De natuur helpt een handje bij de afbraak van bandenslijpsel

Het milieu raakt steeds meer vervuild met microplastics. Dat slijtage van autobanden de op een na grootste veroorzaker is, is niet bij iedereen bekend. Slijtage van autobanden in het verkeer leidt tot milieuvervuiling van microplastics in bodem, lucht en waterwegen. Dit was een eye-opener voor Bouw- en infrabedrijf Heijmans, dat besloot een onderzoek te starten naar de afbreekbaarheid van deze microplastics uit bandenslijpsel. Met de juiste micro-organismen blijkt bandenslijpsel inderdaad deels afbreekbaar te zijn.

Er komt jaarlijks door verkeer naar schatting 10.000 ton bandenslijpsel terecht in de bodem, waterwegen en in de lucht (bron: RIVM, CE Delft en TNO). De schadelijke gevolgen van deze emissies door microplastics in het milieu zijn jarenlang onderschat, geven de onderzoeksinstituten aan en ziet ook Heijmans in. Bovendien kunnen verschillende chemische middelen die aan bandenrubber zijn toegevoegd leiden tot gezondheidsrisico’s voor mens en dier.
Heijmans doet een oproep aan politiek, wetenschap en industrie om te werken aan potentiële oplossingen. In 2023 startte het bedrijf zelf met het in kaart brengen van oplossingsrichtingen. Al in een vroeg stadium ging de denkrichting uit naar de mogelijkheden van biologische afbraak. Een afstudeeronderzoek verricht door Bastiaan van Stokkom, student milieukunde Avans hogeschool Breda, wees uit dat micro-organismen in de bodem ongeveer 7 procent van het rubber afbraken binnen twee maanden. Een bepaalde bacterie was in staat om zo´n 5 procent van de bandenslijpseldeeltjes af te breken.

Eye-opener

Jan Willem Burgmans, programmaleider biodiversiteit bij bouw- en infrabedrijf Heijmans, zegt dat ze werden wakker geschud op een symposium in 2022 van TNO. “Bermvervuiling had al geruime tijd de aandacht van ons infrabedrijf. We weten dat heel veel bermen geen riolering kennen om vervuiling te verzamelen en af te voeren naar een zuivering. Het gaat vooral om verbindingswegen en rijkswegen. We weten ook dat de toplaag van die bermen steeds meer vervuild raakt. Toch waren de onderzoeksresultaten over de negatieve impact van bandenslijpsel een eyeopener voor ons. Als makers van de gezonde leefomgeving wilden we daar wat mee. Zeker ook met het oog op de grote infrastructurele bouw-, onderhoud en renovatieopgave die ons komende jaren te wachten staat.”

Keuze voor schimmel en bacterie

In het uitgebrachte onderzoeksrapport in 2024 van Van Stokkom, dat via de website van het bedrijf is op te vragen, is te lezen hoe het onderzoek is uitgevoerd. Samen met Deltares, kennisinstituut voor water en bodem, is een onderzoeksplan gemaakt om de biologische afbraak van bandenslijpsel te testen. Het onderzoek spitste zich in eerste instantie toe op het selecteren van potentieel effectieve bacteriën en schimmels die rubber kunnen afbreken. Uiteindelijk viel de keuze op de bacteriestam Nocardia, die een speciaal enzym uitscheidt dat moleculen in natuurrubber afbreekt, het latex clearing protein (Lcp). Ook werd de schimmel Aspergillus niger apart getest op zijn vermogen om natuurrubber en bandenslijpsel af te breken. Ter vergelijking namen de onderzoekers ook een bodemmonster van met bandenslijpseldeeltjes vervuilde grond mee in de analyse. Deltares stelde laboratoriumfaciliteiten beschikbaar om deze drie verschillende scenario’s te testen. Het experiment liep 60 dagen lang door.

We ontdekten dat de bacteriestam Nocardia het beste natuurrubber af kan breken.”

Zuurstofverbruik meten

Om de biologische afbreekbaarheid te bepalen, werd een bestaand Europees protocol voor de biologische afbreekbaarheid van plastics aangepast in samenwerking met Deltares. In een gesloten proefopzet kon met een respirometer aan de bovenkant van de fles het biologische zuurstofverbruik bepaald worden. Door het theoretisch zuurstofverbruik te vergelijken met het gemeten biologisch zuurstofverbruik, kon er vervolgens een schatting gemaakt worden van de biologische afbraak gedurende 60 dagen. De drukafname in de fles was hierbij leidend.

Afbraak langer meten

Uiteindelijk bleken de micro-organismen in het grondmonster het meest effectief in het afbreken van het bandenslijpsel: tot maximaal 6,6% was na 60 dagen afgebroken. Bovendien was er een stijgende lijn te zien in de afbraak, en de verwachting is dan ook dat het om een nog grotere afbraak zou gaan als er langer dan 60 dagen gemeten was. “Dit geeft weer hoe de diversiteit aan micro-organismen in de bodem meer verschillende enzymen uitscheiden die elkaar versterken en zo het bandenslijpsel meer volledig af kunnen breken”, aldus Stokkom. De aangetoonde afbraak door de Nocardia-bacterie lag tussen de 2,9% en 5,0% maximaal, met een dalende lijn na 60 dagen. Het afbraakvermogen van de schimmel Aspergillus niger was beperkt. Specialist microbiologie dr. Jan Gerritse, als senior wetenschapper verbonden aan Deltares, is hoopvol gestemd over de eerste onderzoeksresultaten. “We hebben nu gezien dat micro-organismen die in de bodem bandenslijpseldeeltjes tegenkomen, leren om dit gedeeltelijk af te breken. Nu moeten we onderzoeken hoeveel na langere tijd afbreekt, want met die informatie kunnen we aan oplossingen werken.” Vervolgonderzoek moet dus uitwijzen óf en hoever deze percentages verder stijgen bij langdurige blootstelling van de microplastics aan de geteste micro-organismen. Ook moet er meer bekend worden over de interacties tussen de micro-organismen onderling, en wat dit doet met de afbraak.

We kunnen pas aan oplossingen werken als we ook weten hoeveel bandenslijpsel na langere tijd afbreekt.”

Advies: zelfreinigende afwateringsgoot

De onderzoekers raden een zogenoemde zelfreinigende afwateringsgoot aan. Deze goten vangen het bandenslijpsel af in de berm wanneer deze van de weg afspoelen met het regenwater. In deze goot kan het afstromende water dan gefiltreerd worden waar bandenslijpsel, metalen en oliën zich binden aan het filter. Maar bandenslijpsel biologisch laten afbreken is slechts een deel van de oplossing, concludeert Stokkom in het rapport. Want bandenslijpsel kan ook via emissies als fijnstof in de lucht terechtkomen, of het stroomt van het wegdek richting de bodem of het water. De deeltjes die in de lucht beëindigen breker moeilijker af, en zijn dus schadelijker voor de luchtwegen van mens en dier.

Afvangen aan de bron en duurzamer produceren

Daarom zijn er alternatieve oplossingen nodig waarnaar gekeken moet worden om emissies te voorkomen, in plaats van de deeltjes achteraf op te ruimen. Het zou dan ook beter zijn om bandenslijpsel af te vangen aan de bron tijdens de productie, door bijvoorbeeld gebruik te maken van het elektrostatische effect van bandenslijpsel. Of om gebruik te maken van duurzame materialen die makkelijker biologisch af te breken zijn, aldus Stokkom. Zo publiceerde Goodyear in 2023 een campagne waarin ze een auto- en vrachtwagenband produceerde, die was gemaakt van 70% hernieuwbare materialen. Ook zouden deze banden minder afhankelijk zijn van de olie-industrie. TNO noemt de ontwikkeling van duurzame autobanden in hun top 5 van meest efficiënte maatregelen tegen de vervuiling van microplastics in het milieu, naast onder andere innovaties in verpakkingsmateriaal en bewust consumeren.