Räumliche, zeitliche und quellenbedingte Variation Feinstaub induzierter Hydroxylradikalgenerierung

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Die Fähigkeit von Partikeln Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu bilden - als Metrik „ROS“ bezeichnet - gilt heutzutage als eine mögliche neue bzw. zusätzliche Beurteilungsmetrik hinsichtlich gesundheitsschädigender Effekte ausgelöst durch Partikel. Eine Erfassung dieser partikelbedingten Radikal¬bildung oder genauer des Wasserstoffperoxid abhängigen Hydroxylradikal(OH∙)-Bildungspotentials erfolgte in dieser Arbeit, unter Berücksichtigung der Aspekte Methodenentwicklung / -standardisierung und mögliche Gesundheitsrelevanz, mittels spin trap (5,5-dimethyl-1-pyrrolin-N-oxid, DMPO) basierter Elektronenspinresonanz Spektroskopie (ESR). Hierzu wurde eine von der etablierten Methodik abgewandelte Methodik erarbeitet und getestet, welche das ROS- Bildungspotential von PM Proben, gesammelt auf Quarzfaserfilter, erfasst. Des Weiteren wurde zwecks inter- und intralaboratorialen Vergleichs eine mögliche Standardisierung der spin trap basierten ESR-Methodik anhand von Metalllösungen und einem zertifiziertem Referenzmaterial untersucht. Basierend auf der abgewandelten Methodik (Nutzung von Quarzfaserfilter) und der etablierten Methodik (Nutzung von Teflonfilter) wurde zudem das PM induzierte, intrinsische OH∙-Bildungspotential von Filterproben, aus verschiedenen früheren durchgeführten Studien untersucht. Das OH∙-Bildungspotential dieser Proben wurde dabei u. a. hinsichtlich möglicher Standortabhängigkeiten, Quellen, chemischer Inhaltsstoffe und Gesundheitsrelevanz hin ausgewertet. Es zeigte sich dabei grundlegend ein Unterschied in der PM10 und PM1 induzierten OH•-Bildungsintensität, zwischen urbanen und ländlichen Räumen, mit höheren Werten für den urbanen und niedrigeren Werten für den ländlichen Raum. Zu erwartende detaillierte Standortabhängigkeiten (z. B. Verkehr, Wohngebiet) sowie saisonale Unterschiede sind lediglich andeutungsweise festgestellt worden. Des Weiteren konnte gezeigt werden, daß eine Quellenidentifizierung der OH•-Bildungsintensität in Kombination über die Erfassung der Luftmassenherkunft und einer Positiven Matrix Faktorisierung (PMF) möglich ist. Nach Anwendung eines Rückwärts-Trajektorienmodells und PMF ergaben sich demnach die größten zu erwartenden Quelleiträge für eine erhöhte OH•-Bildungsintensität durch Industrieemissionen und die Nutzung fossiler Brennstoffe. Ebenso wurde für PM2.5 Proben gezeigt, dass eine Ermittlung personenspezifischer Exposition mittels Landflächennutzungsregressionsmodell und mit personengetragener Sammeltechnik für die Partikel induzierte, intrinsische OH•-Bildungsintensität möglich ist. Dabei erwies sich der Innenraum aufgrund der hohen Aufenthaltsdauer von Personen als eine gegenüber dem Außenbereich nicht zu vernachlässigende Quelle möglicher partikelinduzierter OH∙-Bildung. In Bezug auf induzierte Gesundheitseffekte wurde erstmals eine eventuelle Verknüpfung des partikelbedingten OH∙-Bildungspotentials und dem Auftreten von Diabetes Typ II untersucht. Hierbei zeigte sich ein möglicherweise bestehender Zusammenhang, welcher jedoch zunächst weitergehend zu untersuchen ist bevor tiefergehende Rückschlüsse gezogen werden sollten. Zusammengefasst verdeutlichen die Ergebnisse dieser Arbeit das mögliche Anwendungspotential einer ESR basierten OH∙-Erfassung und deren Einsatz hinsichtlich verschiedener Fragestellungen in der Forschung.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Biologie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beitragende:
Prof. Dr. Kuttler, Wilhelm [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Radtke, Ulrich [Gutachter(in), Rezensent(in)]
PD Dr. med. Hoffmann, Barbara [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
03.08.2012
Dokument erstellt am:
20.11.2012
Promotionsantrag am:
18.04.2012
Dateien geändert am:
20.11.2012
Medientyp:
Text