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
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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]
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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-
%
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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
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FG Siedlungswasserwirtschaft
Aktuelles
TU Intern Beitrag
Wlb Beitrag
Kampf dem Mikroplastik
Projektbeschreibung
Bundesforschungs-
ministerin zu Besuch14. – 18.05.2018
Projektposter
Projektlogo
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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
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FG Siedlungswasserwirtschaft
Verbund „RAU“
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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
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AP1 Probenahmekonzept und Analyse
Ziele
- Analysekonzept
- Probenahmekorb für in situ
Beprobung
- Einzugsgebiete sind definiert
FG SIWAWI
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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
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FG Siedlungswasserwirtschaft
AP3 Untersuchung Immission
- Abtragsverhalten bei
unterschiedlichen
Regenintensitäten
- Kehrichtuntersuchungen
- In situ Beprobung von
Regenereignissen
- Beprobung luftgetragener
Partikel
FG SIWAWI
Ziele
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FG Siedlungswasserwirtschaft
AP4 Untersuchung ausgewählter
Maßnahmen
- Optimierung der
Straßenreinigung
- Nassschlammfang als Senke
für Reifenabrieb
FG SIWAWI
Ziele
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FG Siedlungswasserwirtschaft
AP5 Bewertung
- Optimierte Modellierungs-
Software
- Bewertung technischer
Behandlungsanlagen
- Schmutzfrachtsimulation
FG SIWAWI
Ziele
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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
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FG Siedlungswasserwirtschaft
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!