Essentials der Luftqualität - Ein tiefes Eintauchen in die Lufteinheit und ihre gesundheitlichen Vorteile

Die Luftqualität ist ein kritischer Aspekt unseres täglichen Lebens und wirkt sich direkt auf unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden aus. Dieser Artikel konzentriert sich auf Luftreinigungssysteme und zeigt ihre wesentliche Rolle bei der Verbesserung der Innenräume. Durch die Untersuchung der neuesten Fortschritte in der Luftfiltrationstechnologie und deren gesundheitlichen Vorteile geben wir Einblicke in die Art und Weise, wie diese Systeme zu saubereren, gesünderen Lebens- und Arbeitsräumen beitragen. Das Verständnis des Zusammenhangs zwischen gereinigter Luft und verbesserter Gesundheit ist entscheidend für die Schaffung einer sichereren und komfortableren Umgebung zu Hause oder zu Arbeit.

Einführung

Die Luftqualität ist definiert als der Zustand der Luft in unserer Umgebung, der eine entscheidende Rolle für unser Wohlbefinden und das Umweltverhältnis spielt. 

Das menschliche Atmungssystem ist ein komplexer biologischer Mechanismus für den Gasaustausch - hauptsächlich Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidausweisung. Bei der Ausruhe atmet ein Erwachsener und atmet etwa 7 oder 8 Liter Luft pro Minute mit 10.000 bis 12.000 Litern täglich aus.(1) Dies unterstreicht an sich die Notwendigkeit von sauberer Luft für eine optimale physiologische Funktion. Die Qualität der Lufteinhalte beeinflusst direkt die Atemwirtschaft und die allgemeine Gesundheit. Lesen Sie mehr über das Atmungssystem von der Das Übungskapitel des Biohackers Handbuchs.

Weltweit variiert die Luftqualität erheblich und wird durch natürliche Phänomene und menschliche Aktivitäten beeinflusst. Industrielle Emissionen, Fahrzeugabgas und landwirtschaftliche Aktivitäten tragen vorherrschende anthropogene Faktoren zur Luftverschmutzung.(2) Im Gegensatz dazu haben ländliche Gebiete oft eine bessere Luftqualität, obwohl sie nicht gegen Schadstoffe wie Ozon und Partikel immun sind. Diese Varianz unterstreicht die unterschiedlichen Herausforderungen in verschiedenen Regionen in Bezug auf Luftqualitätsmanagement. 

Laut der Weltgesundheitsorganisation hat Finnland die sauberste Luft der Welt (insbesondere Tampere, eine Stadt im Süden Finnlands). Der Grad der in der Luft befindlichen Partikel in Finnland beträgt durchschnittlich sechs Mikrogramm pro Kubikmeter - das niedrigste Niveau für ein einzelnes Land. Finnlands große Wälder spielen eine wesentliche Rolle sowie unzählige Seen. Wälder decken mehr als 75% der Landfläche Finnlands ab.(3-4)

Luftqualität und ihre gesundheitlichen Auswirkungen 

Das Einatmen reiner Luft ist für optimale Gesundheit und Wohlbefinden von grundlegender Bedeutung. Das Fehlen von Schadstoffen in der Luft spielt eine bedeutende Rolle bei der Verhinderung und Minderung von Gesundheitsproblemen, insbesondere bei den im Zusammenhang mit dem Atemweg.(5) Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist Clean Air-Zugang für eine gesunde Umgebung von grundlegender Bedeutung und beeinflusst direkt das allgemeine Wohlbefinden.(6)

Quelle: ActiveSustainability.com (2019)

Luftverschmutzung im Freien

Die Luftverschmutzung beeinflusst hauptsächlich das Atmungssystem und führt zu verschiedenen Krankheiten, insbesondere wenn die Partikel weniger als 2,5 Mikrometer (PM2.5) beträgt, beispielsweise im Smog. Diese Partikel gelangen in die Lunge und verursachen Entzündungen, die die Zustände wie Asthma, chronische Bronchitis und Emphysem verschlimmern.(7-8)  

Langfristige Exposition gegenüber einigen Luftschadstoffen wie Benzol und polyzyklischem aromatischen Kohlenwasserstoffen war ebenfalls mit höheren Lungenkrebsraten in Verbindung gebracht. Epidemiologische Nachweise auf die Luftverschmutzung im Freien und das Risiko anderer Krebsarten wie Brustkrebs sind begrenzter.(9)

Reine Luft senkt das Risiko von chronischen Atemwegserkrankungen erheblich. Langfristige Exposition gegenüber sauberer Luft verringert die Inzidenz von chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD) und Bronchitis.(10-11) Das Fehlen schädlicher Partikel und Chemikalien in der Luft ermöglicht es der Lunge, ohne den Stress zu funktionieren, Schadstoffe herauszufiltern, wodurch Entzündungen und Verschleiß auf Atemgewebe verringert werden.

Zahlreiche Studien haben die Verbesserung der Luftqualität mit einem Rückgang der Asthma- und Allergienquoten in Verbindung gebracht.(12-13) Clean Air fehlen Allergene wie Pollen, Schimmelpilzsporen und Schadstoffe, die Asthmaangriffe und allergische Reaktionen auslösen und die Häufigkeit und Schwere dieser Bedingungen verringern.(14)

Clean Air hat umfangreiche langfristige gesundheitliche Vorteile, einschließlich verringerter Herzerkrankungen, Lungenkrebs und Schlaganfallrisiko. Basierend auf umfassenden Forschungsergebnissen weltweit trägt eine verbesserte Luftqualität zu einer längeren Lebenserwartung bei(15) Die erhöhte Mortalität durch alle Luftverschmutzung der Umgebungsluft wird weltweit auf 8,8 (7,11–10,41 Mio.) pro Jahr geschätzt, wobei die Lebenserwartung (LLE) von 2,9 (2,3–3,5) Jahren und schockierend die des Rauchens von Tabak überschreitet.(16) 

Die psychologischen Vorteile der Atemluft werden normalerweise vernachlässigt. Forschungsergebnisse der Umweltpsychologie beweisen, dass saubere Luft das Stress verringern, die Angst und die Symptome einer Depression verringern kann. Die Bewertung des Wohlergehens der Menschen, die in den Bereichen mit besserer Luftqualität leben, war eine bessere psychische Gesundheit und eine höhere Lebenszufriedenheit.(17-18)

Untersuchungen haben auch eine direkte Korrelation zwischen Luftqualität und kognitiven Fähigkeiten gezeigt. Die Exposition gegenüber einer höheren Luftqualität verbessert die kognitive Funktion, verbessert die Speichernretention und erhöht die Konzentration. Verschiedene Schadstoffe können die Gehirnfunktion beeinträchtigen, während sauberere Luft die kognitiven Ergebnisse verbessern können.(19) Basierend auf epidemiologischen Studien ist auch die Exposition gegenüber der Luftverschmutzung mit Demenz verbunden.(20)

Luftverschmutzung in Innenräumen

Die Luftverschmutzung in Innenräumen ist ein ebenso großes Problem wie die Luftverschmutzung im Freien. Weltweit werden über vier Millionen Todesfälle auf die Luftverschmutzung in Innenräumen zurückgeführt. Zahlreiche Faktoren beeinflussen die individuelle Exposition gegenüber Haushaltsschadstoffen. Dazu gehören Haushaltselemente, Verbrennung solider Kraftstoffe, Kochpraktiken, Allergene aus Haushaltschädlingen, Feuchtigkeit und Innenformen.(21-22) Eine hohe Luftverschmutzung in Innenräumen wird durch Haushaltsmerkmale, Insassenaktivitäten und Faktoren wie Zigarettenrauchen, Gasgeräte und Haushaltsprodukte beeinflusst, wobei die Luftwechselkurse negativ zugeordnet sind.(23) 

Schimmelpilztoxizität Scheint ein steigendes Problem und ein Problem in vielen Haushalten, Sozialwohnungen und öffentlichen Strukturen zu sein.(24-26) Schimmelpilze kann zu verschiedenen menschlichen Krankheiten führen, einschließlich Asthma, allergischer Rhinitis und Überempfindlichkeitspneumonitis, durch genau definierte physiologische Mechanismen.(27)

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind Chemikalien auf Kohlenstoffbasis, die bei Raumtemperatur schnell verdampfen. Sie sind üblicherweise in alltäglichen Gegenständen wie Farben, Reinigungsprodukten und Kraftstoffen sowie in Holz- und Holzpaneele zu finden.(28-29)  

VOCs betreten den Körper durch Inhalation, Hautkontakt oder Aufnahme, was zu zellulären Schäden und physiologischen Störungen führt. VOCs stellen Gesundheitsrisiken dar, die je nach Art und Expositionsniveau variieren. Kurzfristige Effekte sind Reizungen der Augen, Nase und Hals, Kopfschmerzen und Schwindel.(30) Eine langfristige Exposition kann zu schwereren Problemen wie Krebs, Leber- und Nierenschäden und Störungen des Zentralnervensystems führen.(31-32) Die VOC -Exposition kann auch zum Einsetzen und Fortschreiten von Autoimmunerkrankungen beitragen, indem chronische Entzündungen und Immunabschlüsse fördert.(33) 

Baustoffe	Produkte für Heim- und Körperpflegeprodukte	Aktivitäten
Farbe, Lack, Kesseln, Klebstoffe	Luftfrischer, Reinigungsprodukte	Rauchen
Teppich, Vinylböden	Kosmetika	Trockenreinigung, Fotokopierer
Verbundholzprodukte	Heizöl, Benzin	Kochen, Hobbys
Polster und Schaum		Brennholz

Tabelle: VOC -Quellen

• VOCs werden in höheren Niveaus in Innenluft (10 bis 100 μg/m3) als in der Außenluft gefunden
• Neben Karzinogenität sind VOCs toxische Zentralnervensysteme.
• VOCs werden schnell metabolisiert und ergeben mehrere toxische Metaboliten im Urin
• Bis zu 38 VOC -Metaboliten können im Urin in Konzentrationen von Hunderten bis Tausenden von NG/ml gemessen werden
• VOC -Metaboliten im Urin sind wertvolle Biomarker, um die gesundheitlichen Auswirkungen dieser Chemikalien zu verknüpfen

Quelle: Li, A. & Pal, V. & Kannan, K. (2021). Eine Übersicht über das Auftreten von Umwelt, Toxizität, Biotransformation und Biomonitorierung von flüchtigen organischen Verbindungen. Umweltchemie und Ökotoxikologie 3: 91–116.

Volatile organische CompouNDs wurden auch mit dem Erhöhung des Risikos für Asthma und Allergien in Verbindung gebracht.(34) Arbeitsplätze mit hohen VOC -Konzentrationen wie Auto -Lackierungen, trockenen Reinigungsmitteln, Restaurants und Fotokopiezentren bilden erhebliche Gesundheitsrisiken, wobei Krebsrisiken bis zu 310 -mal höher sind als akzeptable Grenzen.(35) Unter VOC sind Trichlorethylen und Vinylchlorid die giftigsten und krebserregenden Verbindungen.(36) 

Die Verwendung von Produkten mit niedrigem VOC und die Verbesserung der Belüftung ist entscheidend für die Minimierung der Exposition und den Schutz vor nachteiligen Auswirkungen auf die Gesundheit.

Technologien zur Luftfiltration und Reinigung

Die wirksame Entfernung von Chemikalien in der Innenräume ist für die menschliche Gesundheit von entscheidender Bedeutung.  Die Entwicklung neuer Luftfiltrationstechnologien hat verschiedene Möglichkeiten zur Reduzierung der Luftverschmutzung gebracht. HEPA -Filter sind sehr effektiv bei der Einnahme von Schadstoffen in der Luft. Aktive Kohlenstofffilter haben eine hohe Fähigkeit, Gase und Gerüche aufzunehmen, während UV -Licht bei der Neutralisierung von mikrobiellen Verunreinigungen wirksam ist. Ionisierer basieren darauf, Schadstoffe durch elektrisch aufgeladene Ionen anzuziehen und neutralisiert. Individuell haben diese Technologien einzigartige Mechanismen, die die Luftqualität in Innenräumen erheblich verbessern.(37-39)

Bild: Innenluftschadstoffe und Luftreinigungstechnologien.

Quelle: Mata, T. et al. (2022). Innenluftqualität: Ein Überblick über die Reinigungstechnologien. Umgebungen 9 (9): 118.

Lesen Sie nachstehend detailliertere Beschreibungen verschiedener Luftreinigungs- und Filtrationstechnologien:

Bild: Eine künstlerische und visionäre Sicht auf einen zukünftigen Luftreiniger.

Hocheffiziente Partikelluftfilter (HEPA)

HEPA -Filter arbeiten nach Abfangens-, Impaktions- und Diffusionsmechanismen. Sie sind so konzipiert, dass sie Partikel mit einem Effizienz von 99,97%zu einem 1,3 -Mikron -Effizienz fangen.(40) Die Fasern im Filter sind in einem komplexen Netz angeordnet, das Partikel durch physikalische Prozesse fängt und hält, wenn Luft durch den Filter fließt.(41) HEPA -Filter werden in Haushaltsluftreinigern häufig eingesetzt. Sie sind sehr effektiv darin, in der Luft befindliche Partikel zu erfassen, einschließlich Staub, Pollen und Pet Dander - daher werden HEPA -Filter häufig für Menschen mit Allergien oder Asthma empfohlen.

Aktivierte Kohlenstofffilter (ACF)

Diese verwenden eine Form von Kohlenstoff, die verarbeitet werden, um winzige Poren mit niedrigem Volumen zu haben, die die Oberfläche für Adsorption oder chemische Reaktionen erhöhen. ACFs sind besonders wirksam bei der Entfernung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), Gerüchen und Gasen aus der Luft durch Adsorption, wobei Schadstoffe an der Oberfläche der Kohlenstoffpartikel haften. Sie sind besonders effektiv darin, Gerüche, Rauch und chemische Dämpfe zu reduzieren.(42-43)

Ultraviolette (UV) Lichtreiniger

UV-Purifikatoren haben kurzwellig ultraviolettes Licht (UV-C-Licht), um Mikroorganismen abzutöten oder inaktivieren, indem sie Nukleinsäuren zerstören und ihre DNA stören, wodurch sie daran gehindert werden, lebenswichtige zelluläre Funktionen auszuführen. UV -Purifatoren inaktivieren Luftpathogene und Mikroorganismen wie Bakterien und Viren. Diese Technologie kombiniert sich häufig mit anderen Filtrationsmethoden, um eine umfassende Luftreinigung sicherzustellen.(44)

Ionisatoren (Ionic Luftreiniger)

Ionisatoren emittieren (negativ) geladene Ionen in die Luft, die sich an Partikel und Mikroben befindet. Geladene Partikel werden dann von entgegengesetzt geladenen Oberflächen (wie Wänden oder Böden) oder einander angezogen, wobei größere Partikel bilden, die Filter leichter fangen können. Die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse zeigen, dass negative Luftionen, einschließlich ultrafeine PM, Partikel (PM) effizient entfernen könnten. Die neuesten Innovationen in der Ionisationstechnologie haben sich darauf konzentriert, die Ozonemissionen auf sichere Ebenen zu reduzieren (Ozon ist ein Nebenprodukt des Ionisationsprozesses).(45-46)

Photokatalytische Oxidation (PCO)

Die PCO -Technologie kombiniert UV -Licht mit einem Photokatalysator, typischerweise Titandioxid, zur Herstellung von Hydroxylradikalen. Diese hochreaktiven Radikale oxidieren Bakterien, Viren und VOCs in harmlose Substanzen wie Wasser und Kohlendioxid. Einige fortschrittliche Luftreiniger für Verbraucher enthalten die PCO -Technologie.(47)

Elektrostatische Abfälle

Diese Geräte verwenden eine elektrische Ladung, um Partikel aus der Luft zu sammeln. Luft wird durch einen Ionisierungsabschnitt gezogen, in dem Partikel eine Ladung erhalten. Die geladenen Partikel werden dann von einer Reihe von Platten mit einer entgegengesetzten Ladung angezogen, wodurch sie effektiv aus dem Luftstrom entfernt werden. Elektrostatische Abfälle sind seltener als HEPA -Filter, aber auch für den Heimgebrauch erhältlich.(48)

Einige Studien haben bei der Verwendung elektrostatischer Ausfälle nachteilige gesundheitliche Auswirkungen festgestellt, wie z. Elektronische Filter können auch gefährliche geladene Partikel oder andere Schadstoffe erzeugen.(49-50)

Smart Luftreiniger

Intelligente Luftreiniger verwenden die IoT -Technologie (Internet of Things) und können remote kontrolliert werden. Die Einstellungen können basierend auf der Echtzeit-Luftqualitätswerte eingestellt werden. Sie verfügen häufig über fortschrittliche Sensoren und Algorithmen, um die Reinigungseffizienz und den Energieverbrauch zu optimieren. Mit dem Aufstieg der Smart -Home -Technologie sind intelligente Luftreiniger beliebt geworden.(51) 

Ozongeneratoren

Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel und als solche eine gefährliche Substanz für den Menschen. Während Ozongeneratoren aufgrund potenzieller Gesundheitsrisiken umstritten sind, produzieren sie absichtlich Ozon, um Bakterien, Viren und Gerüche zu beseitigen. Aufgrund der potenziellen Atemgefahren von Ozon werden sie im Allgemeinen für den Einsatz in nicht besetzten Räumen empfohlen und sind nicht für die Verwendung von Verbrauchern.(52)

Abschluss

Die kritische Bedeutung der Luftqualität für die menschliche Gesundheit kann nicht überbewertet werden, und die Rolle von Luftfiltrationssystemen bei der Verbesserung ist gleichermaßen signifikant. Durch das Eintauchen in verschiedene Luftreinigungstechnologien werden die Effektivität und die einzigartigen Vorteile jedes Systems bei der Verbesserung der Innenverkehrsumgebungen offensichtlich. Die starke Korrelation zwischen sauberer Luft und verbesserten Gesundheitsergebnissen, einschließlich der Lebensbesitzung und der allgemeinen Lebensqualität, unterstreicht die Dringlichkeit, Luftqualitätsprobleme anzugehen. Da die Umweltprobleme bestehen bleiben, ist die Einführung wirksamer Luftreinigungsmethoden eine Bequemlichkeit und eine Notwendigkeit, die Gesundheit aufrechtzuerhalten und nachhaltige, gesunde Lebensräume zu schaffen. 

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