Ein verborgener Expositionsweg: Adsorption endokrinwirksamer Stoffe und aufkommender Schadstoffe an Reifenabrieb

Warum Reifestaub für unsere Gesundheit wichtig ist

Jedes Mal, wenn wir fahren, werden winzige Partikel aus Gummireifen abgerieben und in die Luft, auf die Straßen sowie in angrenzende Böden und Gewässer freigesetzt. Dieser Reifenabrieb ist eine wichtige, aber oft übersehene Quelle von Mikroplastik. Die Studie zeigt, dass Reifestaub mehr ist als Abfall: Er kann wie ein Schwamm für eine Vielzahl biologisch aktiver Chemikalien wirken, darunter Antibiotikarückstände, hormonähnliche Verbindungen und toxische Verbrennungsnebenprodukte. Dadurch könnten sich die Umweltverweilzeiten dieser Substanzen ändern und sich die Exposition von Menschen und Wildtieren erhöhen.

Von rollenden Reifen zu unsichtbaren Partikeln

Moderne Reifen sind komplexe Mischungen aus Natur‑ und Synthesekautschuk, Ruß, Kieselsäure, Ölen, Metallen und zahlreichen chemischen Zusatzstoffen. Beim Rollen und Bremsen werden mikroskopische Fragmente abgetragen und entlang der Straßen verteilt, in die Luft geblasen oder in Abflüsse und Bäche gespült. Weil diese Partikel klein, rau und chemisch heterogen sind, legten frühere Untersuchungen nahe, dass sie besonders gut Schadstoffe einfangen können. Die Autoren konzentrierten sich auf die Rolle von Reifenabriebpartikeln als „Transportträger“ für aufkommende Schadstoffe, insbesondere solche, die Hormonsysteme stören oder Antibiotikaresistenzen fördern können.

Reifenpartikel unter der Lupe

Um zu verstehen, was Reifestaub festhalten kann, mahlten die Forschenden zunächst einen Pkw‑Reifen zu feinen Partikeln von etwa der Breite eines menschlichen Haars oder kleiner. Mit laserbasierter Raman‑Mikroskopie und Infrarotspektroskopie untersuchten sie die Struktur der Partikel. Diese Tests bestätigten, dass das Material ein Mosaik aus kohlenstoffreichen Bereichen, Gummiketten und anorganischen Füllstoffen wie Kieselsäure und Zinkoxid ist. Dieses Mosaik schafft viele verschiedene Oberflächentypen, an denen Schadstoffe haften können — durch ölige (hydrophobe) Kontakte, elektrostatische Anziehungen oder chemische Bindung.

Testen, welche Chemikalien haften und wie schnell

Das Team setzte diese Reifenpartikel anschließend über Zeiträume von Minuten bis zu 24 Stunden einer Mischung von Umweltchemikalien im Wasser aus. Die Mischung umfasste mehrere Antibiotika, ein natürliches Östrogen (Estriol), ein Nikotinabbauprodukt namens Cotinin sowie eine Gruppe von Verbrennungsnebenprodukten, bekannt als hydroxylierte polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (OH‑PAKs), von denen einige mit Krebs und DNA‑Schäden in Verbindung gebracht werden. Mittels empfindlicher Flüssigchromatographie‑Massenspektrometrie verfolgten sie, wie viel jeder Verbindung aus dem Wasser verschwand und an den Reifenpartikeln landete, und nutzten kinetische Modelle, um die Geschwindigkeit dieses Prozesses zu beschreiben.

Ein chemischer Schwamm mit klaren Favoriten

Die Ergebnisse zeigten, dass Reifenabriebpartikel als starke, aber selektive Schwämme wirken. Cotinin zeigte die höchste Aufnahme; die Partikel hielten nahe 91 Mikrogramm pro Gramm Reifestaub. Unter den Antibiotika wurde 5‑Hydroxypyrazinsäure am stärksten zurückgehalten, während andere wie Trimethoprim weniger effizient entfernt wurden. Innerhalb der OH‑PAKs wurden einige Metaboliten von Phenanthren und Pyren leicht eingefangen, während andere nur schwach gebunden waren, selbst wenn sie anfangs schnell interagierten. Für die meisten Verbindungen folgten die Daten einem sogenannten pseudo‑zweiten‑Ordnungsmuster, was vereinfacht gesagt darauf hinweist, dass die Aufnahmerate davon gesteuert wird, wie stark Moleküle mit spezifischen Stellen auf der Partikeloberfläche interagieren, statt allein durch einfache Diffusion.

Was das für die Alltags‑Exposition bedeutet

Indem gezeigt wird, dass Reifenabrieb Antibiotika, hormonähnliche Substanzen und toxische Verbrennungsprodukte stark binden kann, hebt diese Arbeit einen verborgenen Pfad hervor, über den Menschen und Ökosysteme diesen Chemikalien begegnen können. Reifestaub ist in Straßenschlämme, Böden in verkehrsnahen Bereichen und sogar in den feinen Partikeln, die wir in belebten Städten einatmen, reichlich vorhanden. Wenn diese Partikel fest gebundene Schadstoffe transportieren, können sie die Lebensdauer der Chemikalien verlängern und sie zwischen Luft, Boden und Wasser verlagern. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Reifenabriebpartikel wichtige Multi‑Schadstoff‑Träger sind, und fordert Messungen in realen Umgebungen — insbesondere von in der Luft schwebendem Reifestaub — um besser zu verstehen, wie stark sie zu unserer gesamten chemischen Exposition beitragen.

Zitation: Uchmanowicz, D., Badura, X., Styszko, K. et al. A hidden route of exposure: adsorption of endocrine disrupting compounds and chemicals of emerging concern on tire rubber. Sci Rep 16, 6584 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37140-7

Schlüsselwörter: Reifenabriebpartikel, Mikroplastik, endokrin wirksame Chemikalien, Antibiotika‑Verschmutzung, hydroxylierte PAK