Luftreiniger gegen Viren im Test
Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene konzeptioniert und verwirklicht eine Effizienzbeurteilung Ihres Luftreinigers oder einer anderen Luftreinhaltungsmaßnahme gegen Viren und Bakterien in der Innenraumluft. Ob Luftreiniger mit HEPA-Umluftfiltration, Luftschleieranlage als Tröpfchen- und Aerosolblocker oder technische Anlage zur Luftdesinfektion: Die Messungen des Labors Dr. Missel sind einsatzzielgerichtet. Prüfkonzepte werden immer individuell erarbeitet und genau dargelegt.
Zur generellen Vorgehensweise: Eine direkte Erfassung und Quantifizierung infektiöser Viren in der Innenraumluft im Routineverfahren ist nicht möglich. Dies gilt für Coronaviren im Allgemeinen und Covid-19 im Besonderen. Entsprechende Verfahren sind bisher noch nicht entwickelt und stehen auch nicht in Aussicht. Anders als z.B. bei der Schimmelpilzmessung. Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene bringt stattdessen gut handhabbare mikrobiologische Ersatzparameter in Anschlag. Diese sind wie folgt:
Verfahren zur Prüfung der Luftreiniger
Infizierte Menschen geben infektiöse Viruspartikel nicht nur beim Husten, Niesen und Sprechen in die Umgebung ab. Sondern auch beim Atmen und somit laufend. Auch Bakterien werden von allen Menschen, infizierten und nicht-infizierten, ständig an die Umgebungsluft abgegeben. Die meisten der vom Menschen an die Umgebung abgegebenen Bakterien (Kommensalen) sind in der Innenraumluft mit relativ einfachen Verfahren und verlässlich quantifizierbar https://www.advisan.net/schimmeltest-zum-selbst-testen/.
Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene ist als einziges Institut überhaupt in der Lage, die 1-Minuten-Verläufe der Bakterien-Konzentrationen Online aufzuzeichnen. Die Vorteile beim Test der Luftreiniger gegen Viren und Bakterien im praktischen Betrieb liegen auf der Hand: die momentane Zahl dieser Mikroorganismen in der Luft ist großen Schwankungen unterworfen. Nur die Verlaufskurve der mikrobiellen Luftbelastung macht wirtschaftliche Effizienzbeurteilungen möglich.
 Luftreiniger testen |
| Abb. 1: Online-Messung der Bakterien-Konzentrationen im Verfahren nach Missel |
Effizienzprüfung anhand von Bakterien-Partikel-Korrelationen
Das Verfahren der Online-Bakterienmessung beruht auf der Existenz von Korrelationen. Und zwar zwischen der Zahl der Bakterien auf der einen seite und der gleichzeitig gemessenen Zahl an Aerosolpartikeln in der Innenraumluft auf der anderen Seite. Diese Korrelationen betreffen natürlich nicht die Gesamtpartikelzahl. Sondern immer nur ganz bestimmte „Indikator“-Partikelfraktionen im gesamten luftgetragenen Partikelkollektiv zwischen 0,3 und größer 15 µm. Diese Korrelationen sind dem Labor für Arbeits- und Umwelthygiene gut bekannt https://www.schimmelpilz-messungen.de/korrelierte-partikelzaehlung/.
Das Verfahren zur Bestimmung der Korrelationen zwischen Mikroorganismen und Partikeln bestimmter Größen in der Luft wird seit Mitte der 90er Jahre vom Labor für Arbeits- und Umwelthygiene als Routineverfahren zur Überprüfung technischer Schutzmaßnahmen eingesetzt. Es lässt sich auch bei dem Gesamtbakterienparameter äußerst erfolgreich anwenden (Abb. 2).
 Luftreiniger testen |
| Abb. 2: Lineare Regression der mit einem Impaktor gemessenen und im Labor kultivierten Bakterienzahlen und der mit einem Streulichtphotometer exakt zeitgleich aufgenommenen Partikelmesswerte in einem bestimmten Partikel-Größenfenster (n = 24). Knapp 99% der Varianz der mit dem Impaktor gemessenen Bakterienbelastung in KBE werden dieser Korrelationsanalyse zufolge durch die Varianz der Konzentrationen der Partikel dieser Fraktion erklärt . Es handelt sich um eine Testung eines Luftreinigers gegen Coronaviren im Gymnasium Altenburg im September 2020. Der orange markierte Ausreißerwert ergibt sich durch die Überbelegung der mit dem Impaktor beaufschlagten Kulturschale mit Bakterienkolonien, aufgrund derer die „wahren“ Bakterienkoloniezahlen nicht mehr ausreichend genau zählbar waren und höchstwahrscheinlich unterschätzt wurden. |
Bakterien in der Innenraumluft sind überwiegend mit dem Partikel-Kollektiv im unteren Mikrometerbereich, genauer im Bereich 1 – 10 µm assoziiert. Den Angaben in der Literatur zufolge sind auch wesentliche Teile des infektiösen luftgetragenen Viruspartikelkollektivs in Aufenthaltsräumen in diesem Partikel-Größenfenster enthalten. Vom Menschen beim Atmen, Husten oder Niesen ausgestoßene Viren liegen nicht als ultrafeine Nanopartikel in der Luft vor sondern sind größtenteils in Tröpfchen (> 5 µm) und Aerosolen im Mikrometerbereich enthalten.
Qualitätssicherung beim Test
Insofern können Bakterienpartikel befugt als aussagekräftige Ersatzparameter bei der qualifizierten Effektivitätsbeurteilung eines Luftreinigers gegen Viren im Hinblick anerkannt werden. Bakterien in der Luft sind wesentlich zuverlässiger und mit höherer Sensitivität und vor allem deutlich schneller in Luft zu erfassen und nachzuweisen als Viren.
Die hohen Korrelationen der Messparameter Bakterien und Partikel (R2 bis 0,990, Scheinkorrelationen sind nicht gegeben) belegen den Erfolg des großen Qualitätssicherungsaufwandes des Labors für Arbeits- und Umwelthygiene beim physikalischen und mikrobiologischen Sampling und bei der mikrobiologischen Probenauswertung im Labor sowie bei der Sicherstellung einer angemessenen Qualität des eingesetzten Messequipments.
Anhand der Verlaufskurve lässt sich die Bakterienreduktion und damit die Viruspartikelreduktion durch den Luftreiniger genau bemessen und eindrucksvoll dokumentieren.
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| Abb. 3: Verlaufskurve der Bakterienkonzentrationen im Klassenraum mit einem Luftreiniger gegen Viren. Die Halbwertszeit der Bakterien in der Raumluft nach Inbetriebnahme der Luftreiniger gegen Viren (6.000 KBE/m3 → 3.000 KBE/m3) beträgt etwa 5 Minuten. |
