Tire wear (TW) constitutes a significant source of microplastic in terrestrial ecosystems. It is known that particles emitted by roads can have an effect up to 100 m into adjacent areas. Here, we apply for the first-time thermal extraction desorption gas chromatography-mass spectrometry (TED-GC/MS) to determine TW in soil samples by detection of thermal decomposition products of styrene-butadiene rubber (SBR), without additional enrichment. Additionally, zinc contents were determined as an elemental marker for TW. Mixed soil samples were taken along three transects along a German motorway in 0.3, 2.0, and 5.0 m distance from the road. Sampling depths were 0-2, 2-5, 5-10, and 10-20 cm. Four fine fractions, 1 000-500, 500-100, 100-50, and <50 mikrom, were analyzed. TW contents based on SBR ranged from 155 to 15 898 mg kg-1. TW contents based on zinc were between 413 and 44 812 mg kg-1. Comparison of individual values of SBR and zinc reveals SBR as a more specific marker. Results confirm that most TW ends up in the topsoil within a 2 m distance. The sampling strategy resulted in representative data for a larger area. Standard deviations of quadruple TED-GC/MS determination of SBR were <10% for all grain size fractions. TED-GC/MS is a suitable analytical tool for determining TW in soil samples without the use of toxic chemicals, enrichment, or special sample preparation. © 2022 The Authors
Kunststoffe sind wichtige Werkstoffe, und der Bedarf und Verbrauch steigen seit Jahren stark an. Gelangen die Kunststoffe in die Umwelt, können sie Ökosysteme und Lebewesen massiv beeinträchtigen. Inzwischen finden sie sich in Meeren, Flüssen, Seen und Böden. Eine Hauptursache weltweit ist ein unzureichendes Abfall- und Abwassermanagement, aber es gibt noch viele weitere Quellen wie Reifenabrieb, in der Landwirtschaft eingesetzte Folien oder Plastikpartikel in Kosmetika und Reinigungsmitteln. Auch durch Littering landet immer mehr Plastik in der Umwelt. Dieses Papier zeigt – bezogen auf Deutschland- , wo wir stehen, was wir tun müssen, welcher Forschungsbedarf besteht und welche Maßnahmen wir jetzt schon umsetzen können, um das Problem in den Griff zu bekommen.
Das Projekt "Vorhaben: Massenquantitative Charakterisierung von Mikroplastik in marinen Umweltkompartimenten unter besonderer Berücksichtigung der marinen Oberflächengrenzschicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres durchgeführt. FACTS hat das Ziel neues Wissen über die Quellen, den Transport, das Auftreten und das Schicksal kleinster Mikrokunststoffe in den nördlichen Meeresgewässern zu schaffen und das Verständnis der hierfür verantwortlichen Prozesse zu verbessern. FACTS wird hierbei modernste Analyse-, Überwachungs- und Modellierungsansätze kombinieren, um hiermit Transportwege und geografische Quellen für Mikroplastik sowie dessen Senken in den Nordmeeren zu beschreiben. Das ambitionierte, stark interdisziplinäre Vorhaben wird von einem international ausgewiesenen Konsortium aus 15 Verbundpartnern aus 7 Nationen getragen und setzt sich aus 6 gemeinsam bearbeiteten Arbeitspaketen zusammen. Es findet eine horizontale und vertikale Beprobung von Sedimenten, Wassersäule sowie punktuell der Atmosphäre in den Untersuchungsgebieten (Süd-Nord-Transekt, Deutsche Bucht-Barentssee; Bergenfjord; Skagerrak und angrenzende Fjordsysteme) statt. Der Untersuchungsumfang soll hierbei neben Mikro- auch Nanoplastik sowie Reifenabrieb erfassen. Die gewonnen Erkenntnisse werden an verschiedenste Interessengruppen weitergegeben, um eine aussagefähige Basis für nationale und internationale Handlungsstrategien zu liefern. Die ausgewiesene analytische Expertise von FACTS-ICBM findet in der Erfassung der horizontalen und vertikalen Partikel- und Massekonzentrationen von Mikroplastik in Wasserkörpern, der Meeresoberflächenschicht (SML), Sedimenten, Sinkstofffallen und Luftproben im Rahmen der jeweiligen Arbeitspakete Anwendung durch Pyrolyse-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (Py-GCMS). In diesem Zusammenhang werden ebenfalls Studien zur Interaktion von Mikroplastik mit der SML und deren Einfluss auf Transportprozesse von Mikroplastik in mariner Umgebung durchgeführt und das Potential der Py-GCMS zur Analyse von Nanoplastik in Umweltproben erprobt. FACTS-ICBM ist darüber hinaus an der Harmonisierung der Untersuchungsstrategien und -methoden im Rahmen des Verbundes beteiligt.
Das Projekt "Teilvorhaben 12: Reinigung von Regenwasser durch Retentionsbodenfilter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtentwässerung Braunschweig GmbH durchgeführt. Die in den letzten Jahren mit Engagement vorangetriebene Transformation der Siedlungsentwässerung im Bestand zeigt deutliche Grenzen der allein durch die Stadtentwässerungen erreichbaren Umsetzung. Das Vorhaben TransMiT wird unter Berücksichtigung einer Gesamtbetrachtung der Ressourcen am Bsp. von systemcharakteristischen Quartieren der Städte Braunschweig, Hannover und Hildesheim zeigen, wie bei einer Quartiersplanung die städtebaulichen mit wasserwirtschaftlichen Aspekte langfristig verknüpft werden können. Produkte des Projekts sind u.a. quartiers- und transformationsspez. Aktionspläne, Modulsteckbriefe für relevante, im Projekt in der Praxis erprobte, verfahrensorientierte Umsetzungspiloten (UP) und Webtools für verschiedene Nutzergruppen. Übergeordnetes Ziel ist die institutionalisierte Vernetzung der verschiedenen städtischen Akteure, um spürbare Impulse für eine nachhaltige Durchdringung städtebaulicher Planungskonzepte mit quartierspezifischen Elementen der Wasserwirtschaft zu erreichen. Im Teilprojekt wird die Reinigung von Niederschlagswasser mittels Retentionsbodenfilters analysiert. Im Fokus stehen dabei insbesondere gewässerökologie-schädigende Biozide aus Baumaterialschutzmitteln sowie Mikroplastik, das bei Straßenabflüssen vor allem von Reifenabrieb stammt. Es werden drei unterschiedliche Quartiere in Braunschweig sowie Verkehrsflächen in Hannover und Hildesheim betrachtet. Die SE BS baut hierzu einen Retentionsbodenfilter als Umsetzungspilot. Zusätzlich lässt die SE BS mit Planungshilfe des ISWW eine mobile Retentionsbodenfilteranlage in einem Abrollcontainer herstellen, die in unterschiedlichen Untersuchungsgebieten zum Einsatz kommen wird.
Das Projekt "Teilprojekt 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SmartMembranes GmbH durchgeführt. Im vorliegenden Projekt sollen repräsentative Untersuchungsverfahren und -strategien für ein integratives Systemverständnis von relevanten Kunststoffeintragspfaden in das Umweltkompartiment Wasser erfolgen. Dabei sind auch Einträge und Verbleib in die Umweltkompartimente Boden und Luft von Relevanz. Es wird davon ausgegangen, dass die relevanten Kunststoffeinträge entweder direkt als Mikroplastik (MP), d. h. als Partikel kleiner als 5 mm in die Umwelt gelangen oder durch ihre altersbedingte Versprödung zu MP fragmentieren. Relevante Partikelformen sind: Folienfragmente aus Littering, Fasern aus textilen Wasch- und Abriebprozessen und Partikel aus Reifenabrieb. In diesem Zusammenhang wird SmartMembranes Silizium-Filter mit definierten Porengrößen und Porendichten herstellen und bei Bedarf entsprechende Ätzprozesse anpassen oder neu entwickeln. Aufgrund des spröden Materialverhaltens von Silizium sind die Filter als Bauteile für die erforderliche Festigkeit zu dimensionieren, um vorzeitiges Versagen auszuschließen und die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Dazu kommen, wie für spröde Materialien üblich, probabilistische Methoden zum Einsatz. Die Festigkeit als mechanische Eigenschaft wird für verschiedene Filtergeometrien und Lochdichten mit Hilfe von Bruchtests bei Projektpartnern bewertet. Damit können die Filterstrukturen hinsichtlich ihrer mechanischen Beanspruchbarkeit optimiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung, Konstruktion und Bau eines Probenahmekorbs zur fraktionierten in-situ Partikeltrennung von Reifenabrieb in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKD - Gebr. Kufferath AG durchgeführt. Das Verbundprojekt RAU soll Reifenpartikel aus der Nutzungsphase des Reifens umfassend beschreiben und auf theoretischer Basis ggf. Lücken zu Verlusten von Reifenpartikeln über den gesamten Lebenszyklus schließen. Es gilt die Eintragspfade von Reifenmaterial in die aquatische Umwelt zu identifizieren, zu bilanzieren und Maßnahmen der Reduzierung aufzuzeigen. Ausgewählte Maßnahmen zur Reduzierung des Eintrags von Reifenmaterial in die aquatische Umwelt sollen verifiziert werden. Auf Basis dieser wesentlichen Einflussfaktoren soll eine Bewertungsmatrix entwickelt werden, die es ermöglicht für unterschiedliche Standorte geeignete Maßnahmen abzuleiten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Einflussfaktoren, Mengen, Vorkommen und Maßnahmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Das Verbundprojekt RAU soll Reifenpartikel aus der Nutzungsphase des Reifens umfassend beschreiben und auf theoretischer Basis ggf. Lücken zu Verlusten von Reifenpartikeln über den gesamten Lebenszyklus schließen. Es gilt die Eintragspfade von Reifenmaterial in die aquatische Umwelt zu identifizieren, zu bilanzieren und Maßnahmen der Reduzierung aufzuzeigen. Ausgewählte Maßnahmen zur Reduzierung des Eintrags von Reifenmaterial in die aquatische Umwelt sollen verifiziert werden. Auf Basis dieser wesentlichen Einflussfaktoren soll eine Bewertungsmatrix entwickelt werden, die es ermöglicht für unterschiedliche Standorte geeignete Maßnahmen abzuleiten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bilanzen und Behandlungslösungen im Einzugsgebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH durchgeführt. Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden die Potentiale der Straßenreinigung auf diese neuen wasserwirtschaftlichen Anforderungen (A 102) untersucht und modelltechnisch in Pilotgebieten angewendet. Dafür wird die von IPS entwickelte Software STORM um das Modul Stoffparameter des Reifenabriebs erweitert, um eine Schmutzfrachtsimulation durchzuführen. Diese Simulation kann die Akkumulation und das Abtragsverhalten auf den Straßenflächen berechnen und den Einfluss der Straßenreinigung und sowohl den Rückhalt in de-/zentralen Regenwasserbehandlungsanlagen in Einzugsgebieten darstellen. Der Schwerpunkt in diesem Teilvorhaben liegt auf den Arbeitspaketen (AP) 4.1, 5.1 und 5.2. Im AP 4.1 Untersuchung 'Straßenreinigung' werden potentielle Schadstoffreduktionen durch die oberflächige Reinigung von Straßen untersucht. Im AP 5 werden die Erweiterung bzw. Weiterentwicklung des dynamischen Schmutzfrachtansatzes STORM-SEWSYS und darauf aufbauend Schmutzfrachtsimulationen der einzelnen Pilotgebiete durchgeführt und eine Frachtreduktion durch die Straßenreinigung als auch durch eine Potentialabschätzung von de-/zentralen Regenwasserbehandlungsanlagen durchgeführt. Ziel ist es in Zusammenarbeit mit den Partnern eine Modellierung und Beurteilung der Quellen und des Verbleibs von Reifenpartikel unter unterschiedlichen Bedingungen und Einzugsgebieten stadtweit und regionsunabhängig zu ermöglichen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Neue Analysekonzepte zur Untersuchung von Reifenabrieb in UmwelTeilprojekt roben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WESSLING GmbH durchgeführt. Das Projektziel von WESSLING im Verbundprojekt 'RAU' ist die Erarbeitung, Umsetzung und Evaluierung von Analysekonzepten mit chemischen und physikalischen Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von Reifenabrieb in flüssigen Medien wie Straßenabfluss, in Feststoffen wie Straßenkehricht und als luftgetragene Partikel. Dazu sollen Methoden zur Probenaufbereitung und Identifizierung der einzelnen Substanzklassen an artifiziellen Systemen, Proben mit definiertem Reifenabrieb, erarbeitet und anschließend zeitnah auf reale Proben adaptiert werden. Die Herausforderung der Analytik von Reifenabrieb liegt in der Abgrenzung anderen Schmutzpartikeln auf anorganischer Basis und organischem Material wie Laub, Holz oder andere natürlich vorkommenden Partikeln aus der Umwelt. WESSLING wird standardisierte Verfahren, die für Routinemessungen von großen Probenanzahlen verwendet werden können, erarbeiten und evaluieren.
| Origin | Count |
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| Bund | 29 |
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| Förderprogramm | 26 |
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| geschlossen | 3 |
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| Resource type | Count |
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| Boden | 27 |
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| Weitere | 29 |