Die meisten Menschen, die in geschlossenen Räumen rauchen, wissen, dass es stinkt. Was weniger offensichtlich ist, ist das Ausmaß dessen, was tatsächlich mit der Luft im Raum passiert - und wie lange es anhält, nachdem die Zigarette aus ist.
Dies ist kein Vortrag über das Rauchen. Es ist eine Aufschlüsselung der Luftqualitätsdaten, denn die Zahlen sind spezifisch genug, um wissenswert zu sein.
Wie sich eine Zigarette auf die PM2,5-Werte auswirkt
PM2,5 bezieht sich auf Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern - klein genug, um die oberen Atemwege zu passieren und direkt das Lungengewebe zu erreichen. Der von der WHO empfohlene sichere Grenzwert für die Innenraumluft liegt bei 15 µg/m³ über 24 Stunden.
Die mittleren PM2,5-Konzentrationen in Raucherwohnungen liegen bei 31 µg/m³, verglichen mit 3 µg/m³ in Nichtraucherwohnungen - etwa zehnmal höher. Dieser Ausgangswert spiegelt die Umgebungswerte zwischen den Rauchereignissen wider. Während des aktiven Rauchens steigen die Konzentrationen sprunghaft über diesen Medianwert an.
Eine einzige Zigarette, die unter kontrollierten Bedingungen verbrannt wird, erzeugt im unmittelbaren Rauchstrom mittlere PM2,5-Konzentrationen von etwa 1.700-2.000 µg/m³. In einem geschlossenen Raum zerstreut und verdünnt sich der Rauch - aber er verschwindet nicht. Er verteilt sich in der Raumluft, setzt sich auf Oberflächen ab und wird mit der Luftbewegung wieder aufgewirbelt.
PM2,5 in Innenräumen ist der zuverlässigste Marker für das Vorhandensein von Tabakrauch, und die Forschung hat einen direkten Zusammenhang zwischen erhöhtem PM2,5 in Innenräumen und chronischen Lungenkrankheiten hergestellt. Dieser Zusammenhang gilt sogar für Konzentrationen unterhalb der akuten Expositionsschwellen - die gesundheitliche Belastung akkumuliert sich nicht nur bei Spitzenbelastungen, sondern auch bei langfristigen Belastungen auf niedrigem Niveau.
Zum Kontext: Die Benchmark von Berkeley Earth setzt eine PM2,5-Konzentration von 22 µg/m³ mit einer Exposition von etwa einer Zigarette pro Tag gleich. Die Wohnung eines Rauchers mit mittleren Werten entspricht demnach einer passiven Exposition von etwa 1,4 Zigaretten pro Tag für alle anderen im Haushalt lebenden Personen - einschließlich Kindern und nicht rauchenden Erwachsenen - allein dadurch, dass sie dort leben.
Die drei Stadien der Tabakkontamination in Innenräumen
Die meisten Menschen denken bei Tabakrauch in Innenräumen an eine einzige Phase: den Rauch selbst. Die Kontamination erfolgt jedoch in drei verschiedenen Phasen, die jeweils einen anderen Zeitrahmen und eine andere Herausforderung für die Filterung darstellen.
Rauch aus erster Hand
Der direkt von der Zigarette inhalierte Strom - höchste Konzentration, kürzeste Dauer. In dieser Phase nimmt die rauchende Person die größte Belastung auf.
Passivrauchen
Der Nebenstromrauch und der ausgeatmete Rauch, der sich in der Raumluft verteilt. Dies ist das, was Nichtraucher im selben Raum einatmen. Er enthält die gleichen Verbindungen wie der Rauch aus erster Hand - Kohlenmonoxid, Benzol, Formaldehyd, Blausäure, PM2,5 - in niedrigeren, aber immer noch medizinisch bedeutsamen Konzentrationen. Kinder, deren Atmungsorgane sich noch entwickeln, nehmen diese Verbindungen in höheren effektiven Dosen pro Kilogramm Körpergewicht auf als Erwachsene.
Passivrauch löst sich beim Lüften relativ schnell auf. Wenn man nach dem Rauchen ein Fenster öffnet, verringert sich die Konzentration in der Luft beträchtlich. An diese Phase denken die meisten Menschen, wenn sie an die Auswirkungen des Rauchens in Innenräumen denken.
Der Teil des Passivrauchs, der nicht entfernt werden kann.
Passivrauchen sind die giftigen Rückstände des Tabakrauchs, die an Oberflächen wie Wänden, Möbeln, Teppichen und Vorhängen haften. Im Gegensatz zum Passivrauchen, das direkt aus der Luft eingeatmet wird, setzt sich diese Verunreinigung in Innenräumen fest und gibt kontinuierlich Partikel und Gase an die Luft ab, die sich im Laufe der Zeit chemisch verändern.
Poröse Materialien wie Wollteppiche und Stoffpolster wirken wie ein tiefes Reservoir, das tabakbedingte Chemikalien aufnimmt und dann langsam wieder an die Luft abgibt. Dadurch ist Passivrauchen sehr widerstandsfähig gegen einfaches Lüften, und die Kontamination hält noch Stunden oder sogar Tage nach einem einzigen Rauchvorgang an.
Dies ist die Phase, die die meisten Menschen unvorbereitet trifft. Man kann den Raum lüften, Lufterfrischer versprühen und alle Fenster öffnen - und die Verunreinigung bleibt in den Materialien selbst und wird langsam wieder in die Luft abgegeben, die man weiterhin einatmet.
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Was wirklich in der Luft liegt
Tabakrauch enthält über 7.000 chemische Verbindungen. Diejenigen, die für die Luftqualität in Innenräumen am wichtigsten sind, fallen in zwei Kategorien: Partikel und Gase.
Partikel: PM2,5 ist das Hauptproblem. Ultrafeine Partikel unter 0,1 Mikrometer sind ebenfalls im Tabakrauch enthalten und dringen tief in das Lungengewebe ein. Diese werden von H13 HEPA-Filtern effektiv aufgefangen - die Partikelentfernung ist die stärkste Anwendung der HEPA-Technologie in Raucherumgebungen.
Gase und VOCs: Formaldehyd, Benzol, Toluol, Xylol, Acrolein, Blausäure und Nikotindampf - alle im Passivrauchen und im Rauch Dritter enthalten. Sechsundsechzig Bestandteile des Nebenstrom-Zigarettenrauchs wurden im Passivrauchen auf Kleidungsstoffen nachgewiesen, darunter Benzol, Toluol, Xylol, Pyridin, Naphthalin und Nikotin, von denen mehrere hoch toxisch sind.
Diese Gase werden von HEPA allein nicht aufgefangen. Zur Adsorption wird Aktivkohle benötigt VOCs - Genau aus diesem Grund ist die Kombination aus HEPA und Aktivkohle die geeignete Filterarchitektur für Raucherumgebungen, nicht die reine HEPA-Filterung. Ein Luftreiniger mit einer dünnen Aktivkohleschicht erschöpft seine Kapazität in einem regelmäßig rauchenden Haushalt schnell, so dass Gasphasenverunreinigungen unbehandelt durchgelassen werden.
Kohlenmonoxid: CO ist ein farbloses, geruchloses Gas, das bei der Verbrennung von Tabak entsteht. Herkömmliche Luftreiniger können CO nicht entfernen. In einem schlecht belüfteten Raum, in dem regelmäßig geraucht wird, kann der CO-Gehalt Konzentrationen erreichen, die die kognitiven Funktionen auf subakutem Niveau beeinträchtigen. CO erfordert Belüftung und einen speziellen CO-Monitor - keinen Filter.
Was die Belüftung bewirkt und was nicht
Das Öffnen von Fenstern ist die wirksamste Einzelmaßnahme gegen Passivrauchen. Durch den Luftstromaustausch werden Partikel und Gase in der Luft schneller verdünnt und entfernt als durch einen Luftreiniger allein. Dies ist wichtig, weil Luftreiniger CADR für ein bestimmtes Raumvolumen ausgelegt sind - ein kleiner Luftreiniger in einem großen Raum mit aktivem Rauchen kann nicht mit der Entstehungsrate Schritt halten.
Was die Belüftung nicht anspricht:
Die Verunreinigung von Oberflächen durch Passivrauchen wird durch das Öffnen von Fenstern nicht beeinträchtigt. Die Verbindungen sind in Materialien eingebettet und schweben nicht in der Luft. Die Lüftung entfernt das, was sich in der Luft befindet, nicht aber das, was bereits in Teppichen, Vorhängen oder Wandfarben adsorbiert ist.
Die Wiederemission setzt sich nach Beendigung der Belüftung fort. Ein Raum, in dem jahrelang geraucht wurde, der dann gereinigt und gelüftet wurde, weist immer noch erhöhte VOC-Werte durch Oberflächenausgasung auf. Dies ist in Räumen wie Hotelzimmern und gekauften, gebrauchten Möbeln aus Raucherhaushalten dokumentiert - die Luftqualitätssignatur der Tabakverunreinigung besteht noch lange nach Beendigung des Rauchens.
Was die Luftfilterung in einer Raucherumgebung leisten kann und was nicht
Luftreiniger mit HEPA- und Aktivkohlefilterung reduzieren die durch Tabakrauch verursachten Schadstoffe in der Luft erheblich - mit bestimmten Grenzwerten, die man kennen sollte, bevor man sich auf sie verlässt.
Was sie gut können:
PM2,5 und ultrafeine Partikel während und nach Raucherveranstaltungen. H13 HEPA entfernt 99,95% der Partikel bei 0,3 Mikrometern. Für die Partikelbelastung in einer Raucherumgebung ist HEPA wirksam, wenn der Luftreiniger eine ausreichende CADR für das Raumvolumen hat und kontinuierlich läuft, nicht nur, wenn Rauch sichtbar ist.
VOCs und Gerüche durch Aktivkohleadsorption. Benzol, Toluol, Formaldehyd - diese Stoffe werden an der Aktivkohleoberfläche adsorbiert. Die entscheidende Variable ist die Masse der Aktivkohle. Ein Filter mit 50 g Kohle in einem Haushalt, in dem täglich geraucht wird, ist schnell gesättigt. Umgebungen, in denen regelmäßig geraucht wird, erfordern eine höhere Kohlenstoffmasse und häufigere Austauschintervalle als üblich.
Was sie nicht ansprechen:
Kohlenmonoxid. HEPA- und Kohlefilter entfernen kein CO. Wenn der CO-Gehalt ein Problem darstellt - und in regelmäßig gerauchten, schlecht belüfteten Räumen sollte dies der Fall sein -, sind ein eigenständiger CO-Detektor und eine angemessene Belüftung die erforderliche Reaktion.
Oberflächenkontamination. Ein Luftreiniger filtert Schadstoffe aus der Luft. Er kann nichts gegen das unternehmen, was bereits in Teppichen, Stoffen und Wänden eingebettet ist. Die Ausdünstungen des Passivrauchs von Oberflächen stellen eine konstante Belastung der Luft dar, die der Luftreiniger zwar teilweise beseitigen kann, da diese Verbindungen wieder in die Luft gelangen, nicht aber an der Quelle.
Luftreiniger sind kein Ersatz für das Lüften oder Rauchen im Freien in Haushalten mit Kindern oder Menschen mit Atemwegserkrankungen. Sie sind eine ergänzende Schicht, die die Exposition reduziert, nicht eine Lösung, die sie beseitigt.
Die für die Filterauswahl in Raucherhaushalten relevanten Zahlen
Wenn Sie in geschlossenen Räumen rauchen und sich für ein Filtersystem entscheiden, sind drei Spezifikationen wichtiger als die Marke:
Kohlenstoffmasse, nicht nur Kohlenstoffschicht: Für Raucherumgebungen sollten Sie Luftreiniger mit mindestens 450-900 g Aktivkohle verwenden. Dünne Aktivkohle-Vorfilter, wie sie in preiswerten Luftreinigern zu finden sind, erschöpfen sich bei regelmäßiger Rauchbelastung innerhalb weniger Wochen.
CADR ist an die Raumgröße angepasst: Der CADR-Wert für Rauch wird normalerweise getrennt von Staub und Pollen angegeben. Die Association of Home Appliance Manufacturers empfiehlt für die Rauchabsaugung einen CADR-Wert von mindestens zwei Dritteln der Quadratmeterzahl des Raums. Ein Raum mit 300 Quadratmetern benötigt einen Rauch-CADR von mindestens 200 cfm.
Das Austauschintervall wird an die Belastung angepasst: Die Hersteller geben Austauschintervalle an, die auf durchschnittlichen Haushaltsbedingungen basieren. Ein Raucherhaushalt ist nicht durchschnittlich. Der Austausch der Kohle bei der Hälfte des angegebenen Intervalls ist ein vernünftiger Ausgangspunkt; die tatsächliche Sättigung hängt von der Rauchhäufigkeit und dem Raumvolumen ab.
HIFINEs Sichtweise
Wir stellen HEPA- und Aktivkohlefilterpatronen für OEM- und ODM-Anwendungen von Luftreinigern her. Raucherumgebungen stellen einen der anspruchsvollsten Anwendungsfälle für beide Filtertechnologien dar - hohe Partikelbelastung für HEPA, hohe VOC-Belastung für Aktivkohle, beide gleichzeitig im Einsatz.
Der technische Kompromiss bei der Entwicklung von Filtern für Rauchumgebungen liegt zwischen Kohlenstoffmasse und Filterwiderstand. Das richtige Gleichgewicht für eine bestimmte Anwendung zu finden, ist der Kern des Filterdesigns für diesen Anwendungsfall.
