Mit dem Herbst verlagern sich auch unsere Aktivitäten zunehmend nach drinnen. Umso wichtiger ist es, die Ansteckungsrisiken mit dem Coronavirus beispielsweise bei einer Unterhaltung zu kennen. Eine neue Studie dazu zeigt: Während die meisten Sprachlaute kaum mehr potenziell virushaltige Tröpfchen und Aerosole erzeugen als das Atmen, ist dies bei Stopp-Konsonanten wie “p” anders. Sie produzieren schnelle, konische Luftströme, die bei gehäuftem Auftreten Tröpfchen mehr als zwei Meter weit sprühen können. Die Wissenschaftler empfehlen daher, beim Sprechen nicht direkt voreinander, sondern deutlich seitlich versetzt zu stehen.
Die Corona-Pandemie ist weiterhin im Gange, in vielen Regionen und Ländern steigen die Infektionszahlen. Einer der Gründe für die erschwerte Eindämmung von SARS-CoV-2 ist die Tatsache, dass das Virus nicht nur durch Husten oder Niesen übertragen wird, sondern auch durch die beim Sprechen, Singen oder Lachen freigesetzten Tröpfchen und Aerosole. Studien haben gezeigt, dass schon kurzes Sprechen eine Tröpfchenwolke erzeugt, die mehr als acht Minuten lang in der Schwebe bleiben kann. Aerosole – winzige beim Atmen und Sprechen erzeugte Schwebtröpfchen können sich sogar über Stunden in der Luft von Büros, Wohnräumen oder Restaurants halten, wenn nicht genügend gelüftet wird. Um zumindest die Ansteckungsgefahr durch eine Tröpfcheninfektion zu minimieren, wird von Gesundheitsbehörden ein Sicherheitsabstand von 1,50 bis zwei Metern empfohlen. Doch wie sicher ist dieser Abstand bei einer Unterhaltung?
Tröpfchenstrom nach explosiven Konsonanten
Das haben nun Manouk Abkarian von der Universität Montpellier und seine Kollegen näher untersucht. Sie wollten wissen, wie verschiedene Sprechlaute den vom Mund ausgehenden Luft- und Tröpfchenstrom beeinflussen. Für ihr Experiment erzeugten sie in einer speziellen Kammer ein Streufeld aus grünen Laserstrahlen. An einem Ende der Kammer saß eine Testperson, die verschiedene englische Sätze mit unterschiedlichen Sprachlauten aussprach – von “We will beat the coronavirus” bis “Peter Piper picked a peck”. Dass der zweite Satz besonders viele “P” enthält, war dabei kein Zufall. Denn gerade Konsonanten wie “P” erzeugen einen abrupten Luftausstoß, der auch die Tröpfchenwolke beim Sprechen entsprechend beeinflusst. “Für solche Stopp-Konsonanten wie P, B, K wurde kürzlich schon demonstriert, dass sie besonders viele Tröpfchen ausstoßen”, erklären die Forscher. Was dies konkret für die mögliche Ansteckungsgefahr beim Sprechen bedeutet, haben sie nun in der Laserkammer unter anderem mithilfe von Hochgeschwindigkeits-Aufnahmen untersucht.
Es zeigte sich, dass schon ein einzelner “P”-Laut einen kleinen Luftstoß erzeugt, der mit anfänglich bis zu 1,4 Metern pro Sekunde den Mund verlässt. Das Tempo dieses Luftstoßes verringert sich zwar rapide, dennoch reicht der Impuls aus, um rund einen Meter zu überbrücken. Die mit der Luft ausgestoßenen Tröpfchen bilden dabei einen Wirbel, der sich nach oben und unten in einem Winkel von rund 40 Grad aufweitet. Im Verlauf eines längeren Satzes oder eines Gespräch summieren sich die Luftschübe jedoch und bilden einen konischen Luftstrom – einen gerichteten Strom aus einer Serie aufeinanderfolgender Luftstöße. Dieser Luftstrom hat eine erheblich größere Reichweite als die Einzellaute. “Wenn man 30 Sekunden lang mit lauter Stimme spricht, dann haben die Aerosole in dieser Zeit mehr als zwei Meter überwunden”, erklären Abkarian und seine Kollegen. Das normale Social Distancing helfe dann nicht mehr viel.
Lüften und Maskentragen helfen
Weitere Analysen ergaben, dass sich die Aerosolwolke bei ihrem Weg über zwei Meter immerhin bis auf drei Prozent ihrer Ausgangsmenge verdünnt. “Aber wenn längere Gespräche oder Meetings in geschlossenen Räumen stattfinden, werden sich die Aerosole über längere Zeit in der Luft anreichern und entsprechend höhere Konzentrationen erreichen”, sagen die Forscher. Tatsächlich hat kürzlich eine Studie ermittelt, dass ein “Superspreader” in einem Büro von 50 Kubikmeter Raumvolumen schon nach einer Stunde normalen Atmens die gesamte Raumluft mit tausenden von Virenkopien pro Kubikmeter anreichern kann. Hustet der Infizierte, steigt die Belastung auf mehr als sieben Millionen Viren pro Kubikmeter. “Das unterstreicht die Notwendigkeit guten Lüftens – vor allem, wenn man eine längere Unterhaltung hat”, sagt Co-Autor Howard Stone von der Princeton University. Gleichzeitig illustriere ihr Ergebnis, dass ein Sicherheitsabstand von zwei Metern zwar gut und sinnvoll sei, aber eben keine Schutzmauer.
Die Wissenschaftler empfehlen, bei Unterhaltungen möglichst nie direkt vor dem Gesprächspartner zu stehen, sondern immer 40 bis 50 Grad seitlich, um dem Hauptstrom der Tröpfchen zu entgehen. Auch das Tragen von Masken in Innenräumen sei empfehlenswert, denn sie hemmen die mit dem Sprechen verbundenen Luftstöße und verringern so die Reichweite der Aerosole. “Masken hemmen diesen Strom wirklich enorm”, sagt Stone.
Quelle: Manouk Abkarian (Universität Montpellier) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2012156117
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