• Projektnummer: F 2479
• Projektdurchführung: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)
• Status: Abgeschlossenes Projekt

Projektbeschreibung:

Das Einatmen von Fein- und Ultrafeinstaubpartikeln in der Wohn- und Arbeitsumgebung kann sich negativ auf die Gesundheit des Menschen auswirken. Deshalb ist es notwendig, die Zusammensetzung von Stäuben und die Konzentration kritischer Bestandteile verlässlich zu bestimmen. Es liegen momentan wenig gesicherte Informationen über die Zusammensetzung von Partikeln in Innenräumen vor, die für die menschliche Gesamtexposition aufgrund der hohen Aufenthaltsdauer aber am relevantesten sind. Außerdem sind die notwendigen Untersuchungen für die Charakterisierung der Aerosole in den Innenräumen sehr zeit- und personalaufwendig und machen eine Auswerteautomatisierung dringend notwendig.

Deshalb wurde in dem vom Umweltbundesamt geförderten Forschungsprojekt ein Verfahren der Auswerteautomatisierung entwickelt, bei der die Kombination mehrerer bildgebender und chemisch-analytischer Mikroskopie-Verfahren die Grundlage bildet. Damit werden Informationen sowohl zur Gestalt als auch zur chemischen Zusammensetzung der Feinstaubpartikel geliefert, die dann mit computergestützten Methoden identifiziert werden können.

Den Ausgangspunkt der Analyse bilden elektronenmikroskopische Bilder von Filteroberflächen, mit denen Partikel aus der Luft an Arbeitsplätzen und anderen Innenräumen gesammelt wurden. Um sie bekannten Partikelgruppen zuordnen zu können, werden die im Bild lokalisierten Partikel in ihrer Form vermessen und mittels spektroskopischer Verfahren hinsichtlich ihrer Elementzusammensetzung und chemischen Beschaffenheit charakterisiert. Für diesen Schritt der Segmentierung kommen Methoden des Maschinellen Lernens zum Einsatz, die an Stäuben bekannter Zusammensetzung trainiert wurden. Die entwickelten Vorgehensweisen wurden in eine Software implementiert.

Sowohl die automatische Bilderzeugung als auch die automatische Bildanalyse und Klassifizierung ermöglichen die Auswertung einer hohen Anzahl von Partikelbildern und -spektren, die Voraussetzung für aussagekräftige statistische Untersuchungen sind. Damit liefert das erfolgreich abgeschlossene Forschungsprojekt eine wichtige Grundlage für eine effiziente Bewertung der Feinstaubbelastungen in Innenräumen.