Neuentwicklung eines Bioaerosolsammlers nach dem Impingementverfahren

Status:

abgeschlossen 12/2006

Zielsetzung:

Zur Sammlung von Bioaerosolen existierten eine Reihe von Verfahren, die auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhen. Keines davon ist für alle Bioaerosole gleichermaßen gut geeignet. Insbesondere die Sammlung austrocknungsempfindlicher gramnegativer Bakterien ist problematisch. Lange wurden dazu die Methoden nach dem Impingementverfahren wegen des fehlenden Trockenstresses in der Sammelphase als Methoden der Wahl angesehen, u. a. die Sammlung mit dem All-Glass-Impinger AGI 30. Der seit den 1960er-Jahren zur Messung von Bioaerosolen eingesetzte AGI 30 erfüllt jedoch die in der Norm EN 481 "Arbeitsplatzatmosphäre; Festlegung der Teilchengrößenverteilung zur Messung luftgetragener Partikel" definierten Erfassungskriterien nicht. Er muss zudem mit einem Volumenstrom von 12,7 l/min betrieben werden. Aus diesem Grund können keine handlichen Pumpen verwendet werden, die auch eine personengetragene Messung ermöglichen würden. Daher werden der AGI 30 und andere Bioaerosolsammler nach dem Impingementverfahren (Abscheidung von Partikeln in Flüssigkeiten) bisher nicht routinemäßig zum Nachweis von vegetativen Bakterien in Arbeitsbereichen eingesetzt. Ziel des Projektes war deshalb die Entwicklung und Validierung eines Probenahmesystems für vegetative Bakterien auf der Basis eines etablierten Verfahrens mit definierter Erfassungscharakteristik nach EN 481 und einem Volumenstrom von 10 l/min.

Aktivitäten/Methoden:

Im ersten Teilprojekt sollte ein Impinger mit definierter Erfassungscharakteristik nach EN 481 und einem Volumenstrom von 10 l/min entwickelt werden (BS-10). Dazu wurde der bestehende Impinger AGI-30 vermessen und die Maße wurden dem veränderten Sollvolumenstrom angepasst. Es wurden mehrere Prototypen hergestellt, vermessen und die physikalischen Eigenschaften der Geräte wie z. B. die Druckdifferenz getestet. Die optimierte Variante wurde mit Paraffinöltröpfchen auf ihre Ansaugeffizienz und Penetrationseigenschaften getestet.

Für die zweite Projektphase war ein Test der Verwendbarkeit des BS-10 als Probenahmesystem für Partikeln biologischer Herkunft wie z. B. vegetative Bakterien vorgesehen.

Ergebnisse:

Mit personentragbaren Probenahmepumpen, die mit einem Volumenstrom von 10 l/min betrieben werden, konnte keine ausreichende Druckdifferenz über die Kapillare des Bioaerosolsammlers erreicht werden, um die Funktion des Gerätes als Impinger zu gewährleisten. Die über die Windgeschwindigkeit und Windrichtung gemittelte Einsaugeffizienz des neu entwickelten Bioaerosolsammlers folgt sehr gut der Definitionskurve des einatembaren Staubes. In der getesteten Konfiguration wird allerdings ein Großteil der eingesaugten Aerosole im Inneren der Probenahmeleitung zurückgehalten, bevor sie in das Sammelmedium gelangen.
Dies dürfte auch für andere auf dem Markt befindliche Impinger gelten.
Ein Einsatz des neuen Sammlers für die Bioaerosolmessung nach der Definition der einatembaren Staubfraktion ist nicht möglich. Die Anwendung des Probenahmesystems für Arbeitsplatzmessungen von biologischen Arbeitsstoffen wurde daher nicht weiter untersucht. Möglicherweise ist das Design des Impingers zur Erfassung sehr feinteiliger Bioaerosole (wie z. B. Viren) geeignet.
Die Erkenntnisse über die Nachteile der Impingementmethoden für die Messung von Bioaerosolen allgemein bestärken die Vorteile des im BGIA angewendeten Standardverfahrens für die Bakterienmessung in der Luft am Arbeitsplatz (Filtration über kurze Probenahmezeiten), das die Kriterien der EN 481 erfüllt.

Weitere Informationen:

Stand: