Dr. Kangwei Li und Kolleginnen und Kollegen vom Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel haben eine neuartige analytische Methode zur detaillierten Charakterisierung organischer Peroxide entwickelt – einer gesundheitsrelevanten, aber bisher selten untersuchten Stoffklasse im Feinstaub in der Atmosphäre. Diese Methode erweitert das molekulare Verständnis organischer Peroxide in Feinstaubpartikeln entscheidend. Mit ihr konnten erstmals mehr als 300 organische Peroxide einzeln in Aerosolpartikeln identifiziert werden. Darüber hinaus wurde ein Verfahren etabliert, um die oxidierende Reaktivität dieser organischen Peroxide zu bestimmen – eine Eigenschaft, die möglicherweise direkt mit der Toxizität dieser Verbindungen und von Feinstaubpartikeln insgesamt verknüpft ist. Diese Studie stellt einen grundlegenden Schritt zur Untersuchung der Bildung, chemischen Reaktivität sowie gesundheitlichen Auswirkungen organischer Peroxide in atmosphärischen Feinstaub dar. Die Arbeit wurde von Dr. Kangwei Li geleitet und mit dem Swiss Aerosol Award 2025 ausgezeichnet.
Es wird angenommen, dass organische Peroxide – eine bedeutende und reaktive Stoffklasse sekundärer organischer Aerosole (SOA) – wesentlich zur Toxizität von Feinstaub und damit zu gesundheitlichen Belastungen beitragen können. Trotz ihrer atmosphärischen und gesundheitlichen Relevanz ist die analytische Identifizierung und Charakterisierung dieser Verbindungen in der Atmosphäre bisher äusserst anspruchsvoll und mit Unsicherheiten behaftet. Daher ist bislang unklar, aus welchen Quellen diese Peroxide stammen. Nur ein klares Verständnis ihrer Entstehung in der Atmosphäre und ihrer Emissionsquellen ermöglicht die Entwicklung gezielter und wirksamer Massnahmen zur Reduktion dieser potenziell schädlichen Komponenten in der Luft.
Die neu entwickelte analytisch-chemische Methode ermöglicht erstmals eine umfassende molekulare Charakterisierung organischer Peroxide in atmosphärischen Feinstaubpartikeln mithilfe modernster analytischer Instrumentierung. Insgesamt wurden über 300 organische Peroxide in Aerosolpartikeln identifiziert, die ein breites Spektrum an Reaktivitäten gegenüber Iodid zeigen. Diese Forschung verbessert das molekulare Verständnis der organischen Peroxide in SOA deutlich und bildet die Grundlage für zukünftige Studien zur Toxizität von Luftpartikeln. Insgesamt unterstreicht diese Arbeit die Bedeutung des molekularen Verständnisses organischer Peroxide sowie ihrer gesundheitlichen Auswirkungen in atmosphärischen Aerosolen. Der Swiss Aerosol Award wird am 3. November 2025 anlässlich des 20. Treffens der Swiss Aerosol Group (SAG) verliehen. Die Auszeichnung ist mit CHF 5 000 dotiert.
Auskunft:
- Dr. Kangwei Li, Postdoktorand, Forschungsgruppe Atmosphärenwissenschaften, Departement Umweltwissenschaften, Universität Basel,
Originaltitel: Molecular Composition of Organic Peroxides in Secondary Organic Aerosols Revealed by Peroxide-Iodide Reactivity; Quelle: https://doi.org/10.1021/acs.est.5c03241
Medienmitteilung: 
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In der Umgebungsluft vorkommende Pollen werden zu einem immer wichtigeren Aerosol aufgrund der steigenden Allergieprävalenz und der sich durch den Klimawandel intensivierenden Pollensaisons.
Während ihr Zusammenhang mit Augen- und Atemwegsbeschwerden gut belegt ist, sind die weiterreichenden systemischen Auswirkungen von Pollen auf die Gesundheit noch nicht ausreichend erforscht. In ihrer Arbeit hat Alexandra Bürgler diesen Bereich vorangebracht, indem sie einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Pollenkonzentration in der Luft und erhöhtem Blutdruck aufgedeckt hat.
Anhand von Daten aus der EPOCHAL-Panelstudie mit 400 Erwachsenen in der Region Basel zeigte sie, dass sowohl der systolische als auch der diastolische Blutdruck mit steigender Pollenkonzentration in allergischen Personen ansteigen – selbst bei niedrigen Konzentrationen – wobei die Auswirkungen bei Frauen und Menschen mit Adipositas stärker sind. Durch die Integration hochauflösender Umweltdaten mit wiederholten klinischen Messungen identifiziert ihre Studie Pollen als potenziellen systemischen Gesundheitsstressor, dessen Einfluss über die bekannten Auswirkungen auf die Atemwege hinausgeht.
Bürgler A., Luyten A. Glick S., Kwiatkowski M., Gehrig R., Beigi M., Hartmann K., Eeftens M. (2024) Association between short-term pollen exposure and blood pressure in adults: A repeated-measures study. Environmental Research, 256 (119224). https://doi.org/10.1016/j.envres.2024.119224
Auskunft:
Dr. Alexandra Bürgler, Postdoktorandin, Forschungseinheit Environmental Exposures and Health, Schweizerisches Tropen- und Public Health-Institut,
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Die Preisträgerin 2023 Frau Dr. Lubna Dada vom Paul-Scherrer-Institut in Villigen
(im Bild mit der Präsidentin des Preiskomitees Frau Prof. Barbara Rothen)
hat am 15.11.2023 in Bern ihre wichtige Arbeit präsentiert:
Auf einem Forschungsschiff in der Arktis hat sie im April 2020 ein extremes Wetter- und Luftverschmutzungsereignis mit einem Temperaturanstieg von 30 Grad C und mit vielen Rauchpartikeln aus Kohlekraftwerken in Russland und China beobachtet, welche für das rasante Abschmelzen des Polareises und auch die extremen Wetterereignisse bei uns verantwortlich waren und weiter sein werden.
Ein extrem starkes Aerosol-Ereignis in der zentralen Arktis ausgelöst durch eine warme LuftmassenIntrusion
Das Extreme Environments Research Labor, EPF Sion, hat mittels Messungen an Bord des EisbrecherForschungsschiffs Polarstern den grossen Einfluss von Emissionen aus mittleren Breiten auf die Aerosolverschmutzung in der zentralen Arktis bestimmt. Daraus resultieren schwerwiegende Auswirkungen auf das arktische Klima, da die transportierten Aerosolpartikel als Wolkenkeime wirken
können, eine deckenartige Struktur mit wärmenden Eigenschaften bilden und so die Meereisschmelze in der Arktis beschleunigen könnten.
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Dieses Jahr wurden aus sehr aussichtsreichen Arbeiten gleich zwei mit dem jährlich verliehenen Preis bedacht, diejenigen von Nadine Karlen und von Anne Lüscher
Nadine Karlen
Das von Nadine Karlen entwickelte DustEar-Messprinzip basiert auf der Funktionsweise eines Impaktors: Partikel werden in einer Düse auf eine kontrollierte Geschwindigkeit beschleunigt und prallen anschliessend auf einen Piezo-Wandler, der als Impaktorplatte dient. Jedes einzelne Teilchen erzeugt dabei einen Impulsübertrag auf den Piezo-Wandler, der als charakteristischer Pulszug im Signal sichtbar ist. Die Amplitude jedes Signalpulses ist proportional zur Masse des jeweiligen impaktierten Partikels. Dieser neue, innovative Ansatz ermöglicht eine genaue Charakterisierung der Massenverteilung und damit die Partikel-Massenkonzentration wie bspw. PM10 oder PM2.5, welches regulierte Parameter bei der Überwachung der Luftqualität sind. Darüber hinaus liefert die gemessene Massenverteilung wichtige Hinweise auf Aerosolquellen und -typen – dies ist zur Untersuchung der Wirksamkeit von Massnahmen zur Verringerung der Luftverschmutzung von Bedeutung.
Für Fragen: Nadine Karlen, Research Associate, Aerosol measurement group, Institute for Sensors and Electronics, University of Applied Sciences, Windisch,
Originalartikel: Single Aerosol Particle Detection by Acoustic Impaction; Source: https://ieeexplore.ieee.org/document/9768831
Anne Lüscher
Die Covid-19 Pandemie hat gezeigt, wie wichtig es ist die Virenverteilung in der Luft vor allem in Innenräumen genau zu kennen. Anne Lüscher hat erforscht, wie dies mit «DNA- Barcodes» in Silikapartikeln zuverlässig studiert werden kann.
Für Fragen: Anne Lüscher PhD, Functional Materials Laboratory, Institute for Chemical- and Bioengineering, ETHZ HCI E 112, CH-8093 Zurich,
Originalartikel: Luescher, AM, Koch, J, Stark, WJ, Grass, RN. Silica-encapsulated DNA tracers for measuring aerosol distribution dynamics in real-world settings. Indoor Air. 2022; 32:e12945. https://doi.org/10.1111/ina.12945
Der Swiss Aerosol Award wird am 2. November 2022 anlässlich des 17. Meetings der Swiss Aerosol Group (SAG) verliehen. Der Preis ist mit je 5000 CHF dotiert.
Die Schweizerische Lungenstiftung bezweckt die Bekämpfung und Erforschung von Lungenkrankheiten und setzt sich gegen die Luftverschmutzung ein. 2011 hat die Stiftung den Swiss Aerosol Award ins Leben gerufen: Mit dem Preis in der Höhe von CHF 5000 werden herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der Aerosol- Forschung ausgezeichnet. www.swisslung.org
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Feinstaub verschlimmert Erkältungen
Eine Exposition mit Feinstaub verändert die Immunantwort von nasalen Epithelzellen so, dass sich Erkältungsviren besser vermehren können. Dies führt zu einer stärkeren Entzündungsreaktion, die mutmasslich auch mit mehr Symptomen einhergehen kann. Dies haben PD Dr. Loretta Müller und PD Dr. Jakob Usemann in ihrer - mit dem Swiss Aerosol Award 2021 ausgezeichneten - Arbeit gezeigt.
Es ist schon länger bekannt, dass Feinstaub und andere Luftschadstoffe die Immunantwort und die
Vermehrung von Grippeviren beeinflussen können. Es war aber bisher nicht untersucht, ob
Luftverschmutzung eine Infektion mit den sogenannten Rhinoviren verändert. Rhinoviren gehören zu den häufigsten Erkältungsviren und verursachen hauptsächlich Schnupfen. Bei Kindern jedoch können Rhinoviren auch schwere Atemwegssymptome verursachen. Zudem wird auch ein Einfluss auf Asthmaentstehung diskutiert.
In ihrer preisgekrönten Arbeit über den Einfluss von Dieselpartikeln auf die Anfälligkeit von nasalen
Epithelzellen auf eine Rhinovirusinfektion, konnten PD Dr. Loretta Müller, Gruppenleiterin der Pädiatrischen Pneumologie und Allergologie im Medizinbereich Kinder und Jugendliche am Inselspital Bern und am Department für BioMedizinische Forschung (DBMR) der Universität Bern, und PD Dr.Jakob Usemann, Oberarzt im Kinderspital Zürich und Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Kinderspital beider Basel (UKBB), zeigen, dass eine vorgängige Exposition gegenüber Dieselpartikeln die Virusmenge in nasalen Epithelzellen erhöht. Dies geschieht über die Herunterregulierung von viralen Verteidigungsrezeptoren und einer Hochregulierung von entzündlichen Botenstoffen. Die Studie, welche nasale Epithelzellen von 49 Kindern im Alter von 0-7 Jahren und 12 Erwachsenen umfasste, zeigte auch, dass die Effekte unabhängig vom Alter sind.
Der Swiss Aerosol Award wird/wurde am 02. November 2021 anlässlich des 16. Meetings der Swiss Aerosol Group (SAG) verliehen.
Der Preis ist mit 5000 CHF dotiert.
Auskunft:
- PD Dr. Loretta Müller, Pädiatrische Pneumologie und Allergologie, Medizinbereich Kinder und Jugendliche, Inselspital Bern und Department für BioMedizinische Forschung (DBMR),
Universität Bern,
- PD Dr. med Jakob Usemann PhD, Universitätskinderspital beider Basel (UKBB),
Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein. , 076 441 95 18
Originaltitel: Diesel exposure increases susceptibility of primary human nasal epithelial cells to rhinovirus infection;
Quelle: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8451029/
Die Schweizerische Lungenstiftung bezweckt die Bekämpfung und Erforschung von Lungenkrankheiten und setzt sich gegen die Luftverschmutzung ein. 2011 hat die Stiftung den Swiss
Aerosol Award ins Leben gerufen: Mit dem Preis in der Höhe von CHF 5000 werden herausragende
Arbeiten auf dem Gebiet der Aerosol- Forschung ausgezeichnet. www.swisslung.org
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Auch verfügbar:
- Swiss Aerosol Award 2020: Feinstaubpartikel durch Businessjet und automatisierte Pollenmessung
- Swiss Aerosol Award 2019: Luftschadstoffe bei der Verbrennung von Biomasse
- alle Preisträger im Überblick
- Swiss Aerosol Award 2018: Auszeichnung für die Erforschung des Emissionsverhaltens von direkt-einspritzenden Benzin-Fahrzeugen (GDI)