Differenzierte Bioaerosolmessungen

Clauß, Marcus GND; Linke, Stefan GND; Springorum, Annette Christiane GND

Um die Prognosen zur Ausbreitung und gesundheitlichen Bewertung von Bioaerosol-Emissionen durch die Erhebung fehlender Eingangsdaten für die Ausbreitungsmodelle zu verbessern, wurden erstmals die Größenverteilungen von Bioaerosolen, sowie deren tageszeitlicher Konzentrationsverlauf in der Emission von Anlagen zur Geflügelhaltung bestimmt. Dazu wurden an zwei Legehennenhaltungen und einer Mastputenhaltung über das Jahr verteilt emissionsseitig die Menge von Gesamtbakterien und dem anlagenspezifischen Leitparameter Staphylokokken in den Partikelfraktionen PM2,5, PM10 und im Gesamtstaub bestimmt. Hierzu kam eine neuartige Kombination aus Emissionsimpinger und Impaktor als Vorabscheider zum Einsatz. Zudem wurden mit einem Automatischen Bioaerosolsammler (ABiS) die tageszeitlichen Schwankungen der Emissionen erfasst. Die prozentuale Anzahlverteilung von Gesamtbakterien und Staphylokokken in den Partikelfraktionen PM10 und PM2,5 war bei den beiden Legehennenhaltungen mit durchschnittlich etwa 37 % und 16 % annähernd gleich. Bei den Mastputen gab es kleine Unterschiede, wobei die Staphylokokken mit 37 % in PM10 und 12 % in PM2,5 fast identisch mit den Werten für Legehennen sind und lediglich die Gesamtbakterien mit durchschnittlich 28 % in PM10 und 12 % in PM2,5 in höherem Maße auf größeren Partikeln vorliegen. Die Verteilung der Staubfraktionen ist völlig anders als die der luftgetragenen Bakterien. Hier liegen die PM10-Anteile bei den untersuchten Ställen alle bei etwa 85 % und die PM2,5-Anteile zwischen 40 % und 50 %. Dies zeigt, dass nicht allein über die Größenverteilung der Staubfraktionen auf die Größenverteilung der Bioaerosole geschlossen werden kann. Es wurden deutliche tageszeitliche Fluktuationen festgestellt mit Unterschieden von bis zu 3 Zehnerpotenzen. Im Mittel waren die Emissionen zwischen 06:00 Uhr und 18:00 Uhr 4-mal höher als zu den entsprechenden Nachtzeiten. Aus diesem Grund sollten sowohl die Partikelgrößenverteilung, als auch die tageszeitlichen Emissionsschwankungen in Zukunft bei der Ausbreitungsrechnung von Bioaerosolen berücksichtigt werden.

In order to improve the prognosis for the spread and health assessment of bioaerosol emissions, for the first time the size distributions of bioaerosols as well as their day-time concentration course in the emission of poultry production plants were determined to providing additional input data for dispersion models. For an enhanced accuracy of the prediction models, the amount of total bacteria and the system-specific key parameter staphylococci in particle fractions PM2.5, PM10 and total dust were determined on the emission side of two laying hen units and turkey fattening unit throughout the year. For this purpose, a novel combination of emission impeller and impactor was used as preseparator. In addition, an automatic bioaerosol collector (ABiS) recorded the daily fluctuations in emissions. The percentage distribution of total bacteria and staphylococci in the particle fractions PM10 and PM2.5 was approximately the same for the two laying hen husbandries, averaging about 37% and 16%, respectively. There were small differences in fattening turkeys, with staphylococci (37% in PM10 and 12% in PM2.5) being almost identical to laying hens and only total bacteria (averaging 28% in PM10 and 12% in PM2.5) to a greater share on larger particles. The distribution of the dust fractions is completely different than that of the airborne bacteria. Here, the PM10 shares in the stables studied are all at about 85%, the PM2.5 shares between 40 % and 50 %. This shows that the size distribution of the bioaerosols cannot solely be concluded by the size distribution of the dust fractions. Significant daily fluctuations were noted with differences of up to 3 orders of magnitude. On average, emissions were 4 times higher between 6:00 am and 6:00 pm than at the respective times of the night. For this reason, both the particle size distribution and the daytime emission fluctuations should be taken into account in the future in dispersion modelling of bioaerosols.

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Clauß, Marcus / Linke, Stefan / Springorum, Annette: Differenzierte Bioaerosolmessungen. Dresden 2018. LfULG.

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