Die Anwendung der laserinduzierten Massenspektrometrie zur Charakterisierung von Staubteilchen der Stalluft*,3
Authors: Müller Wolfgang , Schmid Egon , Wieser Paul 
Published: August 2010

In einer Legehennen‐Batteriehaltung wurde die Gróßenverteilung luftgetragener Teilchen im Gróßenbereich zwischen etwa 0,007 μm und etwa 1 μm gemessen. Die Meßwerte zeigen eine Abhängigkeit von der Aktivität der Tiere. Selbst im Größenbereich der ultrafeinen Aerosole werden im Stall Teilchen erzeugt.

Staubteilchen der Stalluft wurden mittels Aerosolzentrifuge und Kaskadenimpaktoren gesammelt. Davon wurden etwa 2500 im Laser‐Mikrosonden‐Massenanalysator LAMMA 500 (Leybold‐Heraeus) einzeln untersucht.

Die Massenspektren zeigen eine sehr komplexe Zusammensetzung der Staubteilchen. Einzelne Komponenten, z. B. Schwefelverbindungen, treten bevorzugt nur in kleinen Teilchen auf. Eine Zuordnung der erhaltenen Massenhien zu bestimmten chemischen Verbindungen ist derzeit nur mit Einschrankung möglich. Die Massenspektren können aber als eine Art „fingerprint” des Teilchenmaterials betrachtet werden. Durch Anwendung spezieller statistischer Modelle im Rahmen einer multivariaten Analyse erscheint es möglich, luftgetragene Keime von ihren Trägerteilchen allein aufgrund der LAMMA‐Spektren zu unterscheiden.

Damit erweist sich der LAMMA 500 als interessantes Hilfsmittel zur Aufklärung des Aerosol‐ und Keimhaushalts der Stalluft.

The use of laser‐induced mass spectrometry for characterization of dust particles in air of animal houses

Size distribution of air‐particulate matter in the size‐range of about 0.007 pm to about 1 μm was measured. The results agree with the assumption of an animal‐induced production and liberation process of very small particles.

Large and giant particles (diameter larger than 0.3 μm) were collected by the help of inertia particle sampling devices and analyzed using the Lasermicroprobe Massanalyser LAMMA 500 (Leybold‐Heraeus). The chemical information obtained from the laserinduced mass spectra of many hundreds of single particles confirms the very complex of nature of the air particules. Besides some typical molecular ions such as sulphur compounds, many mass lines appear which cannot be attributed to certain inorganic as well as organic chemical compounds and can only be considered like a “finger‐print” characterizing the action of quite different particle sources. Air particulate matter often works as a vehicle of particle‐attached airborne microbes. In such an airborne dust particle‐microbe‐system the microbes can be distinguished as different from the dust particules by means of statistical techniques of numerical taxonomy applied to the LAMMA‐spectra obtained.

Utilisation d'une spectrophotométrie de masse induite au laser pour la caractérisation des particules de poussières de l'air dans l'étable

La taille des particules aériennes d'une grosseur située environ entre 0,007 μm et 1 μm a eté mesurée ont dépendu de l'activité des animaux. Des particules dans I'ordre de grandeur d'aérosols ultra‐fins sont induites dans l'étable. Les particules de poussières de l'air de l'étable ont été collectées au moyen d'une centrifugeuse d'aérosol ou d'impacts en cascades. Environ 2500 particules ont été examinées individuellement dans un appareil d'analyse de masse par microsonde au laser LAMMA 500 (Leybold‐Heraeus).

Les spectres de masse ont montré une composition très complexe des particules de poussières. Chaque composant, par exemple des liaisons de soufre, n'apparaissent avant tout qu'en très petites particules. Une classification des lignes de masse obtenues en liaisons chimiques déterminées n'est que partiellement possible pour le moment. Les spectres de masse peuvent être considérés comme une sorte de «Fingerprint» du mattéiel des particules. Il semble possible de différencier les germes aériens de leurs particules porteuses sur la base des spectres LAMMA en utilisant un modèle statistique special dans le cadre d'une analyse multivariable. L'appareil LAMMA 500 s'est révélé être un auxiliaire intéressant pour expliquer la composition de l'aérosol dans l'air d'une étable.

La aplicación de la espectrometría de masas inducida por laser para la caracterización de partículas de polvo del aire en los gallineros

En un régimen de vida de gallinas ponedoras en baterias, se midió la distribución de tamaños de las partículas aeroportadas en el ámbito de tamaños de unas 0,007 μm y 1 μm aprox. Los valores de medición muestran una dependencia de la actividad de los animales. Incluso en el ámbito de los tamaños de los aerosoles ultrasutiles se producen partículas en el gallinero.

Las partículas de polvo del aire de gallinero fueron recolectadas mediante centrifuga de aerosoles e impactores de cascadas. Unas 2500 muestras de las mismas se analizaron por separado en el analizador de masas‐laser‐microsonda LAMMA 500 (Leybold‐Heraeus).

Los espectros de masas muestran una composición muy compleja de las partículas de polvo. Algunos componentes, por ej, combinaciones de azufre suelen aparecer solo en partículas pequeñas. La adjunción de las líneas de masa obtenidas a determinadas combinaciones químicas solo es posible en la actualidad con reservas. Pero los espectros de masas se pueden considerar como una especie de «impresiones digitales» del material de partículas. Empleando modelos estadísticos especiales en el marco de un análisis multivariado, resulta posible distinguir los gérmenes aeroportados de sus partículas portadoras solo en virtud de los espectros LAMMA.

Con ello se revela el LAMMA 500 como medio auxiliar interesante para el esclarecimiento del gobierno de aerosoles y gérmenes aéreos estabulares.