Để giải quyết vấn đề, các nhà khoa học đang thử nghiệm một hướng đi mới: biến lưới đánh cá bị vứt đi cùng rác thải nhựa sinh hoạt thành nhựa đường phục vụ xây dựng đường sá. Những kết quả ban đầu cho thấy giải pháp này có thể mở ra một hướng tái sử dụng hiệu quả cho lượng nhựa vốn có nguy cơ bị chôn lấp hoặc quay trở lại đại dương. Nghiên cứu được Jeremy Axworthy, nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu Rác thải Biển (CMDR) của Đại học Hawaiʻi Pacific trình bày tại Hội nghị mùa xuân của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (ACS).
Từ năm 2020, phần lớn các tuyến đường mới tại Hawaii được xây dựng bằng loại bê tông nhựa cải tiến có bổ sung polymer (Polymer-Modified Asphalt - PMA). So với nhựa đường truyền thống, PMA có độ đàn hồi cao hơn, chống nứt, chống lún và chống hư hại do nước tốt hơn, rất phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới của Hawaii. Thông thường, PMA được sản xuất bằng cách trộn polymer SBS vào chất kết dính nhựa đường có nguồn gốc dầu mỏ, sau đó kết hợp với đá và cát nung nóng để tạo thành hỗn hợp trải mặt đường.
Các nhà nghiên cứu đặt câu hỏi liệu có thể thay thế một phần polymer nguyên sinh bằng nhựa tái chế hay không. Đồng thời, họ cũng muốn biết liệu mặt đường sử dụng nhựa tái chế có duy trì được độ bền như mong muốn, cũng như có phát tán thêm vi nhựa hoặc các hóa chất khác ra môi trường hay không. Những câu hỏi này đã thúc đẩy Sở Giao thông Hawaii (HDOT) hợp tác với nhà hóa học môi trường Jennifer Lynch - Giám đốc CMDR để triển khai dự án nghiên cứu.
HDOT giao cho nhóm nghiên cứu của Jennifer Lynch hai nhiệm vụ chính. Nhiệm vụ đầu tiên là thu gom các lưới đánh cá bị bỏ lại trên biển Hawaii để sử dụng trong sản xuất nhựa đường tái chế. Theo bà Lynch, các ngư cụ bị bỏ đi từ nhiều quốc gia là nguồn rác thải biển lớn nhất tại Hawaii. Chương trình Bounty Project của CMDR, chương trình trả thưởng cho các ngư dân thương mại được cấp phép khi họ thu gom rác thải biển đã loại bỏ khoảng 84 tấn ngư cụ đánh cá cỡ lớn bị bỏ lại trên Thái Bình Dương.
Nhiệm vụ thứ hai là xác định liệu mặt đường sử dụng nhựa tái chế có phát sinh nhiều vi nhựa hơn so với loại nhựa đường truyền thống sử dụng SBS hay không. Phòng thí nghiệm của CMDR được trang bị các thiết bị hiện đại để định lượng và phân tích vi nhựa trong các mẫu môi trường. Theo bà Lynch, đây là lợi thế rất lớn khi kết hợp giữa hoạt động thu gom rác thải biển với mục tiêu tái chế chúng thành các công trình hạ tầng có giá trị sử dụng lâu dài.
Sau khi một doanh nghiệp tại Mỹ xử lý số nhựa thu hồi thành nguyên liệu phù hợp cho sản xuất nhựa đường, HDOT đã đưa dự án ra thử nghiệm thực tế. Một công ty xây dựng địa phương đã trải lại một đoạn đường dân sinh trên đảo Oahu bằng ba loại hỗn hợp nhựa đường khác nhau: Loại sử dụng polymer SBS truyền thống; Loại sử dụng nhựa polyethylene tái chế từ chương trình thu gom rác sinh hoạt của thành phố Honolulu; Loại sử dụng polyethylene tái chế từ lưới đánh cá bỏ hoang.
Khoảng 11 tháng sau, nhóm nghiên cứu quay trở lại thu thập bụi đường tại từng đoạn để đánh giá lượng vi nhựa phát tán ra môi trường. Các nhà khoa học tiến hành tách nhiều loại polymer khác nhau trong bụi đường, bao gồm vi nhựa, các mảnh nhựa lớn hơn và cao su từ lốp xe. Sau đó, họ sử dụng kỹ thuật phân tích hóa học Pyrolysis Gas Chromatography–Mass Spectrometry (Py-GC-MS) để xác định nguồn gốc của từng loại vật liệu. Kết quả ban đầu cho thấy mặt đường chứa polyethylene tái chế không phát tán nhiều polymer hơn so với mặt đường PMA truyền thống sử dụng SBS.
Xu hướng tương tự cũng được ghi nhận trong các thử nghiệm độ bền trong phòng thí nghiệm cũng như khi phân tích nước mưa chảy tràn trên các đoạn đường thử nghiệm.
Mặc dù các nhà nghiên cứu vẫn phát hiện một số hạt có kích thước tương đương vi nhựa, nhưng chỉ có một tỷ lệ rất nhỏ được xác định là polyethylene, bất kể chúng đến từ loại mặt đường nào. Theo nhóm nghiên cứu, nguyên nhân là nhựa đã hòa trộn chặt với chất kết dính asphalt. Khi mặt đường bị mài mòn theo thời gian, các hạt bong ra không còn là nhựa nguyên chất mà là hỗn hợp gồm đá, nhựa đường và polymer.
Nhóm nghiên cứu cũng so sánh lượng polymer phát sinh từ mặt đường với lượng cao su mòn từ lốp xe. Bà Jennifer Lynch cho biết, dữ liệu ban đầu cho thấy lượng vật liệu từ lốp xe lớn hơn tín hiệu của polyethylene nhiều bậc độ lớn. Trên biểu đồ phân tích, tín hiệu của cao su lốp xe áp đảo hoàn toàn, trong khi dấu vết của polyethylene chỉ xuất hiện ở mức rất nhỏ.
Các nhà khoa học nhấn mạnh rằng cần thêm nhiều năm theo dõi để đánh giá độ bền lâu dài của loại mặt đường mới cũng như tác động thực sự đến môi trường. Tuy nhiên, nếu kết quả tiếp tục khả quan, công nghệ này có thể giúp Hawaii giảm đáng kể lượng rác phải chôn lấp, đồng thời hạn chế rác thải nhựa trôi nổi ngoài đại dương. Theo Jennifer Lynch, nhiều người cho rằng tái chế nhựa là điều không khả thi vì quá phức tạp và tốn kém. Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy tái chế hoàn toàn có thể mang lại hiệu quả khi xã hội thực sự ưu tiên phát triển bền vững và đầu tư đúng hướng.
