Chemische und physikalische Charakterisierung von Aerosolpartikeln aus besonderen anthropogenen Emissionsquellen : ein integrativer Ansatz mittels online (HR-ToF-AMS)- und komplementärer offline (ATR-FTIR-Spektroskopie)-Analytik

Die Gesundheitseffekte von Aerosolpartikeln werden stark von ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften und somit den jeweiligen Bildungsprozessen und Quellencharakteristika beeinflusst. Während die Hauptquellen der anthropogenen Partikelemissionen gut untersucht sind, stellen die spezifischen Emissionsmuster zahlreicher kleiner Aerosolquellen, welche lokal und temporär zu einer signifikanten Verschlechterung der Luftqualität beitragen können, ein Forschungsdesiderat dar.rnIn der vorliegenden Arbeit werden in kombinierten Labor- und Feldmessungen durch ein integratives Analysekonzept mittels online (HR-ToF-AMS ) und filterbasierter offline (ATR-FTIR-Spektroskopie ) Messverfahren die weitgehend unbekannten physikalischen und chemischen Eigenschaften der Emissionen besonderer anthropogener Aerosolquellen untersucht. Neben einem Fußballstadion als komplexe Mischung verschiedener Aerosolquellen wie Frittieren und Grillen, Zigarettenrauchen und Pyrotechnik werden die Emissionen durch Feuerwerkskörper, landwirtschaftliche Intensivtierhaltung (Legehennen), Tief- und Straßenbauarbeiten sowie abwasserbürtige Aerosolpartikel in die Studie mit eingebunden. Die primären Partikelemissionen der untersuchten Quellen sind vorrangig durch kleine Partikelgrößen (dp < 1 µm) und somit eine hohe Lungengängigkeit gekennzeichnet. Dagegen zeigen die Aerosolpartikel im Stall der landwirtschaftlichen Intensivtierhaltung sowie die Emissionen durch die Tiefbauarbeiten einen hohen Masseanteil von Partikeln dp > 1 µm. Der Fokus der Untersuchung liegt auf der chemischen Charakterisierung der organischen Partikelbestandteile, welche für viele Quellen die NR-PM1-Emissionen dominieren. Dabei zeigen sich wichtige quellenspezifische Unterschiede in der Zusammensetzung der organischen Aerosolfraktion. Die beim Abbrand von pyrotechnischen Gegenständen freigesetzten sowie die abwasserbürtigen Aerosolpartikel enthalten dagegen hohe relative Gehalte anorganischer Substanzen. Auch können in einigen spezifischen Emissionen Metallverbindungen in den AMS-Massenspektren nachgewiesen werden. Über die Charakterisierung der Emissionsmuster und -dynamiken hinaus werden für einige verschiedenfarbige Rauchpatronen sowie die Emissionen im Stall der Intensivtierhaltung Emissionsfaktoren bestimmt, die zur quantitativen Bilanzierung herangezogen werden können. In einem weiteren Schritt werden anhand der empirischen Daten die analytischen Limitierungen der Aerosolmassenspektrometrie wie die Interferenz organischer Fragmentionen durch (Hydrogen-)Carbonate und mögliche Auswertestrategien zur Überwindung dieser Grenzen vorgestellt und diskutiert.rnEine umfangreiche Methodenentwicklung zur Verbesserung der analytischen Aussagekraft von organischen AMS-Massenspektren zeigt, dass für bestimmte Partikeltypen einzelne Fragmentionen in den AMS-Massenspektren signifikant mit ausgewählten funktionellen Molekülgruppen der FTIR-Absorptionsspektren korrelieren. Bedingt durch ihre fehlende Spezifität ist eine allgemeingültige Interpretation von AMS-Fragmentionen als Marker für verschiedene funktionelle Gruppen nicht zulässig und häufig nur durch die Ergebnisse der komplementären FTIR-Spektroskopie möglich. Des Weiteren wurde die Verdampfung und Ionisation ausgewählter Metallverbindungen im AMS analysiert. Die Arbeit verdeutlicht, dass eine qualitative und quantitative Auswertung dieser Substanzen nicht ohne Weiteres möglich ist. Die Gründe hierfür liegen in einer fehlenden Reproduzierbarkeit des Verdampfungs- und Ionisationsprozesses aufgrund von Matrixeffekten sowie der in Abhängigkeit vorangegangener Analysen (Verdampferhistorie) in der Ionisationskammer und auf dem Verdampfer statt-findenden chemischen Reaktionen.rnDie Erkenntnisse der Arbeit erlauben eine Priorisierung der untersuchten anthropogenen Quellen nach bestimmten Messparametern und stellen für deren Partikelemissionen den Ausgangpunkt einer Risikobewertung von atmosphärischen Folgeprozessen sowie potentiell negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit dar. rn

A randomized, controlled clinical trial on the clinical, microbiological, and staining effects of a novel 0.05% chlorhexidine/herbal extract and a 0.1% chlorhexidine mouthrinse adjunct to periodontal surgery

BACKGROUND: Chlorhexidine (CHX) rinsing after periodontal surgery is common. We assessed the clinical and microbiological effects of two CHX concentrations following periodontal surgery. MATERIALS AND METHODS: In a randomized, controlled clinical trial, 45 subjects were assigned to 4 weeks rinsing with a 0.05 CHX/herbal extract combination (test) or a 0.1% CHX solution. Clinical and staining effects were studied. Subgingival bacteria were assessed using the DNA-DNA checkerboard. Statistics included parametric and non-parametric tests (p<0001 to declare significance at 80% power). RESULTS: At weeks 4 and 12, more staining was found in the control group (p<0.05 and p<0.001, respectively). A higher risk for staining was found in the control group (crude OR: 2.3:1, 95% CI: 1.3 to 4.4, p<0.01). The absolute staining reduction in the test group was 21.1% (9 5% CI: 9.4-32.8%). Probing pocket depth (PPD) decreases were significant (p<0.001) in both groups and similar (p=0.92). No rinse group differences in changes of bacterial counts for any species were found between baseline and week 12. CONCLUSIONS: The test CHX rinse resulted in less tooth staining. At the study endpoint, similar and high counts of periodontal pathogens were found.

Bevacizumab and erlotinib (BE) first-line therapy in advanced non-squamous non-small-cell lung cancer (NSCLC) (stage IIIB/IV) followed by platinum-based chemotherapy (CT) at disease progression: A multicenter phase II trial (SAKK 19/05)

This phase II trial aimed to evaluate feasibility and efficacy of a first-line combination of targeted therapies for advanced non-squamous NSCLC: bevacizumab (B) and erlotinib (E), followed by platinum-based CT at disease progression (PD).

Catastrophic Flooding In North-Central Pennsylvania: Geomorphic Findings From The September 2011 Event And Their Significance To

Tropical Storm Lee produced 25-36 cm of rainfall in north-central Pennsylvania on September 4th through 8th of 2011. Loyalsock Creek, Muncy Creek, and Fishing Creek experienced catastrophic flooding resulting in new channel formation, bank erosion, scour of chutes, deposition/reworking of point bars and chute bars, and reactivation of the floodplain. This study was created to investigate aspects of both geomorphology and sedimentology by studying the well-exposed gravel deposits left by the flood, before these features are removed by humans or covered by vegetation. By recording the composition of gravel bars in the study area and creating lithofacies models, it is possible to understand the 2011 flooding. Surficial clasts on gravel bars are imbricated, but the lack of imbrication and high matrix content of sediments at depth suggests that surface imbrication of the largest clasts took place during hyperconcentrated flow (40-70% sediment concentration). The imbricated clasts on the surface are the largest observed within the bars. The lithofacies recorded are atypical for mixed-load stream lithofacies and more similar to glacial outburst flood lithofacies. This paper suggests that the accepted lithofacies model for mixed-load streams with gravel bedload may not always be useful for interpreting depositional systems. A flume study, which attempted to duplicate the stratigraphy recorded in the field, was run in order to better understand hyperconcentrated flows in the study area. Results from the study in the Bucknell Geology Flume Laboratory indicate that surficial imbrication is possible in hyperconcentrated conditions. After flooding the flume to entrain large amounts of sand and gravel, deposition of surficially imbricated gravel with massive or upward coarsening sedimentology occurred. Imbrication was not observed at depth. These experimental flume deposits support our interpretation of the lithofacies discovered in the field. The sizes of surficial gravel bar clasts show clear differences between chute and point bars. On point bars, gravels fine with increasing distance from the channel. Fining also occurs at the downstream end of point bars. In chute deposits, dramatic fining occurs down the axis of the chute, and lateral grain sizes are nearly uniform. Measuring the largest grain size of sandstone clasts at 8-11 kilometer intervals on each river reveals anomalies in the downstream fining trends. Gravel inputs from bedrock outcrops, tributaries, and erosion of Pleistocene outwash terraces may explain observed variations in grain size along streams either incised into the Appalachian Plateau or located near the Wisconsinan glacial boundary. Atomic Mass Spectrometry (AMS) radiocarbon dating of sediment from recently scoured features on Muncy Creek and Loyalsock Creek returned respective ages of 500 BP and 2490 BP. These dates suggest that the recurrence interval of the 2011 flooding may be several hundred to several thousand years. This geomorphic interval of recurrence is much longer then the 120 year interval calculated by the USGS using historical stream gauge records.