Erneute Einreichung: Interdisziplinäre Untersuchungen zum Einfluss von Aerosolpartikeln aus Emissionen gealterter Wald- und Torfbrände auf Umwelt und Gesundheit

• Antragsteller: Professor Dr. Jeroen Buters; Professor Dr. Ralf Zimmermann
• Fachliche Zuordnung: Toxikologie, Laboratoriumsmedizin ; Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429936378

Emissionen aus Wald- und Torfbränden tragen erheblich zum globalen Feinstaub (PM) bei und beeinflussen die Luftqualität, den atmosphärischen Strahlungshaushalt sowie Nebel und Wolkenbildung. Eine Vielzahl PM-bedingter gesundheitsschädlicher Wirkungen, einschließlich der Induktion von Erkrankungen durch entzündliche und genotoxische Wirkmechanismen wird diskutiert. Mit der weltweit größten Aerosolkammer (LAC) in Tomsk, Russische Förderation, und der Expertise zur Simulation von Wald- und Torfbränden sowie zur Alterung des emittierten Aerosols ist es möglich, ausreichend frisch emittiertes und gealtertes Probenmaterial zu sammeln. Hiermit kann eine Untersuchung der biologischen Effekte von Feinstaubpartikeln durchgeführt werden, wobei auch die mit Ihnen in Zusammenhang stehenden physikochemischen Parameter erfasst und berücksichtigt werden. Die wissenschaftlichen Fragestellungen, die mit diesem interdisziplinären Projekt verfolgt werden, befassen sich mit der Verbrennungssimulation unter naturnahen Bedingungen, der realistischen Alterung des emittierten Aerosols, sowie der umfassenden Charakterisierung der Aerosole und der von ihnen ausgehenden biologischen Effekte. Hierfür werden Wald- und Torfbrände entsprechend den bereits existierenden Prozeduren an der LAC simuliert. Die Emissionen werden sowohl im Dunkeln als auch unter simuliertem Sonnenlicht gealtert und der Alterungsprozess mit einer entsprechenden online Analytik verfolgt. Nur das große Volumen der LAC von 1800 m³ ermöglicht es, ausreichende Mengen auch an gealtertem PM zu sammeln. Erst hierdurch können die umfangreichen chemischen, mikrophysikalischen und toxikologischen Untersuchungen durchgeführt werden.Der Verbund, bestehend aus der Technischen Universität München (TUM), der Universität Rostock (UR) und der Moskau State University (MSU) befasst sich mit folgenden Hypothesen: A: Die Art der Biomasseverbrennung mit offener Flamme oder in Form von Glutnestern beeinflusst signifikant die Zusammensetzung der emittierten Partikel und ihre gesundheitliche Relevanz; B: Die Art der verbrannten Biomasse (z.B. Torf oder Holz) kontrolliert die PM-Zusammensetzung und die gesundheitliche Relevanz; C: In Abhängigkeit von der Alterung, dem Alterungstyp (Dunkel, simuliertes Sonnenlicht) und der Alterungszeit können die Aerosolpartikel sowohl toxischer, als auch weniger toxisch sein; D: Das Verhältnis von oxidierend wirkenden Komponenten zu Antioxidantien ist ein wichtiger Parameter für relevante toxikologische Endpunkte und wird durch die Alterung verändert. Um diese Hypothesen zu untersuchen, sind die Arbeiten in drei ineinandergreifende Arbeitspakete strukturiert: I. Verbrennungs- und Alterungsexperimente an der LAC (MSU), II. Charakterisierung der Biomasseaerosole (UR) und III. Untersuchung der biologischen Effekte der Biomasseaerosole (TUM).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research, bis 3/2022
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Olga B. Popovicheva, bis 3/2022