Η Χαβάη αντιμετωπίζει μια ολοένα αυξανόμενη πρόκληση διαχείρισης πλαστικών αποβλήτων. Η ανακύκλωση στα νησιά είναι δαπανηρή και περίπλοκη, ενώ τεράστιες ποσότητες θαλάσσιων σκουπιδιών συνεχίζουν να ξεβράζονται στις ακτές ή να παραμένουν στα γύρω νερά. Τώρα, ερευνητές εξετάζουν μια καινοτόμο λύση: τη μετατροπή πεταμένων διχτυών ψαρέματος και οικιακών πλαστικών σε άσφαλτο για τους δρόμους. Τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν πως αυτή η προσέγγιση μπορεί να προσφέρει μια πρακτική διέξοδο για τα πλαστικά που διαφορετικά θα κατέληγαν σε χωματερές ή στη θάλασσα.
Ο Jeremy Axworthy, ερευνητής στο Center for Marine Debris Research (CMDR) του Hawaiʻi Pacific University, παρουσίασε τα ευρήματα στη φετινή ανοιξιάτικη συνάντηση της American Chemical Society (ACS). «Η δουλειά μας εξετάζει αν είναι υπεύθυνη επιλογή η χρήση ανακυκλωμένων πλαστικών στους δρόμους της Χαβάης», σημειώνει ο Axworthy. «Ανακυκλώνοντας πλαστικά απορρίμματα που ήδη βρίσκονται στη Χαβάη, μειώνουμε τις περιβαλλοντικές και οικονομικές επιπτώσεις από τη μεταφορά, την καύση ή την απόρριψή τους στις υπερπλήρεις χωματερές του νησιού.»
Γιατί δοκιμάζονται δρόμοι με ανακυκλωμένο πλαστικό
Από το 2020, οι περισσότεροι δρόμοι στη Χαβάη κατασκευάζονται με πολυμερές-τροποποιημένη άσφαλτο (PMA), που προσφέρει μεγαλύτερη αντοχή και διάρκεια ζωής. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή άσφαλτο, η PMA είναι πιο εύκαμπτη και ανθεκτική σε ρωγμές, παραμορφώσεις και υγρασία, χαρακτηριστικά απαραίτητα στο τροπικό κλίμα της Χαβάης.
Για την παραγωγή της PMA, σφαιρίδια styrene-butadiene-styrene (SBS), ενός συν-πολυμερούς, λιώνουν μέσα στο ασφαλτικό συνδετικό. Στη συνέχεια, το μίγμα αυτό ενώνεται με θερμαινόμενα αδρανή υλικά (πέτρες και άμμος) πριν στρωθεί ως οδόστρωμα.
Οι ερευνητές αναρωτήθηκαν αν μέρος του πρωτογενούς πολυμερούς θα μπορούσε να αντικατασταθεί με απορριπτόμενα πλαστικά. Επιπλέον, ήθελαν να διαπιστώσουν αν οι δρόμοι με ανακυκλωμένα πλαστικά έχουν αντίστοιχη απόδοση και αν απελευθερώνουν μικροπλαστικά ή άλλες ουσίες στο περιβάλλον. Αυτά τα ερωτήματα οδήγησαν το Hawaii Department of Transportation (HDOT) να συνεργαστεί με τη χημικό περιβάλλοντος Jennifer Lynch, διευθύντρια του CMDR.
Ανακύκλωση διχτυών ψαρέματος σε άσφαλτο
Το HDOT ανέθεσε στην ομάδα της Lynch δύο βασικές αποστολές. Πρώτον, να παρέχει εγκαταλελειμμένα δίχτυα ψαρέματος που συλλέγονται από τα νερά της Χαβάης για χρήση σε πειραματική ανακυκλωμένη άσφαλτο. «Τα ξένα πλαστικά αλιευτικά εργαλεία αποτελούν τον μεγαλύτερο παράγοντα του προβλήματος θαλάσσιων απορριμμάτων στη Χαβάη», δηλώνει η Lynch. Μέχρι σήμερα, το πρόγραμμα Bounty Project του CMDR, που προσφέρει χρηματική ανταμοιβή σε επαγγελματίες αλιείς για την απομάκρυνση απορριμμάτων, έχει αφαιρέσει 84 τόνους μεγάλων διχτυών από τον Ειρηνικό Ωκεανό.
Δεύτερος στόχος ήταν να διαπιστωθεί αν το οδόστρωμα με ανακυκλωμένο πλαστικό απελευθερώνει περισσότερα μικροπλαστικά σε σχέση με την τυπική άσφαλτο SBS.
«Το εργαστήριο του CMDR διαθέτει υπερσύγχρονο εξοπλισμό για την ποσοτική και ποιοτική ανάλυση μικροπλαστικών σε περιβαλλοντικά δείγματα», εξηγεί η Lynch. «Αυτή η δυνατότητα είναι μοναδική και κρίσιμη όταν συνδυάζεται με το έργο μας συλλογής θαλάσσιων απορριμμάτων και τον στόχο μας να τα επαναχρησιμοποιούμε σε υποδομές απαραίτητες για τη Χαβάη.»
Μετά την επεξεργασία των πλαστικών από αμερικανική εταιρεία ώστε να είναι κατάλληλα για παραγωγή ασφάλτου, το HDOT προχώρησε στην εφαρμογή επί τόπου. Τοπική εταιρεία ασφαλτοστρώσεων ανακατασκεύασε τμήματα κατοικημένου δρόμου στην Οάχου, χρησιμοποιώντας τρία διαφορετικά μίγματα: ένα με κλασικό SBS, ένα με ανακυκλωμένο πολυαιθυλένιο από το πρόγραμμα ανακύκλωσης της Χονολουλού, κι ένα με πολυαιθυλένιο από πεταμένα δίχτυα ψαρέματος. Έπειτα από περίπου 11 μήνες, η ομάδα της Lynch επέστρεψε για να συλλέξει σκόνη οδοστρώματος ώστε να μετρήσει πιθανή απελευθέρωση μικροπλαστικών στο περιβάλλον.
Πόσα μικροπλαστικά απελευθερώνονται;
Οι επιστήμονες διαχώρισαν διάφορους τύπους πολυμερών από τη σκόνη του δρόμου—ανάμεσά τους μικροπλαστικά, μεγαλύτερα θραύσματα πλαστικού και λάστιχο ελαστικών. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν πυρόλυση-χρωματογραφία αερίου-φασματομετρία μάζας (Py-GC-MS) για τον εντοπισμό της προέλευσης των υλικών. Η ανάλυση αποκάλυψε παρουσία στυρενίου και βουταδιενίου από την κλασική PMA, πολυαιθυλένιο από τα μίγματα με ανακυκλωμένο πλαστικό και υλικά ελαστικών από τα οχήματα.
Τα πρώτα ευρήματα έδειξαν ότι το οδόστρωμα με ανακυκλωμένο πολυαιθυλένιο δεν απελευθέρωσε περισσότερα πολυμερή από το συμβατικό SBS. Το ίδιο παρατηρήθηκε τόσο στις εργαστηριακές δοκιμές όσο και στα δείγματα όμβριων υδάτων που συλλέχθηκαν από τα πειραματικά τμήματα δρόμων.
Παρότι εντοπίστηκαν σωματίδια μεγέθους μικροπλαστικού, μόνο ένας πολύ μικρός αριθμός ήταν πολυαιθυλένιο—ανεξάρτητα από το είδος του ασφαλτικού μίγματος. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτό συμβαίνει επειδή το πλαστικό ενσωματώνεται πλήρως στον ασφαλτικό συνδετικό ιστό. Καθώς ο δρόμος φθείρεται με τον χρόνο, τα σωματίδια που αποκολλώνται αποτελούνται κυρίως από πέτρα, άσφαλτο και πολυμερές μαζί κι όχι μόνο από καθαρό πλαστικό.
Η ομάδα συγκρίνει επίσης την εκπομπή πολυμερών από το οδόστρωμα με την ποσότητα υλικού ελαστικών που βρίσκεται στη σκόνη των δρόμων.
«Στα αρχικά δεδομένα Py-GC-MS», συνεχίζει η Lynch, «παρατηρήσαμε ότι η φθορά των ελαστικών υπερκαλύπτει κατά πολύ το σήμα του πολυαιθυλενίου—είναι τεράστιες οι κορυφές! Έπρεπε να ψάξουμε προσεκτικά στο χρωματογράφημα για να εντοπίσουμε ίχνη πολυαιθυλενίου.»
Ένα νέο μέλλον για τα πλαστικά απορρίμματα;
Απαιτούνται περαιτέρω δοκιμές ώστε να αξιολογηθεί μακροπρόθεσμα η ανθεκτικότητα των δρόμων με ανακυκλωμένο πλαστικό. Παρόλα αυτά, οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η μέθοδος μπορεί στο μέλλον να μειώσει τόσο τα απορρίμματα σε χωματερές όσο και τη θαλάσσια ρύπανση στη Χαβάη.
«Κάποιοι θεωρούν πως η ανακύκλωση πλαστικού είναι απάτη — ότι δεν λειτουργεί ή είναι πολύ δύσκολη», λέει η Lynch. «Όμως αυτή η εργασία αποδεικνύει πως μπορεί να πετύχει όταν μια κοινωνία βάζει προτεραιότητα τη βιωσιμότητα.» Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Hawaii Department of Transportation.
