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Urban input pathways and spatial-temporal distribution of tire-derived compounds in the Danube river and its tributaries in Vienna
Sophie Schumacher
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Environmental Systems: Processes - Pollution - Solutions
Betreuer*in
Thorsten Hüffer
DOI
10.25365/thesis.81756
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25992.63004.865923-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Reifenabriebpartikel (TWP) gehören zu den größten Quellen für Mikroplastik und stellen einen bedeutenden Eintragspfad für aus Reifen freigesetzte Zusatzstoffe (TDC) in die Umwelt dar, wo sie Risiken für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit bergen können. Die Donau nimmt kontinuierlich TWP und TDC über Wege wie Straßenabfluss, Abwässer aus Kläranlagen (WWTP) oder atmosphärischen Stoffeintrag auf, wobei städtische Gebiete wichtige Hotspots darstellen. In dieser Studie wurden das Vorkommen und die räumlich-zeitliche Verteilung ausgewählter TDC entlang der Donau in Wien und ihrer Nebenflüsse untersucht. Die Probenahmen erfolgten im Rahmen von vier Probenahmekampagnen an 15 Standorten in der Donau, dem Donaukanal und zwei Nebenflüsse. Die Wasserproben wurden gefiltert, um die gelöste Phase und die Schwebstoffe (SPM) voneinander zu trennen, an ausgewählten Standorten wurden Sedimentproben entnommen. Alle Proben wurden mittels Triple-Quadrupol-Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) quantifiziert. TDC wurden in allen Proben nachgewiesen, was ihr kontinuierliches Vorkommen in städtischen Oberflächengewässern bestätigt. Die höchsten Konzentrationen wurden in städtischen Nebenflüssen und Kläranlagenabläufen beobachtet, was diese als die wichtigsten Eintragspfade identifiziert. Die Konzentrationen in Wasser und Sediment stiegen von stromaufwärts bis stromabwärts von Wien an, während die Stoffprofile weitgehend konsistent blieben. Das deutet darauf hin, dass städtische Einträge hauptsächlich die TDC-Belastung erhöhen, ohne die Stoffzusammensetzung zu verändern. Es zeigte sich kein einheitliches zeitliches Muster für TDC in den gelösten, partikulären und sedimentären Phasen. Die höchsten Konzentrationen wurden in der Probenahmekampagne 4 festgestellt, wo die dominierenden Verbindungen Hexa(methoxymethyl)melamine (HMMM) und 5-Methyl-1h-Benzotriazole (5-Me BTR) an einzelnen Standorten Werte von bis zu 23832.47 ng/L bzw. 38927.86 ng/L erreichten. Diese Studie bietet einen Überblick über die Haupteintragspfade und das Vorkommen von TDC in den Oberflächengewässern in Wien, sowie über die Phasenverteilung dieser Schadstoffe.
Abstract
(Englisch)
Tire wear particles (TWP) are among the largest sources of microplastics and act as a significant pathway for tire-derived compounds (TDC) into the environment, where they may pose risks to ecosystems and human health. The Danube River receives continuous inputs of TWP and TDC through multiple pathways such as road runoff, wastewater treatment plants (WWTP) effluents, or atmospheric deposition, with urban areas representing key hotspots. In this study, the occurrence and spatial-temporal distribution of selected TDC were investigated along the Danube in Vienna and its tributaries. Samples were collected during four sampling campaigns at 15 locations, including the Danube, the Danube Channel, and two tributaries. Water samples were filtered to separate the dissolved phase and suspended particulate matter (SPM), and sediments were collected at selected locations. All samples were quantified using Triple quadrupole liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS). TDC were detected across all samples, confirming their continuous presence in urban surface waters. The highest concentrations were observed in urban tributaries and WWTP effluents, identifying these as the major entry pathways. TDC concentrations in water and sediment increased from upstream Vienna to downstream Vienna, while compound profiles remained largely consistent, suggesting that urban inputs mainly increase TDC loads without changing the compound composition. No uniform temporal pattern for TDC was revealed for any of the dissolved, particulate, and sediment phases. The highest concentrations were detected in sampling campaign 4, where the most dominant compounds Hexa(methoxymethyl)melamine (HMMM) and 5-methyl-1h-benzotriazole (5-Me BTR) reached up to 23832.47 ng/L and 38927.86 ng/L, respectively, in individual locations. This study provides an overview of the main pathways and the occurrence of TDC in surface waters of Vienna, as well as the phase distribution of these contaminants.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Reifenzusatzstoffe Umweltschadstoffe Donau
Autor*innen
Sophie Schumacher
Haupttitel (Englisch)
Urban input pathways and spatial-temporal distribution of tire-derived compounds in the Danube river and its tributaries in Vienna
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
96 Seiten in verschiedenen Seitenzählungen : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thorsten Hüffer
AC Nummer
AC17974538
Utheses ID
81765
Studienkennzahl
UA | 066 | 299 | |