpracę przy tym projekcie.
Ścierające się opony dominują nad mikroplastikiem
Zespół CMDR otrzymał dwa główne zadania. Pierwszym z nich było dostarczenie porzuconych sieci rybackich zebranych z okolicznych wód. Jak przyznaje Jennifer Lynch, "zagraniczny, porzucony plastikowy sprzęt rybacki jest głównym źródłem problemu odpadów morskich na Hawajach". Ekspertka dodaje, że do tej pory w ramach programu CMDR's Bounty Project, który płaci licencjonowanym rybakom za wyławianie tych śmieci, "usunięto 84 tony dużych elementów porzuconego sprzętu połowowego z Oceanu Spokojnego".
Drugim, niezwykle istotnym celem było zbadanie skali emisji mikrocząstek z nowej nawierzchni. Laboratorium CMDR dysponuje zaawansowanym sprzętem analitycznym, co pozwoliło na precyzyjne monitorowanie próbek środowiskowych. Po przetworzeniu zebranych sieci przez zewnętrzną firmę w materiał gotowy do produkcji drogowej HDOT przeniósł eksperyment w fazę rzeczywistych testów.
Na jednej z ulic mieszkalnych na wyspie Oahu położono trzy różne odcinki testowe: klasyczny asfalt z polimerem SBS, mieszankę z recyklingowanym polietylenem z domowych kontenerów w Honolulu oraz wersję zawierającą polietylen uzyskany bezpośrednio z odzyskanych sieci rybackich. Po prawie roku eksploatacji naukowcy powrócili na miejsce, aby zebrać pył drogowy i ocenić stopień zużycia materiału przy pomocy zaawansowanej techniki pirolitycznej chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (Py-GC-MS). Pozwoliło to na dokładne oddzielenie i identyfikację poszczególnych związków chemicznych, w tym polimerów z asfaltu i gumy pochodzącej ze ścierających się opon samochodowych.
Wstępne wyniki przyniosły bardzo dobre wiadomości. Nawierzchnie zawierające plastik z recyklingu nie uwalniały do środowiska więcej polimerów niż standardowy asfalt modyfikowany SBS. Co więcej, analizy wody z symulowanych opadów deszczowych i testy laboratoryjne potwierdziły te obserwacje. Choć w próbkach pyłu wykryto drobne cząsteczki, to znikoma ich część okazała się polietylenem. Badacze tłumaczą to faktem, że plastik ulega całkowitemu wtopieniu w strukturę lepiszcza asfaltowego.
W konsekwencji ścierający się materiał odpada w postaci większych konglomeratów kamienia i spoiwa, a nie wolnych drobin mikroplastiku i nanoplastiku. Najbardziej zaskakujący okazał się jednak fakt, jak mały wpływ na zanieczyszczenie miał sam asfalt w porównaniu do ruchu pojazdów. Jennifer Lynch zauważa, że głównym problemem jest właśnie ścierające się ogumienie. "W naszych wstępnych danych z Py-GC-MS zaobserwowaliśmy, że produkty zużycia opon dominują nad sygnałem polietylenu o rzędy wielkości. Przypominało to gigantyczne piki na wykresie! Musieliśmy wręcz przedzierać się przez gąszcz chromatogramu, by dostrzec obecność polietylenu" - wspomina badaczka.
Naukowcy sprawdzą, jak zmienią się drogi na przestrzeni lat
Co dalej? W ramach projektu prowadzone będą jeszcze długofalowe obserwacje, aby w pełni ocenić trwałość zmodyfikowanych dróg na przestrzeni kolejnych lat. Dotychczasowe wnioski napawają jednak optymizmem. Przedstawiona metoda pokazuje, że przy odpowiednim zaangażowaniu instytucji publicznych i nauki można stworzyć zamknięty obieg materiałowy, który realnie odciąży lokalną infrastrukturę i pomoże w oczyszczaniu oceanów.
Oczywiście jak w każdym tego typu projekcie nie brakuje głosów sceptycznych. Niektórzy krytycy podają w wątpliwość opłacalność takich działań. Jennifer Lynch im odpowiada: "Niektórzy ludzie myślą, że recykling plastiku to oszustwo - że to nie działa i jest zbyt dużym wyzwaniem. Jednak ta praca demonstruje, że recykling ma prawo działać, kiedy społeczeństwo obiera zrównoważony rozwój jako priorytet".
Źródło: American Chemical Society. Hawaii is turning ocean plastic and fishing nets into roads. ScienceDaily (2026).
