Unsichtbare und allergieerzeugende Pollen überwachen

Pollen sind ein grosser Bestandteil der pathogenen Bioaerosole, die über die Luft transportiert werden. Die von Auge unsichtbaren Bioaerosole verteilen sich sehr schnell und über weite Strecken. Bioaerosole sorgen zudem für allergische Reaktionen und Krankheiten, die sowohl für uns Menschen als auch für Tiere und Pflanzen grossen Schaden und teilweise lebensbedrohliche Situationen auslösen können. Mit diesem Bewusstsein scheint es offensichtlich, dass wir mehr über die Luft die wir atmen wissen sollten.

Die Messung von Pollen in der Luft ist nichts Neues. Im Gegenteil, seit über 50 Jahren messen Wissenschaftler in der Aerobiologie, Ärzte und Wetterdienste die lokalen Pollenkonzentrationen mit Hilfe von manuellen Pollenfallen und der Analyse und Auszählung der Pollen unter dem Mikroskop (Hirst, 1952). Diese Methode hat aber einen grossen Nachteil. Und zwar sind die Resultate der Messungen eine Woche zu spät verfügbar. Wir wissen also erst nach einer Woche, welche Pollen am Tag der Messung in der Luft waren. Jede Person mit einer Pollenallergie weiss, dass bis zu diesem Zeitpunkt die Symptome und Beschwerden schon längst da sind. Jüngste Ereignisse wie die aktuelle Pandemie oder die dramatischen Ereignisse mit Thunderstorm-Asthma in Melbourne sind Bespiele die noch viel deutlicher zeigen, wie wichtig die Messung und Überwachung von biologischen Erregern in Echtzeit ist (Thien et al., 2018).

Mit der automatischen Pollenüberwachung ist eine Lösung verfügbar, welche die Messung und Überwachung von Pollenkonzentrationen in Echtzeit, kontinuierlich und rund um die Uhr ermöglicht.

Warum braucht es automatische Pollenüberwachung?

In der Schweiz ist rund ein Fünftel der Bevölkerung von Pollenallergie betroffen. Studien zeigen, dass die Zahl der diagnostizierten Pollenallergiker:innen in den letzten Jahrzehnten in Europa stetig gestiegen ist (Lake et al., 2016). Einer der Hauptgründe dafür ist unter anderem der voranschreitende Klimawandel (Kurganskiy et al., 2021).

Neben Pollenallergiker:innen nutzt auch die Medizin beziehungsweise Allergolog:innen, die Informationen der Pollenmessungen. Die Informationen werden sowohl für Beobachtungen als auch für Prognosen zur Diagnose und Behandlung von Allergiepatienten genutzt.

Was bei Allergiepatient:innen am Anfang nur geringe Symptome verursacht, kann sich später zu einer chronischen Erkrankung der Atemwege und zu Asthma entwickeln. Die Folgen sind der Anstieg von direkten und indirekten Gesundheitskosten im Zusammenhang mit Allergien, die derzeit in Europa zwischen 50 bis 150 Milliarden Euro pro Jahr geschätzt werden (Zuberbier et al., 2014). Für Pollenallergiker:innen mit Asthma oder Heuschnupfen können hohe Pollenkonzentration in Kombination mit einem Gewitter zu problematischen und lebensbedrohlichen Situationen wie beim Thunderstorm-Asthma führen. Wir müssen also wissen, ab welchem Zeitpunkt die Pollen in der Luft sind, wann die Konzentrationen ansteigen und wann wir wieder frei aufatmen können. Alles damit wir lebensbedrohliche Situationen verhindern und eine bessere Lebensqualität gewährleisten können.

Bisher gilt die traditionelle Messmethode für Pollen immer noch als Standard und ist auf der ganzen Welt verbreitet. Im Detail lassen sich damit ein breites Spektrum unterschiedlicher Pollen durch Expertenaugen auszählen, jedoch bestehen auch eine Reihe von Nachteilen. Dazu gehören eine geringe zeitliche Auflösung und eine Verzögerung von bis zu zehn Tagen. Darum können die traditionellen Daten der Pollenmessung weder für eine zuverlässige Polleninformation noch für genaue Pollenprognose und Frühwarnsysteme verwendet werden.

Neue Technologie verschafft Abhilfe

Mit der neuen Technologie sind die Informationen in Echtzeit verfügbar und ermöglichen eine genauere Aussage zum aktuellen Verlauf der Pollenbelastung. Sind die automatischen Messnetze einmal aktiv, können damit die Polleninformationen und die Pollenvorhersagen durch Echtzeitdaten dramatisch verbessert werden. Im nachfolgenden Abschnitt zeigen wir ein Beispiel wie MeteoSchweiz Pollendaten aus automatischer Überwachung in Ihre Webseite integriert und für die Schweizer Bevölkerung zugänglich macht. Dabei machen wir einen kurzen Exkurs wie die automatische Pollenüberwachung funktioniert.

Wie funktioniert die automatische Pollenüberwachung?

Die automatische Pollenüberwachung bedeutet, dass ein Messsystem selbstständig und kontinuierlich die lokalen Pollenkonzentrationen rund um die Uhr misst und überwacht. Insbesondere kann das Messsystem die verschiedenen Pollentypen voneinander unterscheiden und kleinste Veränderungen in der Pollenkonzentration nachweisen. Daraus folgen entsprechenden Werte, die minütlich aktualisiert und ausgegeben werden. Eine detaillierte Beschreibungen zum Vorgang finden sie auf unserer Webseite unter Technologie.

Folglich erkennt das System bei kleinsten Konzentrationen, ob die Freisetzung von allergischen Pollen und somit die Pollensaison begonnen hat. Während der Pollensaison ermittelt und überwacht es den Verlauf der Pollenbelastung und gibt genauere Auskunft, wann die Saison beendet ist. Dank digitaler Übermittlung gibt es keine Zeitverzögerung bis die Messdaten zum Endnutzer gelangen. Als Folge dessen, können z.B. Pollenallergiker:innen präventive Massnahmen ergreifen, um einen milden Verlauf der Symptome zu begünstigen. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Pollenkonzentration von Gräsern in mittleren Tageswerten über die ganze Saison.

Die nächsten Abbildung zeigt die Pollenkonzentrationen von Gräsern in Stundenwerten zwischen dem 10. und 16. Juli 2021. Die Abbildung zeigt den Verlauf und die täglichen Höchst- und Tiefstwerte der Pollenkonzentration innerhalb der gemessenen Zeitspanne.

Welche Lösung bietet Swisens für die automatische Pollenüberwachung?

Kurz gesagt bieten wir eine Komplettlösung für die automatische Pollenüberwachung. Darunter verstehen wir die Kombination aus Hardware, Software und Services um die Implementierung automatischer Pollenüberwachung für unsere Kunden so einfach wie möglich zu machen. Daraus ist das SwisensEcosystem Pollen Monitoring entstanden, womit wir in der Lage sind ein Messsystem, benutzerfreundliche Software und dazugehörende Dienstleistungen für das Datenmanagement und den Unterhalt anzubieten. Wir bieten unseren Kunden als Partner Hand bei der Integration, dem Aufbau und dem Betrieb von automatischer Pollenüberwachung – egal ob für eine einzelne Messstation oder ein grossflächiges Netzwerk.

Wenn Sie mehr dazu erfahren möchten, schicken Sie uns ihre Fragen an sales@swisens.ch oder schauen sich weitere Beiträge zu diesem Thema an.

Literaturverweise

^{Hirst, J. M. (1952). AN AUTOMATIC VOLUMETRIC SPORE TRAP. AN AUTOMATIC VOLUMETRIC SPORE TRAP, 39(2), 257–265. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1952.tb00904.}

^{Kurganskiy, A., Creer, S., De Vere, N., Griffith, G. W., Osborne, N. J., Wheeler, B. W., McInnes, R. N., Clewlow, Y., Barber, A., Brennan, G. L., Hanlon, H. M., Hegarty, M., Potter, C., Rowney, F., Adams-Groom, B., Petch, G. M., Pashley, C. H., Satchwell, J., De Weger, L. A., … Skjøth, C. A. (2021). Predicting the severity of the grass pollen season and the effect of climate change in Northwest Europe. https://doi.org/10.1126/sciadv.abd7658}

^{Lake, I., Jones, N., Agneew, M., Goodness, C. M., Giorgi, F., Hamaoui-Laguel, L., Semenov, M. A., Solomon, F., Storkey, J., Vautard, R., & Epstein, M. M. (2016). Climate Change and Future Pollen Allergy in Europe. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5332176/}

^{Thien, F., Beggs, P. J., Csutoros, D., Darvall, J., Hew, M., & Davies, J. M. (2018). The Melbourne epidemic thunderstorm asthma event 2016: An investigation of environmental triggers, effect on health services, and patient risk factors. https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/PIIS2542-5196(18)30120-7/fulltext}

^{Zuberbier, T., Simoens, S., Lotvall, J., & K Church, M. (2014). Economic Burden of Inadequate Management of Allergic Diseases in the European Union: A GA2LEN Review.}