Aerosole vs. Partikel
In den letzten Jahren ist das Bewusstsein für gute Luftqualität stark gestiegen. Viele Studien untersuchen, wie sich die Luft auf verschiedene Bereiche auswirkt. Durch die COVID-19-Pandemie rückte neben der Außenluft besonders die Luft in Innenräumen in den Mittelpunkt.
Das Virus SARS-CoV-2 ist sehr klein (etwa 0,06 bis 0,14 µm). Es wird jedoch meist nicht allein übertragen, sondern über größere feste oder flüssige Teilchen. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „Aerosol“ bekannter geworden. Oft wird er jedoch falsch verwendet und mit einem Gemisch aus Partikeln gleichgesetzt.
Da ein Erwachsener täglich etwa 100 Milliarden Partikel einatmet, lohnt es sich, die Begriffe „Aerosol“ und „Partikel“ genauer zu unterscheiden, statt sie als gleichbedeutend zu verwenden.
Definition Aerosol vs. Partikel
Der Begriff „Aerosol“ setzt sich aus dem altgriechischen Wort für Luft und dem lateinischen Wort für Lösung zusammen.
Ein Aerosol ist ein Gemisch aus einem Gas und darin fein verteilten festen oder flüssigen Partikeln (DIN EN ISO 29464:2020). Auch die Umgebungsluft ist ein solches System: In einem Liter Luft können sich Millionen von Partikeln befinden.
Diese Partikel können über Stunden bis Tage in der Luft verbleiben und liegen in fester oder flüssiger Form vor. Ihre Anzahl, Größe, ihr Aggregatzustand sowie ihr Sinkverhalten verändern sich dabei kontinuierlich.
Das dynamische Verhalten von Partikeln in einem Aerosol
Die Partikel in einem Aerosol sind sehr klein. Ihre Größe liegt im Mikro- oder Nanometerbereich. Allerdings ist diese Größenverteilung nicht konstant, sondern verändert sich ständig. Wenn sich die Größe der Partikel ändert, beeinflusst das auch ihre Bewegung in der Luft und ihre Abscheidung durch Filter.
Ein Beispiel sind flüssige Partikel, die Menschen beim Ausatmen, Sprechen, Husten oder Niesen freisetzen. Dabei entstehen Tropfen mit Größen zwischen etwa 0,5 µm und 100 µm.
Etwa 80–90 % dieser Partikel sind rund 1 µm groß und verdunsten innerhalb von Millisekunden. Tropfen mit 10 µm verdunsten in weniger als einer Sekunde. Größere Tropfen über 100 µm können sich dagegen länger als eine Minute in der Luft halten und sinken meist zu Boden, bevor sie vollständig verdunsten.
Auch das Absinken der Partikel hängt stark von ihrer Größe ab. In ruhiger Luft sinkt ein 100-µm-Partikel aus 2 Metern Höhe mit etwa 25 cm pro Sekunde ab. Sehr kleine Partikel (1 µm) würden unter gleichen Bedingungen hingegen rund 16 Stunden benötigen, um zu Boden zu gelangen.
In Innenräumen verlängert Luftbewegung die Verweildauer zusätzlich. Typische Luftströmungen von etwa 0,1 m/s können Partikel länger in der Luft halten.
Zudem schrumpfen flüssige Tropfen durch Verdunstung schnell. Ein fester Partikel mit 50 µm Durchmesser benötigt bei Windstille etwa 30 Sekunden, um aus 2 Metern Höhe abzusinken. Ein gleich großer Wassertropfen verdunstet bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit jedoch in weniger als 3 Sekunden. Das bedeutet: Der Tropfen ist meist verdunstet, bevor er den Boden erreicht.
Fazit
In einigen Veröffentlichungen werden die Begriffe „Aerosol“ und „Partikel“ fälschlicherweise gleichgesetzt. Tatsächlich ist ein Aerosol jedoch ein Gemisch aus einem Gas (z. B. Luft) und darin enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln. Unsere Umgebungsluft ist ein solches Gemisch, da sie sowohl feste als auch flüssige Teilchen enthalten kann.
Oft wird außerdem angenommen, dass sich feste Partikel und flüssige Tropfen unterschiedlich bewegen. Entscheidend ist jedoch vor allem ihre Größe. Flüssige Tropfen können bei niedriger Luftfeuchtigkeit schnell verdunsten und dadurch kleiner werden. Das verändert ihr Sinkverhalten. Bei hoher Luftfeuchtigkeit können Partikel hingegen Feuchtigkeit aufnehmen, größer werden und schneller absinken.
Die Partikelgröße beeinflusst somit sowohl die Bewegung in der Luft als auch die Wirksamkeit verschiedener Filtrationseffekte. Bei der Auswahl geeigneter Aerosolfilter sollte dies berücksichtigt werden.
Das Team von me-Filtertechnik unterstützt Sie gerne bei der Auswahl passender Aerosol-Luftfilter für Ihre Anwendung und die jeweiligen Rahmenbedingungen.