Das Coronavirus ist in der Luft. So erkennen Sie, ob Sie den Atem anderer Menschen einatmen.

Mit seinen fünf wandhohen Fenstern kann Nick Crandalls Restaurant Railroad Pub & Pizza viel Außenluft hereinbringen. Ende Dezember sagten die Aufsichtsbehörden des Bundesstaates Washington jedoch, dass das Restaurant nicht als Außengastronomie gelten könne und aufgrund verschärfter Coronavirus-Beschränkungen schließen müsste.

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Also ging Crandall zu Facebook, um zu protestieren, und gab eine Videotour durch den Pub in Burlington, Washington, und seine riesigen Fenster im Garagentorstil. Ich bin nur neugierig, was die Wissenschaft für das Essen im Freien ist, wie viel Luftstrom Sie tun müssen, sagte er. Er zielte auf den demokratischen Gouverneur des Staates, Jay Inslee, und schlug vor, den gesunden Menschenverstand zu verwenden. Das Video wurde über 73.000 Mal aufgerufen.

Es mag wie ein weiterer politisierter Kampf aus der Trump-Ära um Coronavirus-Beschränkungen klingen – doch dieser endete in etwas, das weniger nach Polarisierung und eher nach Kompromissen aussieht. Nachdem sich Crandall und andere beschwert hatten und in die Medien gebracht , staatliche Regulierungsbehörden eingeführt a neue Richtlinien , das eines der ersten seiner Art zu sein scheint und es einigen Restaurants erlaubt, als Open-Air-Restaurants zu gelten, selbst wenn sie über vier Wände verfügen. In einem neuen Pandemietrend können diese Einrichtungen große Fenster oder Türen öffnen und aktiv den Kohlendioxidgehalt messen, das Gas, das wir alle beim Atmen ausatmen, als Schlüsselindikator dafür, wie viel Frischluft zirkuliert.

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Jetzt ist Crandalls Restaurant wieder geöffnet – mit einem CO2-Monitor, der einen Messwert anzeigt, versucht er, laut staatliche Richtlinie unter 450 Teile pro Million zu halten, nur geringfügig höher als die Werte in der Außenluft. Dank der menschlichen Verbrennung fossiler Brennstoffe beträgt die Außenluftkonzentration derzeit durchschnittlich etwa 415 Teile pro Million , und steigen stetig.

Es ist Teil einer neuen Welle, in der Wissenschaftler, Bürger und Unternehmen wie Fitnessstudios, Restaurants und Bars versuchen, das Coronavirus-Risiko in der Luft zu quantifizieren, in der Hoffnung, geöffnet zu bleiben. Der Verkauf von tragbaren Kohlendioxid-Monitoren ist so stark gestiegen, dass ein beliebtes Modell, der 250 US-Dollar teure Aranet4, schnell ausverkauft war, was den in Lettland ansässigen Hersteller SAF Tehnika dazu zwang, die Produktion drastisch zu erhöhen.

Wir hätten nicht erwartet, dass dieser Anstieg so exponentiell ist, sagte Toms Rekšņa, Marketingdirektor des Aranet, aus der Hauptstadt des Landes, Riga.

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Der Trend setzt sich auch schnell bei einer Reihe von Coronavirus-Aktivisten – oder Citizen Scientists – durch, die ihre Messwerte an verschiedenen Orten twittern und den Hashtag verwenden #covidco2 . In Australien hat eine Gruppe von CO2Guerillas haben Messungen in Lebensmittelgeschäften, Arztpraxen und Unternehmen dokumentiert, die oft sehr hohe Kohlendioxidwerte aufwiesen. Auch in Japan setzt sich der Einsatz von Monitoren durch, u. a riesiger Bildschirm vor kurzem in einem Konzertsaal.

Der Anstoß zur Messung von Kohlendioxid ist einfach: An immer mächtiger Beweise deuten darauf hin, dass das Coronavirus in der Luft ist und in winzigen Aerosolen, die freigesetzt werden, wenn infizierte Menschen sprechen, schreien, singen oder einfach nur atmen, Entfernungen weit über zwei Meter zurücklegen können. Aber es gibt derzeit keinen Sensor, der in Echtzeit überwachen kann, ob diese infektiösen Aerosole um uns herum schweben, wenn wir uns in Innenräumen befinden.

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Aber Kohlendioxid kann in gewisser Weise als Stellvertreter fungieren. Die Menschen atmen es beim Atmen aus, und das Gas sammelt sich in schlecht belüfteten Innenräumen an und erreicht Konzentrationen, die weit über dem Ausgangsniveau der Außenluft liegen.

Es gibt Ihnen einen Einblick in die Belüftung, der sonst wirklich schwer zu ermitteln ist“, erklärt Linsey Marr, Aerosolexpertin bei Virginia Tech. „Selbst Bauherren und Verwalter wissen oft nicht viel über die Lüftung. Die Person, die es weiß, ist die Person, die es installiert hat, und sie sind normalerweise lange weg.

Marr ist medizinischer Berater des Netzwerks von CrossFit-Fitnessstudios – die Installation von Indoor-Monitoren ist jetzt Teil von ihre Coronavirus-Richtlinien, auf ihr Drängen.

Langjährige Experten für Raumluft sagen, dass die erhöhte Aufmerksamkeit für die Belüftung sehr wertvoll ist und dass Kohlendioxidmessungen definitiv nützlich sein können. Doch inmitten der Wut an der Basis, das nächste Gerät zu finden, das während der Pandemie einen Sicherheitsvorteil bieten kann, sorgen sich einige um Missverständnisse.

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Es ist eine Information, keine rauchende Waffe, sagte Jeffrey Siegel, Experte für Raumluft von der University of Toronto. Wenn Sie eine lange Messperiode in einem Raum mit einem Sensor haben, den Sie interpretieren können, bedeutet dies etwas anderes, als wenn Sie einen Sensor hineinbringen, ein paar Minuten Daten lesen und sagen: „Oh, mein Gott, die Belüftung funktioniert nicht.'

Ein winziger Treibhauseffekt in deiner Hand

Wenn Wissenschaftler Kohlendioxid mit sehr hoher Genauigkeit messen wollen, verwenden sie ausgeklügelte Laborgeräte. Es kann Tausende von Dollar kosten. Das ist nicht das, was Bürgeraktivisten während der Pandemie im Allgemeinen verwenden.

Vielmehr ist eine Vielzahl von handgehaltenen oder montierbaren Sensoren, die etwa 100 US-Dollar und mehr kosten, populär geworden. Experten empfehlen Geräte, die eine Technologie namens . verwenden nicht dispersives Infrarot Sensing (NDIR), eine bekannte Technik, die auf den gleichen physikalischen Grundprinzipien basiert, die die sogenannten Treibhauseffekt . Ob in der Atmosphäre oder in einer kleinen Kammer innerhalb Ihres Sensors, Kohlendioxid absorbiert eine Art von Strahlung mit einer Wellenlänge, die länger ist als die des sichtbaren Lichts, die oft als bezeichnet wird Infrarot oder Wärmestrahlung.

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Auf der Skala der Erde sind Treibhausgase wie Kohlendioxid diese Art von Strahlung nicht nur absorbieren, sondern auch wieder emittieren , um einen Teil der Wärme im Planetensystem zu halten, anstatt sie in den Weltraum entweichen zu lassen. Innerhalb des viel kleineren Sensors wird Infrarot von einer Seite einer Kammer zur anderen gestrahlt, und die Kohlendioxidkonzentration wird basierend darauf berechnet, wie viel Strahlung am anderen Ende ankommt, ohne vom Gas absorbiert zu werden.

Zumindest theoretisch können solche Messungen ein gutes Gefühl dafür geben, wie viele Menschen in einen Raum ausgeatmet haben und wie lange ihr Atem verweilt.

Der Grund, warum CO2-Messungen wichtig sind, ist, dass sie einen Hinweis darauf geben können, wie viel Luft Sie einatmen, die aus den Atemwegen anderer Menschen strömt, sagt Richard Corsi, ein Experte für Raumluftqualität an der Portland State University, der Kohlendioxidmessungen durchführte seit Jahren mit vielen verschiedenen Instrumenten.

Eine kritische Zahl, sagt Corsi, ist der Rebreather-Anteil, der sich auf den Prozentsatz der eingeatmeten Luft bezieht, die andere im selben Innenraum kürzlich ausgeatmet haben. Zum Beispiel hat er berechnet dass, wenn die Kohlendioxidkonzentration in Innenräumen 800 ppm erreicht, jedes Mal, wenn Sie einatmen, ein Prozent der Luft, die Sie einatmen, aus der Ausatmung anderer stammt. Während einer Pandemie ist das ein alarmierender Gedanke.

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Aber Kohlendioxidkonzentrationen von 1.000, 2.000 oder sogar 4.000 können in schlecht belüfteten Innenräumen gefunden werden, in denen die Menschen einfach nicht wissen, wie viel von dem Gas sich angesammelt hat.

Viele Lehrer berichten, sie sagen, dass sie 2.000, 5.000 und dann Kurven davon haben, die im Unterricht nach oben gehen, sagte Jose-Luis Jimenez, ein Experte für Aerosolwissenschaft an der University of Colorado in Boulder, der die Verwendung der Sensoren gefördert hat und hat beteiligt gewesen sein testen einige von ihnen für die Genauigkeit.

Es ist eine sehr gute Nachricht, dass die Pandemie unser Bewusstsein für die jahrzehntelang vernachlässigte Luftqualität in Gebäuden geschärft hat, sagen langjährige Experten wie Corsi und Siegel von der Universität Toronto. Und in ihrem Bereich wird Kohlendioxid seit langem als Proxy dafür verwendet, wie gut ein Raum durch die Außenluft belüftet ist.

(Dalton Bennett, Sarah Cahlan/Klinik)

Gleichzeitig befürchten diese Wissenschaftler aber, dass Kohlendioxidmessungen falsch interpretiert werden können oder in manchen Fällen sogar ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln.

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Siegel warnt beispielsweise davor, dass Handheld-Geräte kalibriert werden müssen, manchmal durch andere Treibhausgase (wie Wasserdampf) verwechselt werden und im Laufe der Zeit in ihren Messungen driften können. Das macht Messungen nicht nutzlos, sagte er – aber es bedeutet, dass Sie etwas Erfahrung mit Ihrem Instrument haben und im Laufe der Zeit konsistent messen sollten.

Je mehr sich mit der Raumluft beschäftigt, desto besser ist alles“, sagte er. „Aber das Problem ist, dass eine gute Raumluft oder schlechte Raumluft nicht durch eine punktuelle Messung von CO2 mit einem kostengünstigen Sensor ohne entsprechende Interpretation definiert werden kann.

Corsi warnt unterdessen davor, dass selbst wenn sehr niedrige oder sehr hohe Kohlendioxidkonzentrationen leicht zu interpretieren sind, viele Messwerte eher in einen Graubereich fallen, irgendwo zwischen etwa 700 und 1000 ppm.

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Sind Sie in einem solchen Raum sicher? Die Antwort ist, es kommt darauf an. Corsi stellt beispielsweise fest, dass ein Raum mit 25 Personen und einer CO2-Messung von 700 Teilen pro Million viel besser belüftet ist als einer mit drei Personen darin und der gleichen Messung.

Wenn ein Raum über einen tragbaren HEPA-Luftfilter oder ein gutes HLK-System mit ähnlich starken Filtern (richtig installiert) verfügt, ist das Risiko außerdem geringer, auch wenn der Kohlendioxidgehalt etwas hoch erscheint. Kohlendioxid, ein winziges Molekül, passiert diese Filter direkt, obwohl die größeren Aerosole, die Viren enthalten, von ihnen aufgefangen werden können.

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Ich denke, eine Einzelpunktmessung von CO2 kann Ihnen etwas in den Extremen sagen, aber wenn Sie in diesen mittleren, typischen Bereich kommen, gibt es viele Nuancen, sagte Corsi. Idealerweise sollte es eine App geben, die den Menschen hilft, den CO2-Gehalt zu interpretieren, indem sie andere Informationen eingibt, beispielsweise die Anzahl der Personen in einem Raum und die geplante Zeit, die sie dort verbringen.

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Rekšņa, Marketingdirektor des Aranet, sagt, dass die Inbetriebnahmeanleitung des Geräts den Benutzern erklärt, wie man es kalibriert, und danach ist es auf etwa 50 Teile pro Million genau (was sicherlich ausreichen würde, um niedrige Konzentrationen von hohen zu unterscheiden).

Wir haben speziellen technischen Support für das gesamte Geschäftsökosystem, bei dem wir versuchen, diese Dinge zu erklären, sagte er. Wir haben kürzlich auch ein Aranet-Forum gestartet. Deshalb versuchen wir, die Verbraucher so gut wie möglich zu informieren.'

Und noch etwas zu bedenken: Wie überall auf der Erde kann der Mensch die Luft in Innenräumen durch die Verbrennung von Holz oder fossilen Brennstoffen mit Kohlendioxid füllen, etwa in Kaminen und Gasherden. In diesen Fällen können die Konzentrationen aus Gründen ansteigen, die nichts mit unserer Atmung zu tun haben.

Mit anderen Worten, CO2-Messungen können nützlich und aufschlussreich sein, müssen aber im Kontext verstanden werden.

„Ein Risiko-Proxy für Covid“

Dennoch ist das Grundprinzip schwer zu bestreiten: Wenn der Kohlendioxidgehalt in einem Geschäft, Büro, Lebensmittelgeschäft oder wo auch immer sehr niedrig ist – dann ist Ihr Coronavirus-Übertragungsrisiko wahrscheinlich auch gering, zumindest bei Menschen, die nicht sehr nah bei dir. (Das Risiko wird noch geringer sein, wenn die Menschen auch maskiert sind und ihre Masken richtig tragen.)

Was sich derzeit im Bundesstaat Washington abspielt, kann eine Fallstudie sein, wie gut – oder wie schlecht – die Technik durch eine konzertierte politische Anstrengung unter Einbeziehung staatlicher Regulierungsbehörden und einzelner Unternehmen eingesetzt werden kann.

Es gab eine Reihe von Studien, die CO2-Werte als eine Art Risiko-Proxy für Covid verwendet haben, sagte Sheri Sawyer, eine Politikberaterin des Gouverneurs des Staates, Inslee, die zentral an der Ausgabe der neue Leitlinien für Open-Air-Speisen. Das Dokument ist ein gemeinsames Produkt des Gesundheitsministeriums des Staates und seines Ministeriums für Arbeit und Industrie.

Und wir dachten, dass es für Unternehmen sehr sinnvoll ist, dies als Instrument für ihr Risiko für die Übertragung von Covid zu verwenden.

„Es ist eine Art Neuland“, fuhr Sawyer fort. Aber angesichts dessen, was Unternehmen gerade durchmachen, halten wir es für ein lohnenswertes Unterfangen, diese Antworten herauszufinden.

Die neue Politik des Bundesstaates Washington ist ein Faktor, der einen enormen Anstieg der Nachfrage nach diesen Produkten antreibt, sagte Travis Lenander, CEO von CO2Meter.com , das die Geräte herstellt, die in Crandalls Restaurant verwendet werden.

Sawyer sagt, dass der Staat derzeit eine große Anzahl von Fragen von Unternehmen zur Verwendung von Kohlendioxidmonitoren erhält, und weist darauf hin, dass dies wahrscheinlich der Beginn eines langwierigen Dialogs zwischen dem Staat und seinen Restaurants und anderen Veranstaltungsorten ist. Der Staat hat nur ein FAQ-Dokument hinzugefügt um Restaurants weiter zu helfen, ihre Monitore zu verwenden, sie bei Bedarf anzupassen und Räume mit guter Luftzirkulation einzurichten.

Die große Resonanz bisher ist ein Zeichen dafür, dass Unternehmen dies als einen Weg sehen, sich zu öffnen, sagte sie.

So fühlt sich Crandall in Burlington sicherlich. Jeder versucht herauszufinden, wie man seine Türen öffnet, und gibt all dieses Geld für Heizungen aus und versucht, diese CO2-Detektoren herauszufinden, sagte Crandall, der auch einen in seinem anderen Geschäft, dem Train Wreck Bar & Grill, installiert hat.

Sie haben all diese Mitarbeiter, die Sie wieder einstellen und Ihr System wieder zum Laufen bringen möchten, und hoffentlich können Sie damit beginnen, Ihre Rechnungen zu bezahlen und wieder voranzukommen.