Welche Größen haben Bioaerosole?

Federführendes Institut AT Institut für Agrartechnologie

Negativ Beispiel der Messung

Untersuchung der Größenverteilung von Mikroorganismen in der Luft – Entwicklung geeigneter Messsysteme und größenfraktionierte Emissionsmessungen an Nutztierställen

Wie Bioaerosole auf die menschliche Gesundheit wirken, hängt auch von ihrer Größe ab. Sie zu bestimmen, ist aber nicht einfach. Denn Bioaerosolpartikel sind aus vielen verschiedenen Bestandteilen wie Viren, Bakterien, Schimmelpilzen, Pollen und Bruchstücken von Pflanzen und Tieren aufgebaut.

Hintergrund und Zielsetzung

Wenn Experten in Genehmigungsverfahren für Neubauten und Erweiterungen von Tierhaltungsanlagen die Umweltverträglichkeit prüfen, berechnen sie mithilfe von Computermodellen auch, ob aus den Anlagen austretende Bioaerosole in bewohnte Gebiete gelangen können. Diese Berechnungen gehen davon aus, dass Bioaerosole weitgehend kleiner als 2,5 Mikrometer sind. Das entspricht aber nicht der Wirklichkeit und führt zu einer gewissen Unschärfe in der gesundheitlichen Bewertung. Große Bioaerosolpartikel bleiben bereits in der Nase oder im Rachen hängen, sie können zu einer Erkältung führen. Kleine Bioaerosolpartikel dagegen können tief in die Lunge gelangen und im schlimmsten Fall eine Lungenentzündung hervorrufen. Um die Prognosen zur Ausbreitung und gesundheitlichen Bewertung von Bioaerosol-Emissionen zu verbessern, wollen wir die Größenverteilung von Bioaerosolen aus Tierhaltungsanlagen genau bestimmen.

Zielgruppe

Um abschätzen zu können, wie Emissionen auf die Bevölkerung wirken, braucht man belastbare Daten zur Größenverteilung von Bioaerosolen. Unsere Ergebnisse helfen Landesämtern, Umweltgutachtern und Ingenieurbüros, potentielle Gefahren besser einzuschätzen.

Vorgehensweise

Bei unseren Untersuchungen gehen wir folgendermaßen vor:

Wir ziehen zunächst die Literatur heran, um Wissenslücken festzustellen und Forschungsbedarf zu formulieren.
Darauf basierend entwickeln wir benötigte Messsysteme und Methoden.
Mit diesen Systemen und Methoden führen wir Messungen durch, um mit den Ergebnissen die Wissenslücken zu schließen.

Daten und Methoden

Mehr als hundert Literaturstellen geben einen Überblick zur Größenverteilung von Bioaerosolpartikeln. Sie zeigen aber auch, dass bislang geeignete Messsysteme fehlen, um größere Bioaerosolpartikel zu messen. In unseren Laboren und Werkstätten kombinieren wir mikrobiologisches Knowhow mit Mikrocontrollertechnik und Feinmechanik, um entsprechende Geräte zu bauen. Damit messen wir dann an Tierhaltungsanlagen, erheben die noch fehlenden Daten und implementieren sie in die derzeitigen Ausbreitungsmodelle.

Unsere Forschungsfragen

Welche Größen haben Bioaerosole aus Tierhaltungsanlagen?

Ergebnisse

Eine umfangreiche Literaturrecherche hat gezeigt, dass Schimmelpilzsporen in der Luft von Tierhaltungsanlagen vereinzelt vorkommen, Bakterien dagegen meist gehäuft auf Partikeln, die größer als 10 Mikrometer sind. Daraufhin wurde ein größenselektives Sammelsystem für Bioaerosole entwickelt. Messungen in der Emission von Schweineställen haben gezeigt, dass nur ca. 20 % Gesamtbakterien und Staphylokokken in der Fraktion PM2,5 zu finden und ca. 40 % >PM10 sind. Dies sollte zukünftig bei Ausbreitungsrechnungen berücksichtigt werden.