10. November 2026, Thema: Aquatische Ökotoxikologie Sedimentökotoxikologie

Reifenabrieb verändert Lebensgemeinschaften im Biofilm

Reifenabrieb gelangt über Strassenablauf und Abwasser in Gewässer. Eine neue Studie zeigt, dass diese Partikel dort die Zusammensetzung und Funktion natürlicher Biofilmgemeinschaften verändern können, die als Basis für das Nahrungsnetz im Gewässer dienen.

Beim Autofahren entsteht stets Reifenabrieb, der sich entlang von Verkehrswegen ablagert und primär durch Strassenabwasser in Böden und Gewässer gelangt. In Europa werden die Emissionen von Reifenabrieb auf jährlich rund 450'000 Tonnen geschätzt. Welche Folgen die Partikel für komplexe Lebensgemeinschaften im Gewässer haben, ist allerdings noch wenig untersucht.

Besonders interessant ist dabei das Periphyton, der natürliche Biofilm, der Steine und andere Oberflächen in Bächen bedeckt. Er besteht aus Algen, Bakterien und Pilzen, die in ein komplexes Netzwerk eingebettet sind, und übernimmt eine zentrale Funktion im Gewässer: Durch Photosynthese produziert er organische Substanz und stellt damit eine wichtige Grundlage des Nahrungsnetzes dar. «Veränderungen im Periphyton könnten deshalb Folgen für die gesamte Nahrungskette im Ökosystem haben», erklärt Sara Gonçalves, Postdoktorandin an der Abteilung für Umwelttoxikologie der Eawag. Ein Team von Forschenden der Eawag, des Oekotoxzentrums und der EPFL hat daher genauer betrachtet, welche Effekte die Reifenpartikel auf das Periphyton haben.

Reifenpartikel lagern sich an Biofilm an

Um die Wechselwirkungen zu untersuchen, setzte das Forschungsteam Periphyton für zwei Wochen unterschiedlichen Konzentrationen von zerkleinerten Reifenprofilen aus (50, 500 und 1000 mg/L). Dabei beobachteten die Forschenden zunächst, dass sich die Reifenpartikel auf und in dem Biofilm anreichern: Rund 25 bis 30 Prozent der verwendeten Partikel waren bei den höheren Konzentrationen mit dem Periphyton assoziiert. «So können auch Reifeninhaltsstoffe in Kontakt mit dem Biofilm gelangen», sagt Sara Gonçalves. «Dazu gehören zum Beispiel Zink und verschiedene organische Verbindungen, die als Vulkanisiermittel, Antioxidantien oder Ozonschutzmittel eingesetzt werden.»

Zunächst Effekte auf die Lebensgemeinschaft, dann die Funktion

Die Reifenpartikel hatten deutliche Effekte auf die Zusammensetzung des Biofilms: Bei 50 mg/L nahm die Häufigkeit von Kieselalgen gegenüber der Kontrolle um rund 45 Prozent ab; bei 500 und 1000 mg/L um bis zu 85 Prozent. Gleichzeitig verschoben sich die Anteile der anderen Gruppen, darunter Cyanobakterien und Grünalgen. Auch bei den Bakterien zeigte sich eine deutliche Verschiebung: Die Bakterien der Untergruppe Bacillota verschwanden fast aus dem Biofilm, wenn dieser Reifenpartikeln ausgesetzt wurde.

Damit reagierte die Lebensgemeinschaft im Biofilm bereits bei der niedrigsten getesteten Konzentration auf die Reifenpartikel, während funktionelle Veränderungen erst bei höheren Belastungen deutlich wurden. Nach 14 Tagen mit 500 oder 1000 mg/L Reifenpartikeln hatte die Biomasse der Algen um rund 30 Prozent abgenommen. Die Photosyntheseeffizienz nahm bei der höchsten getesteten Konzentration um etwa zehn Prozent ab. Eine verringerte Photosyntheseeffizienz zeigte sich auch bei der Exposition gegenüber dem wässrigen Extrakt aus den Reifenpartikeln. «Auch wenn die Konzentration der Reifenpartikel hier höher angesetzt war als die typische Konzentration in Bächen und Flüssen, könnte die niedrigste getestete Konzentration bei Extremereingnissen wie Schneeschmelze oder der Autoreinigung kurzfristig erreicht werden», so Gonçalves.

Reifenmaterial kann also im Gewässer die Struktur komplexer Lebensgemeinschaften verändern, die eine wichtige Rolle für das gesamte Ökosystem spielen. «Die Zusammensetzung solcher Lebensgemeinschaften kann ein empfindlicher Indikator für Umweltwirkung von Reifenpartikeln sein, noch bevor eine Beeinträchtigung der Biofilmfunktion messbar wird», sagt Sara Gonçalves. Da das Periphyton gleichzeitig Quelle organischer Substanz, Schnittstelle zwischen Wasser und Sediment sowie potenzieller Eintrittspfad in die Nahrungskette ist, lohnt es sich, diese Effekte bei der Bewertung von Reifenpartikeln in Zukunft stärker zu berücksichtigen.

Publikation

Gonçalves, S., Kroll, A., Masset, T., Toso, A., Bergmann, A., Vermeirssen, E., … Schirmer, K. (2026). Cryogenically milled tire tread induces functional and structural changes in natural periphyton communities. Environmental Pollution, 401, 128303 (12 pp.). doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128303 , Institutional Repository

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