Reifenabrieb macht den Großteil der Mikroplastik im Meer aus
(thedrive.com)- Der Fokus bei Fahrzeugverschmutzung weitet sich von Abgasen auf Abriebpartikel von Reifen und Bremsen aus; bei modernen Fahrzeugen können diese Partikelemissionen höher sein als die Abgasemissionen
- Einer Analyse zufolge stammen 78 % der Mikroplastik im Meer aus synthetischem Reifengummi; wenn Meerestiere sie aufnehmen, kann dies mit neurologischen Effekten, Verhaltensänderungen und abnormalem Wachstum verbunden sein
- Der Reifenadditivstoff 6PPD reagiert mit Ozon zu 6PPD-quinone und zeigte bei mehreren Fischarten, darunter Coho-Lachs, starke Toxizität; Auswirkungen auf den Menschen sind jedoch noch nicht geklärt
- Die vier Reifen eines Autos können pro gefahrenem Kilometer eine Billion ultrafeine Partikel freisetzen; EVs verursachen wegen ihres Gewichts und Drehmoments etwa 20 % mehr Reifenabrieb-Emissionen als Verbrenner
- Da die EU und die California EPA beginnen, Reifen- und Bremsenemissionen sowie Alternativen zu 6PPD zu regulieren, bleibt Reifenverschmutzung auch nach dem Umstieg auf EVs ein Umweltproblem des Verkehrs
Wachsende Fahrzeugverschmutzung jenseits des Auspuffs
- Bei Emissionen von Straßenfahrzeugen denkt man oft an Abgase, doch schädliche Partikel, die sich von Reifen und Bremsen lösen, rücken als größere Sorge in den Vordergrund
- Motoremissionen sind ein gut erforschtes Feld, etwa unverbrannter Kraftstoff, Kohlenstoff- und Stickoxide sowie verbrennungsbedingte Feinstaubpartikel
- Eine von Yale Environment 360 geteilte Studie geht davon aus, dass toxische Chemikalien aus Reifen und Bremsen bislang weitgehend übersehen wurden und die Abgasemissionen gewöhnlicher Fahrzeuge übersteigen können
6PPD und Mikroplastik im Meer
- Eine Studie von 2020 machte die Auswirkungen von Reifenverschmutzung anhand der Schäden bei Coho-Lachsen (coho salmon) in Flüssen an der Westküste sichtbar
- Als verursachender Stoff wurde 6PPD identifiziert, das eingesetzt wird, um Rissbildung und Alterung von Reifen zu verlangsamen
- Wenn 6PPD Ozon in der Luft ausgesetzt ist, wandelt es sich in mehrere Stoffe um; darunter zeigt 6PPD-quinone bei mehreren Fischarten, einschließlich Coho-Lachs, hohe Toxizität
- Dieselbe Chemikalie wurde auch in menschlichem Urin nachgewiesen, mögliche gesundheitliche Auswirkungen sind jedoch noch unbekannt
- Reifengummi besteht aus mehr als 400 chemischen Verbindungen, von denen viele bekanntermaßen negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben
- Laut einem Bericht der Pew Charitable Trust stammen 78 % der Mikroplastik im Meer aus synthetischem Reifengummi
- Anteil von synthetischem Reifengummi an Mikroplastik im Meer: {p:78}
- Diese toxischen Partikel können von Meerestieren aufgenommen werden
- Aufgenommene Partikel können mit neurologischen Effekten, Verhaltensänderungen und abnormalem Wachstum verbunden sein
Ultrafeine Partikel und Gesundheitsbedenken
- Emissions Analytics hat Reifen über drei Jahre untersucht und geht davon aus, dass die vier Reifen eines Autos pro gefahrenem Kilometer eine Billion ultrafeine Partikel freisetzen
- Diese Partikel sind kleiner als 100 Nanometer, können daher direkt die Lunge passieren und ins Blut gelangen sowie die Blut-Hirn-Schranke überwinden
- Eine Studie des Imperial College London zu Reifenabriebpartikeln fasst zusammen, dass es zunehmend erste Hinweise darauf gibt, dass Reifenabriebpartikel und andere Partikelstoffe zu gesundheitlichen Auswirkungen auf Herz, Lunge, Entwicklung und Fortpflanzung sowie zu krebsbezogenen Effekten beitragen können
- Einer in diesem Jahr in Science of the Total Environment veröffentlichten Studie zufolge wird angenommen, dass die Masse der Reifen- und Bremsenpartikelemissionen in den Größenbereichen PM2.5 und PM10 die Abgasemissionsmasse moderner Fahrzeugflotten übersteigt
Emissionen, die auch durch den EV-Umstieg nicht verschwinden
- Diese Verschmutzung verschwindet nicht allein durch den Umstieg auf EVs
- Daten von Emissions Analytics zufolge sind EVs schwerer und haben ein höheres Drehmoment als herkömmliche Verbrenner, weshalb sie tendenziell etwa 20 % mehr Material von den Reifen abtragen
- Emissionen von Reifen- und Bremsenpartikeln dürften Probleme wie den Klimawandel nicht direkt beeinflussen, doch ihre potenzielle Toxizität für Menschen, Tiere und die Umwelt insgesamt bleibt die zentrale Sorge
Regulierung und Reaktionen der Hersteller
- Feinstpartikel aus Reifen und Bremsen sind schwieriger zu erfassen und zu messen als Abgase
- Abgasemissionen lassen sich erfassen, indem Gase direkt im Motorabgas gesammelt oder gemessen werden
- Feinstpartikel aus Reifen und Bremsen sind schwieriger so zu sammeln, dass die Emissionsmenge genau abgebildet wird
- Die EU will Reifen- und Bremsenemissionen ab 2025 im Rahmen der Euro-7-Norm regulieren
- In den USA verlangt die California EPA von Reifenherstellern, bis 2024 chemische Alternativen zu 6PPD zu finden, um künftig den Eintrag von 6PPD-quinone in die Umwelt zu verringern
- Hersteller prüfen verschiedene Ansätze, von alternativen Reifenmischungen bis zu speziellen elektrostatischen Verfahren, die Partikelemissionen auffangen
- Je genauere Daten Regulierungsbehörden erhalten, desto größer könnte der Anteil von Reifen- und Bremsenpartikeln an der Fahrzeugverschmutzung erscheinen
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Das überrascht niemanden, der schon einmal in der Nähe einer Autobahn oder einer ziemlich stark befahrenen Straße gewohnt hat.
Ich habe einmal ein Haus neben einer Autobahn gemietet; der Lärm war erträglich, aber schon nach ein paar Wochen lag auf der ganzen hinteren Veranda eine dünne Schicht schwarzer Staub, sodass sie unbenutzbar war, und selbst im Sommer konnte man die Fenster nicht öffnen.
Wenn es regnete, sah man, wie sich schwarzer Niederschlag in den Regenwasserrinnen sammelte und abfloss, ohne irgendeine Filterung direkt ins Meer. Die negativen externen Effekte von Autos sind größer, als man sich vorstellen kann, während es immer mehr Autos gibt, sie immer größer werden und mit „green leaf“- oder „PZEV“-Aufklebern so tun, als seien sie umweltfreundlich.
Ohne Auto-Infrastruktur wurde der Raum viel effizienter genutzt, und in der Praxis war es noch viel angenehmer, als ich es theoretisch erwartet hatte. Nach dieser Erfahrung mag ich den aktuellen Zustand noch weniger; das Paradies fühlt sich ganz nah und doch weit entfernt an.
Wenn man sich nur auf Klimawandel und Treibhausgase konzentriert, übersieht man andere Probleme, und manche davon können sich im Zuge der Dekarbonisierung sogar verschärfen.
Wenn es nicht regnete, waren am Ende alle ebenen Flächen mit schwarzen Körnchen bedeckt, und ich vermute, dass es nicht nur Reifenstaub war, sondern auch Dieselruß darunter war.
Draußen Gemüse anzubauen, hat dort buchstäblich niemand gemacht; das wäre beinahe verrückt gewesen. Schon damals wusste ich, dass es von Bremsstaub und Reifen kam, aber es ist enttäuschend zu erfahren, dass dieses Zeug noch giftiger ist als gedacht.
Ich habe mich vier Jahre lang während meiner Promotion indirekt mit diesem Problem beschäftigt, und an der Ohio State gab es schon vor zehn Jahren praktikable Lösungen für das Reifenstaubproblem, aber Finanzierung zu bekommen war praktisch unmöglich.
Es ist eine milliardenschwere Industrie, aber sobald die Kosten um mehr als 5 % steigen, interessiert sich niemand mehr für die Reinigung. Dieses Problem ist seit 50 Jahren gut bekannt, und wir aerosolieren direkt neben unseren Wohn- und Arbeitsorten enorme Mengen Kohlenstoff.
Im Grunde tun wir so etwas, als würden wir neue Reifen komplett fein zermahlen, in die Luft blasen und in Flüsse kippen — und das so schnell wie möglich.
Für alle, die es interessiert: Die Lösung ist Naturkautschuk. Er ist etwas teurer als Synthesekautschuk, hält aber länger und ist damit auch für Verbraucher besser, insgesamt günstiger und für die Umwelt 1.000-mal besser; Goodyear, Firestone und Michelin unterstützen jedoch keine Forschung zu Naturkautschuk oder bremsen Innovationen aus.
[1] https://hcs.osu.edu/our-people/dr-katrina-cornish
Ich finde bei der Suche kaum Belege dafür, und auch Reifen aus Naturkautschuk erzeugen viel Staub; außerdem finde ich keine Daten, dass er für die Lunge weniger schädlich wäre. Natürlicher Reifenkautschuk ist ebenfalls ein stark verarbeitetes Material und keineswegs mit rohem Latex aus Pflanzen gleichzusetzen; die biologische Abbaubarkeit scheint eher in Größenordnungen von Tausenden Jahren zu liegen.
Es gibt zwar Hinweise auf eine nachhaltigere Herstellung, aber kaum Belege dafür, dass die Verschmutzungswirkung deutlich geringer wäre.
Geht es darum, schlechte öffentliche Meinung über Reifen vor der Öffentlichkeit zu verbergen, oder fürchten sie einen Rückgang der Margen?
Ich wüsste auch gern, welche Gummis bei Rennwagen oder Dirtbikes verwendet werden; in diesem Markt spielt der Preis ja eine deutlich geringere Rolle.
Ich frage mich, was hier fehlt.
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic_rubber
Alte Wälder sollten nicht zerstört werden, um Kautschukplantagen anzulegen.
Angesichts der fortschreitenden Umstellung auf Elektroautos ergibt es keinen Sinn mehr, Benzinsteuern als Straßenfinanzierung zu nutzen.
Meiner Ansicht nach sollten wir für alle Fahrzeuge vollständig auf eine Steuer nach zulässigem Gesamtgewicht im Leerzustand umstellen. Nach dem Vierte-Potenz-Gesetz steigt die Belastung der Straße mit zunehmender Achslast proportional zur vierten Potenz der Achslast; ein schweres Elektroauto wie ein Hummer verursacht also Schäden in der Größenordnung von x^4 mehr als mein ohnehin schon schweres Auto.
Wenn man Fahrzeugsteuern nach Gewicht erhebt, kann das leichtere Fahrzeuge fördern und auch den Reifenabrieb verringern.
https://en.wikipedia.org/wiki/Fourth_power_law
Daran sieht man, dass Verbraucher beim Autokauf offenbar nicht besonders darauf achten, wie viel Steuern sie zahlen werden. Ohne zusätzliche Maßnahmen wie eine generelle Steuererhöhung dürfte der vorgeschlagene Anreizeffekt nicht groß sein.
Die Benzinsteuer fließt in den allgemeinen Haushalt, und Straßenunterhalt und -bau werden ebenfalls aus dem allgemeinen Haushalt bezahlt; dennoch deckt die Benzinsteuer nur weniger als die Hälfte der Straßenkosten.
Eine der guten Eigenschaften der Benzinsteuer ist, dass man so etwas vermeiden kann; beim Versuch, sie zu ersetzen, landet man leicht in einer kompletten Dystopie. Es gibt auch ziemlich große Gruppen, denen Datenschutz- und Sicherheitsfragen völlig egal sind.
Ich bin dafür, die Achslast künftig bei Straßenbenutzungsgebühren zu berücksichtigen, aber sie ist weder der einzige Faktor noch zwingend der größte.
Fahrzeuge, die mehr Abrieb verursachen, müssen ihre Reifen schneller ersetzen; damit würden Autos, die mehr Mikroplastik ausstoßen, auch mehr Reifen verbrauchen und mehr Steuern zahlen. Wenn die Steuer steigt, lässt sich das linear auf eine Reduzierung des Reifenverbrauchs ausrichten.
Es wäre ein Fehler, Elektroautos nur deshalb übermäßig stärker zu bestrafen als Verbrenner, weil ihr Durchschnittsgewicht höher ist. Das tatsächliche Gewicht ist bekannt, man muss es also nicht über Durchschnittswerte je Modell verwässern. Unternehmen, die Technologien entwickeln, mit denen Reifen weniger schnell verschleißen, könnte man ebenfalls belohnen.
Es ist gut, dieses Problem anzusprechen, aber der Fokus auf Elektroautos lenkt vom Kern ab.
Das wurde auch in dieser Podiumsdiskussion von Fully Charged behandelt: https://youtu.be/LeHakmL6eEc?si=ebBAn8RSDhmmLfHI
Flottenbetreiber sagen, dass sie beim Reifenverschleiß keine großen Unterschiede sehen. Elektroautos haben zwar viel Drehmoment, aber solange man nicht wie verrückt fährt, ist das kein großes Problem; im Gegenteil, man kann sie auch sehr sanft fahren, ohne abrupte Drehmomentsprünge.
Autos sind schon vor dem Aufkommen von Elektroautos immer schwerer geworden, und es gibt auch das Problem, dass viele Elektroautos, weil sie allesamt Neuwagen sind, unnötig große Modelle sind. Bei neuen Verbrennermodellen ist es aber genauso.
Langfristig mache ich mir über das Gewicht von Elektroautos keine allzu großen Sorgen. Batterien sind teuer, und Verbesserungen bei Energiedichte und Fahrzeugeffizienz sowie Leichtbau können die für dieselbe Reichweite benötigte Batteriemenge stark reduzieren, was sich deutlich auf den Preis auswirkt.
Worauf wir uns wirklich konzentrieren sollten, sind Infrastruktur für Fußverkehr, Fahrräder und öffentlichen Nahverkehr. Dank E-Bikes kann ich in vernünftiger Zeit mit dem Rad zur Arbeit pendeln, und deshalb nutze ich für den Arbeitsweg immer seltener ein Elektroauto.
Reifenverschleiß verhält sich grob wie weight^4, sodass schon kleine Gewichtszunahmen den Verschleiß stark erhöhen.
Allerdings dürften die tatsächlich weit verbreiteten Fahrzeuge mit 5000 bis 8000 Pfund ein größeres Problem sein als Elektroautos, die von 3000 auf 4500 Pfund zulegen. Ein 4500-Pfund-Elektroauto ist auch schlecht, aber ein 6000-Pfund-SUV oder -Truck ist schlimmer, und ein 8000-Pfund-Elektro-SUV wäre wohl am schlimmsten.
Jenseits von Pkw sind Sattelschlepper wahrscheinlich die größte Quelle für Reifenabrieb auf der Straße. Wenn das Gewicht mit der vierten Potenz wirkt, könnte der Großteil des Reifenabrieb-Plastiks von Sattelschleppern stammen.
Dieses konkrete Problem löst man nicht durch Gehen oder Radfahren, sondern durch Güterzüge. Die letzte Meile ist schwierig, und sowohl 100 Nachbarn, die jeweils mit dem Auto zum Laden fahren, als auch ein großer Lkw, der 100 Menschen schwerere Pakete liefert, sind problematisch.
Trotzdem verwenden Züge keinen Gummi, und Räder wie Schienen bestehen aus Stahl; es entstehen zwar Eisen- oder Eisenoxidpartikel, aber deutlich weniger als bei Gummi.
In den USA wird aber das Prinzip „ein Auto pro Person“ mit allerlei verdrehter Politik und unsicherem Selbstwertgefühl verknüpft. Um Menschen vom Auto wegzubringen, braucht es ein langfristiges Programm auf dem Niveau psychologischer Kriegsführung, und das wird mehr als zehn Jahre dauern. In jedem HN-Beitrag, der Autos kritisiert, zeigt sich tiefer Zorn.
In den kommenden Jahrzehnten sollten wir die bestehende Autoinfrastruktur durch Infrastruktur für Fußverkehr, Fahrräder und öffentlichen Nahverkehr ersetzen. Neben der Verringerung von Feinstaubbelastung, Energieverschwendung, Lärm, hohen Todeszahlen, größeren Entfernungen zwischen Zielen und schlechterer Lebensqualität könnten die Kosten um einen einstelligen Faktor niedriger ausfallen.
Autos sind als Verkehrsmittel ziemlich teuer, und in den Niederlanden werden Fahrräder wegen eingesparter Gesundheitskosten sogar als Gewinn von +17 Cent pro Meile betrachtet.
Politische Entscheidungsträger wollen Verbrenner durch Elektroautos ersetzen, ohne irgendetwas zu verändern, in derselben deprimierenden Zersiedelung, statt autofreies Leben und ein Leben mit weniger Autos zu fördern. Die Ergebnisse von Yale zeigen, dass dieser Ansatz nicht funktioniert.
Elektroautos benötigen für ihre Herstellung viele Ressourcen, was entsprechend große Umweltschäden und CO₂-Emissionen verursacht, und sie tragen weiterhin zum Problem des Reifenstaubs bei. Der heilige Gral ist nicht das Elektroauto, sondern Schiene, öffentlicher Verkehr, E-Bikes und bessere Stadtplanung.
Allein die Amerikaner haben 2022 3,26 Billionen Meilen (5,24 Billionen km) zurückgelegt, daher ist das nicht überraschend. Das bedeutet, dass enorme Mengen an Reifenabriebpartikeln in die Umwelt gelangen.
[1] https://afdc.energy.gov/data/mobile/10315
Das ist eine direkte Folge verkorkster Stadtplanung: großflächige monofunktionale Zonen, starke Abhängigkeit von autozentriertem Verkehr, kaum andere Optionen und massive Subventionen für Straßeninfrastruktur auf allen Regierungsebenen. Die Öl- und Gasindustrie erhält Subventionen in Milliardenhöhe, während sie insgesamt Gewinne in Billionenhöhe erzielt.
Was Einzelne tun können, ist begrenzt. Es braucht Regulierung auf allen Regierungsebenen, und die Öl-, Gas- sowie Autoindustrie müssen anfangen, Entschädigungen zu zahlen. Kunststoffproduzenten müssen besteuert, reguliert und überwacht werden, und Städte müssen neu geplant und umgebaut werden.
Man kann das als deutliche Warnung sehen, dass eine falsche Denkweise entsteht, wenn man den heiligen Gral der Nachhaltigkeit ausschließlich bei Treibhausgasemissionen sucht.
Wir sind in einen Zustand geraten, in dem eine technisch gestützte Zivilisation jeden Winkel der Erde mit unzähligen Fußabdrücken überzieht: Emissionen, Partikel- und chemische Verschmutzung sowie Veränderung und Zerstörung von Lebensräumen.
Der Abbau der Ozonschicht war eine frühe Warnung, Treibhausgase sind eine weitere Dimension, Mikroplastik und Nitrate wiederum andere Probleme. Ein Ende ist nicht in Sicht.
Man muss sich nur vorstellen, wie Gemeinschaften von Milliarden Homo sapiens verteilt leben und von dort Schadstoffe nicht nur vorübergehend, sondern dauerhaft und endlos ausströmen.
Die Aufgabe, vor der wir stehen, ist enorm. Der Kern ist, wie wir eine außer Kontrolle geratene, technologiebasierte ökonomische Wachstumsmentalität zurückdrehen, die externe Effekte kaum beachtet. Wir brauchen mutige Ideen; den Kopf in den Sand zu stecken, ist keine Option.
Elektroautos sind am Ende auch Autos und nur eine Veränderung am Rand. Was wirklich nötig ist: Menschen sollten für alltägliche Besorgungen Rad fahren und zu Fuß gehen, statt das Auto zu nehmen.
Für eine sichere Umgebung braucht es auch nichts Besonderes. Die wünschenswerte Welt der Zukunft wird mit Pollern und Bäumen Realität werden. Mit heutiger US-amerikanischer Denkweise ist das schwer zu verstehen, aber am Ende wird es darauf hinauslaufen.
Es ist gut, dass Menschen anfangen, sich anzusehen, wie man die Auswirkungen von Reifenstaub reduzieren kann.
Da darauf bisher nicht optimiert wurde, dürfte es großen Spielraum für Verbesserungen geben. Was im Artikel fehlt: Elektroautos nutzen ihre Bremsen im Vergleich zu Verbrennern kaum und reduzieren dadurch Bremsstaub erheblich.
Ich habe kürzlich bei einem Land Cruiser nach 70.000 km die Bremsbeläge gewechselt, und obwohl es ein großes, schweres Allradfahrzeug ist, dürfte von den Belägen etwa ein Pfund oder weniger Bremsbelagmaterial abgenutzt worden sein.
Aber Naturkautschuk ist für Unternehmen etwas weniger profitabel, hält zu lange und ist zu hochwertig, deshalb verwenden sie Synthesekautschuk.
Reifenstaub ist also ein Problem, weil wir wollen, dass es ein Problem bleibt. Es gibt Lösungen, aber weil Reifenhersteller sie nicht nutzen wollen, ist es unmöglich, Finanzierung zu bekommen.
So funktioniert Kapitalismus: Drei Unternehmen machen Millionen Menschen krank, um etwas höhere Gewinne zu erzielen.
[1] https://hcs.osu.edu/our-people/dr-katrina-cornish
Bei gleichem Gewicht ist der Reifenstaub im Großen und Ganzen ähnlich, und Elektroautos müssen nicht alle zwei Monate neue Reifen bekommen. Auch Bremsstaub ist tatsächlich sehr gering.
Solche Artikel erscheinen nicht einfach so. Fossilenergie- und Verbrennerautohersteller geben enorme Summen aus, um Angst, Unsicherheit und Zweifel gegenüber Elektroautos zu verbreiten. Da die Nachfrage nach ihren Produkten in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich zweistellig zurückgehen wird, haben sie ein großes finanzielles Interesse daran, das zu verlangsamen.
Das heißt nicht, dass Reifenpartikel im Meerwasser kein Problem wären, aber derzeit stammt der Großteil dieser Partikel von Verbrennern.
Ich dachte, bei derselben Verzögerung wäre die Menge an Reifenstaub gleich, egal wie die Reibung an der Achse erzeugt wird; dann merkte ich, dass ich „brake dust“ fälschlich als „tire dust“ gelesen hatte.
Ich glaube nicht, dass die Aussage, bei der heutigen Fahrzeugflotte übersteige die Masse der PM2.5- und PM10-Partikelemissionen von Reifen und Bremsen die Masse der Auspuffemissionen, wörtlich stimmen kann.
Auspuffemissionen haben eine größere Masse als das verbrannte Benzin, und Autos verbrauchen mehrere Liter Benzin pro 100 km. Kein Auto wird pro 100 km mehrere Kilogramm Reifen- oder Bremsmaterial verlieren.
Wahrscheinlich ist nur die Masse im Größenbereich PM2.5 bis PM10 gemeint.
Es ist seltsam, die Verantwortung auf Pkw zu konzentrieren. Lkw sind viel schwerer.
Wenn man Fracht auf die Schiene verlagert, gibt es keinen Kunststoffabrieb, die Energieeffizienz ist viel höher, und vollständige Elektrifizierung ist möglich.
Für dieses Problem gibt es eine einfache Lösung, die seit dem Zweiten Weltkrieg bekannt ist: Tempolimits senken und durchsetzen.
Fast alle externen Effekte von Autos wachsen überlinear mit der Geschwindigkeit. Zudem sinkt die tatsächliche voraussichtliche Ankunftszeit außerhalb von Autobahnen nicht umgekehrt proportional zum Tempolimit; sie verbessert sich deutlich weniger.
Verkehr ist wie Netzwerk-Traffic durch das Bandbreiten-Latenz-Produkt begrenzt.