Schadstoffe aus Gummi in aquatischen Ökosystemen Gefahren vom Autoreifen: Abrieb verschmutzt Umwelt

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Leibniz-Institut für Gewässer- ökologie und Binnen- fischerei (IGB)

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Unvermeidbare Umweltlast: Autoreifen setzen mit jedem gefahrenen Kilometer feine Gummipartikel in die Umwelt frei. Diese bringen Schadstoffe in die Umwelt ein und gefährden z.B. aquatische Ökosysteme. Ein Übersichtsbeitrag hat die aktuelle Studienlage zu diesem Thema zusammengefasst.

E-Autos sollen den Straßenverkehr umweltfreundlich machen. In Bezug auf Abgase funktioniert das, doch ein Problem kann auch die Elektrifizierung der Pkw nicht lösen: Reifenabrieb.

Beim Fahren und Bremsen setzen Gummireifen feine Partikel frei. Diese enthalten eine komplexe Mischung verschiedener Verbindungen, darunter giftige Substanzen: Schwermetalle wie Cadmium und Zink und organische Stoffe wie das Ozonschutz- oder Antioxidationsmittel 6-PPD. Gelangen die Reifenpartikel in Gewässer, werden die Schadstoffe dort ausgelaugt.

Ein neuer Übersichtsartikel mit Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) fasst den aktuellen Wissensstand über das Vorkommen von Reifenabrieb und die Freisetzung von Schadstoffen in aquatischen Ökosystemen zusammen.

Mikroplastik und Schadstoffe aus Gummi

Reifenabrieb gelangt vor allem durch Wind und Regen in Flüsse und Seen. Diese Partikel machen 50 bis 90 Prozent des gesamten Mikroplastiks aus, das bei Regen von den Straßen abfließt. Wissenschaftliche Hochrechnungen deuten außerdem darauf hin, dass fast die Hälfte (45 %) des in Böden und Gewässern gefundenen Mikroplastiks von Reifenabrieb stammt. Die Konzentration von Reifenabrieb in einem Gewässer kann um mehrere Größenordnungen variieren und liegt zwischen 0,00001 bis 10.000 Milligramm pro Liter.

In ihrem Übersichtsartikel analysieren die Autoren bestehende Studien über die Auswirkungen von Reifenabrieb auf Wasserorganismen und geben eine Zusammenfassung zu den möglichen ökologischen Folgen. „Das Problem beim Reifenabrieb sind nicht nur die Partikel selbst, die lange in der Umwelt verbleiben und sich wie anderes Mikroplastik verhalten, sondern auch die Auswaschung von giftigen Zusatzstoffen“, sagt Prof. Hans-Peter Grossart, IGB-Forscher und Mitautor der Übersichtsstudie.

Lebensmittelbelastung durch Reifenadditive

Reifenspur im Blattsalat – chemische Rückstände in Gemüse nachgewiesen

Chemikalienmix im Autoreifen

Autoreifen bestehen nicht nur aus Kautschuk: Tatsächlich finden sich in Reifengummi 2.456 chemische Verbindungen, von denen mindestens 144 in den Auslaugungen vorkommen. Darunter sind organische Schadstoffe wie

• Hexa(methoxymethyl)melamin,

• Dibutylphthalat,

• N-(1,3-Dimethylbutyl)-N′-phenyl-p-phenylendiamin (6-PDD),

• sowie 6-PDD-Chinon.

Außerdem Schwermetalle wie Zink und Mangan in beträchtlichen Mengen, Cadmium und Blei. Diese Stoffe dienen zum Ozonschutz, als Antioxidationsmittel oder Weichmacher, Chemikalien für die Vulkanisation sowie Verstärkungs- und Füllmaterialien. „Und wir gehen davon aus, dass noch mehr Stoffe ausgelaugt werden als bisher bekannt“, sagt Grossart.

Schäden für Individuen und Ökosysteme

Die Partikel und ihre Auslaugungen können im Körper die Bildung von freien Radikalen (oxidativer Stress) fördern, Erbgutveränderungen verursachen und die Immunreaktion verändern. Auf Ebene des Organismus beeinträchtigen sie das Fressverhalten, die Fortpflanzung und das Überleben.

Die Studie beleuchtet auch die umfassenderen Folgen für die Struktur und Funktion von Ökosystemen, um die Lücke zwischen toxikologischen Reaktionen bei Lebewesen und den Prozessen auf Ökosystemebene zu schließen: Auf Ökosystemebene verursachen die Partikel Verschiebungen in der Artenzusammensetzung, verringern die aquatische Biodiversität und verändern das Nahrungsnetz. Dadurch beeinflussen sie den Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf erheblich und verändern somit essenzielle Prozesse wie die Bildung von Biomasse oder die Verfügbarkeit von Nährstoffen.

Häufig finden Giftigkeitsstudien unter Laborbedingungen statt und lassen sich nur bedingt auf natürliche Ökosysteme übertragen: Einerseits sind die Interaktionen in der Natur zwischen unbelebter Materie und Lebewesen komplexer und andererseits werden im Laborexperiment meist höhere Konzentrationen gewählt als tatsächlich in der Umwelt relevant sind. Dennoch empfehlen die Autoren, die Gefahren von Reifenabrieb ernst zu nehmen.

„Auch werden globale Umweltveränderungen wie Erwärmung und Versauerung die Auswirkungen von Reifenabrieb und seinen Auslaugungen noch verschärfen, indem sie ihre Toxizität sowie ihre interaktiven Auswirkungen auf die mikrobielle Aktivität, den Nährstoffkreislauf und die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen verändern“, ergänzt Grossart.

Einträge von Reifenabrieb in Naturräume mindern

Mehrere Studien haben sich damit befasst, wie Reifenabrieb in der Umwelt verbreitet wird. Zwar wird er auch durch Wind weitertransportiert, meist reichert er sich jedoch in unmittelbarer Nähe seiner Entstehung an, insbesondere in Sedimenten und Wassereinzugsgebieten, die an Verschmutzungsschwerpunkten wie stark befahrenen Straßen angrenzen. Forschende schätzen, dass nur etwa zwei Prozent aller Abriebpartikel von Flüssen bis in die Küstengebiete gelangen. „Dass diese Partikel weitgehend lokal verbleiben, bietet Potenzial für eine bessere Prävention“, sagt Grossart. „Wirksame Minderungsstrategien betreffen natürlich die Entwicklung alternativer Reifenherstellungen. Aber auch die bessere Abgrenzung von Straßen und Abwässern gegenüber Naturräumen. Und letztlich kann jeder Mensch mit einem umsichtigen Fahrstil einen Beitrag leisten“, sagt er.

Originalpublikation: Wenjuan Song; Li Lin; Seungdae Oh; Hans-Peter Grossart; Yuyi Yang : Tire wear particles in aquatic environments: From biota to ecosystem impacts , Journal of Environmental Management. - 388(2025), Art. 126059; DOI: 10.1016/j.jenvman.2025.126059

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