Aerosole und Krankheitserreger

Neben Kohlen­diox­id (CO2) enthält die Ausatem­luft auch Aerosole, welche infek­tiöse Par­tikel (Krankheit­ser­reger) enthal­ten kön­nen. Als Aerosole wer­den Mis­chun­gen von fes­ten und flüs­si­gen Par­tikeln in einem Gas oder Gas­gemisch (z. B. Luft) beze­ich­net. Sie kön­nen einen Durchmess­er von 1 Nanome­ter bis 1 mm besitzen. Zu den Län­gen­maßen: 1 mm = 1.000 µm (Microm­e­ter), 1 µm = 1.000 nm (Nanome­ter). Aerosole schweben unter­schiedlich lange in der Luft und kön­nen hier eingeat­met wer­den; Aerosol­par­tikel klein­er als 10 µm kön­nen Stun­den bis Tage in der Luft verbleiben. Rud­nick und Mil­ton unter­sucht­en 2003 den Zusam­men­hang zwis­chen CO2-Konzen­tra­tion und Gefahr von Ansteck­ung Krankheit­ser­regern in Innen­räu­men. 30 Per­so­n­en hiel­ten sich über 4 Stun­den in einem Klassen­z­im­mer auf, in welchem eine Per­son an Grippe erkrankt war. Bei ein­er CO2-Konzen­tra­tion von 1.000 ppm steck­ten sich dabei fünf weit­ere Per­so­n­en an, bei 2000 ppm waren es schon zwölf Per­so­n­en und bei 3000 ppm war es schließlich die Hälfte der Anwe­senden. Mit steigen­der CO2-Konzen­tra­tion im Raum nahm somit das Ansteck­ungsrisiko zu, Folge der par­al­lel ansteigen­den Zahl der Krankheit­ser­reger in der Ausatem­luft der Infizierten. Beson­ders prob­lema­tisch ist, dass auch infizierte Per­so­n­en ohne Symp­tome Krankheit­ser­reger ausat­men kön­nen. In Innen­räu­men ist auf­grund des beschränk­ten Luftvol­u­mens die Wahrschein­lichkeit ein­er Anre­icherung infek­tiös­er Par­tikel generell höher als im Freien. Rud­nick und Mil­ton schätzen aus ihrer Studie, dass CO2-Konzen­tra­tio­nen über 1200 ppm zeigen, dass fast 2% der Luft im Raum bere­its ein­mal Lun­genkon­takt hat­te. Neben der Anzahl der Per­so­n­en in Räu­men und deren Abstand zueinan­der ist auch deren Aktiv­ität von Bedeu­tung wie z. B. Sin­gen, Rufen, Schreien, Musizieren mit Blasin­stru­menten und Sport. Eine beson­dere Aktu­al­ität hat der Zusam­men­hang des Gehaltes von Krankheitspar­tikeln in der Innen­raum­luft und der CO2-Konzen­tra­tion im Rah­men der Covid-19-Pan­demie erhal­ten. Coro­n­aviren vom Typ SARS-CoV­‑2 (COVID-19) haben einen Durchmess­er von 0,12 — 0,16 µm und wer­den aus dem Atemwe­gen aus­geschieden. Sie kön­nen sich wie alle Viren unter­schiedlich lange in Aerosolen in der Luft hal­ten. COVID-19-Infek­tio­nen erfol­gen vornehm­lich bei län­geren Aufen­thal­ten in schlecht belüfteten Innen­räu­men und bei engem Kon­takt (< 1–2 m Abstand) aber nur sel­ten in die Außen­luft.

Kann man Aerosole in der Luft messen?

Es würde diesen Artikel spren­gen, wenn man hier ver­tieft einge­hen würde. Zu diesem The­ma gibt es in Wikipedia einen Artikel. Wer dieses The­ma ver­tiefen möchte, find­et weit­erge­hende und detail­lierte Infor­ma­tio­nen z. B. auf der Seite des An-Insti­tutes der Uni­ver­sität Essen-Duis­burg (www.iuta.de). Der Über­sicht hal­ber wer­den die ver­schiede­nen Meth­o­d­en zur Aerosol-Mes­sung nach­ste­hend aufge­führt:

  • Kernzählen (mikroskopis­che Auswer­tung ange­saugter Luft auf ein­er Vase­li­neschicht).
  • Wägung von Teilchen, die mit­tels Impak­toren oder Zen­trifu­gen abgeschieden wer­den.
  • Mobil­ität­s­analysatoren (dif­fer­en­tial mobil­i­ty analyser, DMA) nach elek­trisch­er Aufladung der Aerosol­par­tikel.
  • Optis­che Meth­o­d­en mit­tels Detek­tion gestreuten Licht­es in Analo­gie zur Fein­staubmes­sung.
  • LIDAR-Sys­teme , die das Lichte­cho von gesende­ten Laser­im­pulsen messen. Bes­tim­mung der Aeroslschich­tung in der Atmo­sphäre.
  • Fern­erkundliche Ver­fahren für die gesamte Atmo­sphäre. Anwen­dung z. B. bei Satel­liten­bildern.

Für prak­tis­che Zwecke wird die CO2-Konzen­tra­tion in der Luft gemessen und dies als Maß für die Belas­tung der Raum­luft mit Aerosolen und Krankheit­ser­regern genom­men. In der Covid-19-Pan­demie hat dies zur Senkung des Infek­tion­sriskos in Innen­räu­men z.B. im pri­vat­en Bere­ich, Schulen und am Arbeit­splatz große Bedeu­tung gewon­nen.

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