In den letzten Jahren hat der Reifenabrieb als partikelförmiger Umweltkontaminant zunehmend Aufmerksamkeit erhalten. Mehrer Studien über Quellen und Mengen der Mikroplastikfreisetzung kamen zu dem Schluss, dass der Reifenabrieb die größte Einzelemissionsquelle repräsentiert und bis zu 42,5-69,5 % der gesamten Mikroplastikemission ausmacht. Allein in Deutschland wird die Emission der Reifenpartikel auf ca. 130.000 t/a bzw. 1,6 kg/(cap a) geschätzt. Diese verbleiben zunächst auf und neben der Straße, werden jedoch durch Winde verweht und durch Regen von der Straße gespült und können so in die verschiedensten aquatischen und terrestrischen Umweltkompartimente gelangen. Der endgültige Verbleib der Reifenabriebspartikel nach der Emission ist jedoch Gegenstand laufender Forschungsarbeiten und die Daten über die Verteilung und die Konzentrationen in der Umwelt sind rar. Ursächlich dafür ist, unter anderem, ein Mangel an geeigneten analytischen Methoden, da der Reifenabrieb als Elastomer nicht von Beginn an in die Mikroplastik-Diskussion integriert war und sich die entwickelten Mikroplastik Analysemethoden nicht auf den Reifenabrieb übertragen lassen oder nicht spezifisch genug und arbeitsintensiv sind.

Obwohl die genaue Verteilung und Auswirkungen der Reifenpartikel in der Umwelt weiterhin unbekannt sind, gehen Modellstudien davon aus, dass anteilig bis zu 25 % der Reifenpartikel Gewässer erreichen können. Dies stellt eine weitere Problematik dar, da Reifen chemisch komplex sind, denn sie enthalten eine große Vielfalt an organischen Chemikalien wie Vulkanisationsmittel, Beschleuniger, Aktivatoren, Weichmacher, Antioxidantien und Antiozonantien. Daher stellen Reifenabriebspartikel nicht nur selbst ein Umweltkontaminant dar, sondern sind auch eine potenzielle Quelle für eine Vielzahl organischer Chemikalien als Umweltschadstoffe. Studien zu den sogenannten Reifenleachables sind bisher jedoch wenig systematisch durchgeführt worden oder fokussieren sich nur auf ausgewählte, bekannte Substanzen, sodass über die mögliche Vielfalt an Reifenleachables und deren potenzielles Umweltvorkommen, sowie deren Verteilung wenig bekannt ist.

Das Promotionsvorhaben hat daher zwei Hauptziele:

• Die Entwicklung einer spezifischen Methode zur Quantifizierung von Reifenpartikeln über die Hauptkomponente den Kautschuk
• Die Wissenslücke über Reifenpartikel als Quelle für Umweltkontaminanten verkleinern

Im ersten Teil der Promotion wird untersucht, welche Substanzen sich aus Reifen herauslösen können, indem Leachingversuche mit einer Auswahl von neuen, sowie gebrauchten Reifen durchgeführt werden. Die systematische Auswertung dieser Leachates soll die Identifizierung potenzieller reifenbürtiger Umweltkontaminante ermöglichen. Zur Bestätigung der Relevanz dieser identifizierten Reifenleachables soll ein Umweltscreening erfolgen, welches sowohl Oberflächengewässer als auch Kläranlagen mit einschließt. Abschließend soll eine Abbaustudie durchgeführt werden, um Aufschlüsse über die Verteilung und das Verhalten der Reifenleachables in der Umwelt zu erhalten.

Der zweite Teil der Promotion wird sich auf die Methodenentwicklung zur Quantifizierung von Reifenpartikeln in Umweltproben beschäftigen. Dafür wird ein System bestehen aus Pyrola Pyrolyseeinheit, SICRIT-Ionenquelle und QTOF Massenspektrometer eingesetzt werden und die Quantifizierung soll über spezifische Kautschuk-Pyrolysprodukte erfolgen. Insbesondere durch den Einsatz der SICRIT-Ionenquelle wird sich versprochen, dass neue spezifische und signifikante Pyrolyseprodukte identifiziert werden können. Nach Auswahl geeigneter Marker soll die Methode validiert, Vergleichsmessungen durchgeführt, sowie erste Umweltproben gemessen werden.