Coronavirus SARS-CoV-2
Foto: Uncredited/NIAID-RML/dpa

Bei der Erforschung von Infektionswegen des Coronavirus rücken die sogenannten Aerosole zunehmend in den Fokus. Nur den Wenigsten waren die Schwebeteilchen schon vor der Pandemie ein Begriff. Wir geben Aufschluss, was es mit den Aerosolen auf sich hat.

Was sind Aerosole?

Als Aerosole sind ein Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in der Luft bezeichnet. Die Aerosole schweben aber nicht einfach nur in der Luft, sondern können von Menschen sowohl ein- als auch ausgeatmet werden.

Die Größe der Aerosole variieren dabei – mittelgroße Partikel sind dabei etwa 100 Nanometer, umgerechnet 0,0001 Millimeter, groß. Die kleinsten Formen sind knapp ein Nanometer groß, Aerosole können aber auch bis zu mehreren Mikrometern aufweisen.

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Sie haben aber bei weitem nicht nur eine Relevanz im Kontext der Corona-Krise bzw. Infektionskrankheiten, sondern auch in komplett anderen Bereichen. Die Aerosolforschung wird unter anderem auch in Bezug auf das Klima und Umweltbelange.

Kann man sich durch Aerosole mit dem Coronavirus infizieren?

Davon ist nach aktuellen Stand der Wissenschaft auszugehen. „Wir sind ziemlich sicher, dass Aerosole einer der Wege sind, über die sich Covid-19 verbreitet“, sagte Gerhard Scheuch, früherer Präsident der Internationalen Gesellschaft für Aerosole in der Medizin.

Denn durch das Ein- und Ausatmen von Aerosolen können auch Partikel von Sars-CoV-2 übertragen werden. Damit kann es auch auf diesem Wege zu einer Infektion mit dem Coronavirus kommen.

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Es seien aber noch Fragen offen, so Scheuch – zum Beispiel, wie sich das Virus beim Sprechen verbreite oder welche Rolle die Temperatur spielt. „Da muss viel Forschungsarbeit gemacht werden“, sagte er. „Aber es wird gerade immer mehr in die Richtung geforscht.“ Längst nicht geklärt ist demnach auch, wie infektiös getrocknete Aerosole sind.

Wie hoch ist das Risiko einer Corona-Ansteckung über Aerosole im Vergleich zu anderen Infektionswegen?

Laut Robert Koch-Institut (RKI) erfolgt die Übertragung des neuartigen Virus hauptsächlich über Tröpfchen, die beim Husten und Niesen entstehen und beim Gegenüber über die Schleimhäute aufgenommen werden. Aerosole – definiert als Tröpfchenkerne kleiner als fünf Mikrometer – könnten aber ebenso dazu beitragen, „auch wenn eine abschließende Bewertung zum jetzigen Zeitpunkt schwierig ist.“

Virologe Christian Drosten spricht sich dafür aus, dass im Kampf gegen Corona ein stärkeres Augenmerk auf Aerosole gelegt werden soll. Der Charité-Wissenschaftler sagte im „Deutschlandfunk„, es verstärke sich der Eindruck, dass es zusätzlich zur Tröpfcheninfektion eine deutliche Komponente von Aerosol-Infektionen gebe: „Ab irgendeinem Zeitpunkt brauchen wir einfach vielleicht auch eine große Überarbeitung unserer jetzigen Richtlinien anhand neu aufkommender Vorstellungen zum Infektionsmechanismus.“

Mit Blick auf geschlossene Räume sagte Drosten, „im Alltag sollte man sich eher vielleicht aufs Lüften konzentrieren und weniger auf das ständige Wischen und Desinfizieren.“ Schon Mitte Mai hatte der Virologe im NDR-Podcast zur Wiedereröffnung von Restaurants gesagt, der Außenbereich sei als relativ sicher einzustufen und ein Zwei-Meter-Abstand wahrscheinlich gar nicht notwendig.

Wie weit fliegen die Aerosole in der Luft?

Es gibt schon Studien, die sich mit der Verbreitung von Tropfen und Aerosolen in der Luft befassen. Allerdings kommen die zu teils unterschiedlichen Ergebnissen. So hat ein Team um Christian Kähler vom Institut für Strömungsmechanik und Aerodynamik an der Universität der Bundeswehr München mit einer Sängerin Experimente gemacht.

Er kommt zu dem Schluss, dass die Luft beim Singen nur bis 0,5 Meter vor dem Mund in Bewegung versetzt wird – unabhängig etwa davon, wie laut der Ton war. Als Tipp zum Selbertesten raten die Forscher, sich vor eine brennende Kerze zu stellen und zu schauen, wann die Flamme anfängt zu flackern, wenn man sich ihr beim Sprechen nähert.

Coronavirus – die Verteilung von Aerosolen
Die Atemluft eines ausatmenden Mannes mit Mundschutz wird bei einem Versuch der Universität der Bundeswehr München erfasst und farblich dargestellt. Bei der Erforschung von Corona-Infektionswegen nehmen Wissenschaftler zunehmend sogenannte Aerosole unter die Lupe. Foto: Christian Kähler/Universität der Bundeswehr München/dpa

Die Wissenschaftler Talib Dbouk und Dimitris Drikakis wiederum haben berechnet, wie weit sich Speicheltropfen bei leichtem Husten verbreiten: ohne Wind nicht weiter als zwei Meter, aber bei Winden von vier und 15 Stundenkilometern durchaus auch sechs Meter. Zwar nähmen Konzentration und Größe der Tropfen ab, aber womöglich reiche eine Entfernung von zwei Metern nicht aus.

Forscher aus Washington analysierten die Ansteckung innerhalb eines Chores und vermuteten, dass die Übertragung einem Abstand von unter zwei Metern geschuldet war. Allerdings macht Kähler klar, dass neben dem Abstand auch zu beachten sei, ob jeweils Hygieneregeln eingehalten wurden oder zum Beispiel Hände geschüttelt und Stühle gemeinsam verrückt wurden.

Forscher vergleichen die Verbreitung der Aerosole in ihrer Ausarbeitung, die im „Science-Magazin“ veröffentlicht wurden, mit dem Qualm und den Partikeln, der beim Rauchen einer Zigarette ausgestoßen wird.

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Dieser kann sich langfristig in der Luft halten, besonders wenn man sich in einem geschlossenen Raum ohne Außenluftzufuhr befindet. Grundsätzlich ist es auch beim Zigaretten-Qualm relevant, wie groß der Abstand zum Rauchenden bzw. der Zigarette ist.

Wie unterschiedet sich der Luftstrom von Aerosolen drinnen und draußen?

Weitere Aspekte, die Einfluss auf die Infektionswege von Aerosolen haben können, sind etwa die Höhe des Raumes und die Durchlüftung. So rät beispielsweise Kähler, es sollte „einerseits die Luftwechselrate in Zeiten der Pandemie deutlich erhöht werden, andererseits sollte bei einer idealen Raumbelüftung die Luft von unten durch den Boden zugeführt und flächig über die Decke abgesaugt werden.“

Im chinesischen Wuhan haben Forscher für eine Studie in Kliniken nach Sars-CoV-2-Erbgut in Aerosolen gesucht. Die Menge sei etwa in belüfteten Patientenzimmern sehr niedrig gewesen, in Toilettenbereichen jedoch höher. An der frischen Luft sei sie nicht nachweisbar gewesen, außer in zwei Bereichen, die zu Überfüllung neigten.

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Auch Kähler sagt, im Freien bestehe kaum Gefahr. Man atme etwa einen halben Liter Luft aus, der sei schnell verdünnt. Gefährlich werde es, wenn man sich etwa wegen einer Blaskapelle im Hintergrund näher kommt und lauter spricht. Das ist dann aber wieder eine Frage des Abstands.

Wie lange besteht die Gefahr einer Corona-Infektionen durch die Aerosole?

Wie lange eine potenzielle Gefahr durch mit Corona-Aerosolen besteht, haben Forscher auch schon untersucht: Ein weiteres Team aus den USA hat mit Laserlicht die Lebensdauer kleiner Tröpfchen in der Luft gemessen, die beim Sprechen entstehen.

Demnach verschwinden sie in einer geschlossenen Umgebung bei stehender Luft erst nach acht bis 14 Minuten. Im Fazit heißt es, „dass es eine erhebliche Wahrscheinlichkeit gibt, dass normales Sprechen in beschränkten Umgebungen eine Übertragung von Viren in der Luft verursacht.“

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Laut Scheuch könnten sich Aerosole in geschlossenen Räumen sogar über Stunden halten und infektiös sein. Ein Atemstoß enthalte 1000 Teilchen. „Draußen ist die Verdünnung stark, innen sammelt es sich.“

Helfen Masken gegen Corona-Infektionen über Aerosole?

Abhilfe soll der Mund-Nase-Schutz schaffen. Allerdings muss man dabei wissen, dass die sogenannten Community-Masken Partikel etwa mit einem Durchmesser bis zu zwei Mikrometern nahezu gar nicht stoppen können, was Kählers Team mit Videoaufzeichnungen dargestellt hat.

Dennoch hätten die einfachen Masken einen wichtigen Effekt, betont der Professor: „Sie bieten Strömungswiderstand. Anstatt dass man Partikel weit nach außen pustet, halten sie sich nah am Kopf.“

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Scheuch geht sogar einen Schritt weiter: Weil das Coronavirus nur rund 0,1 bis 0,14 Mikrometer groß sei, reichten nicht mal die sogenannten FFP-Masken. „Die sind für größere Bakterien. Aber so kleine Teilchen lassen sich schlecht filtern.“ Schwebstofffilter seien wohl besser geeignet. Aber auch das sei noch zu erforschen.

Werden Aerosole in der Luft durch Klimaanlagen verteilt?

In den vergangenen Wochen wurde immer wieder diskutiert, ob nicht eine Klimaanlage für Probleme sorgen könnte, weil sie die Luft und somit auch die Aerosole in der Luft in einem Raum verteilt. So soll es in China zu einer hohen Zahl an Infektionen in einem Restaurant gekommen sein.

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„Es gibt technische Unterschiede bei Klimaanlagen und die Möglichkeit der Filterung, das alles müsste man in die Betrachtung einbeziehen“, sagt Epidemiologe Rafael Mikolajczyk von der Universität Halle der „Süddeutschen Zeitung„. Vor allen Belüftungsanlagen zu warnen, sei zumindest einmal verfrüht. Ratsam ist aber dennoch, eher für Frischluft von außen zu sorgen, und davon auszusehen, die Luft in einem Raum zu verteilen.

Quelle: mit Agenturmaterial (dpa)