Reifenabrieb in der Umwelt
- RAU -
Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus M.Sc.
TU Berlin, FG Siedlungswasserwirtschaft, Sekr. TIB1-B16, Gustav-Meyer-Allee 25, D - 13355 Berlin
Tel.: +49 / (0) 30 / 314 72249, Fax: +49 / (0) 30 / 314 72248, e-mail: [email protected]
BMBF Kick-Off, Berlin, 17. - 18.10.2017
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 2Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Bisherige umweltbezogenen
Reifenstudien
Matrix Konzentration Einheit Marker Land Quelle
Straßenkehricht 72.000 mg/kg Zink USA (Hopke, et al.,
1980)
Straßenkehricht 700 mg/kg SBR* Dänemark (Fauser, 1999)
Bankette
(0m-8m)
24.000 - 1.000 mg/kg SBR* USA (Pierson, et
al., 1974)
Straßenabfluss 92 mg/l 24MoBT* USA (Zeng, et al.)
Flusswasser 0,5 mg/l 24MoBT* China (Ni, et al.,
2008)
Luft 5,3 µg/m3 Extr. Org. Zink Dänemark (Fauser, 1999)
SBR: Styrol-Butadien-Kautschuk
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 3Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Reifenabrieb Zusammensetzung und
Emissionen
Reifenmaterial verwendetes Bauteil Massenanteil im Abrieb
[%]
Kautschuk Laufstreifen/
Seitenstreifen
42
Laufstreifen/
Innenschicht/ Kernprofil
Füllstoffe
(Ruß/ Silica)
Laufstreifen
(Zur Herstellung des
Kautschuks)
34
Mineralöle Laufstreifen 17
Weitere Stoffe
(Zink-Seifen;
Zink-; Blei-;
Cadmiumoxid;
PAK; Schwefel)
Laufstreifen
(Zur Herstellung des
Kautschuks, Chemikalien
für Vulkanisierung)
7
Umweltrelevante Stoffe(gemäß WRRL)
- Schwermetalle1.375 t/a (davon 1.255 t Zink) emittierte
Schwermetalle aus dem Reifenabrieb
[Kocher 2010]
- PAKPAK-Emissionen im Straßenverkehr aus
Reifenabrieb 580 t/a [UBA 2010]
- Octylphenol:Eintrag in die Oberflächengewässer beträgt
42,9 t/a, davon 95 % Emission aus
Reifenabrieb [UBA 2007][Kocher 2010]
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 4Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Straßenkehrichtanalysen
60 % der
Massenanteile in der
Fraktion
125 µm – 500 µm
Organikanteil steigt bei
Fraktionen > 250 µm
und <125 µm an
10,22 9,744,17 3,67
12,11
34,42
45,0256,72
0
20
40
60
80
100
<0,063 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4
Glü
hv
erl
ust
[Masse-%
]
Maschenweite [mm]
März April Mai JuniJuli Aug Sept OktNov Dez März '17 Mittelwerte
1,118,03
28,3632,60
14,35
4,30 3,267,98
0
10
20
30
40
50
60
Masse-
%
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 5Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Forschungsprojekt
„RAU“
Entsorgung
Theorie
Motivation und Herausforderungen
Produktion
Theorie
Straße
Praxis
Umwelt
Bisherige Studien
Politik und
Öffentlichkeit
DSWT
Bekanntmachung:
Plastik in der Umwelt – Quellen, Senken,
Lösungsansätze
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 6Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Aktuelles
TU Intern Beitrag
Wlb Beitrag
Kampf dem Mikroplastik
Projektbeschreibung
Bundesforschungs-
ministerin zu Besuch14. – 18.05.2018
Projektposter
Projektlogo
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 7Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Projektziele „RAU“
• Reifenabrieb bilanzieren
neuartiges Probenahmesystem
(in situ)
neuartige Analyse
• Minimierung der Umwelteinträge
Optimierte Straßenreinigung
Technische
Verminderungsmaßnahmen
• Der Zyklus des Reifens
• Produkte
Bewertungs-Tool
Maßnahmenkatalog
Software Storm
• Benefits
Wettbewerbsvorsprung
Patentanmeldung
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 8Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Verbund „RAU“
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 9Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Arbeits- und Zeitplan
Arbeitspakete
(AP)
2017 2018 2019 2020 Partner
III IV I II III IV I II III IV I II
1Probenahmekonzept
und Analyse
TUB, Wessling,
GKD, IPS, ORI,
Continental,
BWB
2
Nutzungsphase im
Lebenszyklus Reifen
(Emission)
Continental,
ADAC, VW,
TUB, IPS
3Untersuchung
Immission
BSR, TUB, IPS,
GKD, BWB,
Continental
4
Untersuchung
ausgewählter
Maßnahmen
TUB, BSR, IPS,
BWB
5 Bewertung TUB, IPS, BWB
6
Aufstellen des
Maßnahmenkatalogs
und Auswertung
Alle Partner
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 10Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
AP1 Probenahmekonzept und Analyse
Ziele
- Analysekonzept
- Probenahmekorb für in situ
Beprobung
- Einzugsgebiete sind definiert
FG SIWAWI
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 11Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
AP2 Lebenszyklus Reifen
- Verständnis zu dem
gesamten Lebenszyklus des
Reifens
- Einflussgrößen zum Abrieb
sind identifiziert
- Abriebsversuche unter
definierten Bedingungen
FG SIWAWI
FG Reibung
Ziele
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 12Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
AP3 Untersuchung Immission
- Abtragsverhalten bei
unterschiedlichen
Regenintensitäten
- Kehrichtuntersuchungen
- In situ Beprobung von
Regenereignissen
- Beprobung luftgetragener
Partikel
FG SIWAWI
Ziele
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 13Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
AP4 Untersuchung ausgewählter
Maßnahmen
- Optimierung der
Straßenreinigung
- Nassschlammfang als Senke
für Reifenabrieb
FG SIWAWI
Ziele
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 14Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
AP5 Bewertung
- Optimierte Modellierungs-
Software
- Bewertung technischer
Behandlungsanlagen
- Schmutzfrachtsimulation
FG SIWAWI
Ziele
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 15Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
AP6 Aufstellung des
Maßnahmenkatalogs und Auswertung
- Auswertung
- Verständnis zu Eintrag von
Reifenabrieb in die Umwelt
- Handlungsempfehlung
(Bewertungstool) und
Maßnahmenkatalog
- Evaluierung der
Gesamtergebnisse
FG SIWAWI
FG Reibung
Ziele
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 16Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Fazit
Interdisziplinär
Vorreiterrolle
Kontinuierliche Verbesserung
Wissenstransfer
Bewertung
FG SIWAWI
FG Reibung
RAU Projektvorstellung 17.10.2017 17Matthias Barjenbruch, Daniel Venghaus
FG Siedlungswasserwirtschaft
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
