沥青路面可能暗藏危机

我们的道路可能隐藏着危险:研究人员发现,阳光和雨水也许能够将沥青中的某些化合物转变为危险的碳氢化合物,从而威胁到周围环境和路人。

沥青水泥正是问题所在。这种厚重的黑色黏胶用于在铺好的道路上把石头,沙子和碎石粘在一起。它们来自原油蒸馏结束时的残余物。

尽管以前就知道沥青中致癌的多环芳烃(PAHs)物质有可能挥发出来,但直到不久前,尚未发现它们的量足以影响到人体健康。

佛罗里达州立大学(FSU)MagLab的化学家Ryan Rodgers说:“石油衍生材料在环境中的长期稳定性一直是我的好奇心所在。考虑到成分和结构上的复杂性,它们在环境里似乎不太可能是良性的。”

研究团队设计了一个实验,把沥青粘合剂的薄膜粘贴在玻璃一侧,然后浸入水中并暴露在太阳模拟器中一周。同时将另一份样品在黑暗中放置一周以进行对照。

研究人员用被称为傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)的超高分辨率解析技术,对实验组和对照组样品周围的水样进行了分析。

太阳能似乎与水中的含氧化合物发生反应,从粘合剂中释放出有潜在危险的碳氢化合物。浮油也会经历这一过程——即光氧化作用。

FSU的化学家Sydney Niles说:“我们得到了道路样本,并在有水的情况下将模拟阳光照在上面。然后,我们分析了水样,发现里面的这些化合物都来自石油,且可能是有毒的。我们还发现,随着时间的流逝,会有更多的化合物浸出。”

实际上,泄漏到主要样品中的碳氢化合物的量大约是对照组的25倍,这暗示着阳光在分子反应中的作用。重要的是,碳氢化合物还含有数量超多的氧原子,有助于化合物的溶解性。

总共,被辐照的样品含有15000多种不同的含碳分子。

尚不能证明暴露于日常天气下的沥青道路有毒,但考虑到此类PAH的一般毒性和致癌性,阶段性结果肯定值得关注。

下一步研究化学反应的细节,观察化合物如何转变,并确定沥青结合剂可以产生多少水溶性污染物。

Niles说:“我希望工程师们可以利用这些信息找到更好的替代方法,无论是在沥青上使用的密封胶来保护沥青,还是在路面上使用其他材料。”

该研究已发表在《环境科学与技术》上。

原文:https://www.sciencealert.com/the-glue-that-holds-roads-together-could-become-toxic-when-exposed-to-sun-and-rain

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