Regionalkonferenz in Ústí nad Labem, 12.04.2018 EU-Projekt OdCom Bioaerosole Regionalkonferenz in Ústí nad Labem, 12.04.2018 Messtechnik Bioaerosole, Deutschneudorf Foto: Quelle LfULG

Was sind Bioaerosole? Luftgetragene Partikel biologischer Herkunft, die mit Bakterien, Schimmelpilzen und/oder deren Stoffwechselprodukten, belastet sind Luft dient Mikroorganismen nicht als Lebensraum, sondern zur Fortbewegung Eine erhöhte Bioaerosolkonzentration sind in der Regel in der Umgebung von Abfallbehandlungs- und Intensivtierhaltungsanlagen feststellbar ZIEL: Bestimmung von Bioaerosolkonzentrationen, um deren möglichen Beitrag zu den berichteten Krankheitssymptomen zu klären und diese ggf. als eventuelle Ursache für Erkrankungen ausschließen zu können

Was wurde gemessen und warum? Gesamtbakterienzahl und Bakterienarten: bestimmte Erreger (Staphylokokken, Streptokokken, Enterobakterien, Enterokokken) können Entzündungen, Magen- /Darminfekte aber auch Infektionen der Atem- und Harnwege hervorrufen Gesamtpilzzahl, Schimmelpilze: einige Schimmelpilzarten können in höheren Konzentrationen oder bei längerer Einwirkungszeit Allergien, Infektionen, Husten, Kopfschmerzen oder auch Übelkeit verursachen Endotoxine (Zersetzungsprodukte von Bakterien): können Atemwegserkrankungen, Fieber oder Entzündungen auslösen MALDI-TOF MS Bestimmung (Identifizierung der Bakterienstämme)

Messtechnik - Durchführung der Probenahme Messzeitraum pro WHJ: November bis März Sommermessungen zur Kontrolle Messhäufigkeit: 6 Messungen je Standort Messungen aus verschiedenen Windrichtungen Erfassen von meteo- rologischen Parametern mit Hilfe der mobilen Meteorologiestation: Temperatur Anströmge- schwindigkeit Windrichtung Luftfeuchte Luftdruck Globalstrahlung mobile Meteorologiestation, Lom Foto: Quelle LfULG

Abscheidung der Bioaerosole in einer Sammellösung mit Hilfe von Impingern nach VDI-Richtlinie 4252 Blatt 3 Beprobungsvolumen: 30 mL Volumenstrom: ca. 12,5 L/min Benutzung eines Wärme-Kryostaten zum Schutz vor Eiskristallbildung bei Temperaturen um den Gefrierpunkt Dauer der Probenahme: Bakterien 3 x 2 Beprobungen á 30 Minuten Endotoxine 1 Beprobung á ca. 2 Stunden Impingerverfahren, Lom Foto: Quelle LfULG

Abscheidung Bioaerosole direkt auf Nährboden mit Hilfe von Impaktoren Volumenstrom 100 L/min Dauer der Probenahmen: Bakterienbestimmung: 37°C  10 min 22°C  5 min Schimmelpilzbestimmung: 25°C  1 min Impaktor MAS-100 Eco Foto: Quelle LfULG Impaktor MAS-100 Eco Foto: Quelle LfULG

Abscheidung von Schimmelpilzen im SOMMER mit Hilfe des Kleinfiltergeräts nach VDI-Richtlinie 4252 Blatt 2 Filter: Gelatine/Polycarbonat Doppelbestimmung Volumenstrom 50 L/min Dauer der Probenahmen: 2 Stunden Kleinfiltergerät im Sommer, Deutschneudorf, Foto: Quelle LfULG

Aufbereitung der Proben im Labor der Staatlichen Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft Aufbereitung Probe Impinger Fotos: Quelle BfUL oben: Impingement-Probe Filter aus Lom; unten: Probe vom Impaktor 22°C aus Lom Fotos: Quelle LfULG

Zusammenfassung der Ergebnisse (Wintermessperiode I +II, Sommermessung I)

Zusammenfassung der Ergebnisse (Wintermessperiode I +II, Sommermessung I) Impaktion MAS Winter: DG18-Agar, 25°C, Deutschneudorf (links) und Lom (rechts); Foto: Quelle LfULG Filtration Sommer: 3-fach Bestimmung, DG18-Agar, 25°C, Lom; Foto: Quelle LfULG

Bewertung der Ergebnisse Gesamtbakterienzahl: in Lom allgemein mehr Bakterien und Pilze im Winter im Sommer: keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl der Mikroorganismen Zusammenhang zwischen Anzahl der KBE und Umgebungstemperatur Korrelation Bsp. Lom: niedrigere Temperatur führt zu geringeren Gesamtbakterienzahl (signifikante pos. Korrelation zwischen Temperatur und KBE) Korrelation Bsp. Lom: höhere Windgeschwindigkeit führt zu geringerer Gesamt- bakterienzahl (signifikante neg. Korrelation zwischen Windgeschwindigkeit und KBE) Windrichtung am Bsp. Lom: tendenziell höhere Konzentrationen bei anderen Windrichtungen Impaktion MAS, TSA-Agar, 22° C, DND und Lom; Foto: Quelle LfULG

Bewertung der Ergebnisse Schimmelpilze: in DND Anzahl der Asperigillen häufiger im Winter (Heu z. B. aus Tierställen, Landwirtschaft/Felder) zum Vergleich: Hintergrundkonzentrationen im Sommer: 90 % Cladosporien (Schwärzepilze, VDI 4253 Blatt 2, Tabelle 1; Gabrio et al., 2014) Lom: höherer Endotoxin-Gehalt im Winter und im Sommer Endotoxinwerte zum Vergleich: Hintergrundkonzentrationen: 0,1 - 0,3 IE/m³ (Schriftenreihe 4/2016) 500 m Umfeld Geflügelhaltung: 0,77 – 1,5 IE/m³ (Schriftenreihe 13/2016) Klassenräume: 15,3 IE/m³ (Fromme et al., 2013) Abluft Geflügelhaltung: 100 und 100.000 IE/m³ (Schriftenreihe 14/2014) 1.200 IE/m³ bzw. 3.700 IE/m³ (Schriftenreihe 13/2016)

Zusammenfassung der Ergebnisse (1. Wintermessperiode ohne Sommermessung) Identifizierte unbekannte Mikroorganismen mittels Clusteranalyse und 16S rRNA Sequenzierung Arthrobacter spp. Bacillus spp. Brachybacterium spp. Chryseobacterium spp. Curtobacterium spp. Frigoribacterium spp. Microbacterium spp. Neomicrococcus spp. Okibacterium spp. Paenibacillus spp. Planococcus spp. Pseudoarthrobacter spp. Psychrobacter spp. Prozentuale Zusammensetzung des kultivierbaren Bioaerosols in Lom und Deutschneudorf im Winter Durchgeführt von RIPAC-LABOR GmbH, in Potsdam.

Bewertung der Ergebnisse der 1. Messperiode MALDI-TOF-Bestimmung: großes Spektrum an Umweltmikroorganismen aus Boden, Luft, Pflanzen Mikroorganismen, die auf kältere Temperaturen spezialisiert sind Mikroorganismen, die potenziell risikobehaftet sind (Risikogruppe 2), aber in einer bisher unbedenklichen Anzahl vorkommen (normale Konzentration, die in der Umwelt und in der Nähe von Wohnorten und Landwirtschaft vorkommt) Nachweis von Staphylokokken: resistenter gegenüber Umwelteinflüssen, größere Austrocknungsresistenz, theoretisch Verdriftung auch mehrere Kilometer zum Probenahmeort möglich (Clauß et al., 2013) Auswertung der Clusteranalysen und 16S- rRNA-Sequenzierung zur Identifizierung der unbekannten Mikroorganismen

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Projektlaufzeit: April 2016 bis Juni 2019 Förderung: Das EU-Projekt OdCom wird aus Mitteln der Europäischen Union im Kooperationsprogramm zur Förderung der grenz- übergreifenden Zusammenarbeit zwischen dem Freistaat Sachsen und der Tschechischen Republik 2014-2020 gefördert. Informationen unter: http:/www.odcom-sncz.eu http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/luft/3647.htm http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/luft/ODCOM.htm