Forskaren Maria Polukarova om däckpartiklar i vägnära miljöer

Maria Polukarovas nya avhandling vid Chalmers ger en mer detaljerad bild av hur däckslitagepartiklar sprids i anslutning till svenska vägmiljöer. Hennes forskning visar bland annat att partiklarna är mobila i dagvatten och vägdikesjord – kunskap som är viktig för utformningen av framtida åtgärder och riskbedömningar.

I december disputerade Maria Polukarova, tidigare industridoktorand på avdelningen Vatten och miljöteknik på Chalmers tekniska högskola, med sin avhandling Tyre Wear Particles: Emissions and Distribution in Soil and Stormwater Systems in Near Road Environments. Målet med hennes arbete har varit att höja kunskapen om vad som anses vara en av de största källorna till mikroplast: däckpartiklar.  

Kunskapsluckor om däckpartiklar i svenska vägmiljöer

Bakgrunden till Marias forskning är att det saknades detaljerad kunskap om halter av däckpartiklar i vägnära miljöer och om vilka däck, fordon och vägtyper som står för utsläppen i Sverige. Några år tidigare hade Statens väg och transportforskningsinstitut (VTI) även fått ett regeringsuppdrag som handlade om att ta fram och sprida kunskap kring mikroplastutsläppen från transportsystemet.

– Enligt ett av arbetspaketen för detta uppdrag har vi därför utvecklat en metod för att beräkna nationella däckemissioner i detalj. Den kombinerar däckslitagemätningar med nationell trafik- och fordonsstatistik och ger en mer detaljerad bild av däckrelaterade emissioner.

Det rådde även kunskapsbrist om hur däckpartiklarna sprider sig från vägen till diken, i jorden i diken, i dagvattensystem och vilka åtgärder som finns för att förhindra vidare transport till recipienter.

– Vi utförde mätningar i fält på dagvatten, sediment och jord vid en testanläggning i anslutning till E18 utanför Västerås, kallad Testsite E18, en vägforskningsstation som ägs av Trafikverket. Där undersöktes däckspartiklarnas transport i dikens jordprofil samt i ett dagvattensystem. Vid en annan testanläggning, som låg vid E6 Gårda Göteborg, och i laboratorium utförde vi även studier för att ta fram metoder för att kvarhålla däckpartiklar i dikesjord och bioretentionsfilter.

I laboratoriestudien ingick dessutom att studera så kallade däckadditiver, ett samlingsnamn för olika kemiska substanser som används för att förbättra däckens prestanda och livslängd.

Transporteras på djupet i vägdiken och längs med ett dagvattensystem

Resultaten från studien visar bland annat att cirka 70 procent av däckpartikelutsläppen i Sverige sker på motorvägar och större landsvägar, där dagvattenhanteringen, framför allt vad gäller vattenkvalitet, ofta är begränsad. Enligt Maria spelar därför vägdiken en viktig roll som sänkor för däckpartiklar, men visar också på behovet av innovativa lösningar för dikenas utformning och underhåll.

– Vi såg även att gummidäckspartiklarna vid Testsite E18 detekterades djupt ner i dikena. En orsak till detta kan vara att jorden spricker under perioder av torka, vilket möjliggör transporten av dessa partiklar i djupare jordlager. Däckpartiklarna återfanns även i prover på både vatten och sediment i recipienten Lillån som ligger i Mälarens avrinningsområde.

Samtidigt indikerade resultaten från laboratoriestudien att tillsatser av biokol i vägdiken har potential att effektivt kvarhålla både gummidäckspartiklar och gummidäcksadditiver. 

”Vi hittade däckpartiklar så djupt som halvmeter ner i vägdikena”

Maria berättar att forskarna gjorde en hel del oväntade upptäckter under studiens gång, Exempelvis hittades däckpartiklar så djupt som 0,5 meter ner i leriga vägdiken.

– I en blandning av dagvatten och dagvattensediment från en sedimentationsanläggning i stadsdelen Gårda i Göteborg kvantifierade vi 14 olika gummidäcksadditiver där flera förekom i relativt höga koncentrationer jämfört med andra studier, som till exempel 6PPD, 6PPD-Q, DPG och BTSA.

Ett annat oväntat resultat var att man såg att vegetation inte bara bidrar till fastläggning av däckpartiklar. Vegetationen kan också öka transporten av partiklar genom kanaler skapade av rötter, särskilt i miljöer med varierande klimat.

Viktigt att provtagning sker på rätt plats i dagvattensystemet

En slutsats från studien är att det finns indikationer på att en stor del av däckpartiklarna är så pass små att de kan passera genom konventionella dagvattensystem. På frågan hur man ska tänka kring dagvattenanläggningars utformning i framtiden lyfter Maria därför särskilt att genomföra provtagning på rätt platser i dagvattensystemen.

– Jag vill understryka att man behöver göra fler mätningar i olika delar av dagvattensystemet för att styrka studiens slutsats, men många däckpartiklar förekommer i mycket små fraktioner, mindre än 20 mikrometer. Dessa undersöks inte alltid och dessutom sedimenterar de inte så väl i rännstensbrunnar och kan därför möjligen anrikas längre ner i dagvattensystem. Det gör att det är viktigt att provta dagvatten och dagvattensediment längre ner i systemen, till exempel i och strax invid utlopp av dagvattenrör, så att man inte riskerar att underskatta utsläppen.

Maria nämner också att bioretentionsfilter med tillsatser av sorbenter som biokol, aska och torv samt diken med tillsats av biokol kan vara sätt att minska spridningen av små däckpartiklar. Hon betonar dock att mer studier behövs för att bättre kunna kvantifiera hur mycket partiklar som faktiskt fastläggs.

– Jag tror att det kommer behövas olika typer av åtgärder beroende på platsens förutsättningar, det vill säga geologin, tillgänglig yta, nederbörd och trafikintensitet. På vissa platser kan traditionella vägdiken vara tillräckliga, medan andra platser kan kräva mer innovativa lösningar så som vägdiken med sorbentmaterial eller bioretentionsfilter. För att förstå hur väder, vegetation och underhåll påverkar behöver vi fortsätta följa testanläggningarna över tid. Det är något jag hoppas få arbeta vidare med.

Underlag för riskbedömning, samverkan och bättre åtgärder

Maria hoppas att hennes forskning ska bidra till en tydligare bild av däckpartiklars förekomst och spridning.

– Resultaten är viktiga som underlag för toxikologiska bedömningar och fortsatt miljöanalys. Det ger också ett bra underlag för drift‑ och underhållsrutiner av anläggningar. Samtidigt visar mina studier att mer långtidsdata behövs för att förstå transporten av däckpartiklar i jord och deras samspel med andra föroreningar. För detta behövs ett närmare samarbete med praktiker, så att vi forskare får möjlighet att göra fler mätningar, följa anläggningar över tid och lära oss mer om hur vägarnas och dagvattenanläggningars underhåll och drift går till.

Idag är Maria anställd som forskare på Statens väg och transportforskningsinstitut (VTI), där hon och hennes kollegor strävar att fortsätta arbetet med att förstå däckens slitage och partiklars transport i från vägar och ut i miljön.

– Jag hoppas att kunskapsutbytet från min avhandling kan leda till nya idéer och lösningar för att hantera redan utsläppta föroreningar, och optimering av drift och underhåll av befintliga anläggningar. Detta arbete har varit en laginsats och jag är tacksam gentemot mina handledare och samarbetspartners, speciellt mot mina Chalmerskollegor Elly Gaggini och Glenn Johannson vars projekt jag har fått förmån att bidra till. Utan allas insatser hade detta inte varit möjligt.

---

Ta del av Marias avhandling i sin helhet via Bifogade filer nedan.

Fullständig referens: Polukarova, M. (2025). Tyre wear particles: Emissions and distribution in soil and stormwater systems in near road environments. Chalmers tekniska högskola.