Nasze drogi mogą być trujące? Upał i ulewy wypłukują groźne związki z asfaltu

W szczególności problemem jest spoiwo używane przy kładzeniu nawierzchni na drogach asfaltowych – tzw. cement asfaltowy. Ten ciężki, czarny klej służy do łączenia kamieni, piasku i żwiru na utwardzanych drogach. Jest wytwarzany z resztek ropy naftowej, na końcu procesu destylacji.

Podczas gdy wyciek toksycznych, rakotwórczych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) z asfaltu wokół dróg i chodników był wcześniej badany, do tej pory nie uważano go za problem na wielką skalę. Nie sądzono, że toksyczne substancje mogą mieć wpływ na zdrowie ludzi. Jednak badacze z MagLab na Florida State University (FSU) postanowili przyjrzeć się problemowi bardziej wnikliwie.

– Długoterminowa stabilność materiałów ropopochodnych w środowisku zawsze mnie zastanawiała – mówi chemik Ryan Rodgers z MagLab.

– Znając ich złożoność kompozycyjną i strukturalną, wydaje się wysoce nieprawdopodobne, aby były one nieszkodliwe dla środowiska. Jak jedwabiście gładkie, czarne drogi zamieniają się w szare, wyboiste? I gdzie, do cholery, zniknął cały ten asfalt? – pyta badacz cytowany przez Science Alert.

Zespół pod kierunkiem Rodgersa przeprowadził eksperyment, w ramach którego asfaltowe spoiwo zostało przyklejone do tafli, po czym zanurzono ją w wodzie i wystawiono na działanie symulatora słonecznego na siedem dni. Drugą próbkę trzymano w ciemności przez tydzień jako materiał porównawczy.

Korzystając z techniki ultrawysokiej rozdzielczości zwanej spektrometrią mas z rezonansem cyklotronowym z transformacją Fouriera (FT-ICR MS), naukowcy przeanalizowali wodę zebraną z okolicy nasłonecznionej próbki oraz próbki kontrolnej.

Trujące związki

Okazało się, że energia słoneczna reaguje ze związkami zawierającymi tlen w wodzie, uwalniając potencjalnie niebezpieczne węglowodory ze spoiwa. Ten proces, znany jako fotooksydacja, zachodzi również w przypadku plam oleju.

– Przyjrzeliśmy się wodzie i stwierdziliśmy, że są tam wszystkie te związki, które pochodzą z ropy naftowej i prawdopodobnie są toksyczne. Odkryliśmy również, że z czasem wypłukuje się więcej związków – mówi chemik Sydney Niles z FSU.

Około 25 razy więcej węglowodorów wyciekło do wody w głównej próbce w porównaniu z próbką kontrolną, co w rzeczywistości wskazuje na rolę światła słonecznego w produkcji cząsteczek. Co ważne, węglowodory zawierały także większą niż zwykle liczbę atomów tlenu, co sprzyjało rozpuszczalności związku.

W sumie napromieniowana próbka zawierała ponad 15 000 różnych cząsteczek.

Nie jest to jeszcze dowód na to, że wypłuczyny z asfaltu narażonego na codzienne warunki pogodowe są trujące, ale biorąc pod uwagę ogólną toksyczność i rakotwórczy charakter tego typu węglowodorów, reakcje te są zdecydowanie powodem do niepokoju.

Następnym etapem badań będzie dokładniejsze zbadanie reakcji chemicznych, aby zobaczyć, jak przekształcają się związki, i ustalić w jakim stopniu spoiwo asfaltowe generuje zanieczyszczenia rozpuszczalne w wodzie.

– Mam nadzieję, że inżynierowie wykorzystają te informacje do znalezienia lepszej alternatywy, niezależnie od tego, czy będzie to uszczelniacz, który nakładamy na asfalt, aby go chronić, czy też znajdą coś innego – mówi Niles.

Wyniki badań zostały opublikowane w Environmental Science & Technology.