Particle size distribution of airborne microorganisms in the environment - a review
Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über den Wissensstand zur Partikelgrößenverteilung von luftgetragenen Mikroorganismen in der Umwelt. Dazu wurden mehr als 190 Publikationen, die relevante Daten zu eingesetzten Sammelsystemen, Sammelort, Messparametern, Probenanzahl und gefundenen Konzentrationen beinhalteten, in die Auswertung mit einbezogen. Die Größenverteilung von Mikroorganismen-tragenden Partikeln ist im Bereich von 0,65 bis 12 µm aerodynamischer Durchmesser für viele Umweltbereiche und Mikroorganismengruppen gut untersucht. Sie scheint primär abhängig vom Umweltbereich (Sammelort) zu sein und hier vermutlich von der Art der Quellen der luftgetragenen Partikel sowie der Art und Weise der Aerosolisierung. Besonders bei den Schimmelpilzen repräsentieren die gefundenen Verhältnisse auch die Größenverteilungen der Sporen der untersuchten Arten wieder, da Schimmelpilzsporen im Gegensatz zu Bakterien in der Luft weitgehend vereinzelt vorkommen. Wissensdefizite gibt es aufgrund der bisher eingesetzten Sammelsysteme im Bereich >12 µm AD. Einige Studien deuten darauf hin, dass sich, abhängig vom Umweltbereich, ein Großteil der Mikroorganismen in der Partikelfraktionen >10 µm befindet. In Zukunft sollten daher verstärkt Sammelsysteme eingesetzt werden, mit denen nicht nur die Anzahl Mikroorganismen-tragender Partikel, sondern die Anzahl aller Mikroorganismen in den gesundheitlich relevanten Partikelgrößenfraktionen PM2,5, PM4, PM10 und Gesamtstaub erfasst werden kann.
To obtain insight into the particle size distributions of airborne micro-organisms in different environments, a literature search was conducted. More than 190 publications containing relevant data including sampling systems, sampling sites, measuring parameters, sample size and concentrations were included. The size distribution of airborne particles carrying micro-organisms is a well-investigated subject in the range of aerodynamic diameters (AD) of 0.65 µm to 12 µm for many micro-organism groups and environments. It depends primarily on the sampling location and the type of source as well as the method of aerosolisation. Highest median shares of large bacteria-laden particles were found in livestock husbandry and in waste management. Sampling height above ground, air humidity, temperature and solar radiation may also influence particle size. For moulds, the median size distributions in air largely represent the size ranges of their spores. There is little knowledge about particles >12 µm AD and the actual number of micro-organisms in different particle size classes. Few studies suggest that most micro-organisms are in particle size fractions >10 µm AD. Future investigations should use sampling systems with high inlet efficiencies for particles >20 µm AD, and allow sampling in a liquid to separate micro-organisms from aggregates. These systems should rather sample the health and environmentally relevant particle size fractions PM 2.5, PM 4, PM 10 and the total dust to allow for a more precise derivation of health and environmental effects.
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