Vom Winde verweht: Infektionserreger verbreiten sich über die Luft " Kerstin Schepanski" " Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig"

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Elisabeth Winkler
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1 Vom Winde verweht: Infektionserreger verbreiten sich über die Luft " Kerstin Schepanski" " Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig"

2 Das Aroma des Windes: Lu1massen gd und ihre Beimengungen Wüstenstaub Meersalz Industrielle Emissionen Wald und Rodungsbrände NASA

3 Bioaerosole Bioaerosole: kleine, schwebende ParGkel aus biologischem Material Größe: < 1µm bis >100µm Atemwegserkrankungen nach Eindringen in die Atemwege Pathogenität abhängig von InfekGosität des Pathogenes Transportmöglichkeiten Beständigkeit/Resistenz

4 InfekGonserreger im Windsystem der Atmosphäre Prinzip Windgetragene Ausbreitung: 1. Quelle: KonzentraGon an Pathogenen, Eigenscha1en 2. Transportmedium: Wind in Richtung und Geschwindigkeit 3. Meteorologische Ereignisse Unterwegs: We\er

5 Wind- getragene Ausbreitung Erste Entwicklung von Atmosphärischen Dispersionsmodelle in den 1930er Jahren Weiterentwicklung nach der Tschernobyl Katastrophe Anpassung an die Bedürfnisse der Lu1- getragenen Ausbreitung von InfekGonen Maul & Klauen Seuche Legionellen Anthrax Grippe

6 Physikalischen Prozesse Emissionsrate Verfügbarkeit AerosolisaGonsrate We7er Au1rieb DeposiGon Inak.vierung KonzentraGon VerGkale Verteilung Eingeatmete Konzentra.on Gesundheitszustand des neuen Wirts Risiko- Bewertung

7 Emissionsrate Frei gesetzte Menge pro Zeiteinheit Abhängig vom Typ der Quelle Tiere, Menschen, Industrie Quell- CharakterisGk stabile KonstrukGon, herumlaufende Tiere ParGkel Pathogen, Aerodynamik, Dichte, Trägermaterial

8 Schichtung der Atmosphäre Abgeschlossenes Lu1paket, dass sich in der Umgebung nach oben oder unten bewegt. Erwärmung/Abkühlung des Pakets: 1 C/100m. Archimedisches Prinzip: Aus dem Unterschied der Dichte des Lu1pakets und der Umgebung resulgert ein stagscher Au1rieb. Umgebung Neutrale Atmosphäre Lu1paket Stabile Atmosphäre Labile Atmosphäre

$Stabilität der Atmosphäre Looping Leichte bis mi\elstarke labile Schichtung, die$ Fanning Sehr stabile Schichtung, keine vergkale Ausbreitung und damit Verdünnung

Fanning Sehr stabile Schichtung, keine vergkale Ausbreitung und damit Verdünnung

9 Stabilität der Atmosphäre Looping Leichte bis mi\elstarke labile Schichtung, die Aerosole breiten sich schleifenförmig aus. Fanning Sehr stabile Schichtung, keine vergkale Ausbreitung und damit Verdünnung Fumiga.on Labile Schichtung am Boden, Inversion in der Höhe. Ausbreitung der Aerosole unterhalb der Inversion Temperatur 1 /100m

$Fußabdruck der transporgerten Lu1masse alle 12h (29.03. 03.04.2014) h\p://www.$

10 Ausbreitung von InfekGonserregern SimulaGon der Wind- getragenen Ausbreitung Fußabdruck der transporgerten Lu1masse alle 12h ( ) h\p://

$WindsGlle EffekGve & Wind effiziente Ausbreitung von Pathogenen Mi\ellinie H s Höhe der Quelle H e Höhe der$

11 Ausbreitung & KonzentraGonen Dispersion der ParGkel folgt Gauss- Verteilung Hohe KonzentraGonen KonzentraGon bei WindsGlle EffekGve & Wind effiziente Ausbreitung von Pathogenen Mi\ellinie H s Höhe der Quelle H e Höhe der Plume

12 Verbreitung von InfekGonserregern Ist die Ausbreitung bekannt, so können Rückschlüsse gezogen werden auf: InfekGonsrisiko Maximum der KonzentraGon wichgger als Durchschni\ Räumlicher und zeitlicher Verlauf 18 Sept Sept Sept 2002 HypotheGsches Szenario: FMD ViruskonzentraGon [TCID 50 /m 3 ]; Sørensen (2003)

13 Bakterien: Legionellen Pas- de- Calais, Frankreich Nov Jan 2004 Quelle: Kühlturm Erkrankungen bis 12km Radius Transportmedium: Wassertröpfchen Inhalierte Dosis wichgg

14 Zusammenfassung InfekGonserreger breiten sich als Bestandteil des Bioaerosols über die Lu1 aus. Für die Ausbreitung von InfekGonserregern über die Lu1 sind InformaGonen über Quelle, ParGkel, Emission und Meteorologie entscheidend. Atmosphärische Dispersionsmodelle können helfen, Regionen erhöhter InfekGosität zu benennen.

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1 CO 2 -Emissionen 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 12,999,976 km 9,136,765 km 1,276,765 km 499,892 km 245,066 km 112,907 km 36,765 km 24,159 km 7899 km 2408 km 76 km 12 14 16 9 10 1 8 12 7 3 1 6 2 5 4 3 11 18 20