Einfluss einer biologischen Abluftreinigungsanlage auf die Emission von Mikroorganismen und Endotoxinen aus einem Entenmaststall

Abstract

In der vorliegenden Arbeit sollte der Effekt einer, zum Zweck der Ammoniak- und Geruchsminderung betriebenen, biologischen Abluftreinigungsanlage auf die Emissionen von Mikroorganismen und Endotoxinen beurteilt werden. Die untersuchte biologische Abluftreinigungsanlage war eine Kombination aus einem Biowäscher und einem Chemofilter. Das Waschwasser zirkulierte in der Anlage. Zur Beurteilung des Effektes der Abluftreinigungsanlage auf das Bioaerosol Stallabluft wurden Staubkonzentration, luftgetragene aerobe Gesamtkoloniezahl, luftgetragene aerobe gramnegative Gesamtkoloniezahl, Konzentration an einatembarem Endotoxin und Schimmelpilzkoloniezahl in der Luft vor und nach dem Abluftreinigungsprozess bestimmt. Weiterhin wurde die Bakterien-, Endotoxin- und Schimmelpilzkonzentrationen des Waschwassers und die Zusammensetzung von gramnegativer Bakterienflora und Schimmelpilzflora in Luft und Waschwasser ermittelt. Die untersuchte Abluftreinigungsanlage minderte die Emissionen von Staub, aeroben Gesamtkeimen und Endotoxinen in allen Fällen (n=22). In einigen Fällen erhöhten sich die Konzentrationen von luftgetragenen aeroben gramnegativen Gesamtkeimen (7 von 22) und Schimmelpilzen (6 von 22) in der Abluft im Vergleich zur Stallluft. Außerdem beeinflusste die Qualität des Waschwassers über den Prozess einer Sekundäraerosolbildung die Zusammensetzung der Luft nach dem Abluftreinigungsprozess. So fanden sich in der Luft vor der Abluftreinigungsanlage hauptsächlich Enterobacteriaceae, in der Luft nach der Abluftreinigungsanlage und im Waschwasser hauptsächlich Pseudomonadaceae. Zur Beurteilung des quantitativen Effektes der Abluftreinigungsanlage wurde ein Reduktionsfaktor benutzt. Die Staubkonzentration wurde durchschnittlich (Median) um den Faktor 3,0, die aerobe Gesamtkoloniezahl um den Faktor 6,1 und die Endotoxinkonzentration um den Faktor 12,5 vermindert. Die luftgetragene aerobe gramnegative Gesamtkoloniezahl wurde durchschnittlich um den Faktor 1,9 vermindert, erhöhte sich jedoch in 7 von 22 Fällen maximal um das 14,8-fache. Die Schimmelpilzkonzentrationen sanken durchschnittlich um den Faktor 2,3. In einigen Fällen (6 von 22) erhöhten sich die Schimmelpilzkonzentrationen maximal um Faktor 3,8. Die Frage, ob durch eine zusätzliche Filterstufe oder eine keimmindernde Behandlung (Desinfektion) des Waschwassers die Reinigungsleistung der Abluftreinigungsanlage erhöht werden kann ist in zukünftigen Untersuchungen zu prüfen.

In this work the effect of a biological exhaust air washer on the emission of microorganisms and endotoxins was investigated. The exhaust air washer was originally developed to reduce ammonia- and odour emissions. It was a combination of a bioscrubber and a chemofilter. The washing water circulated within facility. In order to determine the effect of the exhaust air washer on the bioaerosol emission from the duck-fattening unit, the concentrations of dust, airborne aerobic bacteria, airborne aerobic gram-negative bacteria, inspirable endotoxin and moulds were measured before and after the washing process. Furthermore, the concentrations of bacteria, endotoxins and moulds in the washing water and the composition of gram-negative bacterial and mould flora in the air and the washing water were determined. In all 22 cases the investigated exhaust air washer decreased the emission of dust, airborne aerobic bacteria and endotoxins. In some cases the concentrations of airborne aerobic gram-negative bacteria (7 out of 22) and moulds (6 out of 22) were increased. In addition to this, the quality of the washing water had an influence on the air composition by forming a secondary aerosol. The predominant bacterial family in the air in front of the exhaust air washer were Enterobacteriaceae, whereas the air after the washer contained mainly Pseudomonadaceae. In order to express the quantitative effect of the exhaust air washer a reduction factor was applied. In average the dust concentration was reduced by a factor of 3.0, the aerobic bacteria by a factor of 6.1 and the endotoxin concentration by a factor of 12.5. The airborne aerobic gram- negative bacteria were reduced in average by a factor of 1.9, however, in 7 out of 22 cases it was increased by a factor of 14.8 maximum. The concentrations of airborne moulds were decreased in average by a factor of 2.3. In 6 out of 22 cases it increased by a factor of 3.8 maximum. Future investigation should show whether another filter stage or a treatment of the washing water to minimize the germs (disinfection) can increase the purification efficiency of the exhaust air washer.