被忽视的轮胎磨损颗粒：有毒？

汽车轮胎用久后轮胎花纹会消失，鲜少有人去思考，这些消失的花纹成分是什么？它们去了哪里？

“大家每天都在开车，轮胎花纹慢慢变浅变平，被磨掉的轮胎去了哪里？随着轮胎滚动时不断地摩擦，以及路面高温、紧急刹车等情况，导致轮胎表面不断以微小尺寸磨屑甚至烟气散发到空气、路面土壤、河流、湖泊中，最终有相当一部分进入到海洋中，造成了一定的污染。”10月19日，在中咨公司、中国石化集团有限公司共同举办的第二届石化产业高质量发展论坛上，中国工程院院士、西安交通大学校长张立群表示。

轮胎在生产过程中，化学品被混合形成高端耐久橡胶，然后被浇铸成轮胎形状。成分包括多环芳烃(PAHS)、苯并唑、异戊二烯等有害物质以及锌和铅等重金属。轮胎磨损颗粒到底以什么形态、什么成分、以什么方式影响人体健康？

2023年2月，英国帝国理工学院发布了《轮胎磨损颗粒对我们和环境都是有毒的》研究报告，报告称科学家建立了描述德国高速公路轮胎磨损颗粒行为的模型，估计总颗粒质量的45%聚集在道路附近，而剩余的55%则通过各种机制最终进入环境，在这些进入环境的颗粒中其中82%由水携带，其余18%被排入空气中。他们发现这些被称为“超细粒子”的较小纳米尺寸粒子被大量释放，多数以PM2.5和 PM0.1颗粒存在。

在中国，科学家们也发现了轮胎磨损颗粒的存在。

2024年9月12日，中国科学院广州地球化学研究所研究员张干团队与合作者在《环境科学与技术》刊发了关于“城市大气中的轮胎磨损化学物质：轮胎磨损颗粒对 PM 2.5的重大贡献”的研究成果。

该研究团队在珠江三角洲9个城市采集了72种气态和PM2.5颗粒态样品，对54种轮胎磨损相关化学品进行了定量分析。其中，有28种被检出，它们在气态和颗粒态中的总浓度为3.1-317纳克/立方米，气态的占总浓度的73%，其中2-羟基苯并噻唑贡献了气相轮胎磨损颗粒的82%，苯并噻唑-2-磺酸贡献了 PM2.5中轮胎磨损颗粒的74% 。此外，由于对苯二胺 (PPD) 在溶剂中不稳定，导致其检测率低。

众所周知，苯并噻唑及其衍生物是有毒且生物降解性差的有机化合物，而且轮胎的材质要解决耐磨性、节油性和安全性的“魔三角”难题，其材质在自然界中难以降解。

科学家们对环境颗粒物(包括总悬浮颗粒物)的毒理学研究报告称，这些颗粒物会对心肺、发育、生殖等领域产生负面影响。公众只要行走在人行道上，路上，就会接触到车辆排放的各种微粒，因为微型和纳米微粒小到足以在空气中传播。

前述帝国理工学院的报告称，研究模型显示，超细纳米颗粒可以传播数百米。此类污染可能会对患有哮喘和慢性阻塞性肺病等疾病的人群造成特别大的影响，有资料表明，污染会加重这些疾病。因此，必须进行风险评估，以确定吸入轮胎磨损颗粒的“不可观测的不良效应浓度”。

今年1月份，英国普利茅斯大学和埃克塞特大学发布了关于水蚤的测试结果，研究结果表明，传统道路轮胎向环境中释放的塑料微粒对水蚤的繁殖和发育带来不利影响，其消化道中可见颗粒被吸收。其中含有大量的锌、钛、锶和多种有机化学物质。科学家在一系列流行轮胎品牌中发现了50多种此类化学物质，其中许多被归类为剧毒。结果表明，这些颗粒对水蚤的毒性比更常见的聚乙烯微塑料更大。

有专家认为，汽车轮胎磨损产生的橡胶微粒，虽然目前对我们的健康和生态系统造成的长期影响还不得而知，但这些轮胎磨损颗粒会进入河流和海洋，对野生动物造成破坏性影响，还会累积到食物链中，最终对食物链造成重大威胁。

“轮胎的主要材质之一是橡胶。这些橡胶一部分来自天然橡胶，一部分来自化工合成橡胶，两者之间性能互补。但生产一公斤的合成橡胶，要排放将近三公斤左右的二氧化碳，轮胎橡胶的可持续性和碳排放问题需要考虑；其次是轮胎磨屑不可降解导致的环境污染问题。”张立群表示。

针对轮胎磨损颗粒潜在的危害，早在若干年前，张立群便带领北京化工大学先进弹性体材料研究中心团队发出了“轮胎磨损对环境和资源的影响不容忽视”的声音，提出轮胎研发人员应充分认识橡胶磨损造成的环境污染和资源浪费的严重程度。从自身做起，通过提高轮胎耐磨性能来减少轮胎磨损。

张立群带领团队，瞄准原创橡胶品种，国际上首次提出生物基工程弹性体的概念，并率领团队创制出生物基聚酯弹性体、衣康酸酯弹性体、大豆油弹性体等，成功开发了我国第一个拥有自主知识产权的生物基可降解聚酯橡胶和生物基衣康酸酯橡胶品种。这两种橡胶具有低碳、环保的特点，能对传统石油基橡胶产生一定程度的替代，其中生物基聚酯橡胶材料的性能更为独特，已被制成出耐低温耐油密封圈、可降解轮胎、可降解鞋子、聚乳酸增韧剂等产品。

“我们研发的可降解轮胎磨损颗粒，在自然海水里，三个月左右失重率可达到80%；在静止的河水，时间要稍微长一点，三个月可降解20%左右；在堆肥土壤里，70%可降解成水和二氧化碳。”张立群表示。

除了可降解生物基聚酯橡胶和生物基衣康酸酯橡胶，针对创新支撑橡胶工业可持续发展路径中，张立群强调了天然橡胶的重要性，其在全生命周期内碳排放比合成橡胶低4.3倍。但中国天然橡胶80%依赖进口，已经突破了战略警戒线，所以，他提到了第二天然橡胶蒲公英橡胶的发展，目前，已在多地试种，并建成百吨级绿色水基蒲公英橡胶中试装置。

此外，废旧轮胎绿色高值化再利用也是实现轮胎可持续发展的重要途径。研究团队承担了多项国家重点研发项目，开发了连续绿色再生橡胶制备技术、高品质胶粉改性沥青技术、高性能胶粉基热塑性弹性体、连续热裂解及裂解炭黑复活改性技术等。其中：多阶螺杆连续脱硫绿色制备再生橡胶技术，实现了制备过程的环保、安全、连续清洁、自动化，以及产品性能的优异稳定，该技术也实现了应用推广，先后建立30条生产线，年制备约15万吨再生胶，年处理废载重轮胎近30万吨，并出口到了国外。