Abnutzung von Reifen als Hauptursache für Wasserverschmutzung identifiziert

Während die meisten Menschen – verständlicherweise aufgrund der jüngsten Forschungsergebnisse – denken würden, dass der größte Verursacher von Verschmutzung im Zusammenhang mit Autos der Auspuff ist, hat sich gezeigt, dass die Abnutzung von Reifen mehr Partikelverschmutzung nach Masse produziert.

Gemäß einem Februar 2023 veröffentlichten Informationspapier eines Expertenteams des Imperial College London könnte die Abnutzung von Reifen in Städten ein bis zu viermal größeres Umweltrisiko darstellen als andere Mikroplastikpartikel. Partikel aus Reifenabrieb sind eine bedeutende Quelle für Mikroplastik in Wasserstraßen und gelangen durch Regen über Straßenabfluss in die Umwelt. In einer neuen Studie untersuchten Forscher der Griffith University in Australien die Menge und Art von Reifenabriebpartikeln (Tire Wear Particles, TWPs), die im städtischen Oberflächenwasser gefunden wurden, und untersuchten Möglichkeiten, wie diese reduziert werden könnten.

"Die Verschmutzung unserer Wasserstraßen durch Mikroplastik ist ein aufkommendes Umweltproblem aufgrund ihrer Persistenz und Anreicherung in aquatischen Organismen und Ökosystemen", sagte Shima Ziajahromi, Hauptautor der Studie. "Regenwasserabfluss, der eine Mischung aus Sedimenten, chemischen, organischen und physikalischen Schadstoffen enthält, ist ein kritischer Weg für Mikroplastik, das von städtischen Umgebungen während des Regens in lokale aquatische Lebensräume gespült wird."

Wenn Reifen sich abnutzen, setzen sie eine Reihe von Partikeln frei, die in Größe von sichtbaren Gummi-Stücken bis zu Mikropartikeln variieren. Weltweit werden jährlich 6,6 Millionen Tonnen TWPs freigesetzt. Reifenabfall baut sich nicht natürlicherweise ab und reichert sich in der Umwelt an, wo er mit anderen Schadstoffen und biologischen Organismen interagieren kann.

Die Forscher sammelten während 11 Sturmereignissen im Jahr 2020 insgesamt 25 Proben aus Parkplätzen und Straßen in Queensland. Um eine Hintergrundkontamination während der Probenahme zu minimieren, blieben die Probengläser stets verschlossen und es wurde kein Plastikmaterial zur Probenentnahme verwendet. Eine Kontrollprobe im Freien (ein offenes Glasgefäß) wurde ebenfalls verwendet, um eine mögliche Kontamination durch Luft-Mikroplastik zu überwachen.

Verdächtiges Mikroplastik wurde mit einem Stereomikroskop untersucht und gezählt. Darüber hinaus klassifizierten die Forscher das verdächtige Mikroplastik nach ihrer Morphologie – Faser, Fragment und Perle – und Farbe. Der Großteil (85%) des verdächtigen Mikroplastiks in den Sturmenteisen wurden als Kunststoffpolymere, also als Mikroplastik, identifiziert. Die Menge an Mikroplastik in den Proben reichte von 3,8 bis 59 Partikeln pro Liter, wobei allein TWPs von 2,5 bis 58 Partikeln pro Liter der gesamten Mikroplastik ausmachten. Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass der Regenwasserabfluss signifikant zur Anzahl der Mikroplastikpartikel in Wasserstraßen beiträgt.

Feuchtgebiete und Rückhaltebecken wurden als Möglichkeit zur Reduzierung der Menge an Mikroplastik, das in Wasserstraßen gelangt, vorgeschlagen. Sedimentproben, die von den Forschern aus dem Ein- und Auslass eines angelegten Regenwasserfeuchtgebiets entnommen wurden, enthielten zwischen 1.450 und 4.740 Partikeln pro Kilogramm Sediment, wobei im Sediment am Einlass mehr Mikroplastik beobachtet wurde, was darauf hinweist, dass das Feuchtgebiet in der Lage ist, es aus dem Regenwasser zu entfernen.

"Mikroplastik, das in künstlich angelegten Feuchtgebieten für Regenwasserentwässerungssysteme landet, setzt sich im Sediment ab und bildet einen Biofilm, was zu ihrer Ansammlung im Laufe der Zeit führt und sie aus dem Regenwasserabfluss entfernt", sagte Ziajahromi.

Neben den künstlich angelegten Feuchtgebieten untersuchten die Forscher auch die Wirksamkeit einer Vorrichtung zur Behandlung von Regenwasser, die entwickelt wurde, um Schadstoffe aus Regenwasser zu entfernen.

"Die Vorrichtung ist ein Beutel aus einem 0,2 Millimeter Maschengewebe, der an Regenwasserabflüssen nachgerüstet werden kann", sagte Fred Leusch, einer der Co-Autoren der Studie. "Ursprünglich dazu entwickelt, grobe Verschmutzungen, Sedimente, Müll, Öl und Fett aufzufangen, hat sie Mikroplastik in Sedimenten signifikant reduziert und damit aus dem Regenwasserabfluss entfernt."

Beide Strategien bieten laut den Forschern Möglichkeiten, die Ansammlung von Mikroplastik in unseren Wasserstraßen zu verringern.

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass sowohl künstlich angelegte Feuchtgebiete als auch die Regenwasser-Auffangvorrichtung Strategien sind, die potenziell dazu verwendet werden könnten, die Menge an Mikroplastik und Reifenabriebpartikeln, die durch Regenwasser in unsere Wasserstraßen transportiert werden, zu verhindern oder zumindest zu verringern", sagte Ziajahromi.

Die Auswirkungen von TWPs auf die menschliche Gesundheit sind ein zunehmendes Anliegen. Bei der Herstellung von Autoreifen werden chemische Stoffe kombiniert, um strapazierfähigen Gummi zu produzieren, der in einen Reifen gegossen wird. Die Zutaten enthalten polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Benzothiazole, Isopren und Schwermetalle wie Zink und Blei. Untersuchungen haben gezeigt, dass Umgebungsmikropartikel, zu denen auch TWPs gehören, negative Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System, die Entwicklung, Fortpflanzung und Krebserkrankungen haben. (Siehe auch gefährliches PFAS in "umweltfreundlichen" Strohhalmen)

Wie auch die zuvor genannte Veröffentlichung des Imperial College betont das Forschungspapier die Bedeutung, die potenziell schädlichen Auswirkungen von TWPs auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu priorisieren, anstatt sich nur auf eine Reduzierung der Kraftstoffemissionen zu konzentrieren.

"Elektrofahrzeuge sind ein entscheidender Schritt zur Dekarbonisierung des Verkehrs, aber wir müssen auch das große Ganze betrachten", sagte Mary Ryan, Co-Autorin des Papiers. "Es gibt Bedenken, dass Elektrofahrzeuge tendenziell schwerer sind, was den Reifenabrieb erhöhen könnte. Genau deshalb verfolgt das Imperial College einen ganzheitlichen, zusammenhängenden Ansatz für Herausforderungen im Bereich Nachhaltigkeit."