Seite 2: Feinstaub: Unsichtbare feste Schwebeteilchen

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Neben den flüssigen Aerosolen aus der Lunge schweben noch weitere feste Teilchen in der Luft. Der sogenannte Feinstaub (Particulate Matter (PM)) bezieht sich auf Partikel, die nach ihrer Größe klassifiziert werden, z. B. PM10 (Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer) oder PM2.5 (Partikel kleiner als 2,5 Mikrometer). Feinstaub ist in unserer Umgebung allgegenwärtig, und wir begegnen ihm sowohl draußen als auch drinnen. Im Außenbereich stammt Feinstaub z. B. aus der Holzverbrennung, Dieselabgasen oder Abrieb von Bremsbelägen, letztere besonders in städtischen Gebieten. Diese unsichtbaren Partikel können tief in unsere Atemwege eindringen, was langfristig zu Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Problemen führen kann.

Allergene Pollen sind dagegen oft deutlich größer und werden von der Feinstaubklassen PM10 nur teilweise erfasst. Feinstaub bleibt nicht nur draußen ein Problem – auch in Innenräumen kann er sich ansammeln. Selbst alltägliche Tätigkeiten wie Kochen oder das Abbrennen von Kerzen und Räucherstäbchen können zur Feinstaubbelastung beitragen. Auch ein gemütliches Kaminfeuer erhöht die Menge an Feinstaub im Raum, was besonders im Winter zur Belastung werden kann, wenn weniger gelüftet wird. All diese Partikel und Moleküle sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen und wirken somit schleichend auf Gesundheit und Wohlbefinden.

Luftgüteampel: Die Idee eines „Nutri Scores“ für Luft

Dank moderner Sensoren und einem Ampelsystem können wir die Luftqualität heute sichtbar machen und frühzeitige Gegenmaßnahmen ergreifen. So wie Nährwert-Ampeln bei Lebensmitteln gesunde Entscheidungen erleichtern, könnte ein Nutri-Score für Luft wichtige Parameter wie CO₂, Luftfeuchtigkeit, Feinstaub und VOCs in einer Übersicht zusammenfassen. Ein solcher Score könnte uns helfen, ein umfassenderes Bild der Luftqualität zu gewinnen und damit gezielt zu einem besseren Raumklima beizutragen. Es wäre der nächste logische Schritt in unserer Verantwortung für die Atemluft – vergleichbar mit den Entwicklungen, die im 19. und 20. Jahrhundert in der Trinkwasserhygiene stattfanden, um Seuchen zu verhindern.

Luftgüteampel: Wie funktioniert das eigentlich?

Mit Ausnahme der flüssigen Aerosole gibt es für alle Merkmale kostengünstige Sensoren im Makerbedarf: Ein typischer CO₂-Sensor nutzt die Absorption von Infrarotlicht, um die CO₂-Konzentration zu bestimmen. Das CO₂-Molekül absorbiert spezifische Wellenlängen des Lichts; je mehr CO₂ in der Luft ist, desto mehr Licht wird absorbiert, und die Konzentration kann genau bestimmt werden.VOC-Sensoren nutzen einen Halbleiter, dessen elektrischer Widerstand sich in Gegenwart von VOCs verändert. Diese Messungen erfordern hohe Temperaturen von 200-400 °C, um die chemischen Reaktionen zu fördern, die zur Änderung des Widerstands führen. Dieser Widerstandswert korreliert dann mit der Konzentration der VOCs in der Luft.

Bei der Feinstaubmessung kommt eine Laserlichtschranke zum Einsatz. Ein Laserstrahl wird durch die Luft geschickt, und wenn Partikel diesen Strahl durchqueren, reflektieren sie das Licht. Sensoren zählen diese Reflexionen und geben so Auskunft über die Anzahl und Größe der Partikel (z.B. PM2.5 oder PM10). Hohe Luftfeuchtigkeit, z.B. nach dem Duschen im Bad oder ein Hub aus der Haarspraydose kann die Feinstaubmessung verfälschen, da Wassertröpfchen als große Partikel wahrgenommen werden. Auch in Innenräumen kondensiert Feuchtigkeit bei Kälte auf Oberflächen, was nicht nur im Keller zu Problemen führen kann, wenn nicht regelmäßig gelüftet wird (Schimmelbildung).

Im Prinzip könnte ein Feinstaubsensor auch zur Messung von Atem-Aerosolen eingesetzt werden. Leider sind aber gerade viele lungengängige Aerosole, die beim Atmen und Sprechen freigesetzt werden sehr klein (meist unter 1 Mikrometer) und damit nicht im Messbereich von Standard-Feinstaubsensoren. Außerdem ist die Konzentration der Aerosole in der Luft, die durch normales Atmen entsteht, ist im Vergleich zu anderen Feinstaubquellen relativ gering. Deshalb behilft man sich zur Einschätzung des „Infektionsrisikos“ der Atemluft häufig mit einem indirekten Messwert (Surrogatmarker) von CO₂ oder mit Einschränkungen auch des VOC. Alle drei Größen entstehen beim Ausatemprozess und sind damit stark miteinander gekoppelt.

Anhand dieser Qualitätsfaktoren bestimmt eine Luftgüteampel dann wann es Zeit ist, zu Lüften. Ein grünes Licht signalisiert, dass die Luftqualität gut ist, gelb deutet darauf hin, dass es bald kritisch wird und rot bedeutet: Es wird dringend Zeit zum Lüften.