Saubere Oberflächen, belastete Raumluft: Parfümierte Reinigungsmittel hinterlassen Spuren

Oberflächenreiniger entfernen zwar Keime und Schmutz, doch reagieren die ihnen enthaltenen Duftstoffe mit Ozon in der Innenraumluft. Dadurch bilden sich Nanopartikel in Konzentrationen, die denen gleichkommen, die durch den Straßenverkehr in der Stadt entstehen.

Laut allgemeiner Vorstellung – oder wenigstens der der Reinigungsmittel-Industrie – riecht ein sauberer Raum nach Zitrusfrüchten, Lavendel oder besitzt frisch geputzt einen anderen frischen oder blumigen Duft. Diese Anmutung von Sauberkeit hat aber einen ungünstigen Nebeneffekt: Ein Forscherteam von der Purdue University (USA) bestätigt in einer aktuellen Studie, dass Duftstoffe in Reinigungsmitteln – sowohl in herkömmlichen als auch in solchen auf Basis pflanzlicher ätherischer Öle – rasch in der Luft reagieren und Nanopartikel bilden. Werden diese Nanopartikel eingeatmet, können sie tief in die Lunge gelangen.

Eine vor einigen Monaten veröffentlichte Untersuchung zu den schädlichen Effekten abgestandener Vaping-Wolken in Innenräumen hatte Vergleichbares ergeben: Demnach enthalten Aerosole aus E-Zigaretten flüchtige organische Verbindungen, die in Innenräumen ebenfalls mit Ozon reagieren und dabei neue Substanzen wie Peroxide bilden. Mit diesen Peroxiden können in Vaping-Liquids verwendete Metalle (z. B. Eisen, Aluminium, Zink, aber auch Spuren von Blei, Arsen, Zinn) reagieren und freie Radikale erzeugen.

Keime entfernen, aber Nanopartikel produzieren

Um die unsichtbare Belastung der Raumluft mit Duftstoffen aus Reinigungsmitteln beziehungsweise daraus entstehenden Nanopartikeln zu verringern, empfehlen die Wissenschaftler daher die Verwendung geruchsneutraler Produkte. Sie raten außerdem dazu, während der Verwendung solcher Reinigungsmittel Abluftventilatoren einzusetzen und auf den Betrieb ozonerzeugender Geräte zu verzichten. In Büros sind dies vor allem ältere Kopiergeräte oder Laserdrucker. Im Haushalt beziehungsweise in Wohnbereichen können dies Luftreiniger oder andere Geräte sein, die der Desinfektion dienen und dafür Ozon erzeugen (z.B. Wasserhähne, Duschsysteme, Toilettenmodule).

„Wichtig ist: Durch die Reinigung werden zwar Viren und Bakterien von Oberflächen entfernt, aber es kann auch unsichtbare Luftverschmutzung entstehen. Es gibt zwar keinen sichtbaren Staub oder Rauch in der Luft, doch diese Partikel bilden sich dennoch”, erklärt Boor. „Wir haben nachgewiesen, dass Reaktionen von Ozon in Innenräumen mit Duftstoffen aus Reinigungsmitteln Nanopartikel erzeugen.

Die dabei aufgenommene Dosis für die Atemwege ist vergleichbar mit der Belastung, der man ausgesetzt ist, wenn man draußen an einer stark befahrenen Straße steht – oder sogar höher“, sagt Brandon Boor, Assistenzprofessor für Bauingenieurwesen, der zur Luftqualität in Innenräumen forscht und die Untersuchungen leitete. „Die Partikel unterscheiden sich zwar in ihrer Zusammensetzung, aber die Gesamtdosis kann höher sein. Man sieht keinen Rauch, Staub oder Dunst in der Luft. Stattdessen denkt man: Die Luft riecht gut, also muss sie sauber sein.“

Forschungsarbeiten sind ein Erbe der Pandemiezeit

Boor und seine Kollegin Nusrat Jung, ebenfalls Assistenzprofessorin für Bauingenieurwesen an der Purdue University, begannen während der COVID-19-Pandemie damit, die Auswirkungen von Reinigungsmitteln und chemischen Desinfektionsmitteln auf das Raumklima zu untersuchen. Dabei stellten sie fest, dass viele dieser Produkte stark parfümiert sind. „So soll in Innenräumen eine angenehme Geruchskulisse geschaffen werden“, sagt Boor. „Aber saubere Luft sollte nicht nach hochkonzentrierten Zitrusfrüchten duften. Sie sollte eigentlich nach gar nichts riechen.“

Atmosphärenchemiker haben in der Vergangenheit bereits nachgewiesen, dass von Pflanzen freigesetzte Terpene – wie etwa Pinene aus Kiefern – mit Ozon reagieren und Nanopartikel in der Luft bilden. Diese Nanopartikel lagern sich zusammen und wachsen schließlich so weit an, dass sie als Wolkenkeime dienen können. In Wäldern ist die Terpenkonzentration jedoch relativ niedrig, sodass die Partikelbildung nur langsam verläuft.

Bei der Verwendung von Duftprodukten in Innenräumen werden Terpene freigesetzt, wenn die Duftstoffe von Oberflächen oder aus Sprühtröpfchen verdunsten. Zu den in Reinigungsmitteln häufig enthaltenen Terpenen gehören Pinen, Limonen (Zitrone), Thymol (Thymian) und Linalool (Lavendel) – und zwar in Konzentrationen, die weit über den natürlich im Freien vorkommenden Werten liegen. Infolgedessen kann die Terpenkonzentration in der Raumluft während der Reinigung das Zehn- bis Hundertfache der in Wäldern gemessenen Werte erreichen, erläutert Boor.

Tiny-House-Labor: Untersuchung unter realen Bedingungen

Um die Vorgänge bei normalen Reinigungsprozessen zu untersuchen, hatten die Forschenden in einer im Jahr 2021 veröffentlichten Studie Desinfektionssprays und -tücher auf pflanzlicher Basis in einem Tiny House auf dem Campus der Purdue University getestet, ebenso wie im Jahr 2024 parfümierte herkömmliche flüssige Duftreiniger. Das spezielle Labor verfügt über eine voll funktionsfähige Küche, Holzböden und ein Badezimmer.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass dieselben chemischen Prozesse, die im Freien zur Bildung von Nanopartikeln führen, auch im Innenraum ablaufen – allerdings rascher und bei höheren Konzentrationen. Dies habe wichtige Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, erklären sie.

Tätigkeiten wie das Wischen von Böden, das Einsprühen von Arbeitsplatten und das Abwischen von Oberflächen mit Duftprodukten führten zur Bildung von Milliarden oder Billionen von Partikeln, abhängig vom verwendeten Produkt. Die meisten dieser Partikel – Nanopartikel oder ultrafeine Partikel – besaßen einen Durchmesser von einem bis 30 Nanometern. Dieser Größenbereich wird von handelsüblichen Luftqualitätsmessgeräten oft nicht erfasst. Bei der Überwachung dieser Partikel stellten die Forscher fest, dass ein normaler Reinigungsvorgang eine Belastung durch ultrafeine Partikel erzeugen kann, die über den Werten im Freien liegt. Dies birgt potenzielle Gesundheitsrisiken, da ultrafeine Partikel klein genug sind, um sich in den gesamten Atemwegen und tief in der Lunge abzulagern. Dort können sie zu Reizungen und Entzündungen der Atemwege beitragen oder möglicherweise in die Blutbahn gelangen.

Bildung schädlicher Partikel in kürzester Zeit

Am meisten überraschte das Forscherteam, wie schnell sich die Partikel bildeten und wuchsen – es dauerte nur wenige Minuten. „Bis man mit der Reinigung eines Innenraums fertig ist, haben sich bereits zahlreiche Nanopartikel gebildet, die man eingeatmet hat“, konstatiert Boor.

Erst kürzlich hatte der Studienleiter gemeinsam mit Ernest Blatchley, ebenfalls Professor an der Purdue University, herausgefunden, dass die gleichzeitige Desinfektion der Luft mit keimtötenden Fern-Ultraviolett-Lampen und die Reinigung von Oberflächen mit parfümierten Produkten ein Umfeld schaffen, das die Bildung von Nanopartikeln begünstigt. Tatsächlich reagieren die Lampen mit dem Luftsauerstoff und erzeugen Ozon, wodurch der Ozongehalt im Tiny House-Labor auf etwa 20 bis 40 Teile pro Milliarde (ppb) ansteigt. Dieser Wert war vergleichbar mit der Ozonkonzentration im Freien zum Zeitpunkt der Experimente – wenn auch etwas niedriger. Die Kombination aus erhöhtem Ozongehalt und hohen Terpenkonzentrationen führte im Tiny House zu einer noch stärkeren Partikelbildung, was potenzielle Gesundheitsrisiken durch das Einatmen aufwirft.

Die Forschenden haben ihre Ergebnisse kürzlich auf der Herbsttagung der American Chemical Society in Chicago (USA) vorgestellt. (ac(BIERMANN)