Как износ шин самолётов влияет на экологию и здоровье человека: загрязнение воздуха
Загрязнение воздуха вокруг аэропортов обычно связывают с выхлопами самолётов. Кажется логичным: двигатели работают на взлёте, посадке и рулении, значит именно они и портят воздух. Но новое исследование показывает, что это лишь часть картины, и далеко не самая неожиданная. Учёные обратили внимание на мелкие частицы в воздухе диаметром до десяти микрометров. Эти частицы легко проникают глубоко в дыхательные пути и давно считаются одной из самых опасных форм городского загрязнения. В рамках работы исследователи изучили, какие химические вещества путешествуют вместе с этими частицами в районе одного из европейских аэропортов, и обнаружили источник, о котором раньше почти не говорили.
Речь идёт об износе шин самолётов. Каждый раз, когда воздушное судно касается взлётно-посадочной полосы, разгоняется или тормозит, его шины теряют микроскопические фрагменты. Эти частицы настолько малы, что человек их не видит и не ощущает, но они остаются в воздухе, почве и воде. По сути, это особый вид микропластика, который образуется не в быту, а в транспортной инфраструктуре.
Для примера учёные приводят данные из крупного европейского авиаузла: за один год только из-за износа шин самолётов там образовались десятки тонн таких частиц. И это без учёта автомобильного транспорта, который обслуживает аэропорт. В масштабах одного города это уже не мелочь, а полноценный источник загрязнения.
Особый интерес вызвали вещества под названием бензотиазолы. Это органические соединения, которые используются в промышленности очень широко: при производстве резины, в противообледенительных жидкостях, в металлургии, текстильной и бумажной промышленности. Они известны своей раздражающей и токсичной активностью для живых организмов, особенно при регулярном воздействии. Ранее бензотиазолы уже применяли как маркеры дорожного трафика, то есть по их наличию в воздухе можно было судить о вкладе автомобилей в загрязнение. Но вклад авиации в этот процесс почти не изучался. Именно этот пробел и попытались закрыть авторы нового исследования.
В течение февраля и марта 2023 года учёные измеряли концентрации мелких частиц в воздухе и анализировали их химический состав. Важно, что уровень загрязнения по массе частиц там оказался умеренным и сопоставимым с городскими районами, а не экстремально высоким, как в некоторых мегаполисах. Это позволило сосредоточиться именно на составе, а не на количестве. В образцах воздуха нашли сразу несколько разновидностей бензотиазолов. Их сочетание оказалось очень похожим на то, что обычно фиксируют в районах с плотным автомобильным движением. Иными словами, воздух у аэропорта по своему химическому почерку напоминал оживлённую городскую магистраль, даже если визуально там было меньше машин.
Любопытно, что в марте концентрации отдельных бензотиазолов заметно выросли по сравнению с февралем, несмотря на то что общее количество мелких частиц в воздухе снизилось. Это наводит на мысль, что дело не в погоде и не в фоновом загрязнении города, а в изменении активности аэропорта. Весной рейсов и наземных операций становится больше, а микрочастицы от шин настолько лёгкие, что почти не влияют на общую массу загрязнения, но сильно меняют его состав.
Анализ ионного состава воздуха показал ещё одну деталь. Большую часть растворимых веществ составляли сульфаты и аммоний, а также фиксировались высокие уровни нитратов. Последние, по мнению авторов, образуются из оксидов азота, которые выделяются двигателями самолётов и затем вступают в химические реакции уже в атмосфере. Получается, что в районе аэропорта активно идут вторичные процессы загрязнения, когда одни выбросы превращаются в другие, иногда более устойчивые соединения.
Если посмотреть на распределение загрязнения по дням недели, картина становится ещё интереснее. Концентрации бензотиазолов чаще всего достигали пика в пятницу и субботу и снижались во вторник. При этом расписание взлётов и посадок не повторяет этот ритм в точности. Это говорит о том, что на уровень загрязнения влияют не только сами полёты, но и сопутствующая деятельность: обслуживание самолётов, движение техники, работа наземных служб. Некоторые вещества вели себя синхронно, что указывает на общий источник, вероятнее всего связанный именно с аэропортом. Другие соединения показывали иной характер колебаний, словно имели собственный путь образования. Учёные предполагают, что часть бензотиазолов может возникать уже после попадания в окружающую среду, например в результате разложения других компонентов резины.
Для более точного понимания источников загрязнения применили статистический анализ, который позволил разделить все измеренные вещества на несколько групп. Одна группа явно соответствовала активности аэропорта и количеству техники на его территории. Вторая была связана с обработкой самолётов и полос против обледенения. Третья отражала перенос загрязнений на средние расстояния, то есть влияние более широкой городской среды.
Если смотреть только на привычные источники, мы всегда будем упускать скрытые причины.
Альберт Эйнштейн
При этом исследователи подчёркивают важный момент: риск опасного профессионального воздействия бензотиазолов для работников аэропорта оказался низким. То есть речь идёт не о немедленной угрозе здоровью, а о более тонком, долгосрочном влиянии на качество воздуха и экологическую нагрузку. Работа даёт новое понимание того, как формируется загрязнение в районе аэропортов. Она показывает, что выхлопы двигателей — лишь вершина айсберга. Под ними скрываются менее заметные, но систематические источники, такие как износ шин и использование технических жидкостей. И если авиация действительно будет расти, как прогнозируют эксперты, игнорировать эти факторы дальше уже не получится.
