Aerosole: Der Weg des Virus

Berlin -

Zu Beginn der Pandemie ist man davon ausgegangen, dass Sars-CoV-2 sich hauptsächlich über Tröpfchen weiterverbreitet. Mittlerweile weiß man, dass auch Aerosole – also Gemische aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas – zum Infektionsgeschehen beitragen. Diese kleinen Partikel können lange in der Luft verbleiben, sodass Abstandhalten allein, gerade in geschlossenen Räumen, nicht ausreichend vor einer Virusverbreitung schützt.

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Mittlerweile ist bekannt, dass das Ansteckungsrisiko in Innenräumen mit am höchsten ist. Schulen und Einzelhändler werden dazu aufgerufen, die Räume regelmäßig zu lüften, sodass Aerosole nicht in der Luft verbleiben. Mit steigender Anzahl der Personen verdichtet sich auch der unsichtbare Aerosol-Nebel – das Infektionsrisiko steigt. Die AHA-Regel senkt das Ansteckungsrisiko. Aerosole und vor allem Tröpfchen haben eine begrenzte „Flugweite“, sodass 1,5 m Abstand die Infektionsgefahr verringern. Auch das Tragen einer Alltagsmaske reduziert die Konzentration an Virus-beladenen Schwebeteilchen in der Luft. Regelmäßiges Händewaschen und -desinfizieren minimiert die Gefahr einer Schmierinfektion.

Tröpfchen

• relativ groß: > 5 µm
• sinken schnell zu Boden (50 cm)
• nach max. 90 Minuten sind keine Tröpfchen mehr in der Luft
• werden beim Einatmen im oberen Respirationstrakt abgelagert
• entstehen beim Niesen und Husten, teilweise beim Schreien
• können sich bei geringer Luftfeuchtigkeit zu Aerosolen umbilden (Austrocknungsvorgang)
• Abstandsgebot schützt primär vor Tröpfcheninfektionen, gleiches gilt für das Tragen einer Alltagsmaske

Aerosole:

• relativ klein: 0,3 bis 5 µm
• verbleiben länger in der Luft
• je nach Größe und Luftstrom können Aerosole mehrere Stunden in der Luft schweben
• können bis in die Alveolen der Lunge vordringen
• entstehen bei der normalen Atmung und beim Sprechen
• erhöhter Ausstoß beim Schreien und Singen
• Infektionen über größere Distanzen möglich (Ansammlung in der Luft)
• geringere Viruslast als in Tröpfchen, durch die Austrocknungsreaktion zusätzlich weniger infektiös als Tröpfchen
• niedrige Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit halten Aerosole länger infektiös

Die Verteilung von Tröpfchen und Aerosolen verläuft in zwei Schritten: Zunächst mischen sich die Partikel mit der Raumluft. Erst in einem zweiten Schritt erfolgt die Verteilung. Große Partikel fallen hierbei relativ schnell zu Boden, kleinere folgen der Luftströmung im Raum. Die größten Partikel werden beim Niesen abgegeben. Der tatsächliche Verlauf des Partikel-Strahls ist dabei von mehreren Faktoren abhängig. Neben der Größe der Partikel sind auch der herrschende Luftstrom, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit Einflussfaktoren. Die Sedimentationszeit von Partikeln wurde bereits vor der Pandemie umfangreich erforscht.

Die Ablagerungszeit hängt stark von der Partikelgröße ab. So sind Partikel bis zu einer Größe von 3 µm in vielen Untersuchungen nach 20 Minuten noch nahezu vollständig in der Luft vorhanden. Bei Größen zwischen 3 und 10 µm sinkt die Luftbelastung in dieser Zeit um 50 Prozent. Die zahlreichen Experimente geben sehr unterschiedliche Werte an, da die Sedimentationszeit immer von den Umgebungsbedingungen abhängt. Dazu kommt der Fakt, dass diese Experimente keine Aussage über die tatsächliche Infektiösität treffen. Je kleiner ein Partikel ist, desto weniger infektiös ist er. Faktoren wie die Austrocknung der Partikel können zur Inaktivierung der Viren führen. Eine allgemeingültige Aussage zur Infektiösität von Aerosolen lässt sich aktuell nicht treffen.

Die Aerosoldichte in geschlossen Räumen sinkt vor allem durch fünf Faktoren:

1. Je weniger Menschen sich im Raum befinden, desto weniger Aerosole werden ausgestoßen.
2. Je weniger die Personen miteinander interagieren (sprechen, singen), desto weniger Aerosole gelangen in die Luft.
3. Je mehr Menschen eine Maske tragen, desto mehr Aerosole werden zurückgehalten.
4. Lüften führt zu einer Verwirbelung der Raumluft und verteilt die Aerosole gleichmäßig im Raum.
5. Raumluftfilter unterstützen die Reinigung der Luft.

Dennoch lohnt sich ein genauerer Blick auf die Maskenpflicht. Lange Zeit war das Tragen für Verkäufer, Ärzte, Apotheker, Lehrer und andere Dienstleister keine Pflicht. Der Kunde oder Patient wurde angehalten, eine Mund-Nasen-Bedeckung aufzusetzen. Erste Untersuchungen aus Schulen zeigen, dass es Unterschiede macht, wer eine Maske trägt. Im Klassenraum spricht vornehmlich der Lehrer, so dass die meisten Aerosole und Tröpfchen von dieser Person ausgehen. Die Schüler sprechen nur, wenn sie sich melden. Hier kommt das Thema „Superspreader“ auf die Agenda: Ein Corona-positiver Lehrer kann leicht zahlreiche Schüler infizieren. Gleiches kann auf andere Bereiche übertragen werden. Den Untersuchungen nach ergibt es Sinn, dass vor allem die Personen im Raum eine Maske tragen, die viel kommunizieren und sich durch den Raum bewegen. Tragen beispielsweise Apotheker und PTA im Handverkauf eine Maske, reduziert sich die Aerosollast enorm.

Kontaminierte Oberflächen

Sinken die Partikel zu Boden, so lagern sie sich auf Oberflächen an. Vor allem Arbeitsflächen gelten als potentielles Risiko für eine Schmierinfektion, sodass Apotheken beispielsweise angehalten wurden, bestimmte Oberflächen mit geeignetem Desinfektionsmittel regelmäßig zu reinigen. Das Risiko einer Ansteckung über kontaminierte Oberflächen ist aktuell als gering anzusehen. Zu der „Überlebensdauer“ von Coronaviren auf Oberflächen liegen unterschiedliche Daten vor. Zum einen hängt die Dauer vom Material der Oberfläche ab, zum anderen zeigen auch Umwelteinflüsse Auswirkungen. Bei heißen oder sehr kalten Temperaturen „überleben“ die meisten Keime nicht lange. Auch die Luftfeuchtigkeit hat einen Einfluss darauf, wie lange eine kontaminierte Oberfläche potentiell infektiös bleibt.

Die meisten Untersuchungen geben an, dass Sars-CoV-2 unter alltäglichen Bedingungen zwischen einem und drei Tage auf Oberflächen verbleibt und replikationsfähig bleibt. Werte von bis zu 28 Tagen wurden experimentell unter kontrollierten Bedingungen erzielt. Laut Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) gibt es allerdings bislang keine Fälle, bei denen nachgewiesen wurde, dass das Coronavirus durch Kontakt zu kontaminierten Gegenständen oder über kontaminierte Oberflächen auf Menschen übertragen wurde und es zu Infektionen kam.