Ein Betrag von Prof. Dr. Jörg M. Hoffmann
Was heißt „gute Luft“? Diese Frage ist nicht einfach zu beantworten. Es gehen viele Faktoren ein. Da sind zum einen verschiedene Gase und ihre Konzentrationen. Zum anderen können Partikel die Luft verunreinigen. So sind die meisten Partikel aus Verbrennungsprozessen schädlich. Aber nicht alle Partikel sind schädlich. Salzhaltige Aerosole an Nord- und Ostsee können sogar eine positive Wirkung auf die Gesundheit haben. Andere Partikel, wie Blumenpollen können für manche Menschen angenehm sein oder aber Heuschnupfen hervorrufen. Und dann gibt es noch die „lebenden“ Partikel wir Viren und Bakterien. Diese konzentrieren sich auch gern in Flüssigkeitspartikeln. So kann z.B. ein 10µm großes Wassertröpfchen bis zu ca. 254.000 Partikel der Größenordnung der Coronapartikel aufnehmen. Man kann die Einflussgrößen auf die Luft ganz grob in drei Kategorien ausmachen: Gase und ihre Konzentration, „tote“ Feststoffpartikel wie z.B. Feinstaub und „lebende“ Partikel wie aktive Viren und Bakterien. Werden letztere deaktiviert, sind sie immer noch als Feststoffpartikel vorhanden.
Was kann man tun, um eine „gute Luft“ zu erreichen? Hier muss man unterscheiden zwischen Anwendungen in geschlossenen Räumen und Anwendungen im Freien. Im Freien geht es in erster Linie um Feinstaub, SO2 und NO2. In den amerikanischen Air Quality Index AQI gehen daher Konzentrationen verschiedener Feinstaubgrößen, SO2, NO2, CO und O3 ein. Daraus wird ein gewichteter Qualitätsindex errechnet. Um die Werte zu verbessern, hilft in erster Linie nur die Ursachenbekämpfung. Es hat zwar bezüglich des Feinstaubes Versuche gegeben, diese auch im öffentlichen Raum an bestimmten Hotspots abzufiltern – jedoch sind die Ergebnisse noch nicht befriedigend.
Etwas anders verhält es sich in Innenräumen. Ein begrenztes Volumen lässt sich leichter handhaben. Allerdings beeinflusst der Mensch (oder die Tiere) auch die Konzentration der verschiedenen Gase. So wird unter anderem Sauerstoff aufgenommen und CO2 abgegeben. Letzteres beeinträchtigt die Konzentrationsfähigkeit z.B. in Klassenräumen oder Hörsälen. Eine steigende CO2 – Konzentration ist daher ein Maß für den Verbrauchsgrad der Luft. Damit ist aber noch nichts über den Feinstaubgehalt, andere schädliche Gase oder die Konzentration an Viren und Bakterien gesagt. Die anderen schädlichen Gase können sehr vielfältig sein. So werden z.B. aus Klebstoffen, Lacken und Farben flüchtige organische Verbindungen (VOC) abgegeben.
Es gibt nun verschiedene Maßnahmen, diese Einflussgrößen positiv im Sinne der menschlichen Gesundheit zu beeinflussen, die aber alle Vor- und Nachteile haben:
A) Die Gaszusammensetzung – insbesondere die Zuführung von Sauerstoff und die Abführung von CO2 kann am besten durch Zufuhr von Frischluft erfolgen. Beim Lüften geht jedoch insbesondere im Winter viel Energie verloren. Eine Anlage zur Wärmerückgewinnung verringert den Energieverlust, ist aber mit Kosten verbunden. Die Partikelkonzentration der Luft kann positiv, aber auch negativ beeinflusst werden.
B) Eine zu hohe Partikelkonzentration in der Luft kann durch Filtern verringert werden. Mit heutigen hoch effektiven Filtern können hervorragende Abscheidegrade erreicht werden – und dies gilt sowohl für inaktive als auch für aktive Partikel. Filtern kostet jedoch Energie und regelmäßige Wartung der Filter. Auch das Problem der über die Zeit steigenden CO2 – Konzentration wird damit nicht gelöst. Weiterhin ist bei Gebläsen immer auch der entstehende Lärmpegel zu beachten.
C) Wenn es nur darum geht, aktive Viren und Bakterien zu deaktivieren, kann ein Luftstrom einer UVc – Strahlung ausgesetzt werden. Auf die Partikelkonzentration und die CO2 – Konzentration hat das aber keinen Einfluss. Eine Kombination aus UVc – Bestrahlung und / oder Filterung bei gleichzeitiger Frischluftzufuhr, idealerweise mit Wärmerückgewinnung, ist daher empfehlenswert.
Prof. Dr. Jörg M. Hoffmann hat auf dem Gebiet der Partikelmesstechnik zum Dr.-Ing. für Messtechnik promoviert und ist heute Professor für Elektrische Messtechnik, Prozess- und Analysenmesstechnik mit dem Schwerpunkt: Partikelmesstechnik. An der Hochschule Osnabrück leitet er das Labors für Messtechnik und Messsignalverarbeitung (LMM). Darüber hinaus hat er Gastprofessuren an der Universität Sunderland (UK), der Universität Angers (Frankreich), der Nanjing Xiaozhuang Universität (China), der Yuncheng Universität (China) und der UTHM (Malaysia). Ehren-Professor (Prof. h.c.) an der Maschinenbau-Universität (MAMI) Moskau, Russland.