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Aerosole – klein aber „Oho“

Frau im Bus hustet

Maske – Händewaschen  – Abstand halten. Maßnahmen, die uns seit Monaten begleiten. Und dennoch – Covid bestimmt noch auf unbestimmte Zeit unseren Alltag …
Die Aufmerksamkeit der Virologen und Hygieniker hat sich mittlerweile markant verlagert: Politiker und Epidemiologen machen darauf aufmerksam, dass den AEROSOLEN bei der Übertragung des Sars-CoV-2-Virus eine entscheidende Bedeutung zukommt.

Das Ausmaß der Viren-Verbreitung durch  Aerosole könnte sogar weitaus größer sein als über die Berührung kontaminierter Oberflächen!

Manche Zeitungen titeln dieser Tage vom “Der Supergau durch Aerosol-Viren steht uns im Winter bevor” – aber so weit wird es hoffentlich dann doch nicht kommen…. 

 

Inhalt des Beitrags zu Aerosole - Viren - Trockene Luft:

Aerosole - sind wortwörtlich "in aller Munde"....

Jeder von uns stößt sie aus – ob beim Sprechen, Singen, Atmen oder Husten. Aufgrund ihrer äußerst kleinen Größe und des geringen Eigengewichts halten sich die mikrofeinen Tröpfchen wie feine, unsichtbare Nebelschwaden für viele Stunden in der Raumluft.

Was aber sind Aerosole? 

Per  Definition – “Schwebeteilchen aus festen und/oder flüssigen Partikel, die sich in einem Gas oder Gasgemisch – also der Luft – befinden”.  Aerosolpartikel sind zwischen 1 Nanometer und mehreren  100 Mikrometern groß.  Diese ultrafeinen Partikel sind mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen.   Um eine Vorstellung zu geben: Ein Aerosolpartikel ist im Durchschnitt etwa 2000-Mal kleiner als ein “Punkt” in diesem Artikel…

Der Infektionsweg über Aerosole ist bereits für andere Erreger belegt, darunter Masern, Tuberkulose, Influenza – und auch für Sars-CoV-1, einem “Vorgänger” des Coronavirus.

Je kleiner – desto leichter sind sie, desto länger schweben sie in der Luft. Je kleiner die Partikel, desto tiefer können sie in die Lunge vordringen – und das ist gerade bei Atmungsorgan-schädigenden Keimen, überaus fatal.

Das eigentliche Aerosol-Problem, besteht aber gar nicht so sehr in den Aerosolen selbst. Sie sind – abgesehen von Umweltgiften – zum größten Teil unbedenklich weil unser Immunsystem damit umzugehen gelernt hat. ABER: Aerosole sind ein TRANSPORTMITTEL für Pilzsporen, Schimmelsporen, und – VIREN. 

Viren haben eine Mission.
Sie versuchen  so effizient wie möglich so viele “Verbreitungsopfer” wie möglich zu erreichen.
ABER: Sie sind eingeschränkt. Viren haben weder Füße noch  Flügel.
Das heißt – sie könnten sich kaum von selbst verbreiten – ergo benötigen sie ein „Transportmittel“. Und welches funktioniert am Besten?   AEROSOLE
Viren haften an den Aerosolen – und werden durch unsere Atmungsorgane
aufgenommen.  

So ansteckend eine Viren-Verbreitung über Händeschütteln auch sein mag – über Aerosole können viel mehr Opfer  erreicht werden.
Egal ob Covid / Corona oder „banale“ (aber nicht minder gefährliche) Grippeviren: 
Aerosole sind ein wesentlicher Faktor in der Verbreitungskette.  Und:  Trockene Luft spielt dabei eine entscheidene Rolle!

Was passiert beim “Ausstoß” eines kontaminierten Aerosolteils, egal ob beim Sprechen, Niesen oder Husten? Oder anders gefragt:

Wie erfolgt die Viren-Ansteckung / Übertragung?

Dafür bedarf es einer etwas ausführlicheren Erklärung…
Wissenschaftler mögen dem Autor verzeihen – es ist der Versuch, die Problematik der Trockenluft-Aerosole möglichst verständlich zu erläutern – ohne auf therrmophysikalische Prozesse und suspendierenden Mikroben näher einzugehen.

Unsere Atemwege sind feucht. Ergo auch jedes Aerosolpartikelchen das wir ausatmen.  
An der Luft beginnt sofort ein Verdunstungsprozess. Die trockene Luft entzieht dem Aerosol binnen Sekunden bis zu 90% des Wassergehalts. Das Aerosol besteht aber nicht nur aus Wasser – sondern unter anderem auch aus Salzen und Eiweißverbindungen. Durch den Wasserentzug werden diese Bestandteile im „ausgetrockneten“ Aerosol hochkonzentriert.  

Nun kommt das Entscheidende:
Wenn eine Restfeuchte im Aerosol verbleibt – können diese hochkonzentrierten Bestandteile die im Aerosol vorhandene Viren und Keime effektiv abtöten.
Wenn die Luft aber zu trocken ist, trocknet das Aerosol vollständig aus. Die Viren und Bakterien werden sozusagen „konserviert“. Sie bleiben infektiös. Werden die vertrockneten Aerosole eingeatmet, reichern sie sich in unseren feuchten Atemwegen (Schleimhaut der Nase) wieder mit Wasser an. Und zwar so rasch, dass die zuvor erwähnten Salze und Eiweißverbindungen keine abtötende Wirkung erzielen können.  Die Erreger starten einen neuen Infektionsprozess…..

Aber nicht nur auf Corona und Grippe-Viren hat die trockene Raumluft und Luft-Qualität einen negativen Einfluss: Durch trockene Heizungsluft  steigt die Belastung mit Schwebepartikel, die toxische und allergene Stoffe beinhalten.  Und mit ihnen steigt auch das Risiko für chronische Lungenerkrankungen und Heiz-Kreislauf-Beschwerden .

Die “Trockene-Luft-Problematik” ist nicht nur auf Covid-Zeiten beschränkt.. Seit vielen Jahren weisen Raumluft-Experten auf die Thematik der trockenen Luft und Verbreitung von (Grippe)Viren hin. Zehntausende Tote fordert die “normale” Grippe jedes Jahr in Deutschland und Österreich. Aber erst seit Covid19 / Corona rückt der vernachlässigte Faktor “Raumluft-Feuchtigkeit” in den Mittelpunkt des Interesses…..

Eine der ersten Studien zu diesem Thema hat das  National Institutes of Health in den USA veröffentlicht. Viren wurden über eine fein zerstäubte Flüssigkeit (Mikronebel)  freigesetzt, und anschließend  die Beständigkeit der Viren in den Aerosolen untersucht. Die Forscher konnten noch etliche Stunden nach der Zerstäubung lebensfähige Viren in den Aerosolen nachweisen. Viele weitere Studien haben den Zusammenhang zwischen trockener Luft und der Virenaktivität nachgewiesen. 

Luftfeuchtigkeit wird bei Covid-19 unzureichend bedacht

Viren mögen das Extreme. Bei optimaler Raum-Luftfeuchtigkeit sind sie zwar nicht ungefährlich – aber träge. Aber wehe, wenn die Raumluft zu trocken oder zu feucht ist – dann steigern sie ihre Aktivität und Aggressivtät. 

TROCKENE Raumluft und AEROSOLE  – DAS ist der perfekte Übertragungsweg.  
Warum?
Dies ist in erster Linie auf physikalische und chemische Prozesse zurückzuführen, auf die wir an späterer Stelle noch einmal zurückkommen. Schon in der Vergangenheit lieferten Studien renommierter Universitäten einen Hinweis darauf, dass das Übertragungsrisiko von (Grippe/Covid)Viren,  Krankheitserregern, Schimmelsporen, und vielen Allergenen von der Anzahl kontaminierter „Träger-Aerosole“ in der Luft abhängt.

Neue Untersuchungen zur aerosolgestützten Virusübertragung von Corona- und Influenza-Viren bestätigen Altbekanntes: Liegt die Raumfeuchte unter dem kritischen Wert von 35 Prozent relativer Luftfeuchte oder oberhalb des Grenzwertes von 65 Prozent, nimmt die Infektiosität der aktiven Viren überproportional zu.

Simulationsexperimente haben bereits 2013 den Zusammenhang von Viren-Infektiosität und trockener Raumluft gezeigt (Health Effects Laboratory West Virginia)
Das Ergebnis:
Trockene Luft (Luftfeuchte 23%).  Infektiosität der Viren:  70 bis 77 %
Befeuchtete Luft (Luftfeuchte 43%):  Infektiosität der Viren nur noch 14% !

 

Analoges Hygrometer und Thermometer

Vice versa: Im optimalen Bereich einer relativen Luftfeuchtigkeit von zumindest 40 % (optimaler sind 45 bis 55%) ist die Anzahl potenziell infektiöser Viren am geringsten – bestenfalls so gering, dass die Virenlast in der Luft für eine Infektion unzureichend ist.

 

Virenaktivität reduzieren - nur durch feuchtere Raumluft?

“Wie wirkt sich trockene Raumluft auf Viren und Aerosole aus?”
Oder anders gefragt:
“Wie beeinflusst eine optimale Raum-Luftfeuchtigkeit Aerosole und Viren?”
Kommen wir zurück zu den eingangs erwähnten chemischen und physikalischen Prozessen, die mit der Luftfeuchte in unmittelbarem Zusammenhang stehen und die Interaktion mit den Aerosolen beeinflussen:

Aerosole in der Luft

 

Aerosole sind nicht stabil. Sie sind von Luftfeuchte und Temperatur (und einigen chemischen Prozessen) abhängig.  Untersuchungen zeigen, dass die Virentätigkeit bei zu trockener Raumluft – entscheidend zunimmt. Das ist überwiegend darauf zurückzuführen, dass sich die Konzentration von Aerosole – und deren Größe – ebenfalls ändert, wenn die Raumluft zu trocken ist.  
Sie kennen vielleicht das Szenario, wann man auf einem Dachboden geht, und ein Sonnenstrahl durch ein Dachflächenfenster die Staubpartikel in der Luft sichtbar macht. Je trockener die Luft – desto leichter und weiter werden die Partikel getragen. Und mit ihnen auch das Virus….  Wenn die Luft hingegen optimal befeuchtet ist, sinken die mit infektiösem Virenerbgut belasteten Aerosole rascher zu Boden – und verlieren nach kurzer Zeit ihr Ansteckungspotential.

Zugleich reagieren die Aerosole chemisch mit der feuchteren Umluft:  Salze und Eiweiße der Luft reagieren mit den virenbelasteten Biotröpfen – und sorgen für eine Inaktivierung des viralen Erbgutes.

Die Viruslast wird – optimale Raumluft-Feuchtigkeit vorausgesetzt – sowohl auf physikalischem als auch auf chemischem Wege reduziert!

Fazit: Trockene Luft erhöht das Ansteckungsrisiko überproportional – kann aber durch  Luftfeuchte-Apparate auf gesundheitlich optimale Werte konditioniert werden!

Neue Standards für eine gesunde und virenfreie Luft

Haus mit Herbstlaub

Es dauert nicht mehr lange und der graue Herbst hat uns wieder: Kürzere Tage und sinkende Temperaturen haben direkte Auswirkung auf unser tägliches Lüftungsverhalten. Wir alle kennen die ermüdenden Bedingungen in unzureichend gelüfteten Räumen mit schlechter Luft: Nicht nur die CO2-Konzentration steigt an, sondern auch die Aerosolbelastung.

 

Studien beweisen:  Kaum ein Covid-Infizierter hat sich im Freien angesteckt – Der überwiegende Teil geht auf Ansteckungen in geschlossenen Räumen zurück!
Im Sommer ist es ja kein Problem, sich einen erheblichen Teil der Zeit im Freien aufzuhalten – aber im Winter? 

Verstärktes Lüften ist zwar eine wirkungsvolle Maßnahme – aber bei kalten Außentemperaturen ist fraglich, wie oft und intensiv ein „Fenster auf / Fenster zu – Prozedere“  in der Praxis umsetzbar ist. Eine häufig praktizierte Kipplüftung jedenfalls, bringt einen viel zu geringen Luftaustausch, führt zu exorbitant hohen Heizkosten – und fördert die Schimmelbildung, weil die Fensterleibungen auskühlen und Tauwasser entstehen kann.   Lüften ist also eine gutgemeinte Maßnahme – aber in der Praxis über längere Zeit kaum umsetzbar. Vor allem nicht in jener Intensität, die notwendig wäre ….

Wie aber kann man Aerosole und die Viren-Aktivität reduzieren?

Optimale Raumluft-Feuchtigkeit – DAS ist die wirksame Maßnahme!

Vorbeugende Hygiene-Maßnahmen  sollten das Gebot der Stunde sein.  Dazu zählt aber nicht nur das Händewaschen – sondern vor allem eine gesunde Raumluft! Die Kombination aus optimaler Raumfeuchte und Aerosol/Staubreduzierter Luft ist die Basis für ein gesundes Umfeld.

 

Gesundheit kostet Geld.
Eine wirkungsvolle Problem-Lösung gibt es aber nicht um hundert oder zweihundert Euro.  Effektive Luftreinigungs-Systeme liegen im Preisbereich von cirka  500 bis 1.200 Euro (Hepa14 mit Ozon-Unbedenklichkeits-Zertifikat). 
Aerosolfreie Befeuchtungssysteme (Direktverdunster mit Entkeimungsmechanik) sind ab etwa EUR 800,00 erhältlich.   Zugegeben – diese Preise sind nicht die Billigsten. 
Effektivität –  vor allem aber ein einwandfrei hygienischer Betrieb – bedingen aber einen entsprechenden Preis.  Im Privatbereich gilt es abzuwägen, ob man diese Investition in seine Gesundheit – und jene der Familie – tätigt.    Für Verantwortliche in Unternehmen aber – steht die Entscheidung ohnehin außer Frage. Schließlich geht es um die Gesundheit der Mitarbeiter und die Sicherheit am Arbeitsplatz! Deswegen investieren viele Firmen in den letzten Wochen massiv in Präventions-Maßnahmen, um eine optimale Raumbefeuchtung sicher zu stellen. Der Aufwand rechnet sich bereits in kurzer Zeit durch weniger Krankenstandstage. Zudem gibt es statt dem Ankauf günstige Miet-Wartungs-Konzepte, um flexibel auf geänderten Situationen reagieren zu können.

Mit Luft-Hygiene-Technik gegen Covid-19 und Krankheitserreger

Mediziner und Hygieniker sind sich einig: Die Überkreuzung einer möglichen Corona-Welle mit der alljährlichen Grippe ist eine Gefahr, die derzeit unzureichend bedacht und damit unterschätzt wird. Wissenschaftler schließen die Möglichkeit einer gleichzeitigen Überlappung der Infektionen nicht aus. Das Ausmaß ist unbekannt. Sowohl die Symptome als auch der Krankheitsverlauf bei einer Kreuzkontamination lassen sich nur schwer prognostizieren.

Wer pro-aktive Maßnahmen setzen will, ist gut beraten zu investieren: 
Investieren in präventive Maßnahmen zur Optimierung der Raumluft.

  1. Aufstellung von Luftbefeuchtern um trockene Raumluft zu verhindern.
    Wichtig ist bei deren Auswahl, dass Entkeimungs-Mechanismen integriert sind  (UVC, Mineralienfilter). Chemikalien zur Reinhaltung des Wassers sind nur bedingt geeignet –weil diese an die Atemluft emittieren könnten. Aerosolführende Systeme  (Verdampfer, Mikronebel / Feinnebel erzeugende Befeuchter  – also Verfahren die sichtbaren Wassernebel erzeugen) werden kritisch gesehen. In den Geräten selbst, werden Bakterien und Viren abgetötet – aber was passiert an den feinen Wasser-Aerosolen? Gehen diese mit den infizierten Atem-Aerosolen eine Verbindung ein?   Bis Forschungsergebnisse zu diesen Befeuchtungssystemen vorliegen, raten Gesundheits-Experten zu  Direktverdunstern und  Lufthydratoren.  Diese  befeuchten die Luft direkt – ohne Wassernebel, ohne Wasserdampf. Diese hygienischen Luftbefeuchter kosten zwischen   800,00 und 5.000,00 Euro, und sind für Raumflächen bis 100 m2 geeignet. Auf Grund der begrenzten Produktion ist im Herbst mit einem  Versorgungs-Engpass zu rechnen.

  2. Zusätzlich sind Luftreiniger zu empfehlen. Das “um und auf” stellt aber die Konditionierung der Raumluft-Feuchtigkeit dar.  Luftbefeuchtung ist die Basis für alle folgenden Maßnahmen – um den Viren die Existenzgrundlage möglichst zu entziehen.
    Luftreinigung ist die Maßnahme “on top”….
    Bei der Auswahl der Luftreiniger gibt es aber große Qualitätsunterschiede. Manche Geräte – vor allem im unteren und mittleren Preissegment – produzieren Ozon. Ozon ist zwar ein hochreaktives Medium um Viren zu töten – aber unkontrolliert eingesetzt, kann es Lungenbläschen angreifen und die Atemorgane nachhaltig schädigen. Deswegen sollte man auf ein Ozon-Unbedenklichkeits-Zertifikat der Geräte achten!
    Um Viren ohne Nebenwirkungen zu eliminieren, werden mobile HEPA14-ION-Luftfiltermodule eingesetzt.  HEPA14 ist der Filter-Standard für Labors und in Reinräumen.  HEPA14 sollte auch jener Standard sein, wenn die Sicherheit der Atemluft in Büros und am Arbeitsplatz betroffen ist. 
Luftreinigung

Luftreiniger können die direkte Übertragung – zum Beispiel wenn 2 Personen miteinander mit geringem Abstand sprechen – natürlich nicht verhindern. 

Aber Aerosol-Viren, die in der Raumluft schweben, werden von den HEPA14-ION-Modulen angesaugt, die Viren-Hülle wird durch aktive Ionen angegriffen – und schließlich an der aktiv-beschichteten Filterzelle aus dem Luftstrom eliminiert. HEPA14-ION-Module liegen preislich bei etwa EUR 500,00 bis EUR 1.500,00 – je nach Raumfläche. 

In Wartezimmern von Arztpraxen werden HEPA14-ION-Module bereits lange vor Covid eingesetzt, um die Ansteckung im Wartezimmer durch Husten / Niesen zu unterbinden. Vor allem in Skandinavien sind diese Präventiv-Schutzmaßnahmen im Gesundheitssektor “Standard”. 

Frisiersalons – Fitnessstudios – Yogastudios:
HEPA14-Geräte werden überall dort als Präventiv-Maßnahme eingesetzt, wo es zwischenmenschlichen Kontakt gibt. Bei uns fristen die hocheffizienten Systeme noch ein Schattendasein – das wird sich in den kommenden Monaten aber drastisch ändern. Die Produktionskontigente in Skandinavien werden zwar aufgestockt – aber angesichts des weltweiten Bedarfs wird es – wie bei den Direktverdunstern – bereits in einigen Wochen zu Lieferengpässen kommen. Achten Sie beim Kauf eines Luftreinigers darauf, ob ein Ozon-Unbedenklichkeits-Test vorliegt. 

Bei vielen Systemen wird  – allen Versprechungen der Hersteller zum Trotz – reaktives Ozon freigesetzt. Nur ein Testzertifikat schafft Sicherheit.
HEPA-ION-Filter-Apparate haben – abgesehen vom effektiven Einsatz in Pandemie-Zeiten, einen nachhaltigen positiven Effekt für die Gesundheit:   Nicht nur Aerosole, sondern auch Nanopartikel wie der feinstaubartige Milbenkot,   Hautschuppen und andere organische Bestandteile sorgen  für eine erhöhte Konzentration an Allergenen und belasten den Organismus. Keime – Viren und Bakterien haben oft leichtes Spiel, die Raumluft zu kontaminieren und somit das Infektionsrisiko für viral oder bakteriell ausgelöste Erkrankungen zu erhöhen.Mit einem HEPA-Active-Ion-Gerät werden diese Schadpartikel wirkungsvoll eliminiert.
Zudem werden in Active-Ion-Zellen geringe – aber in ihrer Konzentration äußerst wirkungsvolle – Ionen produziert. 
Der Faktor „Luft- Ionisierung“ bleibt bei der gesamten Diskussion über Aerosole und Viren-Beseitigung leider bislang völlig unbeachtet. Wahrscheinlich deswegen, weil im Expertengremium Virologen und profunde Gesundheits-Experten zugegen sind – aber Luft-Experten mit praxisnaher Erfahrung nicht einbezogen werden.  Die Ionisierung hat aber durchaus einen Einfluss auf die Luftqualität:  Ionen sind die „Gesundheitspolizei“ der Luft. Sie beseitigen aktiv schädliche Luftpartikel – unter anderem auch Schimmelsporen und Viren! An der Meeresküste und im Hochgebirge sind zehntausende Ionen pro m3 Luft vorhanden – deswegen sind Aufenthalt in diesen Zonen nachweislich gesundheitsfördernd.  Im urbanen Bereich hingegen, sinkt die Zahl auf wenige hundert.  Eine Optimierung der Luftionen im Raum wäre somit gleichbedeutend mit gesünderer Atemluft.

Aber zurück zum Thema Viren und Luftfeuchtigkeit:  Nicht nur zu trockene Luft fördert die Viren-Aktivität. Auch feuchte Luft führt zu Problemen.
3.In zu feuchten Räumen ist darauf zu achten, die Luftfeuchtigkeit auf unter circa 65% zu halten.  Um eine Feuchtekonstanz zu gewährleisten, sind Entfeuchtungsapparate hilfreich. Tipp: Achten Sie bei der Auswahl darauf, dass an den Entfeuchtungsapparaten Luftpartikelfilter angebracht werden können. Herkömmliche Standardfilter können nicht verhindern, dass feiner Staub in die Geräte eindringt – und das Geräteinnere kontaminiert.

Mit diesen drei technischen Methoden werden – neben dem vermehrten Lüften – wirkungsvolle Präventivmaßnahmen gesetzt.   Sehr kritisch gesehen werden hingegen Maßnahmen, die keine nachhaltige Wirkung bringen: Luft-Desinfektion.  Von einer Luftdesinfektion raten Mediziner und hochrangige Instanzen – wie das Robert-Koch-Institut entschieden ab: Bislang gibt es kein Verfahren der Sprühdesinfektion, das nachweislich gesundheitlich unbedenklich ist …

Mann im Schutzanzug

Investitionen in die Lufthygiene machen sich bezahlt

Experten wagen die Prognose, dass eine Investition in Lufthygiene-Technik,  das Risikos einer Virusübertragung dermaßen reduziert, dass sich der Aufwand innerhalb kurzer Zeit amortisiert:  Der krankheitsbedingte Ausfall von Mitarbeitern in den Wintermonaten könnte um mehr als 50 % gesenkt werden, wenn die Luftfeuchtigkeit auf gesundheitlich optimale Werte konditioniert wird. Das Immunsystem wird weniger belastet, die Schleimhäute, Augen und die Haut werden geschont.

Das Bewusstsein für gesunden Luft nimmt in diesen Tagen zu – und bewirkt ein steigendes Engagement um eine gesundheitsfördernde Lufthygiene.

Fest steht jedoch:  Der Produktions-Engpass für präventiv einsetzbare Geräte wie Luftreiniger und Direktverdunster steht bevor.   Unternehmen sichern sich bereits jetzt Produktions-Kontingente.  Es bleibt zu hoffen, dass dennoch ausreichend Geräte-Technik für all jene zur Verfügung stehen wird, die präventive Schutzmaßnahmen zur Raumluft-Optimierung treffen wollen.