На Гавайях проводят испытания асфальта, изготовленного из переработанного пластика и рыболовных сетей

Гавайи сталкиваются с проблемой пластикового загрязнения. Островной штат испытывает экономические и логистические трудности в переработке пластиковых отходов, включая морской мусор, который задерживается в океанских водах. Гавайские исследователи разрабатывают новаторский метод переработки брошенных рыболовных сетей и бытового пластикового мусора в асфальтовые дороги. Первые испытания показывают, что эти переработанные материалы могут обеспечить жизнеспособный способ утилизации мусора в регионе.

Джереми Эксворти, научный сотрудник Центра исследований морского мусора (CMDR) при Гавайском тихоокеанском университете, представит результаты работы своей команды на весенней конференции Американского химического общества (ACS). Конференция ACS Spring 2026 пройдет с 22 по 26 марта и включает в себя около 11 000 докладов по широкому кругу научных тем.

«В этой работе исследуется вопрос о том, насколько целесообразно использовать переработанный пластик на дорогах Гавайев», — рассказывает Аксуорти. «Повторное использование пластиковых отходов, уже находящихся на Гавайях, позволит нам уменьшить экологические и экономические последствия транспортировки пластиковых отходов с островов, их сжигания или сброса на переполненные свалки Гавайев».

С 2020 года дороги на Гавайях преимущественно покрываются полимерно-модифицированным асфальтом (ПМА) для повышения прочности и долговечности дорожного покрытия. По сравнению со стандартным асфальтовым покрытием, покрытие из ПМА более эластично и более устойчиво к растрескиванию, образованию колеи и повреждению водой — качества, которые особенно важны для тропического климата штата.

Покрытие из ПМА изготавливается путем сначала расплавления гранул стирол-бутадиен-стирола (СБС; тип сополимера) в липкое асфальтобетонное вяжущее на нефтяной основе. Затем вяжущее из ПМА перемешивается с нагретыми заполнителями (камнями и песком) в смесительном барабане, в результате чего вяжущее из ПМА полностью покрывает заполнители.

Но почему бы не проверить, можно ли использовать отработанный пластик в асфальтобетонных покрытиях в качестве экологически безопасного способа утилизации? Как поведут себя модифицированные покрытия из переработанного пластика, и будут ли они выделять микропластик или связанные с ним химические вещества в окружающую среду?

Именно на эти вопросы стремилось ответить Департамент транспорта Гавайев (HDOT), обратившись к специалисту по экологической химии Дженнифер Линч, директору CMDR и руководителю группы.

Департамент транспорта штата Гавайи (HDOT) обратился к команде Линча с двумя просьбами. Во-первых, предоставить выброшенные на берег рыболовные сети, извлеченные из морской среды Гавайев, для создания асфальтобетонных покрытий, модифицированных переработанным пластиком.

«Иностранный пластик, выброшенный на берег в результате рыболовства, является основной причиной проблемы морского мусора на Гавайях», — говорит Линч. «На сегодняшний день в рамках проекта CMDR «Бонусная награда», в рамках которого лицензированным коммерческим рыбакам выплачивается денежное вознаграждение за удаление морского мусора, из Тихого океана было удалено 84 тонны крупных брошенных рыболовных снастей».

Второе требование HDOT заключалось в измерении возможного выделения микропластика с дорожных покрытий, изготовленных с использованием пластиковых отходов, по сравнению с аналогичным показателем для стандартных покрытий, модифицированных SBS-материалом.

«Лаборатория CMDR оснащена самым современным химическим оборудованием для количественного определения и характеристики микропластика в пробах окружающей среды», — объясняет Линч. «Эта возможность невероятно уникальна и значима, особенно в сочетании с нашим проектом по удалению морского мусора и нашей миссией по переработке мусора в долгосрочные, необходимые на местном уровне инфраструктурные продукты».

После того как американская компания переработала отходы в продукты, которые можно было использовать в асфальте, Департамент транспорта штата Гавайи (HDOT) вывез экспериментальные асфальтовые смеси на улицы Гавайев.

Местная компания по укладке дорожного покрытия уложила на участках жилой дороги на острове Оаху асфальт, содержащий стандартный SBS-материал, переработанный полиэтилен из контейнеров для вторичной переработки в Гонолулу и полиэтилен из рыболовных сетей.

Примерно через 11 месяцев регулярного движения транспорта команда Линча приступила к сбору образцов дорожной пыли с каждого участка проезжей части для проверки на наличие микропластика, который мог бы загрязнить окружающую почву.

Исследователи обработали дорожную пыль, используя метод, который отделяет различные типы полимеров от других материалов в пыли, включая микропластик, более крупные куски пластика и резину от автомобильных шин.

С помощью пиролизной газовой хроматографии-масс-спектрометрии (Py-GC-MS) они идентифицировали и измерили источники полимеров: стирол и бутадиен из стандартного ПМА, полиэтилен из ПМА, полученного из пластиковых отходов и рыболовных сетей, а также изопрен и бутадиеновый каучук из автомобильных шин.

Первоначальные испытания показали, что покрытия из переработанного полиэтилена не выделяют больше полимеров, чем контрольное покрытие из SBS. Команда Линча подтвердила это в ходе испытаний механических характеристик образцов покрытия, а также в условиях имитации дождевой воды, собранной с экспериментальных участков дороги.

Были обнаружены частицы размером с микропластик, но лишь очень немногие из них были идентифицированы как полиэтилен, независимо от типа исследуемого покрытия. Вероятно, это связано с тем, что полимеры расплавлены и вплавлены в асфальтовое вяжущее, а это значит, что отламывающиеся частицы представляют собой не только пластик, но и смесь породы, вяжущего и расплавленных полимерных цепей.

Команда CMDR также сравнивает количество полимеров, выделяющихся с дорожного покрытия, с количеством полимеров, выделяющихся шинами в дорожной пыли. «В наших первоначальных данных Py-GC-MS», — продолжает Линч.

«Мы увидели, что износ шин на порядки заглушает сигнал полиэтилена, образуя гигантские пики! Нам пришлось перерыть весь спектр хроматограммы, чтобы найти признаки полиэтилена».

Необходимы дополнительные исследования для оценки долговечности дорожного покрытия. Но исследователи надеются, что в будущем повторное использование отработанного пластика в дорожном покрытии поможет сократить количество мусора на свалках и в морской среде на Гавайях.

«Некоторые считают переработку пластика обманом — что она не работает, что это слишком сложно», — говорит Линч. «Но эта работа демонстрирует, что переработка может быть эффективной, когда общество ставит во главу угла устойчивое развитие».

Источник: https://phys.org/news/2026-03-hawaii-asphalt-recycled-plastics-fishing.html