Čestice od habanja guma i kočnica: zagađenje koje ne izlazi iz auspuha

Šta su neizduvne emisije

Neizduvne emisije obuhvataju čestice nastale mehaničkim habanjem pneumatika, kočnica i kolovozne površine, kao i ponovno podizanje (resuspenzija) prašine koja je već nataložena na putu (Denier van der Gon i sar., 2013; OECD, 2020). Za razliku od izduvnih gasova, ove čestice ne nastaju sagorevanjem, već trenjem, pa ih ne mogu ukloniti ni katalizator ni filter u izduvnoj grani (Harrison i sar., 2021).

Izveštaj Organizacije za ekonomsku saradnju i razvoj (OECD) iz 2020. godine upozorava da čestice koje nastaju habanjem guma, kočnica i kolovoza postaju sve važniji deo saobraćajnog zagađenja. Njihov doprinos ukupnoj koncentraciji PM2.5 zavisi od saobraćaja, sastava voznog parka i lokalnih uslova, pa se jedan procenat ne može primeniti na svaki grad. OECD očekuje da će, kako se izduvne emisije smanjuju, relativni udeo neizduvnih čestica dodatno rasti (OECD, 2020). Pregledna studija pokazala je da habanje kočnica u pojedinim urbanim uslovima može činiti značajan deo saobraćajnih PM10 emisija (Grigoratos & Martini, 2015).

Gume: čestice koje ostaju za nama

Automobilska guma nije homogen materijal, već složen kompozit prirodnog i sintetičkog kaučuka, punila poput čađi i silicijum-dioksida, ulja, vulkanizacionih agenasa na bazi sumpora i cink-oksida, kao i niza aditiva koji štite gumu od starenja i ozona (Wagner i sar., 2018; Baensch-Baltruschat i sar., 2020). Tokom kotrljanja, trenje između protektora i podloge otkida sitne komade gume, koji se odmah spajaju sa mineralnim česticama i vezivom iz asfalta. Nastali aglomerati nazivaju se čestice od habanja guma i kolovoza (engl. tyre and road wear particles, TRWP) (Kole i sar., 2017; Baensch-Baltruschat i sar., 2020).

Količine su znatno veće nego što bi se moglo pretpostaviti. Analiza Kolea i saradnika procenila je da emisija čestica od habanja guma po stanovniku iznosi između 0,23 i 4,7 kg godišnje, uz globalni prosek od oko 0,81 kg (Kole i sar., 2017). Za ceo evropski kontinent procene se kreću oko 1,3 miliona tona godišnje (Baensch-Baltruschat i sar., 2020). Zato se habanje pneumatika prepoznaje kao jedan od važnih izvora čestica polimernog porekla u životnoj sredini. Te procene nisu direktna merenja u Srbiji i zavise od načina na koji se čestice klasifikuju i obračunavaju.

Koliko će gume biti potrošeno zavisi od više faktora: mase vozila, stila vožnje (naglo ubrzavanje, kočenje i oštro skretanje), vrste i stanja kolovoza, pritiska u pneumaticima i same konstrukcije gume (Kole i sar., 2017; Baensch-Baltruschat i sar., 2020; Harrison i sar., 2021). Važno je naglasiti da je najveći deo mase TRWP relativno krupan i ne ostaje dugo u vazduhu, već se taloži uz ivicu puta, odakle ga kiša spira dalje (Baensch-Baltruschat i sar., 2020).

Kočnice: metalna prašina pri zaustavljanju

Kod klasičnih disk-kočnica, kočiona pločica pritiska metalni disk, a trenje između ova dva elementa usporava vozilo. Pri svakom kočenju oba dela se troše. Kočione pločice su posebno složen materijal: mogu sadržati i do tridesetak različitih komponenti, uključujući veziva, ojačavajuća vlakna, abrazive, čvrsta maziva i metalne prahove (Stojanović i sar., 2022). Zbog toga čestice sa kočnica, za razliku od gumenih, sadrže značajne količine metala, pre svega gvožđa, ali i bakra, antimona, barijuma i cinka (Grigoratos & Martini, 2015; Straffelini i sar., 2015).

Bakar je decenijama bio cenjen sastojak pločica jer poboljšava odvođenje toplote i stabilnost trenja, ali je upravo njegovo oslobađanje u životnu sredinu podstaklo istraživanja zamenskih materijala (Straffelini i sar., 2015). Pregled koji su objavili istraživači Fakulteta inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu pokazuje da na formiranje i oslobađanje čestica najviše utiču početna brzina vozila, pritisak kočenja i temperatura koja se razvija u kontaktu disk–pločica (Stojanović i sar., 2022). Isti autori razvrstavaju nastale čestice na krupne, fine i ultrafine, pri čemu upravo fine i ultrafine frakcije mogu prodreti duboko u disajne puteve (Stojanović i sar., 2022). Sastav pločice, prema ovom radu, presudan je za smanjenje emisija, pa se razvoj industrije sve više usmerava ka materijalima koji se sporije troše bez gubitka kočionih performansi (Stojanović i sar., 2022).

Gde završavaju čestice: vazduh, voda i zemljište

Najfiniji deo čestica od habanja ostaje suspendovan u vazduhu i udiše se, posebno uz prometne saobraćajnice, raskrsnice i semafore, gde je kočenje najintenzivnije (Grigoratos & Martini, 2015; OECD, 2020). Krupniji deo se taloži na kolovozu i u njegovoj neposrednoj okolini, gde ga kiša spira u atmosfersku kanalizaciju, jarkove i, na kraju, u reke i jezera (Wagner i sar., 2018; Baensch-Baltruschat i sar., 2020).

Pregledni rad Wagnera i saradnika naglašava da količina čestica od guma koja stigne u vodene ekosisteme u velikoj meri zavisi od toga da li se oticaj sa puteva sakuplja i prečišćava (Wagner i sar., 2018). Autori su ilustrovali razmere problema poređenjem: u Nemačkoj je procenjena godišnja emisija čestica od habanja guma oko četiri puta veća od ukupne količine pesticida koji se u toj zemlji upotrebe (Wagner i sar., 2018). S obzirom na to da je gustina ovih čestica veća od gustine vode, one se relativno brzo talože u sedimentima reka i akumulacija (Baensch-Baltruschat i sar., 2020).

Posebnu zabrinutost izazivaju hemikalije koje iz čestica prelaze u vodu. Jedan od najpoznatijih primera je 6PPD-kinon, jedinjenje koje nastaje transformacijom zaštitnog aditiva iz automobilskih guma i koje je povezano sa uginućima lososa u urbanim potocima severozapada SAD (Tian i sar., 2021). Ovim zagađivačem detaljnije se bavimo u sledećoj priči. Njegovo delovanje pokazuje da problem nije samo u česticama, već i u hemikalijama koje one mogu da oslobode.

Šta to znači za zdravlje

Svetska zdravstvena organizacija je u smernicama iz 2021. godine snizila preporučenu prosečnu godišnju koncentraciju PM2.5 na 5 µg/m³, naglašavajući da štetni efekti postoje i pri niskim koncentracijama (WHO, 2021). Te smernice ne prave razliku između čestica iz auspuha i čestica od habanja, pa se neizduvne emisije uračunavaju u ukupno opterećenje vazduha kojem je stanovništvo izloženo (OECD, 2020; WHO, 2021).

Toksikološke studije ukazuju da čestice sa kočnica, zbog visokog sadržaja metala, mogu imati izražen oksidativni potencijal i izazivati inflamatorni odgovor u plućnom tkivu (Gerlofs-Nijland i sar., 2019; Stojanović i sar., 2022). Kada je reč o česticama od guma, nauka je opreznija: zdravstveni rizik od udisanja samih gumenih čestica još nije dovoljno razjašnjen, dok su efekti hemikalija koje se iz njih oslobađaju u vodu znatno bolje dokumentovani (Baensch-Baltruschat i sar., 2020). Ipak, autori najcitiranijih preglednih radova saglasni su da su potrebna dalja istraživanja kako bi se rizik po ljudsko zdravlje procenio pouzdano (Kole i sar., 2017; Baensch-Baltruschat i sar., 2020).

Paradoks električnih vozila

Električni automobili ne emituju izduvne gasove, ali nisu bez emisija čestica. Zahvaljujući regenerativnom kočenju, kod kojeg elektromotor usporava vozilo i vraća energiju u bateriju, mehaničke kočnice se kod njih koriste ređe, pa je i habanje kočnica manje (Timmers & Achten, 2016; OECD, 2020). S druge strane, baterije mogu povećati masu vozila, a veća masa znači i intenzivnije habanje guma i kolovoza, kao i jaču resuspenziju putne prašine (Timmers & Achten, 2016).

Analiza Timmersa i Achtena pokazala je da ukupne emisije PM10 i PM2.5 ispitivanih električnih vozila, kada se uračunaju neizduvni izvori, mogu biti uporedive sa emisijama savremenih vozila u pojedinim uslovima sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem (Timmers & Achten, 2016). OECD je zato preporučio da se električna vozila ne izuzimaju automatski od mera kao što su naknade za ulazak u centar grada, već da se pri oblikovanju politike uzmu u obzir i masa vozila i sastav guma (OECD, 2020). Ovo ne znači da elektrifikacija nije korisna za kvalitet vazduha i klimu, već da sama po sebi ne rešava problem čestica iz saobraćaja.

Euro 7: prvi korak ka kontroli emisija koje ne izlaze iz auspuha

Prekretnica u regulativi stigla je sa Uredbom (EU) 2024/1257, poznatijom kao Euro 7, koja je stupila na snagu krajem maja 2024. godine (Evropski parlament i Savet Evropske unije, 2024). Prvi put u istoriji evropskih emisionih standarda propisane su granične vrednosti za čestice sa kočnica i za abraziju pneumatika (Evropski parlament i Savet Evropske unije, 2024).

U prvoj fazi standarda Euro 7, do kraja 2029. godine, granica za emisije PM10 čestica sa kočnica putničkih vozila (M1) i većine lakih teretnih vozila (N1) iznosi 7 mg/km za vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem i hibride, odnosno 3 mg/km za potpuno električna vozila. Za težu potklasu lakih teretnih vozila (N1, klasa III) predviđene su posebne granice: 11 mg/km, odnosno 5 mg/km za potpuno električna vozila. Reč je o vrednostima za propisani standardni ispitni ciklus, a ne o jednakoj emisiji svakog vozila u svakoj vožnji (Evropski parlament i Savet Evropske unije, 2024). Određeni zahtevi za habanje pneumatika uvode se postupno, od 2028. za nove tipove putničkih guma (C1), od 2030. za C2 i od 2032. za C3, uz druge prelazne rokove za stavljanje na tržište.

Sprovedbena uredba Komisije (EU) 2026/1762 iz jula 2026. dodatno je razradila pravila, postupke i metodologiju ispitivanja čestica nastalih habanjem kočnica za vozila kategorija M1 i N1. To je važan korak za sprovođenje standarda Euro 7, ali usvajanje metodologije ne znači da su svi rokovi i zahtevi već stupili u primenu (Evropska komisija, 2026).

Srbija i neizduvne emisije

U Srbiji se kvalitet vazduha prati kroz koncentracije PM10 i PM2.5, ali rutinski monitoring ne razdvaja čestice prema izvoru, pa se doprinos habanja guma i kočnica ne može direktno očitati iz izmerenih vrednosti. Za takvu procenu potrebne su studije raspodele izvora, zasnovane na hemijskom sastavu čestica, uključujući metale karakteristične za kočnice i cink kao marker habanja guma (Grigoratos & Martini, 2015; Baensch-Baltruschat i sar., 2020). Ohrabruje to što domaća naučna zajednica već aktivno istražuje ovu oblast, o čemu svedoči rad kragujevačkih istraživača na mehanizmima habanja kočnica i mogućnostima smanjenja emisija (Stojanović i sar., 2022). Kako se Srbija u procesu evropskih integracija usklađuje sa propisima EU iz oblasti životne sredine i vozila, standardi poput Euro 7 postaće relevantni i za domaće tržište vozila i guma.

Šta možemo da uradimo

Najefikasnija mera je smanjenje broja pređenih kilometara, kroz razvoj javnog prevoza, biciklističke i pešačke infrastrukture (OECD, 2020). Na nivou pojedinca, mirna i predvidiva vožnja bez naglog ubrzavanja i kočenja smanjuje habanje i guma i kočnica, a redovna provera pritiska u gumama dodatno smanjuje abraziju (Kole i sar., 2017; Harrison i sar., 2021). Na nivou gradova, važne su mere upravljanja oticajem sa puteva, poput taložnika, filtracionih sistema i zelene infrastrukture koja zadržava čestice pre nego što stignu u reke (Wagner i sar., 2018; Baensch-Baltruschat i sar., 2020). Proizvođači, sa svoje strane, razvijaju pločice sa manjim sadržajem metala, obložene kočione diskove i gume otpornije na habanje (Straffelini i sar., 2015; Stojanović i sar., 2022).

Zaključak

Čestice od habanja guma i kočnica podsećaju nas da „čist“ auspuh još uvek ne znači čist saobraćaj. Kako izduvne emisije opadaju zahvaljujući strožim standardima i elektrifikaciji, relativni značaj neizduvnih emisija sve više raste, ali njihov udeo zavisi od lokalnih uslova i sastava saobraćaja (OECD, 2020; Harrison i sar., 2021). Euro 7 je važan regulatorni korak, ali pun efekat zavisiće od dobro razvijenih metoda merenja, inovacija u materijalima i, pre svega, od toga koliko i kako vozimo.