Ziel der Promotionsarbeit ist es, das Gef\u00e4hrdungspotential der Akkumulationen von Spurenelementen an Reifenabrieb im Gew\u00e4sser unter verschiedenen naturnahen Szenarien abzusch\u00e4tzen und diese ggf. auf andere Szenarien wie bspw. die Regenwasserr\u00fcckhaltung in Projekten wie der Schwammstadt anzuwenden.<\/p>\n
J\u00e4hrlich werden bis zu ca. 20.000 t Reifenabrieb in deutsche Gew\u00e4sser eingetragen. Dieser Eintrag wird sich auch noch weiterhin erh\u00f6hen, da zum einen mehr Autos zugelassen werden und zum anderen E-Autos (aktuell) mehr Reifenabrieb produzieren. Mit ca. 30 % stellt Reifenabrieb die gr\u00f6\u00dfte Einzelquelle von Mikroplastik dar.<\/p>\n
F\u00fcr Mikroplastik ist bekannt, dass es als \u201eTrojanisches Pferd\u201c Spurenelemente aufnehmen und in Organismen wieder freisetzen kann. Selbiges trifft auch f\u00fcr den Reifenabrieb zuzutreffen. Dabei wurden Reifenabrieb-Proben zu Gew\u00e4sserproben aus der Freiberger Mulde (hohe Schwermetallfrachten) zugegeben. Eine Akkumulation von priorit\u00e4ren Spurenelementen auf der Partikeloberfl\u00e4che konnte nachgewiesen werden, die zu einer Verschlechterung der chemischen Gew\u00e4sserg\u00fcte mit Bezug zum Schwebstoff f\u00fchren kann. Der Salzgehalt einer Gew\u00e4sserprobe scheint sich ebenfalls auf die Adsorption auszuwirken. Dabei ist f\u00fcr Cadmium und Zink eine deutlich verschlechterte Adsorption zu beobachten, die umgekehrt proportional zur Konzentration an Chlorid (= Salz) ist.<\/p>\n
Auf Reifenabrieb-Partikeln kann sich Biofilm bilden bzw. Mikroorgansimen k\u00f6nnen Reifenabrieb im Biofilm inkorporieren. Dies zeigte eine kleine Untersuchung mit Reifenpartikeln in einer Gew\u00e4sserprobe der Alten Elbe und entsprechender N\u00e4hrstoffversorgung. Dabei war zu beobachten, dass die Kommunit\u00e4t der Mikroorganismen mit Reifenabrieb anders ist als ohne Reifenabrieb. Dies konnte auch noch einmal best\u00e4tigt werden. Dabei gibt es Unterschiede, ob der Reifenabrieb in der Wasserprobe bewegt wird, oder nur auf dem Grund des Probengef\u00e4\u00dfes verweilt. Kurzfristig scheint der Reifenabrieb keine gut geeignete Oberfl\u00e4che f\u00fcr Mikroorganismen und die Biofilmbildung zu sein. Mittelfristig kann sich dies jedoch \u00e4ndern.<\/p>\n
Reifenabrieb wird \u00fcber die Zeit und bei ausreichend niedriger Flie\u00dfgeschwindigkeit sedimentieren. Dies f\u00fchrt dazu, dass er aus dem sauerstoffreichen Milieu des Flie\u00dfgew\u00e4ssers in ein sauerstoffarmes Milieu \u00fcbertritt. Dies ist mit einer \u00c4nderung des Redoxpotentials verbunden, die wiederum anderen Bindungseigenschaften hervorrufen kann. Bisherige Versuchskonzepte haben sich als ungeeignete erwiesen. F\u00fcr die Analyse vom Bindungsverhalten von Spurenelementen an und in Sedimenten hat sich eine sequentielle Extraktion nach Ure et al., 1993 bew\u00e4hrt. Diese Methode konnte erfolgreich f\u00fcr den Reifenabrieb adaptiert werden, sodass f\u00fcr verschiedene Szenarien im Fluss (leichte pH-\u00c4nderung, verringerter Sauerstoffanteil oder mikrobielle Zersetzung) demn\u00e4chst Aussagen zur Bindung von Spurenelementen gemacht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Anhand zweier Bachelorarbeiten wurden im Rahmen dieses Projekts zum einen auf die Natur der Bindungen zwischen den Spurenelementen und den Reifenabrieb-Partikeln eingegangen sowie auf die Toxizit\u00e4t der Reifenabrieb-Partikel im Rahmen einen Sediment-Toxizit\u00e4ts-Tests. Diese Toxizit\u00e4ts-Tests werde derzeit (Sommer 2025) systematisch wiederholt und ausgeweitet. Damit \u00f6ffnet sich ein komplett neues Kapitel, dass zu Beginn der Dissertation noch nicht absehbar war.<\/p>\n
Basierend auf den Ergebnissen der naturnahen Fallbeispiele k\u00f6nnen praxisbezogen, Gef\u00e4hrdungsabsch\u00e4tzungen des Reifenabriebeintrages im Flussgebietsma\u00dfstab durch staatliche Beh\u00f6rden wie der Bundesanstalt f\u00fcr Gew\u00e4sserkunde, der Flussgebietsgemeinschaften oder auch Internationalen Kommissionen zum Schutz gro\u00dfer Str\u00f6me simuliert werden. Im Austausch mit Stakeholdern der Reifenindustrie (z. B. ETRMA) k\u00f6nnen weiterf\u00fchrend Ma\u00dfnahmen u. a. mit einer Kosten \/ Nutzenanalyse diskutiert werden, die zu einer Verringerung des Gef\u00e4hrdungspotenzials von eingetragenem Reifenabrieb f\u00fchren. Gleiches gilt f\u00fcr optimierte Stra\u00dfenreinigungsregime bzw. zus\u00e4tzliche R\u00fcckhaltema\u00dfnahmen in Gullys.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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Institut f\u00fcr Anorganische und Analytische Chemie (IAAC)
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