Aerosolstudie: Drinnen lauert die Gefahr

Die Ergebnisse der Aerosolstudie

Der offene Brief der Gesellschaft für Aerosolforschung an die Bundes- und Landesregierungen schlägt seit dem 11. April 2021 Wellen. Die Mitglieder beziehen sich darin auf ihr Positionspapier aus dem Dezember des vergangenen Jahres und stellen einen Punkt besonders heraus: „Drinnen lauert die Gefahr“. Damit ist die Gefahr einer Ansteckung mit Corona gemeint, die vor allem in Innenräumen stattfindet, während sie im Außenbereich nur eine verschwindend geringe Rolle spielt.

Die Erkenntnisse aus diesem Positionspapier bergen wichtige Informationen, deren Verständnis jedem Menschen im Kampf gegen die Pandemie nützlich sind. Doch warum sind es in diesem Fall Aerosolforscher und nicht etwa Virologen oder Epidemiologen? Von einem Aerosol wird gesprochen, wenn feinste Teilchen in der Luft schweben. Diese können fest oder flüssig sein und Letzteren kommt während der Zeit der Pandemie eine bedeutende Rolle zu: Während einer Atemwegsinfektion, so wie es bei Corona der Fall ist, atmet der betroffene Mensch teils hunderttausende Partikel pro Liter Luft aus. Wird von einer weiteren Person diese Partikel-beladene Luft eingeatmet, besteht nachweislich das Risiko einer Infektion – daraus ergibt sich grundlegend die Notwendigkeit des Tragens einer Maske.

Interessant dabei ist, dass Husten und Niesen zwar ebenfalls direkt zu einer Krankheitsübertragung führen können, diese beiden aber erheblich seltener vorkommen als das schiere Atmen und einem anderen Mechanismus folgen. Schließlich holen wir den ganzen Tag Luft und stoßen sie wieder aus, sodass hier die Hauptlast der Aerosole entsteht. Die bloße Ruheatmung zweier Erwachsener an einem Tag reicht, um den Innenraum eines Stadtbusses zu füllen (50 Kubikmeter, m³). Je kraftvoller das Ausatmen geschieht, so wie es beim Sprechen und Rufen zunehmend der Fall ist, desto höher ist auch die entstehende Luftbelastung und somit die Verbreitung von Krankheitserregern.

Es gilt also: Je länger sich ein kranker Mensch in einem geschlossenen Raum aufhält, desto stärker wird die Luft darin mit infektiösen Partikeln gesättigt. Eine weitere Person kann sich an dieser Luft anstecken, selbst wenn die erste Person den Raum längst verlassen hat. Man spricht hier von der Halbwertszeit der Viren in der Luft: In mehreren Studien wurde untersucht, wie lange Viren in der Luft aktiv bleiben und hierfür Zeiträume von einer bis 16 Stunden ermittelt. Aktiv bedeutet in diesem Fall auch infektiös und somit gefährlich.

Wie lange diese Partikel in der Luft bleiben, hängt von mehreren Faktoren ab. Zunächst entscheidend ist das Volumen: Große und somit schwere Partikel sinken schneller zu Boden, kleine und leichte schweben deutlich länger. Klein und leicht trifft für die Partikel des  SARS-CoV-2 mit 0,14 Mikrometer (μm) zu, diese sind jedoch meist von einer Hülle aus Lungenflüssigkeit, Speichel und/oder Schleim umgeben, was sie größer werden lässt. Also eine gute Nachricht? Nicht ganz: Denn ein weiterer wichtiger Faktor ist die Luftfeuchtigkeit. Üblicherweise ist diese in Innenräumen (wie Büros) eher gering, sodass anfangs große Partikel durch Verdunstung schnell geschrumpft werden und so zu Kleinen werden.

Das Schweben und Verweilen der Teilchen in der Luft trifft übrigens für die Sonderfälle Niesen, Husten und Singen weniger zu. Hier werden Tropfen ausgeschleudert, die je nach Geschwindigkeit beinahe zwei Meter weit fliegen können. Man spricht in diesem Fall bekannterweise von einer Tröpfcheninfektion.

Was bedeutet das für unseren Alltag, wo finden also hauptsächlich Infektionen statt? Die Forscher stellen dazu fest: „…dass die COVID-19-Infektion im Wesentlichen ein Phänomen in Innenräumen ist und im  Außenbereich, also außerhalb geschlossener Räume, nahezu keine Ansteckungen auftreten.“ So fiel unter 7000 beobachteten Fällen nur einer dem Außenbereich zu.

Der offene Brief der Forscher warnt also zurecht davor, mit bestimmten Maßnahmen die falschen Signale an die Bevölkerung zu senden. Nächtliche Spaziergänge zu verbieten oder das Joggen nur mit Maske zu erlauben, sendet die falschen Signale und treibt die Menschen eher nach drinnen. Dorthin, wo die größte Ansteckungsgefahr lauert.

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Quellen:

  • Positionspapier der Gesellschaft für Aerosolforschung zum Verständnis der Rolle von Aerosolpartikeln beim SARS-CoV-2 Infektionsgeschehen, Positionspapier der Gesellschaft für Aerosolforschung, positionspapier@gaef.de, www.info.gaef.de, 7. Dezember 2020
  • Offener Brief der GAeF vom 11. April 2021 an die Bundeskanzlerin der Bundesrepublik Deutschland, Dr. Angela Merkel, die Ministerpräsidenten und Ministerpräsidentinnen der Länder, den Bundesgesundheitsminister Jens Spahn sowie die Gesundheitsminister und Gesundheitsministerinnen der Länder
  • “Violent expiratory events: on coughing and sneezing”, Lydia Bourouiba1,2,†, Eline Dehandschoewercker3 and John W. M. Bush1, 1Department of Mathematics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02130, USA, 2Department of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02130, USA, 3PMMH – ESPCI, O207 10, rue Vauquelin, 75005 Paris, France, (Received 4 January 2013; revised 29 December 2013; accepted 7 February 2014; first published online 24 March 2014
  • “Numerical modeling of the distribution of virus carrying saliva droplets during sneeze and cough”, Physics of Fluids 32, 083305 (2020); Mohammad-Reza Pendara) and  José Carlos Páscoa
  • Scharfman, B.E., Techet, A.H., Bush, J.W.M. et al. “Visualization of sneeze ejecta: steps of fluid fragmentation leading to respiratory droplets”. Exp Fluids 57, 24 (2016)
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