11.02.2021 - Max-Planck-Institut für Chemie

Wie der Mensch die Luft in Innenräumen beeinflusst

Die Art und Weise, wie wir leben, beeinflusst die Chemie in Innenräumen

Menschen geben in Innenräumen zahlreiche chemische Substanzen ab. Verschiedene Studien unter Beteiligung von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Chemie zeigen nun, inwieweit wir die Luft in geschlossenen Räumen beeinflussen.

Der menschliche Körper kann die chemische Zusammensetzung der Luft in Innenräumen stark beeinflussen. Durch unsere Haut und unseren Atem geben wir eine komplexe Mischung chemischer Substanzen ab, die mit ihrer Umgebung reagieren können. Für die menschliche Gesundheit spielt nicht nur die Luftverschmutzung im Freien, sondern auch die Raumluftqualität eine wichtige Rolle, da wir die meiste Zeit in Innenräumen verbringen - und seit der Coronaviruspandemie wurde das noch mehr. In Gebäuden sind wir zwar in gewissem Maße vor Außenluftverschmutzung geschützt, wir sind jedoch den im Haushalt erzeugten chemischen Substanzen ausgesetzt. Deswegen ist es besonders wichtig zu verstehen, wie sich die menschlichen Emissionen auf die Zusammensetzung der Raumluft auswirken.

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie hat nun eine Reihe von Experimenten durchgeführt, um die Chemie menschlicher Emissionen in Innenräumen genauer zu identifizieren und zu analysieren. Die Ergebnisse wurden in fünf kürzlich erschienenen Studien veröffentlicht.

„Wir haben untersucht, welche Spurengaselemente Menschen insgesamt abgeben und welche davon aus Haut und Atem stammen,“ sagt Jonathan Williams, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Chemie. Dabei hat das wissenschaftliche Team zum ersten Mal die Gesamtreaktivität der menschlichen Emissionen gemessen und festgestellt, wie empfindlich sie gegenüber Ozon, einem der wichtigsten Oxidationsmittel in Innenräumen, sind. „Wenn Ozon mit dem Fett auf der Hautoberfläche reagiert, setzt es viele reaktive Verbindungen frei. Beim Lüften lassen wir mehr Ozon ein und erzeugen mehr dieser Substanzen,“ erklärt Williams. Welchen Einfluss diese Substanzen auf den menschlichen Körper haben, muss weiter erforscht werden.

Ein weiterer Aspekt, auf den sich die Wissenschaftler bei ihren Experimenten konzentrierten, war die Bildung von Hautpartikeln und Ammoniak. „Wenn Kleidung auf unserer Haut reibt, geben wir winzige Hautflocken an die Luft ab. Je höher die Temperatur in einem Raum ist, desto mehr Ammoniak gibt die Haut ab,“ erklärt Williams. Wenn wir das Haus kühl halten und lange Hosen und Hemden tragen, erzeugen wir mehr Hautpartikel, die sich mit den Partikeln, die von außen eintreten, vermischen. Wenn wir mehr heizen und T-Shirts und Shorts tragen, geben wir viel mehr Ammoniak ab und verändern somit den pH-Wert der Oberflächen in unserem Haus. Die Ergebnisse dieser Studie machen deutlich, dass die Art und Weise, wie wir leben, die Chemie in Innenräumen beeinflusst.

Großen Forschungsbedarf und neue Forschungswege sehen die Forschenden zum Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung im Freien und Innenraumklima. Tritt beispielsweise Feinstaub in Innenräume ein, lagern sich gröbere und ganz feine Partikel stärker ab, als Feinstaub der Größe PM2,5. Damit bleiben jene Partikel in der Luft, die besonders tief in die Atemwege eindringen können. Zudem können Temperatur, Feuchtigkeit und chemische Stoffe im Innenraum die Zusammensetzung der Feinstaubpartikel verändern.

Die Experimente wurden in einer speziellen isolierten Kammer an der Technischen Universität von Dänemark durchgeführt, in der sich vier Personen befanden. Die Studienteilnehmer trugen spezielle Kleidung, die mit einem parfümfreien Waschmittel gewaschen worden war. Die Wissenschaftler führten dann Messungen durch, bei denen die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, das Alter der Menschen und die Ozonmenge in der Kammer sowie die Art der Kleidung, die die Teilnehmer trugen, variiert wurden.

Das Team um Jonathan Williams beabsichtigt, später in diesem Jahr für weitere Experimente in die Kammer in Kopenhagen zurückzukehren. Während dieser neuen Kampagne werden die Wissenschaftler untersuchen, wie sich die menschlichen Emissionen beim Sporttreiben sowie bei veränderter Körperhygiene ändern. Darüber hinaus werden die Forscher testen, wie sich die Emissionen ändern, wenn die Teilnehmer eine Maske tragen. „Heutzutage tragen wir alle sehr oft einen Mundschutz. Daher ist es wichtig herauszufinden, wie Gesichtsbedeckungen die Chemie der Raumluft um uns herum beeinflussen,“ fügt Williams hinzu.

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