Durch Krankheitserreger übertragene Infektionen wie die Vogelgrippe stellen ein großes Problem in der Geflügelzucht dar. Um diese zu verhindern und die Hühner gesund zu halten, setzen die Tierhalter in der Regel auf Antibiotika. Durch deren flächendeckenden Einsatz, vor allem in großen Zuchtbetrieben, können die Keime sich aber auch an die Antibiotika gewöhnen und Resistenzen entwickeln. Dann werden die Medikamente unwirksam. Über tierische Produkte wie Fleisch und Eier gelangen die resistenten Erreger zudem in unsere Lebensmittel und über die Abwässer aus der Geflügelzucht auch in unser Grundwasser. Der häufige Einsatz von Antibiotika stellt daher für Tiere und Menschen ein potenzielles Gesundheitsrisiko dar. Ebenfalls gefährlich für die Tiere – und damit letztlich auch für uns – kann auch die Luft im Stall sein. Denn darin befinden sich häufig Ammoniak und sogenannte VOCs (Volatile Organic Compounds) aus den Ausscheidungen der Tiere, die ebenfalls krankmachen können.
Wie funktioniert der neue Luftreiniger?
Um die Stallhygiene und das Tierwohl zu verbessern, haben Forschende daher nun ein neues Gerät entwickelt, das die Stallluft effektiv reinigt und dadurch Infektionserkrankungen und ihre Behandlung mit Antibiotika reduzieren könnte. Die Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB-AST) in Ilmenau, der PURION GmbH und der Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. (GMBU) bauten dafür einen kompakten Apparat, der problemlos an der Decke von Geflügel- und Schweineställen angebracht werden kann. Mittels UV-Licht aus LEDs desinfiziert das Gerät kontinuierlich die Luft. Zudem werden mit ihm Partikel und Moleküle aus der Luft in einem chemischen Prozess unschädlich gemacht.
„UV-Strahlung wirkt in bestimmten Wellenlängenbereichen stark mikrobiozid, die Krankheitserreger werden durch Schädigung der DNA deaktiviert“, erklärt Thomas Westerhoff vom Fraunhofer IOSB-AST. Die verwendeten UVC-LEDs senden Licht in solchen Wellenlängen aus, die Viren, Bakterien und Schimmelpilze abtöten, wie die Forschenden berichten. Darüber hinaus enthält das Gerät auch UVA-LEDs, um per UV-Strahlung indirekt auch Ammoniak und VOCs aus der Stallluft unschädlich zu machen. Dabei treffen die UVA-Strahlen im Gerät auf beschichtete Oberflächen, die nach Anregung mit Licht chemische Reaktionen auslösen. „Bei diesem Vorgang werden aus der Luftfeuchtigkeit hochreaktive Hydroxyl-Radikale gebildet, die organische Stoffe oxidieren beziehungsweise verbrennen“, erklärt Westerhoff.
Prototyp soll weiter optimiert werden
Der Prototyp des Luftreinigers reinigt mit diesen beiden kombinierten Methoden bereits effektiv die Stallluft, wie die Wissenschaftler anhand von Tests ermittelt haben. In weiteren Experimenten wollen sie nun LEDs verschiedener Wellenlängen mit unterschiedlichen Photokatalysator-Materialien kombinieren und so prüfen, ob sie ihr Gerät noch weiter optimieren können. Sie planen zudem, ein Filtersystem zu entwickeln, das verhindert, dass sich Staub auf der photokatalytisch aktiven Beschichtung im Gerät ablagert. „Das Ziel unseres Projektes ist eine vollendete, mobile Apparatur als echte Innovation für die Geflügelzucht“, so Westerhoff. Langfristig soll der Apparat die Tiere gesünder halten, wodurch weniger Antibiotika benötigt werden und weniger Mikroben Resistenzen gegen diese entwickeln können.
