Fahrzeugreifen als Quelle von Mikroplastik

Auf der Strasse verursachen Motorfahrzeuge Reifenabrieb, der einen Grossteil des Mikroplastiks in der Umwelt ausmacht. Forschende der Empa und der Firma wst21 haben in einem vor kurzem veröffentlichten Grundlagenbericht zur Beantwortung eines Postulats die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen zusammengefasst und Ansätze vorgestellt, wie sich dieser Abrieb vermindern lässt.

Reifen sind die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Strasse. Sie bringen beim Beschleunigen die Kraft des Motors auf die Fahrbahn und treiben so das Fahrzeug an. Beim Bremsen wird über die Reifen die Geschwindigkeit reduziert. Wird zu heftig beschleunigt, etwa beim «Kavaliersstart», zeichnen sich schwarze Spuren auf der Fahrbahn ab – das Gleiche passiert auch bei einer Vollbremsung, wobei das Antiblockiersystem (ABS) dies bestmöglich zu verhindern versucht.

Aber nicht nur bei diesen extremen Manövern wird Reifenabrieb erzeugt, sondern auch während jeder «normalen» Fahrt; selbst bei gleichbleibender Geschwindigkeit reiben sich die Reifen an der Fahrbahn ab, dabei wird Reifenmaterial in die Umwelt freigesetzt. Für den Abrieb entscheidend sind hauptsächlich die Eigenschaften der Reifen und die Fahrweise. Einen kleineren, aber nicht unwesentlichen Beitrag leisten zudem die Fahrzeugeigenschaften und die Beschaffenheit der Strasse.

Wie viel Reifenabrieb entsteht, und was passiert damit?

Reifenabrieb liegt in der Umwelt in der Form von Partikeln vor, die meistens kleiner als ein paar Millimeter sind und die aus einer Mischung von Reifenmaterial und Strassenabrieb bestehen. Der Gummianteil des Reifenabriebs wird als Mikroplastik betrachtet, also Kunststoffpartikel, die kleiner als 5 Millimeter sind. Für die Schweiz macht der Reifenabrieb einen geschätzten Anteil von 90 Prozent des an die Umwelt abgegebenen Mikroplastiks aus. Aus den vorhandenen Studien lässt sich abschätzen, dass durchschnittlich rund 1,4 Kilogramm Reifenabrieb pro Einwohner und Jahr entstehen und in die Umwelt gelangen. Problematisch bei diesen Studien ist jedoch, dass die meisten Messungen von Reifenabrieb auf Studien aus den 1970er-Jahren basieren. Bedingt durch die Weiterentwicklung der Reifen gibt es somit Bedarf, diese Daten zu aktualisieren.

Etwa ein Viertel des Reifenabriebs wird in Strassenabwasser-Behandlungsanlagen (SABA), in den Strassenschultern, Schlammsammlern oder in kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen zurückgehalten. Geschätzte 16 bis 39 Prozent gelangen in Gewässer und 36 bis 57 Prozent in den Strassenrand und in Böden. Je nach Gummimischung der Reifen sind die Partikel mehr oder weniger toxisch. Vor allem Zusatzstoffe wie Ozonschutzmittel haben sich besonders für Wasserlebewesen als schädlich erwiesen. Welche Auswirkungen und Risiken für Mensch und Umwelt entstehen, kann nicht abschliessend beurteilt werden, da auch hierzu detaillierte Untersuchungen fehlen.

Wie können Reifenabrieb und Auswirkungen reduziert werden?

Die Möglichkeiten, Reifenabrieb zu reduzieren, sind zahlreich und gehen von Massnahmen am Reifen über solche am Fahrzeug und zum Fahrverhalten bis hin zu generellen Aspekten der Mobilität. Eine einfach umzusetzende Massnahme ist es, die Gummimischung der Reifen auf einen möglichst geringen Reifenabrieb zu optimieren. Ist der Reifenabrieb erst einmal erzeugt, sollte er durch die Strassenentwässerung besser zurückgehalten werden. Aber nicht nur die Menge des Reifenabriebs ist zu reduzieren, damit weniger Umweltbelastung entsteht, sondern auch dessen Toxizität. Lösungen könnten Reifenmischungen sein, die hinsichtlich möglichst geringer Toxizität optimiert sind.

Geringeres Fahrzeuggewicht, optimaler Reifendruck und korrekt eingestellte Achsgeometrie sind fahrzeugspezifische Massnahmen, um den Reifenabrieb zu reduzieren. Zudem gibt es Ideen, um den Abrieb bereits am Fahrzeug einzufangen, so dass dieser erst gar nicht in die Umwelt gelangen kann. Allerdings gehen diese Ideen bisher nicht über Konzeptstudien hinaus und praxistaugliche Lösungen fehlen.

Als gesichert gilt: Möglichst gleichmässiges Fahren wirkt sich mit Abstand am stärksten auf die Reduktion des freigesetzten Reifenabriebs aus. Um dies zu erreichen, könnten auf Nationalstrassen bei höherem Verkehrsaufkommen Geschwindigkeitsharmonisierungs- und Gefahrenwarnanlagen eingesetzt werden.

Bei Hochleistungsstrassen werden Massnahmen am Entwässerungssystem (z.B. der Ersatz von Direkteinleitung oder Ölabscheidern mit SABAs gemäss dem Stand der Technik oder der Versickerung in der Strassenschulter) im Rahmen der Unterhaltsplanung der Nationalstrassen bereits umgesetzt. Die Sanierung der Strassenentwässerung ist innerorts allerdings schwieriger umzusetzen als ausserorts, da dort in der Regel die hierfür nötigen Flächen fehlen.

Internationale Normierung nötig

Sehr wichtig ist zudem die Entwicklung einer standardisierten und international anerkannten Methode zur Quantifizierung des Reifenabriebs von Personen- und Lastwagen. Denn nur so können Resultate verschiedener Studien zuverlässig verglichen und Grenzwerte definiert werden. Im Rahmen der UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) sind Diskussionen hierzu im Gang. In den nächsten fünf Jahren ist mit einem Testverfahren wie auch mit Grenzwerten auf Stufe EU zu rechnen. Ein standardisiertes Messverfahren sollte der Problematik von Reifenabrieb bei der Entwicklung von Reifen mehr Gewicht verleihen.