Studie deckt Sicherheitsbedenken bei ionischen Luftreinigern auf

16. März 2021

von der Colorado State University

Der Markt für Luftreiniger boomt, doch eine neue Studie hat ergeben, dass einige für COVID-19 vermarktete Luftreinigungstechnologien möglicherweise unwirksam sind und unbeabsichtigte gesundheitliche Folgen haben.

Die von Forschern der Illinois Tech, der Portland State University und der Colorado State University verfasste Studie ergab, dass durch die Beseitigung eines schädlichen Luftschadstoffs eine Reihe weiterer Schadstoffe entstehen können.

Sowohl Kammer- als auch Feldtests ergaben, dass ein Ionisierungsgerät zu einem Rückgang einiger flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), einschließlich Xylolen, führte, aber zu einem Anstieg anderer, vor allem sauerstoffhaltiger VOCs (z. B. Aceton, Ethanol) und Toluol, Substanzen, die häufig in Farben vorkommen , Abbeizmittel, Aerosolsprays und Pestizide. Nach Angaben der EPA wird die Exposition gegenüber VOCs mit einer Reihe von gesundheitlichen Auswirkungen in Verbindung gebracht, darunter Augen-, Nasen- und Rachenreizungen, Kopfschmerzen, Koordinationsverlust und Übelkeit bis hin zu Schäden an Leber, Niere und Zentralnervensystem, und einige organische Stoffe können Krebs verursachen Bei Tieren besteht der Verdacht oder ist bekannt, dass einige davon beim Menschen Krebs verursachen.

Die Studie, die diese Woche in Building and Environment veröffentlicht wurde, ahmte reale Betriebsbedingungen für diese Ionisationsgeräte nach, um die Wirksamkeit und das Potenzial zur Bildung chemischer Nebenprodukte in Umgebungen zu testen, die denen ähneln, in denen wir alle leben, arbeiten und lernen.

Eine der derzeit beliebtesten Arten von Luftreinigern auf dem Markt sind ionenerzeugende Systeme, einschließlich „bipolarer Ionisations“-Geräte, die Partikel elektrisch aufladen, damit sie sich schneller aus der Luft absetzen, und im Allgemeinen dazu vermarktet werden, Bakterien, Pilze usw. abzutöten Viren.

Verständlicherweise hat die Fähigkeit zur „Virenabtötung“ im vergangenen Jahr Aufmerksamkeit erregt und in der Werbung stark hervorgehoben, was zu einer Flut neuer und überarbeiteter Produkte auf dem Markt geführt hat.

Allerdings kommt die Studie zu dem Schluss, dass der Markt für Luftreiniger mit unzureichenden Teststandards, verwirrender Terminologie und einem Mangel an Peer-Review-Studien zu ihrer Wirksamkeit und Sicherheit behaftet ist. Im Gegensatz zur Luftfiltration (bei der Luft durch einen Filter gedrückt wird, um Luftschadstoffe zu entfernen) gibt es nur sehr wenige Untersuchungen zur Wirksamkeit und den Nebenwirkungen „additiver“ Luftreinigungsmethoden wie Ionisierungsgeräten.

„Hersteller und Testlabore von Drittanbietern demonstrieren die Wirksamkeit ihrer Produkte üblicherweise mithilfe von Kammertests, aber diese Testberichte verwenden oft keine experimentellen Bedingungen, die zeigen könnten, wie das Gerät tatsächlich unter realen Bedingungen funktioniert“, sagte Brent Stephens, Vorsitzender der Abteilung für Bau-, Architektur- und Umweltingenieurwesen an der Illinois Tech. „Soweit es Teststandards für Ionisations- und andere Geräte gibt, handelt es sich größtenteils um von der Industrie geleitete Standards, die derzeit noch unterentwickelt sind und sich hauptsächlich darauf konzentrieren, sicherzustellen, dass während des Betriebs kein einziger Schadstoff, nämlich Ozon, entsteht.“

Unter alltäglichen Betriebsbedingungen können Ionen, die in bewohnte Bereiche wie eine Schule oder ein Bürogebäude eingebracht werden, mit anderen in der Raumluft vorhandenen Verbindungen reagieren, was möglicherweise zur Bildung schädlicher Nebenprodukte wie Formaldehyd und Ozon führen kann. Ionen können sich auch schnell an andere Gase binden und die Bildung neuer „ultrafeiner“ Partikel anregen, die als Luftschadstoffe bekannt sind. Es liegen jedoch nur wenige unabhängige Daten zu diesen Mechanismen vor.

Das Forschungsteam führte eine Reihe von Experimenten zum Betrieb eines kommerziell erhältlichen bipolaren In-duct-Ionisationsgeräts durch. Labortests wurden mit Luftproben von Partikeln und Gasen in einer großen halbmöblierten Kammer und in einem Feldtest mit einem Ionisatorgerät durchgeführt, das in einer Lüftungsanlage für ein bewohntes Bürogebäude installiert war. Die Untersuchung ergab auch, dass trotz geringfügiger Änderungen der Partikelkonzentrationen der Nettoeffekt auf die Gesamtkonzentration von PM2,5 in der Luft sehr gering war.

Nach Angaben der EPA enthält Feinstaub mikroskopisch kleine Feststoffe oder Flüssigkeitströpfchen, die so klein sind, dass sie eingeatmet werden und schwere Gesundheitsprobleme verursachen können. Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern, auch Feinstaub oder PM2,5 genannt, stellen das größte Gesundheitsrisiko dar, da sie tief in Ihre Lunge und einige sogar in Ihren Blutkreislauf gelangen können. Zahlreiche wissenschaftliche Studien haben die Belastung durch Feinstaub mit einer Reihe gesundheitlicher Auswirkungen in Verbindung gebracht, darunter vorzeitiger Tod bei Menschen mit Herz- oder Lungenerkrankungen, nicht tödlicher Herzinfarkt, unregelmäßiger Herzschlag, verschlimmertes Asthma, verminderte Lungenfunktion, Reizung der Atemwege, Husten oder Atembeschwerden .

Die gesundheitlichen Auswirkungen von Luftionisierern sind weitgehend unbekannt, obwohl einige wenige aktuelle Studien Anlass zur Sorge geben. Im August 2020 kam eine Studie zu dem Schluss, dass die Exposition gegenüber negativen Ionen mit einem erhöhten systemischen oxidativen Stress (ein Indikator für die Herz-Kreislauf-Gesundheit) verbunden ist und dass es trotz verringerter Feinstaubkonzentrationen in Innenräumen keine positiven Veränderungen für die Gesundheit der Atemwege gab.

Eine weitere kürzlich durchgeführte Studie über Luftionisatoren in Schulklassen führte zu einer Verbesserung der Atemwegsgesundheit bei 11- bis 14-jährigen Kindern. Die Reduzierung der Feinstaubkonzentration führte zu einigen Verbesserungen der Atemwegsgesundheit. Die Ionisatoren wirkten sich negativ auf die Herzfrequenzvariabilität (ein Maß für die Herz-Kreislauf-Gesundheit) aus, was bedeutet, dass sie keinen Nutzen hatten der Lunge ging mit Kosten für das Herz einher.

„Wir sollten diese Effekte viel besser verstehen, bevor diese Art von Geräten weit verbreitet eingesetzt wird“, sagte Delphine Farmer, außerordentliche Professorin am Fachbereich Chemie der Colorado State University und Co-Hauptautorin des Artikels.

„Ohne Peer-Review-Forschung zu den gesundheitlichen Auswirkungen dieser Geräte laufen wir Gefahr, einen schädlichen Stoff durch einen anderen zu ersetzen“, sagte Stephens. „Wir fordern andere auf, den Richtlinien von Organisationen wie der US-amerikanischen EPA und ASHRAE zu folgen, die im Allgemeinen den Einsatz etablierter, evidenzbasierter Maßnahmen zur Reinigung der Raumluft empfehlen, einschließlich hocheffizienter Partikelfiltration und verbesserter Belüftung, zusätzlich zu Gesichtsbedeckungen und körperlicher Distanzierung.“ , um dazu beizutragen, die Übertragung von COVID-19 über die Luft zu reduzieren.“

Mehr Informationen: Yicheng Zeng et al., Evaluierung eines kommerziell erhältlichen bipolaren In-duct-Ionisationsgeräts zur Schadstoffentfernung und möglichen Nebenproduktbildung, Building and Environment (2021). DOI: 10.1016/j.buildenv.2021.107750

Zur Verfügung gestellt von der Colorado State University