Investigating Tire and Road Wear Particle Distribution in an Urban Bioswale: A study on a bioswale in Bottière-Chênaie, Nantes
Résumé
Tire wear particles (TWP) are generated by the abrasion of tire tread in contact with the road surface. These particles, continually emitted by road traffic, have been found to permanently permeate ecosystems- making TWPs a major source of microplastics in the environment. TWPs contain various chemicals and additives which represent a proven environmental risk for receiving environments impacted by runoff from road surfaces. Presently, biofiltration swales constitute crucial infrastructure for managing runoff water by reducing the pollutant load in the environment. The focus of this study lies on the biofiltration swale located in the Bottière-Chênaie eco-district (Nantes, France). The objective of the study is to evaluate the TWP contamination levels as well as their spatial and depth distribution in the soil matrix of the biofiltration swale in order to provide answers regarding the future of TWP in these infrastructures. For the study, soil samples were collected from the surface and at different depths in the valley. The samples were analyzed by pyrolysis coupled with gas chromatography and mass spectrometry (Pyr-GC-MS) targeting the synthetic and natural rubbers constituting the tires. The first results indicate high and homogeneous levels of TWP contamination for the soils of the swale near the road. A decreasing contamination profile between the inlet and outlet for the soils located in the heart of the valley is highlighted, which suggests a preferential zone of input and accumulation at the inlet. The vertical profiles will also be analyzed and are expected to further confirm the accumulation in the entry zone of the valley. The present study holds significance in the area of urban stormwater management and aims to contribute towards the improvement of knowledge regarding the fate of TWPs in biofiltration valleys and establishment of effective strategies for managing urban stormwater and the contaminants that they may contain.
Les particules d'usure de pneus (TWP) sont générées par l`abrasion de la bande de roulement du pneumatique au contact de la chaussée. Ces particules émises continuellement par le trafic routier imprègnent durablement les écosystèmes faisant des TWP une source majeure de microplastiques dans l’environnement. Les TWP contiennent divers produits chimiques et additifs qui représentent un risque environnemental avéré pour les milieux récepteurs impactés par le ruissellent des surfaces routières. Les noues constituent une infrastructure cruciale pour la gestion des eaux de ruissellement en réduisant la charge polluante dans l’environnement. Cette étude s’est ainsi focalisée sur une noue de biofiltration située dans l'écoquartier Bottière-Chênaie (Nantes, France). L'objectif de l'étude est d'évaluer les niveaux de contamination des TWP ainsi que leur répartition spatiale et en profondeur dans la matrice pédologique de la noue afin d'apporter des éléments de réponses quant au devenir des TWP dans ces infrastructures. Des échantillons de sol ont été collectés en surface et à différentes profondeurs dans la noue. Les échantillons ont été analysés par pyrolyse couplée à la chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse (Pyr-GC-MS) en ciblant les caoutchoucs synthétiques et naturel constitutif des pneus. Les premiers résultats indiquent des niveaux de contaminations en TWP élevées et homogènes pour les sols de la noue à proximité de la route. Un profil de contamination décroissant entre l’entrée et la sortie, pour les sols situés au coeur de la noue, est mis en évidence, suggérant une zone préférentielle d’apport et d’accumulation en entrée. Les profils verticaux seront analysés et confirmeront l`accumulation en zone d’entrée de la noue. Cette étude vise à améliorer les connaissances sur le devenir des TWP dans le canal de biofiltration en vue d'établir des stratégies efficaces de gestion des eaux de ruissellement pluviales urbaines et des contaminants qui peuvent les constituer.