Новый метод измерения токсичных частиц автомобильных шин в реках

Ученые из Центра экологии и гидрологии Великобритании (UKCEH) разработали надежный метод для обнаружения токсичного химиката, используемого в автомобильных шинах, в реках, ручьях и озерах и измерения его концентраций.

Износ шин — один из крупнейших источников микропластика в реках, что потенциально представляет значительный риск для дикой природы, проглатывающей частицы. Токсичные химические вещества в этом микропластике уже связывали с гибелью лосося в США и форели в Канаде.

Команда проекта UKCEH выбрала в качестве объекта исследования 6PPD — распространенную добавку при производстве автомобильных шин для предотвращения деградации резины. Работа выполнялась по заказу Defra в рамках более широкого проекта по разработке способа обнаружения и количественного определения микропластика в речной воде и донных отложениях.

Доктор Ричард Кросс, ученый UKCEH по вопросам загрязнения, поясняет: «С научной точки зрения автомобильные шины — сложный для изучения материал. Каждый производитель шин использует разную рецептуру, и она может быть строго охраняемым секретом».

«Однако при производстве почти всех автомобильных шин используется несколько добавок. Они имеют относительно постоянные концентрации и практически не используются ни в чем, кроме шин. Одна из них — 6PPD, и поэтому мы решили использовать ее как «красный флаг», сигнализирующий о наличии резины от шин в нашем образце».

При деградации в окружающей среде в результате реакции с озоном эта добавка превращается в токсичное соединение 6PPD-хинон, которое может стать опасным для дикой природы, когда смывается в водоемы во время дождей и штормов. Его связывают с синдромом гибели от городского стока (Urban Runoff Mortality Syndrome), когда сброс ливневых вод совпадает с возвращением лосося в ручьи, где он родился, вызывая массовую гибель взрослых рыб до того, как они достигнут нерестилищ.

С 2022 года ученые UKCEH отбирали пробы донных отложений из реки Темзы в Уоллингфорде (Оксфордшир) рядом с оживленным автомобильным мостом, а также из реки Ирк в Манчестере. Для мониторинга были выбраны донные отложения, потому что частицы от износа шин и дорожного покрытия плотные, могут быть относительно крупными и быстро становятся частью речных отложений.

Донные отложения очень разнообразны и могут быстро меняться, особенно во время сильных дождей. Любой метод точного количественного определения токсичных химических веществ в отложениях должен учитывать изменчивость концентраций в месте отбора проб. Благодаря повторному отбору проб команде проекта удалось обнаружить различия между более загрязненным участком на реке Ирк и менее загрязненными отложениями в Темзе у Уоллингфорда.

Используя методы газовой хроматографии с масс-спектрометрией, они проанализировали каждый образец отложений для обнаружения 6PPD. Детально изучив изменчивость каждого места, команда предложила способ, как их метод отбора проб может быть применен в будущем для надежного обнаружения, измерения и количественного определения присутствия 6PPD в водотоках.

Помимо этой работы, UKCEH смог использовать ту же схему отбора проб для количественного определения других фрагментов микропластика как в воде, так и в отложениях. Это важный шаг к пониманию масштабов загрязнения частицами износа шин по сравнению с другими источниками микропластика в этих реках.

Химическое вещество 6PPD было определено Агентством по охране окружающей среды как приоритетное для мониторинга в рамках системы приоритизации и раннего предупреждения. Таким образом, метод, разработанный в UKCEH, предоставляет важный инструмент для получения дополнительной информации об этом соединении и более широких рисках, которые микропластик и износ шин представляют для пресных вод Великобритании. Он предназначен для правительств и регулирующих органов, а также для производителей шин и добавок, заинтересованных в оценке рисков продукции.