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Microplásticos de pneus: 6PPD-Q e biocarvão com cavacos de madeira para reduzir a poluição

Homem regando plantas urbanas com pote de vidro agachado ao lado de pá e copo d'água na calçada.

A cada poucos anos, os pneus do carro vão ficando gastos e acabam precisando de troca. Mas para onde vai a borracha que “some” nesse processo?

Infelizmente, uma parte considerável desse material termina em corpos d’água. As minúsculas partículas de microplástico geradas pelo desgaste do pneu - formadas por borracha sintética - carregam vários compostos químicos que podem passar para peixes, caranguejos e, possivelmente, também para as pessoas que consomem esses animais.

Somos químicos analíticos e ambientais e estamos investigando maneiras de reter esses microplásticos - e as substâncias tóxicas associadas a eles - antes que cheguem a córregos, rios, lagos e ao oceano, afetando os organismos aquáticos que vivem nesses ambientes.

Microplásticos, macroproblema

Todos os anos, milhões de toneladas métricas de resíduos plásticos entram nos oceanos do planeta. Nos últimos anos, verificou-se que partículas de desgaste de pneus representam cerca de 45% de todos os microplásticos tanto em sistemas terrestres quanto aquáticos.

À medida que os pneus rolam sobre o asfalto, eles liberam fragmentos microscópicos. Quando chove, a água arrasta essas partículas para valetas e galerias; dali, elas seguem para córregos, lagos, rios e, por fim, para o mar.

Nesse caminho, peixes, caranguejos, ostras e outros organismos aquáticos frequentemente acabam ingerindo partículas de desgaste de pneus junto com o alimento. A cada mordida, os animais também consomem substâncias altamente tóxicas, capazes de prejudicar os próprios peixes e, depois, as espécies que se alimentam deles.

Algumas espécies - como a truta-arco-íris, a truta-de-riacho e o salmão coho - estão morrendo por causa de compostos tóxicos associados às partículas de desgaste de pneus.

Em 2020, pesquisadores observaram que mais da metade dos salmões coho que retornavam a riachos no estado de Washington morreu antes da desova, em grande parte devido ao 6PPD-Q. Esse composto deriva do 6PPD, um aditivo colocado nos pneus para ajudar a evitar sua degradação.

Os impactos das partículas de desgaste de pneus, porém, não se restringem aos organismos aquáticos. Pessoas e outros animais também podem ser expostos a partículas suspensas no ar, sobretudo quem vive perto de rodovias e vias de grande movimento.

Em um estudo na China, o mesmo composto, 6PPD-Q, foi identificado na urina de crianças e adultos. Embora os efeitos desse químico no corpo humano ainda estejam sendo investigados, pesquisas recentes indicam que a exposição a ele pode prejudicar vários órgãos, incluindo fígado, pulmões e rins.

Em Oxford, no Mississippi, identificamos mais de 30.000 partículas de desgaste de pneus em 24 litros de escoamento de águas pluviais coletados em vias e estacionamentos após duas tempestades. Em áreas com tráfego intenso, acreditamos que as concentrações possam ser muito mais altas.

Em 2023, o Conselho Interestadual de Tecnologia e Regulação - uma coligação liderada por estados - recomendou localizar e implementar alternativas ao 6PPD na fabricação de pneus, para reduzir a presença de 6PPD-Q no ambiente. Já os fabricantes de pneus afirmam que ainda não existe um substituto adequado.

O que as comunidades podem fazer para reduzir os danos?

Na Universidade do Mississippi, estamos testando formas sustentáveis de remover partículas de desgaste de pneus de ambientes aquáticos usando materiais naturais acessíveis e de baixo custo, obtidos a partir de resíduos agrícolas.

O princípio é direto: reter as partículas de desgaste de pneus antes que elas cheguem a córregos, rios e oceanos.

Em um estudo recente, avaliamos cavacos de madeira de pinus e biocarvão - um tipo de carvão produzido ao aquecer cascas de arroz em uma câmara com pouco oxigênio, processo chamado de pirólise - e verificamos que esses materiais conseguiram remover aproximadamente 90% das partículas de desgaste de pneus do escoamento de água nos nossos locais de teste em Oxford.

O biocarvão já é um material conhecido para a remoção de contaminantes da água, graças à grande área de superfície e porosidade, à presença de numerosos grupos químicos capazes de se ligar a outras substâncias, à alta estabilidade, à forte capacidade de adsorção e ao baixo custo.

Os cavacos de madeira, por sua vez, por serem ricos em compostos orgânicos naturais, também já demonstraram capacidade de remover contaminantes. Outros pesquisadores utilizaram areia para filtrar microplásticos, mas a taxa de remoção foi baixa quando comparada à do biocarvão.

Projetamos um sistema de biofiltração com biocarvão e cavacos de madeira dentro de uma meia filtrante e o instalamos na saída de um dreno. Em seguida, coletamos amostras do escoamento de águas pluviais e medimos as partículas de desgaste de pneus antes e depois da instalação dos biofiltros, durante duas tempestades ao longo de dois meses. Observamos que, com o biofiltro em funcionamento, a concentração dessas partículas ficou significativamente menor.

As partículas de desgaste de pneus têm formato alongado e irregular, com bordas serrilhadas, o que facilita que elas fiquem presas ou se enrosquem nos poros desses materiais durante eventos de chuva. Até mesmo as menores partículas acabaram retidas na rede complexa formada por esses meios filtrantes.

Uso de filtros de biomassa no futuro

Entendemos que essa estratégia tem grande potencial de ser ampliada para reduzir a poluição por partículas de desgaste de pneus - e por outros contaminantes - durante tempestades.

Como o biocarvão e os cavacos de madeira podem ser produzidos a partir de resíduos agrícolas, tendem a ser relativamente baratos e fáceis de obter para comunidades locais.

Ainda serão necessários estudos de monitorização de longo prazo, especialmente em ambientes com tráfego pesado, para definir com precisão a eficácia e o potencial de ampliação desse método. A origem do material filtrante também importa: existem preocupações sobre a possibilidade de resíduos agrícolas crus, que não passaram por pirólise, liberarem poluentes orgânicos.

Como ocorre com a maioria dos filtros, os biofiltros precisariam ser substituídos com o tempo - e os filtros usados devem ser descartados de maneira adequada - porque os contaminantes se acumulam e os materiais vão se degradando.

O lixo plástico está a prejudicar o ambiente, os alimentos consumidos pela população e, potencialmente, a saúde humana. Consideramos que biofiltros feitos de resíduos vegetais podem ser uma solução eficaz, relativamente barata e ambientalmente mais amigável.

Boluwatife S. Olubusoye, doutorando em Química, Universidade do Mississippi, e James V Cizdziel, professor de Química, Universidade do Mississippi

Este artigo foi republicado do portal A Conversa sob uma licença CC. Leia o artigo original.

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