Der Ionisator in Ihrer Schule trägt möglicherweise nicht viel zur Bekämpfung von Covid bei

Gregory Barber

Im vergangenen Herbst wurde Jeff Kreiter, Leiter der operativen Dienste des Schulbezirks in Sioux Falls, South Dakota, mit Vorschlägen zur Reinigung der Luft in Klassenzimmern überschwemmt. Die Ideen waren vielfältig – UV-Licht, Luftaustauscher, eine große Auswahl an Filtern – aber eine sah besonders vielversprechend aus: ein bipolarer Ionisator. Das System umfasste eine Reihe elektrifizierter Röhren, die in Luftkanälen angebracht waren und die Gebäude mit geladenen Teilchen oder Ionen überfluteten. Marketingmaterialien der Firma AtmosAir versprachen, dass dadurch Schadstoffe und Viren eliminiert würden, indem die ionenreiche Luft eines Alpendorfes nachgeahmt würde. Der Bezirk zahlte einem örtlichen Anbieter 2 Millionen US-Dollar für die Installation des Systems in 33 Schulgebäuden. „Letztendlich wollten wir das Virus abtöten und eine gesündere Umwelt haben, aber das wollten wir langfristig und nicht nur wegen Corona“, sagt Kreiter.

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Die Wissenschaft hinter diesen ionenerzeugenden Röhren liest sich wie ein elegantes Beispiel aus einem Schulbuch. Die Ionen sollen das auslösen, was Chemiker „Koagulation“ nennen. Wie Blutzellen, die eine Wunde verstopfen, verklumpen Partikel mit entgegengesetzter Ladung und fangen unangenehme Dinge ein, die Sie nicht in Ihrer Lunge haben möchten, wie Pollen und Schimmel. Schließlich werden diese Klumpen so groß, dass die Schwerkraft die Oberhand gewinnt und sie harmlos zu Boden fallen. Bei Viren gibt es noch einen weiteren Vorteil: Die Ionen verkleben Oberflächenproteine, die zum Eindringen in Zellen verwendet werden, und machen sie so zu weniger effektiven Eindringlingen. Das Ergebnis und die Banneraussage, die das Unternehmen während der Pandemie in seinem Pitch an Schulen machte, ist eine Reduzierung des Coronavirus um 99,92 Prozent innerhalb von 30 Minuten.

Laut Luftqualitätsexperten besteht das Problem darin, dass es kaum unabhängige Beweise gibt, die solche Behauptungen stützen. Luftreiniger werden größtenteils selbst reguliert, es gibt nur wenige Standards dafür, wie Hersteller ihre Produkte testen sollten, und es gibt nur wenige von Experten überprüfte Forschungsergebnisse. Die Wissenschaft mag im Prinzip oder in einem kontrollierten Labortest funktionieren, aber wie gut die Ionisierung die Luft in einem Klassenzimmer reinigt, ist eine andere Geschichte. Besonders zweifelhaft sind Behauptungen im Zusammenhang mit Covid-19. Die meisten Hersteller von Luftreinigern, darunter auch AtmosAir, verlassen sich auf kontrollierte Tests, die zeigen, wie die Ionisierung Viren auf Oberflächen beseitigt, was wenig Einfluss darauf hat, wie gut Ionen die Luft reinigen.

Frustrierte Luftqualitätswissenschaftler sagen, die Industrie versuche, Gelder für einfachere, bewährte Verbesserungen der Schullüftung zu erhalten. „Keines dieser Geräte funktioniert nachweislich“, sagt Delphine Farmer, Atmosphärenchemikerin an der Colorado State University, die sich mit Ionisierungstechnologie beschäftigt hat. „Jeder, der die Chemie versteht, würde sagen, dass man bei der Verwendung sehr vorsichtig sein sollte.“

Eine größere Sorge sei, fügt sie hinzu, das Potenzial von Luftreinigergeräten, Schaden anzurichten. Insbesondere Ionisatoren haben in der Vergangenheit Nebenprodukte wie Ozon, Formaldehyd und andere flüchtige Verbindungen produziert, die die Lunge schädigen können. Tests des AtmosAir-Ionisators durch das New York State Department of Health ergaben erhöhte Ozonwerte in den Klassenzimmern, in denen er in Betrieb war. Das Unternehmen bestreitet diese Ergebnisse und verweist auf Branchenzertifizierungen, dass seine Technologie ozonfrei sei.

Aber die Luftreinigung liegt mittlerweile in Schulen im Trend, die über ausreichende Bundesmittel für eine sichere Wiedereröffnung verfügen und noch viel mehr erhalten werden. Dutzende Bezirke haben mit Mitteln des Cares Act Ionisatoren sowie andere chemische Luftreinigungsbehandlungen gekauft. Nach einer flüchtigen Suche stellte Marwa Zaatari, eine Beraterin für Luftqualität in Austin, Texas, eine Liste von Käufen im Gesamtwert von etwa 60 Millionen US-Dollar zusammen. Der kürzlich vom Kongress genehmigte amerikanische Rettungsplan sieht zusätzliche Schulbeihilfen in Höhe von 122 Milliarden US-Dollar vor, was den Optimismus bei Herstellern und Verkäufern von Luftreinigern schürt. „Es fühlt sich so niederschmetternd an, dass nach diesem plötzlichen Bewusstsein für die Bedeutung der Luftqualität in Innenräumen das gesamte Geld in unerprobte Technologien gesteckt wird“, sagt Zaatari.

„Keines dieser Geräte hat nachweislich funktioniert.“

Die besten Möglichkeiten, die Luftqualität in Innenräumen zu verbessern, hängen vom Raum ab, aber die meisten Experten verweisen auf relativ einfache Lösungen wie das Öffnen von Fenstern und die Installation physischer Filter, die den von Organisationen wie der American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning entwickelten Teststandards entsprechen Ingenieure oder ASHRAE. Die Akronyme für diese Standards wie MERV und HEPA können etwas verwirrend sein, aber sie geben an, welche Arten von Partikeln sie mit welcher Geschwindigkeit herausfiltern können. MERV-13-Filter, von denen die Centers for Disease Control and Prevention sagen, dass sie Aerosole in der Größe, die SARS-CoV-2 beherbergen könnten, wirksam herausfiltern, kosten etwa 25 US-Dollar. Wenn eine Schule nicht genügend Luft durch die weniger porösen Filter pressen kann, benötigt sie möglicherweise Dutzende Filter und möglicherweise eine Modernisierung der Lüftungssysteme.

Die Hersteller von Ionisatoren bestreiten, dass ihre Technologie unbewiesen sei. Tony Abate, Chief Technology Officer der Clean Air Group, dem Firmennamen von AtmosAir, sagt, dass herkömmliche Filtermethoden Belüftungssysteme erfordern, die die Luft effektiv durch die Filter zirkulieren lassen, was in manchen Räumen nicht der Fall ist. Im Gegensatz dazu bekämpfen Ionen, die im gesamten Gebäude verteilt sind, Schadstoffe wie Viren an der Quelle eines Nieses oder Hustens. Im Idealfall, sagt er, sollten Schulen einen kombinierten Ansatz verfolgen. „Es ist eine Schutzschicht. Sie soll andere Schichten nicht ersetzen. Es ist wichtig, dass Sie Filter verwenden und Ihre Gebäude belüften und dass Sie Ihre Quellen durch Masken und Händewaschen kontrollieren“, sagt er. Er verweist auf in Auftrag gegebene Laborstudien und Fallstudien von Kunden, die festgestellt haben, dass sich ihre Luftqualität verbessert hat.

Von Eve Sneider

Kreiter von den Schulen in Sioux Falls, an denen die Schüler seit letztem Herbst persönlich lernen, sagt, die Beamten seien bisher mit der Luftqualität zufrieden. Ein Hinweis war, dass es in diesem Jahr keine Probleme mit Schimmel gab, ein häufiges Problem im Winter. Er räumte jedoch ein, dass es schwer zu sagen sei, ob die Verbesserungen auf die in den Schulen schwebenden Ionen oder auf verbesserte Luftfilter zurückzuführen seien, die separat erworben und ungefähr zur gleichen Zeit installiert wurden.

Luftreiniger schlüpfen durch die Ritzen der Vorschriften. Da es sich nicht um medizinische Geräte handelt, werden sie von der Food and Drug Administration nicht überprüft. Die Environmental Protection Agency reguliert die Luftqualität in Innenräumen nicht über bestimmte gefährliche Nebenprodukte hinaus. Das CDC bezeichnet Luftreiniger als „neue Technologien“ und empfiehlt den Käufern, „ihre Hausaufgaben“ hinsichtlich der Angaben der Hersteller zu machen. ASHRAE bietet eine ähnliche Zweideutigkeit und weist auf den Mangel an „überzeugenden, wissenschaftlich fundierten und von Experten überprüften Studien“ zur Technologie hin Verwenden Sie die Mittel, um sicher wieder zu öffnen.

Lauren Goode

Lauren Goode

Julian Chokkattu

Will Knight

Diese Dynamik gilt nicht nur für Luftreiniger. Andere beliebte Nach-Covid-Schul-Upgrades, wie kontaktlose Temperaturmessgeräte, fallen in Bezug auf Marketing und Regulierung in eine ähnliche Grauzone. Ein Forschungsteam berichtete letzten Monat, dass viele Hersteller sie so programmiert hatten, dass sie nur „normale“ Temperaturwerte anzeigten. Schulbeamte und Verkäufer sagten gegenüber WIRED, dass die Vorteile der Thermometer größtenteils psychologischer Natur seien.

Bei Luftreinigern reicht die problematische Geschichte bereits vor Covid-19 zurück. Traditionell werden sie als Mittel zur Verbesserung der Raumluftqualität ohne Einbußen bei der Energieeffizienz verkauft, weshalb sie bei Planern umweltfreundlicher Gebäude besonders beliebt sind. Anstatt Außenluft einzuführen, die erwärmt oder gekühlt werden muss, ermöglichen sie eine dichtere Abdichtung von Gebäuden, während die Ionen im Inneren zirkulieren. Produkte wie Ionic Breeze von Sharper Image, ein fester Bestandteil der Katalogkultur der frühen 2000er Jahre, haben dazu beigetragen, der Branche einen erstklassigen Glanz zu verleihen. Das Problem bestand, wie Consumer Reports beim Test des Ionic Breeze feststellte, darin, dass die Ionisierung nicht viel zur Entfernung von Schadstoffen beitrug, sondern viel Ozon produzierte. (Der Rechtsstreit um das Gerät trug später dazu bei, dass Sharper Image unter Insolvenzschutz gestellt wurde.)

Ohne Standardtestmethoden kann es für Laien eine Herausforderung sein, Aussagen zu einem bestimmten Gerät zu bewerten. Die Wirksamkeit hängt von vielen Aspekten des Tests ab, z. B. von der Art und Weise, wie der Schadstoff eingeführt wurde, von der Größe und Belüftung des Raums und von der Intensität, mit der der Ionisator betrieben wurde. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, wie viel Anerkennung es verdient, neben anderen Faktoren die Luft zu reinigen. Ein Hersteller behauptet vielleicht, dass ein Ionisator über einen bestimmten Zeitraum 99,9 Prozent eines bestimmten Schadstoffs entfernt. Aber war es wirklich die Ionisierung oder war es eine Kombination aus grundlegender Filterung und natürlichem Zerfall? Und wurde der Schadstoff aus der Luft oder von einer Oberfläche entfernt? „Ich gebe den Schulen nicht die Schuld, wenn sie versuchen, eine Entscheidung zu treffen, denn die Berichte sind sehr verworren und man kann sich leicht täuschen“, sagt Zaatari.

„Es ist so billig, aktuell bewährte Technologien zu nutzen. Es gibt so viele Fehlinformationen.“

Ein einziger Durchgang der Raumluft durch einen MERV-13-Filter entfernt mindestens 85 Prozent der sehr feinen Aerosole, erklärt Kathleen Owen, Luftqualitätsingenieurin und Mitglied der Epidemie-Task Force von ASHRAE. Klingt viel schlimmer als 99,9 Prozent. In einem gut belüfteten Raum kann die Luft jedoch innerhalb von Minuten mehrmals durch einen Filter strömen. „Es schmerzt mich zu sehen, dass Schulen etwas kaufen, von dem ich nicht sagen kann, dass es tatsächlich funktioniert“, sagt Owen. „Ich möchte wirklich, wirklich mehr Daten da draußen sehen.“

Kürzlich hat der Colorado State-Forscher Farmer zusammen mit Kollegen von der Illinois Tech und der Portland State University einen Ionisator einem seltenen unabhängigen Test unterzogen. Sie bewerteten ein „nadelpunktbipolares Ionisierungsgerät“, das besonders bei Schulen beliebt ist, darunter vier Bezirke im Lehigh Valley in Pennsylvania, die laut The Morning Call in Allentown insgesamt 1,3 Millionen US-Dollar für die Installation ausgegeben haben. (Der Schwerpunkt des Angebots eines örtlichen Verkäufers lag auch auf der Bergluft.) Bei Tests sowohl in kontrollierten Umgebungen als auch in solchen, die reale Räume nachbilden sollten, stellten die Forscher fest, dass das Gerät eine vernachlässigbare Menge Ozon produzierte, was eine gute Sache war. Die Ionisierung hatte jedoch nur geringe Auswirkungen auf in der Luft schwebende Partikel und hatte einen Nachteil: Sie erzeugte andere flüchtige Verbindungen, darunter Aceton und Toluol, Reizstoffe, die bei chronischer Exposition Lungen- und Nervenschäden verursachen können. Die Wissenschaft mag elegant sein, aber in der realen Welt gibt es einfach nicht genug Ladung und nicht genug Luft, als dass die Ionen und die Koagulation einen großen Unterschied machen könnten, sagt Farmer.

Lauren Goode

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Julian Chokkattu

Will Knight

Global Plasma Solutions, das Unternehmen, das das Gerät herstellt, bestreitet die Ergebnisse der Tests, die ihrer Meinung nach nicht den Standardarbeitsanweisungen entsprachen und eine stärkere Wiederholung erforderten. Ein Sprecher des Unternehmens verwies WIRED auf eine vom Unternehmen in Auftrag gegebene Forschung, die zeigt, dass die Technologie SARS-CoV-2 auf Oberflächen und Aerosolen in Laborumgebungen neutralisiert, sowie auf Fallstudien von Kunden, darunter Universitäten und das Weiße Haus.

Farmer gibt zu, dass ihr Team nur eine Reihe von Experimenten auf einem einzigen Gerät durchgeführt hat. „Ich bin nicht in die Wissenschaft gegangen, um bestimmte Hersteller zu verfolgen“, sagt sie. Sie befürwortet eine staatliche Regulierung oder zumindest klarere Standards, nach denen Hersteller ihre Produkte streng testen und ihre Daten den Kunden präsentieren sollten. Das ist die Rolle eines Gremiums wie ASHRAE. Die Pandemie hat die Ausarbeitung von Standards noch dringlicher gemacht, und die Mitglieder arbeiten daran, aber Owen sagt, dass der Prozess Jahre dauern könnte.

In der Zwischenzeit hat Zaatari eine einfache Botschaft an die Schulleitungen und Eltern, die sie um Rat fragen: Bleiben Sie bei den Grundlagen. „Es ist so günstig, aktuell bewährte Technologien zu nutzen“, sagt sie. „Es gibt so viele Fehlinformationen.“