Der Verschleiß von Flughafenreifen erweist sich als eine der Hauptquellen für versteckte Luftschadstoffe

Der Verschleiß von Flughafenreifen erweist sich als eine der Hauptquellen für versteckte Luftschadstoffe

Neue Messungen am Mailänder Stadtflughafen zeigen, wie der alltägliche Flughafenbetrieb, nicht nur die Abgase von Flugzeugen, still und leise Industriechemikalien in die Luft abgibt, die wir atmen, und verändert so das Verständnis der Luftverschmutzung.

Studie: Der Quelle auf der Spur: Erster Nachweis von Benzothiazolen im Aerosol von Flughäfen im Freien. Bildnachweis: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Feinstaub (PM) mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern (PM10) in der Atmosphäre ist ein bedeutender Träger von Benzothiazolen (BTH) und trägt zur Luftverschmutzung bei. Diese Verbindungen wurden in einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie im Zusammenhang mit Flughafenaktivitäten untersucht Umweltchemie und Ökotoxikologie.

Der Verschleiß von Flugzeugreifen ist eine überbewertete Schadstoffquelle

Fliegen ist ein wichtiger Teil des modernen Lebens und seine Rolle im Transportwesen wird weiter zunehmen. Es wird jedoch auch erkannt, dass es durch Luftverschmutzung zu Umweltschäden beiträgt. Während in der Vergangenheit abgasbedingte Schadstoffemissionen untersucht wurden, darunter der Ausstoß von Kohlendioxid und Stickoxiden, ist über nichtabgasbedingte Schadstoffe wie Reifenverschleißpartikel (TWPs) nur wenig bekannt.

TWPs sind winzige Partikel, die ständig von den Reifen von Landfahrzeugen und Flugzeugen abgegeben werden, wenn diese über die harte Fahrbahn fahren. Sie landen als Mikroplastikverschmutzung im Wasser, im Boden und in der Luft. Allein am Frankfurter Flughafen wurden im Jahr 2019 83 Tonnen freigesetzt, allein aufgrund des Reifenverschleißes von Flugzeugen.

TWPs wurden auf ihre Entstehung, Bestimmung, anorganische Komponenten, Form und Form sowie andere chemische Eigenschaften untersucht. Ihre organische Zusammensetzung bleibt unklar, obwohl sie neben Gummipolymer auch umweltgefährdende Zusatzstoffe enthalten.

TWPs können beispielsweise BTH freisetzen, organische Verbindungen, die zur Herstellung von Frostschutzmitteln, Enteisungslösungen, Pestiziden und in anderen wichtigen Industriezweigen wie Stahl, Papier und Textilien verwendet werden. Sie sind reizend, ätzend und akut giftig für lebende Organismen.

BTH-Werte wurden verwendet, um die nicht aus dem Straßenverkehr resultierenden Emissionen zu ermitteln. Sie wurden jedoch nicht zur Verfolgung von TWPs aus fliegenden Flugzeugen verwendet. Diese Literaturlücke motivierte die vorliegende Studie.

Flughafenaktivität im Zusammenhang mit Benzothiazolen in der PM10-Luft

Diese Studie ist die erste ihrer Art. Die Studie wurde am Flughafen Mailand-Linate durchgeführt und basierte auf den im Februar und März 2023 gemessenen PM10-Konzentrationen im Freien. Die PM10-Konzentration lag in diesen Monaten zwischen 11 und 81 μg m−3, mit einem Median von 31 μg m−3. Dies ist deutlich niedriger als die Werte, die auf einigen stark verschmutzten internationalen Flughäfen, darunter einem in China, gemeldet wurden. Die PM10-Werte am Flughafen und an vier weiteren Standorten in der Stadt Mailand waren ähnlich.

Zusätzlich zur Messung von acht BTH-Typen im Flughafenaerosol haben die Forscher auch die in PM10 gefundenen Hauptionen und organischen Säuren gemessen, um die Trends der einzelnen Molekültypen zu verstehen. Sie berücksichtigten auch die Windstärke und -richtung, um separat zu beurteilen, wie Flughäfen im Gegensatz zu nahegelegenen Straßen oder Parkplätzen zum BTH beitrugen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gebiet des Flughafens Linate als bedeutende lokale Quelle für Benzothiazol-Komponenten im PM10 der Außenluft dient. Dazu gehören BTH, 2-Aminobenzothiazol (BTH-NH2), 2-Methylbenzothiazol (BTH-Me), 2-Methylthiobenzothiazol (BTH-MeS), 2-Mercaptobenzothiazol (BTH-SH) und 2-Benzothiazolsulfonsäure (BTH-SO3H). In der Zusammensetzung ähnelte die Mischung stark derjenigen in Städten mit dichtem Verkehr.

Im Vergleich zum Februar stiegen die Werte von BTH-MeS um 37 %, von BTH-NH2 um 54 % und von BTH-SO3H um 161 %. Allerdings sanken die PM10-Werte. Dies könnte daran liegen, dass der Flughafen im März im Vergleich zum Februar geschäftiger war, obwohl die TWPs zu klein sind, um die PM10-Masse deutlich zu erhöhen.

Sulfat- und Ammoniumionen machten fast 74 % der Gesamtionen aus. Es wurden sehr hohe Nitratwerte beobachtet, die hauptsächlich auf die Umwandlung der von den Flugzeugtriebwerken ausgestoßenen Stickoxide in Nitrate zurückzuführen sind, gepaart mit nitratverschmutzter Luft in der städtischen Umgebung. Solche Nebenreaktionen schienen im Flughafenbereich häufig vorzukommen.

Die Messungen dieser Chemikalien schwankten im Laufe der Woche regelmäßig, erreichten am Freitag und Samstag ihren Höhepunkt und fielen am Dienstag. Dies lässt auf einen Zusammenhang mit der Flughafenaktivität und nicht auf die tatsächliche Flugaktivität schließen, da Ankünfte und Abflüge diesem Trend nicht folgen. Insbesondere die BTH-SO3H- und BTH-NH2-Werte korrelierten eng miteinander, was auf ihre gemeinsame Quelle, wahrscheinlich den Flughafen, schließen lässt.

Eine andere Gruppe von BTHs erreichte ihren Höhepunkt alle an denselben zwei Tagen, was darauf hindeutet, dass nicht alle BTHs aus derselben Quelle stammen. Einige, wie BTH-MeS, könnten ein biologisches Abbauprodukt von BTH-SH sein.

Der Natrium-, Chlorid- und Magnesiumgehalt in der Luft war relativ hoch und stammte möglicherweise von Frostschutzmitteln oder Enteisungsmitteln, da der Flughafen Linate 130 km von der nächsten Küste entfernt liegt.

Mithilfe der hierarchischen Clusteranalyse (HCA), einer chemometrischen Methode, stellten die Wissenschaftler fest, dass die Messungen in drei BTH-Cluster fielen, die jeweils mit unterschiedlichen Aktivitäten verbunden waren. Ein Cluster hing mit der Flughafenaktivität zusammen, insbesondere mit der Anzahl der in Betrieb befindlichen Fahrzeuge oder Flugzeuge. Ein weiterer Cluster bezog sich auf Enteisungs- bzw. Anti-Icing-Verfahren auf Flughäfen. Der dritte Cluster war mit dem Mittelstreckenverkehr verbunden. Dies unterstreicht, dass Abgasemissionen nicht die Hauptquelle von BTHs sind. Auch die Windanalyse stützte diese Hypothese.

Allerdings war das Risiko einer beruflichen BTH-Exposition an diesem Flughafen gering.

Neue Erkenntnisse über die Luftverschmutzung an Flughäfen

Diese einzigartige Studie untersuchte acht Chemikalien im Zusammenhang mit Reifenverschleiß in der PM10-Außenluft eines Flughafens. Es zeigte sich, dass der Flughafen Mailand-Linate einen wichtigen lokalen Beitrag zu BTHs in der Luft leistet, dessen Zusammensetzung dem Aerosol in Städten mit starkem Verkehr ähnelt. Es wurden mehrere quellenbezogene Cluster identifiziert, von denen zwei mit der Flughafenaktivität in Zusammenhang standen. Allerdings war das Risiko einer gefährlichen BTH-Exposition an diesem Flughafen gering.

Quellen: