TU Graz: Abriebsemissionen von Zügen müssen beachtet werden

Neben Abgasemissionen haben Abriebsemissionen von Reifen und Bremsen bei der Bewertung der Umweltbelastung durch Verkehr zunehmend an Bedeutung gewonnen, bislang lag der Fokus dabei jedoch auf Straßenfahrzeugen.

Doch wie sieht es mit dem Schienenverkehr aus? Dies untersuchten Forschende des Instituts für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme der TU Graz in einer vom Deutschen Zentrum für Schienenverkehrsforschung (DZSF) beauftragten Studie.

Es handelt sich der Universität zufolge um eine der ersten großen Studien zu Non-Exhaust-Emissionen von Schienenfahrzeugen.

Die Forschenden kamen zu dem Ergebnis, dass besonders entlang von Bahntrassen viel mit Schwermetallen belasteter Feinstaub entsteht – und sogenannte Non-Exhaust-Emissionen des Schienenverkehrs einen relevanten Einfluss auf Luftgüte und Bodenverunreinigung haben.

Vor allem treffe dies auf Gebiete entlang von Bahnstreckenabschnitten zu, auf denen vermehrt gebremst wird, beispielsweise an Bahnhofszufahrten und Teilstücken mit Geschwindigkeitsbegrenzungen.

Die Abriebsemissionen von Schienenfahrzeugen haben den Angaben zufolge im für die Studie untersuchten Augsburg entlang von Bahntrassen Werte von bis zu 25 Mikrogramm Feinstaub der Kategorie PM10 (Partikel mit einem Durchmesser kleiner als zehn Mikrometer) pro Kubikmeter als Tagesmittelwert erreicht.

Auch in Boden und Gewässern nachweisbar

Dies entspreche bereits der Hälfte des zulässigen Grenzwerts von 50 Mikrogramm je Kubikmeter. Zwar gehe mit zunehmender Entfernung von den Bahntrassen ab etwa zehn Metern die Belastung durch den Abrieb der Schienenfahrzeuge schnell zurück, doch die Feinstaubpartikel würden auch in den Boden und Gewässer gelangen und lagern sich dort ablagern.

Die Forschenden führen weiter aus, in den Abriebsemissionen von Eisenbahnen sei der Schwermetallanteil wesentlich höher als bei anderen Verkehrsträgern. Dies schlage sich zudem in stärker belasteten Ablagerungen nieder. Am Projekt waren ebenso Chemiker des DZSF beteiligt, denen zufolge diese Rückstände in Gewässern nachweisbar sind.

Untersuchung der Abriebspartikel

Bestimmt werden sollte die Zusammensetzung und Quelle der Abriebspartikel. Zu diesem Zweck wurden die beteiligten Komponenten in verschiedenen Laboren untersucht.

In einem neuen Bremsenprüfstand für Schienenfahrzeuge an der TU Graz wurden mehrere Bremsbeläge getestet. Am Politecnico di Milano, der polytechnischen Hochschule in Mailand, untersuchten die Forschenden den Abrieb des Fahrdrahtes und des Stromabnehmers.

So sollte die Feinstaubemissionen von Zügen an Oberleitungen ebenfalls eingeordnet werden können. Darüber hinaus nahm das Forschungsteam bei DB Systemtechnik in Berlin den Rad-Schiene-Kontakt unter die Lupe.

Die dadurch gewonnen Daten sollten es ermöglichen, die Emissionen in Luft, Böden und Gewässern den Schienenfahrzeugen zuzuordnen.