Urban Heat Island: Städtische Wärmeinseln und Stadtklima

Städtische Wärmeinseln sind eine Besonderheit des Stadtklimas. Sie entstehen durch Beton und Asphalt für Straßen und Gebäude in urbanen Räumen.

Eine städtische Wärmeinsel (Urban Heat Island, UHI) ist ein Ballungsgebiet mit einer viel höheren Temperatur als die umliegenden ländlichen Gebiete. Die Wärme wird durch die Energie erzeugt, die von allen Autos, Bussen, Zügen und Menschen in den Großstädten, z.B. Paris, New York und London gehören, kommt. Städtische Wärmeinseln entstehen in hoch aktiven Gebieten mit einer hohen Bevölkerungszahl. Studien der EPA haben gezeigt, dass in vielen Städten der USA die Lufttemperatur im UHI um 5,6℃ höher ist als in der umgebenden Natur.

BesonderheitOberfläche UHIAtmosphärische UHI


Zeitliche Entwicklung
– Zu jeder Tages- und Nachtzeit anwesend- Am intensivsten tagsüber und im Sommer– Kann tagsüber klein oder nicht vorhanden sein- Am intensivsten nachts oder in der Morgendämmerung und im Winter

Spitzenintensität (intensivste UHI-Bedingungen)
– Mehr spärliche und zeitliche Variation:×Tag: von 18 bis 27 °F (10 bis 15℃ )×Nacht: von 9 bis 18 °F (5 bis 10℃)-weniger Variation×Tag: -1,8 bis 5,4 °F (-1 bis 3℃ )×Nacht: 12,6 bis 21,6 °F (7 bis 12℃)
Typische Identifizierungsmethode-Indirekte Messung:×FernerkundungDirekte Messung:×Feste Wetterstationen×Mobile Traversen
Typische Darstellung-Thermisches Bild-Isothermen-Karte-Temperatur-Diagramm
Tabelle 1. Grundlegende Charakteristik von oberirdischen und atmosphärischen städtischen Wärmeinseln (UHI).

Entstehung in Städten

Städtische Wärmeinseln entstehen durch den Ersatz der Vegetation durch Beton und Asphalt für Straßen, Gebäude und andere Strukturen, die notwendig sind, um die hohe Bevölkerungszahl unterzubringen. Häuser, Geschäfte und verschiedene Industriegebäude werden dicht beieinander gebaut, und die verwendeten Baumaterialien isolieren sehr gut oder erhalten die Wärme, so dass die Isolierung die Bereiche um die Gebäude herum wärmer macht. Diese Gebäude „absorbieren“ die Sonnenwärme, anstatt sie zu reflektieren, wodurch die Oberflächen- und Umgebungstemperaturen steigen. Hohe Gebäude in Kombination mit engen Straßen erwärmen die zwischen ihnen eingeschlossene Luft und verringern so ihren Durchfluss. Die Vegetation der Stätte wird verdrängt oder zerstört, wodurch der natürliche Kühleffekt der Beschattung und die Verdunstung von Wasser aus Blättern und Boden verringert wird. Ein weiteres Beispiel ist die „Abwärme“. Diese Abwärme wird von den Menschen und ihren Autos oder Fabriken erzeugt, die Energie, die die Menschen verbrennen, wird immer als Wärme freigesetzt, und sie hängt nicht davon ab, ob die Menschen täglich fahren, laufen oder leben. Die einfache Schlussfolgerung lautet: Je mehr Menschen an einem Ort sind, desto mehr Wärme wird erzeugt. Im Vergleich zu ländlichen Gebieten sind städtische Gebiete dicht besiedelt, so dass die Gebäude dicht aneinander gebaut werden. Manchmal bauen Ingenieure aufgrund von Platzmangel in der Stadt riesige Wolkenkratzer. All diese Bauten bedeuten eine große Wärmeverschwendung, denn die von der Isolierung erzeugte Wärme kann nirgendwohin, also bleibt sie in und zwischen den Gebäuden auf der städtischen Wärmeinsel.

Warum sind Wärmeinseln interessant?

Erhöhte Temperaturen von kleineren Hitzeinseln, insbesondere im Sommer, haben Auswirkungen auf die Lebensqualität und die Umwelt einer Gemeinde. Einige Wärmeinseln haben positive Auswirkungen, wie z.B. die Verlängerung der Vegetationsperiode von Pflanzen, die meisten haben negative Auswirkungen:

– erhöhter Energieverbrauch

– erhöhte Emissionen von Schadstoffen, Luft und Treibhausgasen

– reduzierte Wasserqualität

– Auswirkungen auf Gesundheit und Komfort des Menschen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Städtische Wärmeinseln haben einen Einfluss auf die Temperaturänderungen in der Umwelt. Sie können das ganze Jahr über auftreten, Tag oder Nacht. Der Temperaturunterschied zwischen Stadt und Land ist oft an ruhigen, sauberen Abenden am größten. Ländliche Gebiete kühlen nachts schneller ab als Städte, die die entstehende Wärme akkumulieren. Dies führt zu einem signifikanten Temperaturunterschied zwischen dem Land und der Stadt, der zwischen drei und fünf Stunden nach Sonnenuntergang liegt. Nachts bleibt die Temperatur im UHI hoch, da Gebäude, Parkplätze und Bürgersteige die vom Boden kommende und in den kalten Nachthimmel aufsteigende Wärme blockieren. Die Wärme bleibt auf niedrigeren Niveaus, so dass die Temperatur höher ist. 

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Corona/COVID-19 Übertragung, Verlauf: Luftverschmutzung u. Feinstaub

Zu Beginn der Ausbreitung von Covid-19 waren die beiden Regionen in Italien mit der höchsten Sterblichkeit die Regionen mit der höchsten Luftverschmutzung. Ein Großteil der Bevölkerung in Städten ist einer Luftverschmutzung über dem Grenzwert ausgesetzt.

Luftverschmutzung

Luftverschmutzung beeinträchtigt die Umwelt und die menschliche Gesundheit. In den letzten Jahren ist die Zahl der Stoffe, die die Luft verschmutzen, zurückgegangen, was zur Verbesserung der Luftqualität in Europa beigetragen hat. Leider ist die Luftverschmutzung immer noch zu hoch, vor allem in städtischen Gebieten, wo die Emissionen viel höher sind. Das Überschreiten kritischer Werte für Stoffe wie Ozon, Kohlendioxid und Feinstaub ist lebensbedrohlich. Luftverschmutzung ist nicht nur ein Problem für das Land, aus dem sie emittiert wurde, sondern auch ein globales Problem, denn sobald sie in die Atmosphäre gelangt, kann sie eine Verschlechterung der Luftqualität in anderen Ländern verursachen.

Ozon, Kohlendioxid und Feinstaub sind die häufigsten Luftschadstoffe und gelten als gesundheitsgefährdend. Die meisten Feinstaubpartikel werden durch Abrieb von Bremsbelägen, Reifen und Kupplungen verursacht. Die langfristigen Auswirkungen dieser Stoffe auf den menschlichen Körper können zu Gesundheitsproblemen, wie z.B. Erkrankungen der Atemwege, und zum vorzeitigen Tod führen. Bei weniger Feinstaub ist die Zahl der Todesfälle viel geringer. Die wissenschaftliche Forschung berichtet, dass es einen Zusammenhang zwischen Partikeln und Lungenentzündung gibt. In beiden Fällen, d.h. bei kurzer und langer Exposition gegenüber suspendierter Flüssigkeit, wurde eine höhere Anzahl von Fällen von Krankenhausbehandlung beobachtet. Bei Kindern verursacht Feinstaub Allergien und Mittelohrentzündungen. Eine weitere schädliche Substanz ist Benzopyren, ein Karzinogen, das in vielen Gebieten Europas, insbesondere in Mittel- und Osteuropa, über dem Schwellenwert liegt.

Particulate matter

Ein Feinstaub ist ein kleines und fast unsichtbares Feststoffteilchen. Sie werden in drei Klassen eingeteilt:

  • Partikel mit 10 Mikrometer Durchmesser (PM10)
  • Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern (PM2,5)
  • Partikel mit einem Durchmesser von 1 Mikrometer oder weniger (PM0,1).

Sekundäre Feinstaubpartikel entstehen im Zusammenhang mit Stoffen und Gasen, z.B. Ammoniak, die mit den Abgasen von Strassenverkehr und Industrie reagieren. Auch Stickstoffdioxid wird als Vorläufer von Feinstaub (Sekundärpartikel) gezählt.
Feinstaub entsteht in Kraftwerken, Feuerungsanlagen, Heizsystemen und Verbrennungsprozessen. In Städten trägt der Verkehr zur Bildung großer Mengen von Feinstaub bei, wobei hier der Reifenverschleiß und die Abnutzung von Autoreifen eine größere Rolle spielen als die Abgase. In der Landwirtschaft entsteht bei der Ausbringung von Gülle auf die Felder Ammoniak als Dünger, der mit den Schwefeloxiden und dem Stickstoff in der Luft reagiert.
Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass Feinstaub für die menschliche Gesundheit schädlich ist. Manchmal reichern sich gefährliche Verbindungen wie Schwermetalle oder Aluminium, die krebserregend wirken, auf der Oberfläche der Partikel an. Feinstaub an sich ist ebenfalls lebensbedrohlich. Das Risiko steigt, wenn die Partikel klein sind. Sie dringen dann tiefer in die Atemwege ein und gelangen über die Lungenbläschen sogar in die Blutbahn. Dies führt zu einer Konzentration des Blutes im Körper und zum Auftreten von Infarkten. Sie tragen auch zu kleinen Schlaganfällen bei, die durch ihr Eindringen in das Gehirn verursacht werden.
Dies wird durch Studien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der US-Umweltschutzbehörde (EPA) bestätigt. Sie haben viele epidemiologische Studien über die Auswirkungen von Feinstaub und seine Folgen für die menschliche Gesundheit durchgeführt. Die Ergebnisse waren schlüssig und zeigten, dass selbst eine kurzzeitige Exposition gegenüber Feinstaub der Klasse II (PM2,5) die Sterblichkeitsrate beeinflusst und die Situation von Menschen mit Atemwegs- und Kreislaufproblemen verschlechtert. Ähnliche Ergebnisse wurden bei Studien über Feinstaub der Klassen eins und drei erzielt. Das langfristige Vorhandensein dieser Partikel hat zu ähnlichen Ergebnissen geführt.

Zu Beginn der Ausbreitung von Covid-19 in Italien beobachteten Wissenschaftler, dass die beiden Regionen in Italien mit der höchsten Sterblichkeit und den höchsten Virusinfektionen die Regionen mit der höchsten Luftverschmutzung waren. Orte, an denen die Luft verschmutzt ist, haben so genannte Hotspots, an denen die Herde größer ist. In Italien ist die Zahl der mit dem Virus infizierten Menschen doppelt so hoch wie in anderen europäischen Ländern und auch in China. US-Wissenschaftler führten ein Experiment durch, um die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Sterblichkeit von Covid 19 zu untersuchen. In ihren in der Vorveröffentlichung beschriebenen Ergebnissen stellten sie fest, dass bereits ein Mikrogramm mehr Partikel pro Kubikmeter Luft die Sterblichkeit um durchschnittlich 8% erhöht. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen Forscher der Universität Halle-Wittenberg, als sie die von Covid-19 betroffenen Regionen in Europa analysierten.
Studien berichten, dass Feinstaub als Träger des Virus gilt. Dies zeigt zum Beispiel die Auswertung der Europäischen Umweltagentur. Sie stellten fest, dass der Wert von PM10 die europäischen Grenzwerte und die von der WHO festgelegten Werte überschreitet. Mit der Festlegung von Grenzwerten sollten verschiedene Gesundheitsgefährdungen ausgeschlossen werden. Wissenschaftler aus den USA und Deutschland befassen sich auch mit dem Feinstaub und der durch Autoabgase verursachten doppelten Oxidation von Stickstoff. Dies hat in diesen Ländern zu einem Fahrverbot für Autos mit Diesel als Kraftstoff geführt. Die Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass selbst ein geringer Anstieg der Menge dieser Gase in der Luft den Krankheitsverlauf von Menschen, die an Covid-19 erkrankt sind, beeinflussen kann.
Die Tatsache, dass Luftverschmutzung Atemwegsinfektionen beeinflusst, ist nichts Neues. Dies wurde in einer vor vielen Jahren durchgeführten Studie über SARS-CoV deutlich. Dabei wurden zwei Regionen in Asien verglichen. Die eine war mit mäßiger und die andere mit hoher Luftverschmutzung. Es zeigte sich, dass das Sterberisiko in einer Region mit mässiger Luftverschmutzung 86% höher und doppelt so hoch war. Es ist wahrscheinlich, dass im Fall der Grippeepidemie von 1918/1919 die Luftverschmutzung auch die Ausbreitung des Grippevirus beeinflusst hat.

Luftqualität und Corona

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den USA und Deutschland haben zahlreiche Studien durchgeführt und kommen zu ähnlichen Ergebnissen. Sie kommen zu dem Schluss, dass die Verschlechterung der Luftqualität als Indikator für die Häufigkeit des Auftretens schwerer Fälle herangezogen werden kann. Damit könnte die Frage beantwortet werden, warum junge Menschen ernste Symptome zeigen, wenn sie mit dem Virus infiziert sind. Statistiken zeigen, dass Luftverschmutzung und Lungenentzündung in Deutschland höher sind als in Italien, so dass Luftverschmutzung allein nicht die einzige Ursache zu sein scheint. Auch andere Faktoren spielen bei der Erkrankung eine Rolle, aber Statistiken zeigen, dass Atembeschwerden und Lungenentzündungen bei Kindern durch teuren Staub verstärkt werden. Allerdings infizieren sich Kinder selten mit dem Covid-19-Virus oder zeigen Symptome davon.
Einige der Studien sehen jedoch keinen Zusammenhang zwischen Covid-19 und Feinstaub. Eine interessante Tatsache ist, dass die Patienten nie daraufhin untersucht wurden, ob sie Raucher sind. Rauchen ist einer von vielen Faktoren, die Atemwegsprobleme und Lungenentzündung beeinflussen, oder derselbe wie Covid-19. Rauchen erhöht das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, was als eine bedeutende und gefährliche Erkrankung angesehen wird, die bei Covid-19 besteht.
Andere Gründe mögen für die Ausbreitung des Virus wichtiger sein, aber ohne echte wissenschaftliche Forschung werden viele Faktoren vorerst übersehen werden. In Norditalien zum Beispiel altert die Bevölkerung und es gibt Gesundheitsprobleme. In diesem Fall kann selbst ein kleines Bekenntnis die Ausbreitung der Krankheit beeinflussen. Hinzu kommt, dass ältere Menschen hauptsächlich bei ihren Familien leben, so dass sich die Krankheit schneller ausbreiten kann, auch wenn die Ängstlichen nicht nach draußen gehen und die Jungen es tun.

Wissenschaftler behaupten, dass „Luftverschmutzung für Covid-19 nicht unbedeutend ist“, aber sie betrachten es nicht nur als direkten Träger des Virus, sondern gehen auch davon aus, dass sich die Risikofaktoren, die eine Virusinfektion beeinflussen, summieren können. Menschen mit Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben bei hoher Luftverschmutzung mit größerer Wahrscheinlichkeit einen schwereren Krankheitsverlauf. Wissenschaftler liefern noch keine genauen Daten über die Auswirkungen einer Kontamination auf das Herz-Kreislauf-System. Feinstaub kann nur einer von vielen Faktoren sein, die die Ausbreitung des Virus beeinflussen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass auch die Übertragung durch den Menschen wichtig sein könnte. Es ist noch ungewiss, ob die Infektion über die Luft übertragen werden kann und ob neue Viren über eine Entfernung von mehreren Kilometern ansteckend sein können. Es gibt immer noch keine genauen wissenschaftlichen Studien darüber, ob die Luftverschmutzung mit der Verbreitung von Covid-19 zusammenhängt.
Die Wissenschaftler benötigen mehr Daten, und viele Fragen sind noch unbeantwortet. Wissenschaftliche Forschung zeigt nur verlässliche statistische Korrelationen auf. Ob die Luftverschmutzung tatsächlich die Ursache von Covid-19 ist, kann derzeit nicht eindeutig beantwortet werden. Es gibt viele Theorien, Hypothesen und erste Ergebnisse, die Wissenschaftler zur Charakterisierung des aktuellen Virus verwenden. Je mehr sie über die Eigenschaften des Virus wissen, desto besser können in Zukunft vorbeugende Massnahmen getroffen werden, um eine neue Pandemie zu vermeiden.

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Corona-Gefahr in Innenräumen: Aerosole und COVID_19

Mittlerweile gilt als bekannt, dass sich das COVID-19-Virus in Innenräumen schnell verbreiten kann. Als Grund gelten in der Luft vorhandene Partikel: Aerosole.

Was sind Aerosole?

Aerosole sind ein kolloidales Gemisch aus flüssigen oder festen Partikeln, die in der Atmosphäre schweben. Diese schwebenden Partikel können auch als Aerosolpartikel oder Aerosolpartikel bezeichnet werden. Sie machen einen kleinen Teil der atmosphärischen Masse aus, haben aber einen erheblichen Einfluss auf das Klima und die Biogeochemie. Die Aerosolpartikel können nicht nur die atmosphärische Strahlung verändern, sondern auch die Eigenschaften der Wolken beeinflussen. Wegen der Bedeutung von Aerosolen für das Klima, die Biogeochemie und die menschliche Gesundheit werden Aerosolpartikel seit vielen Jahren untersucht.

Klassifizierungskriterien von Aerosolen sind: Größe, Herkunft, Entstehungsart, chemische Zusammensetzung, optisch-physikalische Eigenschaften und Wirkung im Klimasystem.

Die Größe der Aerosole ist die wichtigste Eigenschaft. Das Größenspektrum der Aerosole reicht von Molekülen mit einem Durchmesser von weniger als einem Nanometer bis hin zu großen und sichtbaren Bakterien, Algen, Pflanzenteilen, Pollen, Staubkörnern und Niederschlag. Atmosphärische Aerosole können Veränderungen unterworfen sein, z.B. Koagulation von kleinen Molekülen zu großen Molekülen, Verdampfung von flüssigen Bestandteilen der Moleküle oder Kondensation von gasförmigen Bestandteilen der Moleküle.

Es wird auch zwischen primären und sekundären Aerosolen klassifiziert. Primäre Aerosole befinden sich direkt in der Luft, z.B. Meersalz und Staub. Zu den Aerosolpartikeln, die von Menschen und Tieren stammen, gehören : Haar- oder Hautabfälle, Brochosomen und Eier, die von Insekten in die Atmosphäre emittiert werden. Tabelle 1 zeigt Arten von primären Aerosolpartikeln mit Beispielen von Mikroorganismen.

Arten von primärer AerosolpartikelnBeispiel
Biologische Organismen oder Ausbreitungseinheiten (lebendig oder tot, aggregiert oder isoliert)Bakterien, Algen, Pilze, Protozoen, Sporen, Pollen, Flechten, Archaeen, Viren usw.
Feste Fragmente, Asscheidungen von biologischen Organismen oder AusbereitungseinheitenDetritus, mikrobielle Fragmente, Pflanzenreste/Laub, Tier Gewebe und Exkremente und Brochosomen usw.
Tabelle 1. Charakteristische Arten von primärer Aerosolpartikeln.
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Nachhaltiges Bauen: Ökologisch, ökonomisch und sozial

Der Begriff „Nachhaltigkeit“ stammt aus der Forstwirtschaft und ist bereits 300 Jahre alt. Durch übermäßige Rodung kam es zu einer Verknappung der Ressource Holz. Nachhaltiges Handeln im damaligen Sinne war also ein Gleichgewicht zwischen Rodung und Nachwachsen der Bäume zu finden und herzustellen, um weiterhin Holz als Ressource zur Verfügung zu haben.

Unser heutiges Verständnis von Nachhaltigkeit wurde hauptsächlich von dem 1987 veröffentlichten Brundtland-Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung der Vereinten Nationen geprägt. In diesem Bericht wird unter nachhaltigem Handeln verstanden, die Bedürfnisse der derzeitigen Generationen zu befriedigt, ohne zukünftigen Generationen die Lebensgrundlage zu nehmen oder ihre Möglichkeiten ihren Lebensstil frei zu wählen einzuschränken. 

Die Enquete-Kommission des Bundestages entwickelte 1998 das drei Säulen Modell der Nachhaltigkeit, nachdem zur nachhaltigen Entwicklung gleichzeitig und gleichwertig ökologische, ökonomische und soziale Aspekte berücksichtigt werden müssen.

Die Ziele des nachhaltigen Bauens können aus diesen Dimensionen der Nachhaltigkeit abgeleitet werden: Nachhaltigkeit verbindet Ökologie mit ökonomischen Zielstellungen und sozialen Aspekten.

Ökologische Dimension

Im Bereich der ökologischen Dimension ist das Ziel die Minimierung der Umweltbelastungen auf lokaler und globaler Ebene. Es werden alle Stoff- und Energieströme von der Gewinnung der Rohstoffe für die Baumaterialien bis zum Rückbau des Gebäudes betrachtet. In allen Lebensphasen soll der Verbrauch von Energie und Wasser minimiert, Ressourcen geschont sowie der Einsatz von Baumaterialien optimiert werden. 

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Wasserstoff: Grüner Energieträger der Zukunft?

Heizungen, Autos, Raketen – all diese Dinge brauchen Energie, und bei allen kann dazu als nachhaltiger Energieträger Wasserstoff Verwendung finden. Die Forschung um erneuerbare Energien ist aktuell und allgegenwärtig, doch was genau sind die Vorteile von Wasserstoff und wie kann er genutzt werden?

Wasserstoff (chemisches Symbol: H) wurde 1766 vom englischen Chemiker und Physiker Henry Cavendish entdeckt. Lavoisier, der dieses Gas weiter untersuchte, nannte es „hydro-gène“, was so viel bedeutet wie „wassererzeugend“. Das liegt daran, dass Wasser zusammen mit Sauerstoff schnell zu Wasser reagiert, was in der Chemie auch als Wasserstoff-Nachweis mithilfe der sogenannten Knallgasprobe genutzt wird.

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Wasserstoff – Eigenschaften

Es ist das leichteste aller Elemente und mehr als zehnmal leichter als Luft. Normalerweise ist es gasförmig und farb-, geschmack- und geruchlos. Der übliche Wasserstoff setzt sich aus einem Proton und einem Elektron zusammen, allerdings gibt es zwei weitere Isotope, die zusätzlich jeweils ein bzw. zwei Neutronen enthalten. Deuterium wird auch schwerer Wasserstoff genannt und hat ein Neutron im Kern, ist aber, genau wie der häufigste Wasserstoffisotop, der „normale“ Wasserstoff, stabil. Tritium, der sogenannte überschwere Wasserstoff mit zwei zusätzlichen Neutronen, hingegen, ist instabil. Aus diesem Grund zerfällt Tritium und strahlt dabei radioaktive Strahlung ab.

Im Universum ist Wasser das am häufigsten vorkommende chemische Element, was es auch sehr geeignet zur nachhaltigen Energieerzeugung macht. Allerdings liegt Wasser auf der Erde nie in elementarer Form, sondern nur gebunden vor: es bildet das Wasserstoffmolekül H2 und kommt in der Atmosphäre meistens an Sauerstoff gebunden als Wasser (H2O) oder zusammen mit Kohlenstoff als Methan (CH4). Sowohl Wasser als auch Methan kommen auf der Erde sehr häufig in verschiedenen Formen vor. Außerdem enthalten die meisten organischen Verbindungen (das sind Verbindungen, die Kohlenstoff beinhalten, wie z.B. Zellulose, Zucker, Öle, Fette und viele andere) Wasserstoff.

Gewinnung

Aufgrund der Eigenschaft , nur gebunden vorzuliegen, muss er jedoch zur energetischen Nutzung zunächst von seinen ursprünglichen Molekülen abgespalten werden, denn er kann eben nur aus diesen gewonnen werden.

Eine Methode, die auch zur Herstellung von grünem Wasserstoff mithilfe von erneuerbaren Energien angewandt werden kann, ist die Elektrolyse von Wasser. Dieses Verfahren besteht schon fast so lange, wie man den Wasserstoff überhaupt entdeckt hat. Dabei wird das Wasser durch das Anschließen von Strom in seine Bestandteile zerlegt. Weil andere Methoden wirtschaftlich sinnvoller sind, wird die Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff in der Industrie meistens nur dann genutzt, wenn dafür regenerative Energien zur Verfügung stehen. Der so gewonnene Wasserstoff wird auch grüner Wasserstoff genannt, weil dabei keine Treibhausgase entstehen, keine fossilen Energieträger verbraucht und keine Atomenergie benötigt wird.

Sogenannter grauer Wasserstoff entsteht aus fossilen Brennstoffen. Bei der am häufigsten genutzten Methode, der Dampfreformierung, wird Erdgas bei hoher Hitze in CO2 und Wasserstoff umgewandelt. Da das hierbei entstehende CO2 sich ungenutzt mit der Luft in der Atmosphäre vermischt, verschlimmert diese Methode allerdings den Treibhauseffekt und ist deshalb nicht besonders umweltfreundlich. Weil sie aber billiger ist als die Elektrolyse von Wasser, wird sie bisher hauptsächlich angewendet.

Eine weitere umweltschonende Methode zur Herstellung von Wasserstoff sind Grünalgen. Sie produzieren diesen auf natürliche Weise mithilfe von biologischen Mechanismen. Die für die Herstellung von Wasserstoff benötigte Energie ziehen die Algen sich aus der Sonnenstrahlung. Dieses Verfahren ist ökologisch sehr sinnvoll. In diesem Bereich wird fleißig geforscht. Genau wie auch Grünalgen, können auch Blaualgen Wasserstoff herstellen. Ingenieur.de berichtet, dass es Forschern aus Israel gelungen ist, Blaualgen genetisch so verändern, dass sie ihre Wasserstoffproduktion deutlich erhöht haben. Normalerweise produzieren diese Bakterien kaum mehr Wasserstoff, sobald Sauerstoff vorhanden ist, was sie für die industrielle Wasserstoffproduktion eher ungeeignet mache. Es sei allerdings gelungen, die Herstellung von Wasserstoff auch unter Sauerstoffzufuhr zu vervierfachen. Zusätzlich werde nun versucht, das für die Wasserstoffproduktion verantwortliche Enzym der Blaualgen, die Hydrogenase, synthetisch herzustellen. Es wird erhofft, durch eine erhöhte Konzentration dieser Enzyme in Blaualgen Wasserstoff in industriellem Maßstab produzieren zu können.

Verwendung

Wasserstoff kann auf unterschiedliche Arten verwendet werden.

Einerseits können damit synthetische Gase hergestellt werden, die zum Beispiel Erdgas ersetzen.

Andererseits wird in Brennstoffzellen Wasserstoff in Wärme und Strom umgewandelt. Brennstoffzellen bestehen aus einem galvanischen Element, das die Elektrolyse von Wasser sozusagen umkehrt. Der Soff wird in durch eine Membran getrennten Räumen zur Reaktion gebracht, wobei die chemische Energie in Form von elektrischem Strom und Wärme frei wird.

Auf diese Weise werden seit den 1960er Jahren Raketen angetrieben. Auch Zeppeline wurden mit Brennstoffzellen angetrieben. Nach dem Unglück der Hindenburg, bei dem sich der leicht entzündliche Wasserstoff durch den Absturz entzündete, war Wasserstoff aber wegen seiner Explosivität nicht mehr so beliebt. Davon abgesehen gibt es Wasserstoff-Autos, bei denen die Brennstoffzelle für den Strom sorgt, den der Elektromotor benötigt. Sie tanken regelmäßig Wasserstoff auf. Auch Brennstoffzellenheizungen verbreiten sich immer mehr. In Japan wurden bereits ganze Gebäudekomplexe damit ausgestattet.

Wasserstoff – Nachhaltigkeit

Grundsätzlich ist Wasserstoff ökologisch nachhaltiger als alternative Energiequellen und -träger wie Erdöl, Erdgas oder Energie, die durch Kernspaltung gewonnen werden. Denn er ist in vielen verschiedenen organischen und anorganischen Verbindungen in der Atmosphäre und auch im restlichen Universum reichlich vorhanden und wird, anders als beispielsweise Erdgas, bei der Verbrennung nicht verbraucht. Natürlich bleiben die einzelnen Atome des Ausgangsstoffs immer erhalten, allerdings kann aus dem bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehenden Wasser beispielsweise durch Elektrolyse wieder Wasserstoff gewonnen werden, während bei der Verbrennung von Erdgas unter anderem CO2 entsteht. Das ist nicht nur schädlich für die Atmosphäre, sondern bedeutet auch, dass aus den Verbrennungsprodukten nicht so einfach wieder das ursprüngliche Erdgas synthetisiert werden kann. Zusätzlich entstehen bei der Verbrennung von Wasserstoff keinerlei Emissionen, was seine Verwendung besonders umweltfreundlich macht.

Allerdings ist Wasserstoff keine primäre Energiequelle, wie zum Beispiel Erdöl, sondern lediglich ein Energieträger. Würde er in elementarer Form auf der Erde vorliegen, könnte er direkt zur Energieerzeugung verwendet werden, aber da er zunächst von anderen Molekülen abgespaltet werden muss, dient er nur als Energieträger. Denn er transportiert u.a. die Energie, die verwendet wurde, um ihn herzustellen. So kommt es in Bezug auf die Nachhaltigkeit von Wasserstoff nicht nur auf die Wirksamkeit bei der direkten Anwendung, sondern auch auf die Art der Herstellung an. Wurde Wasserstoff mithilfe von Atomenergie gewonnen, liegt er in puncto erneuerbare Energien nicht besonders weit vorne, auch wenn er für ein Wasserstoffauto benutzt wird. Ganz anders sieht es allerdings aus, wenn Wasserstoff durch regenerative Energien gewonnen wird. Dieser grüne Wasserstoff wird besonders gefördert und wie auch eine Strategie des Bundeskabinetts zeigt, soll Deutschland in Zukunft zu den Ländern gehören, die weltweit am meisten klimafreundliche Wasserstoff-Energie nutzen. Dazu wäre es optimal, mit Sonnen- und Windkraftanlagen so viel Strom zu erzeugen, dass damit wirtschaftlich nachhaltig Wasserstoff produziert und für andere Anwendungen weiterverwendet werden kann.

Insgesamt ist Wasserstoff ein guter Energieträger, der andere Energieträger wie Erdgas oder Erdöl ersetzen könnte, wenn er ausreichend effizient produziert wird. Die Frage, wie nachhaltig und grün Wasserstoff als Energieträger ist, lässt sich aber nicht pauschal beantworten und ist vor allem davon abhängig, wie er hergestellt wird. Alte Verfahren wie die Elektrolyse und neue Verfahren wie die biologische Wasserstoffproduktion mithilfe von Grün- und Blaualgen haben noch viel Potenzial und könnten dabei ihren Beitrag zu einer grüneren Energiebereitstellung leisten.

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Bürobegrünung – Raumbegrünung – Raumklima

Office greening is important. Nowadays it is common for most people to spend their working hours indoors and especially in offices. These are equipped with everything needed for working, but often offer too little in terms of well-being and indoor climate.

Trockene, stickige Luft, eine eintönige, gräuliche Farbgestaltung und damit verbundene Konzentrationsprobleme: Müdigkeit, trockene Augen und Schleimhäute oder sogar Schwindelgefühle. Dank neuer biologischer und arbeitspsychologischer Erkenntnisse kann all dem jedoch inzwischen entgegengewirkt werden. Dazu kann neben Beleuchtungskonzepten die Begrünung von Büros einen wichtigen, nicht zu unterschätzenden, Beitrag leisten. Denn Gesundheit und Wohlbefinden werden zusätzlich zu Licht, Lärmbelastung oder Geruch besonders vom Raumklima, der Farbgestaltung und der Schadstoffkonzentration in der Luft beeinflusst. Mithilfe von Bürobegrünung können diese letzten drei Aspekte auf vergleichsweise einfache Art und Weise verbessert werden.

Office greenery meets various requirements

Office greening is more diverse than is often assumed. It does not necessarily have to consist of easy-care potted plants that need constant watering and are not necessarily particularly aesthetic. Because under designations such as intelligent office planting, Climate Office or Office 4.0, office planting is adapted in different designs and arrangements and with different care requirements to the demands of the respective environment. Indoor plants, exotic plants, hydroponic plants and textile plants are often used as potted plants. However, plant pictures and even entire plant walls are also available and add variety to the overall picture of office greenery. All these varieties are well suited for the visual enhancement of offices, while hydroponics in particular are ideal for a better indoor climate. As the name suggests, these do not grow in soil, but exclusively in water. This makes them very hygienic, as they hardly harbor any pests or microorganisms, which in the case of potted plants are mainly found in the soil. For this reason it is even mandatory in hospitals to use hydroponics for greening. Hydroponics are also well suited for offices, as they allow longer watering intervals. This makes them easy to care for even for busy people.

So there are many different possibilities, Office greening whereby these are selected according to the desired effect and possible maintenance requirements. But how exactly can a green office have a positive effect?

In office environments where there is direct customer contact or at least contact with other companies or business partners, the most obvious advantage of an office decorated with plants is the positive external effect. Green plants set natural accents in an otherwise neutral-coloured office, which loosen up the overall picture and immediately create a relaxing, pleasant atmosphere in a subtle way.

Office greening - green for well-being

Of course, this is also a question of personal taste, but the atmosphere in rooms with green office space can instinctively be perceived more positively.

Apart from customers, patients or other visitors, the aesthetic improvement of the room also has a special effect on the employees. As they spend much more time in their greened offices or rooms every day than potential visitors, employees are the ones who can benefit the most from the advantages of office greening in the long term.

In addition to the actual health and room climate improvements, dust reduction, noise reduction and the reduction of pollutants with an average Office greening the majority of the resulting improvements are in the area of mental well-being, including well-being, employee motivation and satisfaction. One reason for this is that people have a proven need for green. Whether this is in our genes, because our ancestors lived in the wilderness among countless plants, and whether green naturally feels like home to us, no one can say for sure. What is certain, however, is that many people feel comfortable, relaxed and free in the forest and we somehow feel decelerated when we have greenery around us.

This is also the case in the office - of course in an orderly fashion and not to be compared with a forest, but the effect is similar: people who work in a greened working environment show an increased sense of well-being and feel less stressed. They perceive their environment as more pleasant and lively and can concentrate better or even pursue creative tasks. Especially people who spend a lot of time in front of a computer screen at work feel more energetic due to more green at the workplace and find their working hours more pleasant than in an office with neutral colours and without plants.

This is also helped by the indoor climate improved by the plants. On the one hand, greenery in rooms ensures better air humidity. Due to air conditioning systems, dry heating air or poor ventilation systems, the humidity indoors hardly ever reaches the optimum value of 40 to 55 percent, which can lead to health problems if you stay for a long time or regularly. Together with the reduced CO2 or improved oxygen content of the air Office greening This leads to less fatigue, less dryness in the throat, less coughing and less dry or irritated skin in employees. Dry or tired eyes are also avoided by increased humidity and viral infections are prevented. In addition, the increased air humidity provides better protection against fine dust, which in this state is less harmful to the lungs.

The office greenery thus acts indirectly as a dust and pollutant filter. Due to the resulting healthier room climate, people feel much more comfortable in green spaces and can work more creatively and productively. In offices, employee satisfaction and also physical well-being increase. In the long term, green offices have the potential to reduce the number of sick days in companies.

Because Office greening für weniger Müdigkeit und ein verringertes Auftreten von trockenen Schleimhäuten und Augen sorgt und Virusinfektionen vorbeugen kann, und auch langfristig für eine bessere Gesundheit und erhöhtes Wohlbefinden sorgt, wird sie von den Krankenkassen, der Berufsgenossenschaft, sowie der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin befürwortet.

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Alwe - The algae picture

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Risk of infection from aerosols in rooms



Aerosole sind winzige, in der Luft schwebende Partikel, die kleiner als fünf Mikrometer sind. Daraus resultiert ihre Eigenschaft längere Zeit mit Gasen transportiert werden zu können. Aerosole setzen sich im oberen Bereich der Atemwege zum Beispiel beim Ausatmen, Husten, Sprechen oder Singen an den Stimmlippen im Kehlkopf fest. An ihnen können Viruspartikel haften und bei Einatmung Virusinfektionen auslösen. Beim Einatmen können sie auch in die tiefen Teile der Lunge gelangen.

Aktuelle Forschung

Das Robert-Koch-Institut und die American National Academy of Sciences der USA bestätigen Studien, welche „darauf hinweisen, dass Sars-CoV-2-Viren über Aerosole auch im gesellschaftlichen Umgang in besonderen Situationen übertragen werden können.“ Wie häufig sich Menschen über diesen Weg infizieren, ist aber noch nicht geklärt und muss in Studien weiter untersucht werden.
In einer Studie im New England Journal of Medicine bewerteten amerikanische Wissenschaftler die Stabilität von SARS-CoV-2 in Aerosolen. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Übertragung von SARS-CoV-2 durch Aerosole plausibel ist, da das Virus in Aerosolen über Stunden lebensfähig und infektiös bleiben kann.
Bei dieser Studie wurden Aerosole (50% Gewebekultur-Infektionsdosis [TCID50] pro Milliliter) enthalten, unter Verwendung eines dreistrahligen Collison-Verneblers erzeugt und in ein Goldberg-Fass geleitet. Das Inokulum ergab Zyklus-Schwellenwerte zwischen 20 und 22, ähnlich wie sie bei Proben aus dem oberen und unteren Atemtrakt des Menschen beobachtet wurden.

Besondere Gefahr in Räumen


Vor allem in geschlossenen Räumen, wie Wohn und Büroräumen können hohe Konzentrationen an Aerosolen entstehen. Die Belatung der Innenluft in Räumen ist wichtig, da Menschen in Deutschland einen Großteil ihrer Zeit in Innenräumen, Zuhause oder im Büro, verbringen.

Weitere Informationen zum Thema Luftverschmutzung

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Harvard study: Air pollution by fine dust increases death rate

Coronavirus-Patienten in Gebieten, die vor der Pandemie eine hohe Luftverschmutzung aufwiesen, sterben mit größerer Wahrscheinlichkeit an der Infektion als Patienten in saubereren Teilen des Landes. Dies geht aus einer neuen landesweiten Studie hervor, die den ersten klaren Zusammenhang zwischen der langfristigen Belastung durch Luftverschmutzung und der Covid-19-Todesrate aufzeigt.

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In einer Analyse von 3.080 Verwaltungsbezirken in den Vereinigten Staaten fanden Forscher der T.H. Chan School of Public Health der Harvard-Universität heraus, dass höhere Konzentrationen der winzigen, gefährlichen Partikel in der Luft, die als PM 2,5 („particulate matter“) bekannt sind, mit höheren Todesraten durch die Krankheit in Verbindung gebracht werden. „Die Ergebnisse dieses Papiers legen nahe, dass eine langfristige Belastung durch Luftverschmutzung die Anfälligkeit für die schwersten Covid-19-Erkrankungen erhöht“, schrieben die Autoren. Sie fanden heraus, dass, wenn Manhattan seinen durchschnittlichen Feinstaubgehalt in den letzten 20 Jahren nur um eine einzige Einheit oder ein Mikrogramm pro Kubikmeter gesenkt hätte, die Stadt zu diesem Zeitpunkt des Ausbruchs höchstwahrscheinlich 248 Covid-19-Todesfälle weniger gehabt hätte.

Feinstaub, v.a. der kleine PM 2,5, verursacht Mikroentzündungen in der Lunge, welche über einen längeren Zeitraum zu Krebs und schwerwiegenden Vorerkrankungen führen kann. Der kleinste Feinstaub dringt bis tief in die Bronchien und Lungenbläschen vor. Die Entzündungen können auch zu Folgeschäden in anderen Organen führen.

Mit etwa 200 Mio. Betroffenen zählen Krankheiten wie COPD („chronic obstructive pulmonary disease“) zu den häufigsten Erkrankungen weltweit. In Deutschland sind Schätzungen zufolge zehn bis zwölf Prozent der Erwachsenen über 40 Jahren von COPD betroffen. Die durch die Krankheit verursachten volkswirtschaftlichen Gesamtkosten schätzen Experten auf jährlich fast zehn Milliarden Euro.

Solaga hat es sich zum Ziel gesetzt mittels nachhaltiger, naturnaher Algensysteme die Luft in den Städten und damit die Gesundheit der Bevölkerung insgesamt zu verbessern. Alwe ist das weltweit erste, lebendige Bild, welches mit Hilfe von Algen aktiv die Umgebungsluft verbessert. Es ist ein natürlicher Luftreiniger und außergewöhnlicher Blickfang in einem. Die Maße sind 50x50x5cm. Auf der Rückseite befindet sich ein Tank, welcher die Algen mit Wasser versorgt. Die Luft strömt an Seitenöffnungen ein und wird durch die Algen erwärmt, so dass sie durch natürliche Zirkulation auf der Oberseite wieder ausströmt. Strom ist nicht erforderlich. Die Algenbilder halten 8-12 Monate. Untersuchungen an der TU Berlin und der Bundesanstalt für Materialforschung haben gezeigt, dass 30-50 % der das Bild passierenden Schadstoffe wie Stickoxide, Feinstaub, Kohlendioxid und Chemikalien an der feuchten Oberfläche aufgenommen werden. Sie dienen als Nährstoffe der Algen, welche nicht wie Pflanzen über Wurzeln zur Aufnahme dieser verfügen.

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Luftverschmutzung: Belastung durch Feinstaub ist eine Gefahr!

Luftverschmutzung ist eine ernste Bedrohung für die Gesundheit der Menschen. Feinstaub, Stickoxide, Ruß und Ozon erhöhen Gesundheitsrisiken wie Lungen- oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, Krebs oder neurologische Erkrankungen. Die Lebenserwartung Betroffener verringert sich. Anders als Abwasser oder Abfall können wir die steigende Luftverschmutzung nicht wahrnehmen. Das macht diese zu einer der am meisten unterschätzten Gesundheitsrisiken, weshalb die Weltgesundheitsorganisation bereits seit 2014 Luftverschmutzung als ein großes Gesundheitsrisiko weltweit einstuft. Nach Angaben der UN sind Millionen von Todesfällen pro Jahr auch auf die Belastung durch verschmutzte Luft zurückzuführen.

Die Anfälligkeit für Erkrankungen durch eine dauerhafte Einwirkung von Feinstaub auf menschliche Lungen ist erkennbar. Das lässt einen Zusammenhang von Luftverschmutzung und dem Verlauf von Lungenkrankheiten vermuten. Die kleinen und kleinsten Partikel können über die Atmung in den Körper gelangen und dort verschiedenste Reaktionen verursachen. So können bestimmte Partikelgrößen sogar die Lungen-Blutbarriere durchdringen. Die Vorbelastung des menschlichen Körpers durch Feinstaub scheint ihn zu schwächen. Dies macht in anfälliger für Viren. Insbesondere solche, die die Lungenfunktion angreifen. Wie viel der Einzelne davon verträgt, ist von individuellen Faktoren abhängig. Für jeden gilt aber, dass Feinstaub eine erhöhte Belastung darstellt, die viralen Erregern Vorschub leistet. Atemwegserkrankungen können sich so leichter festsetzen und zeichnen einen extremeren Verlauf. Auch bei gesunden Menschen erhöht sich bei dauerhafter Belastung durch Feinstaub so die Wahrscheinlichkeit krank zu werden.

Insbesondere Bewohner von Ballungszentren sind betroffen. Grenzwertüberschreitungen werden meist in Städten gemessen. Vekehr, Industrie und Haushalte sind hier auf engem Raum zusammen. Städte werden durch eine fossil-getriebene Infrastruktur betrieben. Dies bedeutet weiterhin eine Luftbelastung durch urbane Verbrennungsprozesse. Beiprodukte, wie Formaldehyd, Stickoxide und Kohlendioxid reichern sich so insbesondere in der Stadt an. Ebenso stellen Feinstaub, VOC, Schwefeldioxid und Ozon eine Gefahr dar und vor allen sind Menschen in Städten und in der Nähe groß- industrieller Anlagen diesen Luftschadstoffen täglich ausgesetzt. Ein großer Teil der Bewohne europäischer Städte ist einer Belastung ausgesetzt, die über dem als gesundheitsgefährdend erachteten Werten liegen. Jedoch kennt Luftverschmutzung keine Grenzen und so verteilen Wind und Wetter die Luftschadstoffe auf der ganzen Welt.

Neben den bekannten Gefahren der verschmutzten Außenluft muss auch die Qualität der Innenluft berücksichtigt werden. Die Schadstoffkonzentration kann in schlecht belüfteten Räumen schnell ansteigen. Wir verbringen etwa 90% unserer Zeit in Innenräumen. Selbst in Städten mit starker Außenluftbelastung kann die Innenluft bis zu 10x höhere Schadstoffkonzentrationen aufweisen. Immer mehr Gebäude werden mit künstlicher Ventilation ausgestattet, welche die Luft wiederaufbereitet, um Energie einzusparen. Die Frischluftrate wird dabei aus energetischen Gründen minimiert. Das führt gleichzeitig zur erhöhen Konzentration von Schadstoffen innerhalb der Räume. Insbesondere im Zeitalter immer energieeffizienterer Gebäude ist die Luftverschmutzung in Innenräumen und Büros ein immer wichtigeres Thema.

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Blog, solaga.de

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Green design: Healthy and productive in the home office

Aufgrund des Coronavirus bleiben viele Mitarbeiter im Homeoffice. Wer dort gesund und produktiv tätig sein möchte, hat es mit neuen Herausforderungen zu tun.

Die Trennung zwischen Privat- und Berufsleben verschwindet im Homeoffice allzu leicht. Das ist für die Produktivität, aber auch für die Psychologie nicht hilfreich. Ratgeber empfehlen hier klare Grenzen zu setzen: Verhalten sie sich möglichst, wie sie auch handeln würden, wenn sie normal zu Arbeitsstelle fahren.

Die Familie

Da im Moment Schulen und Kindergärten geschlossen sind, ergibt sich für Familien eine neue Herausforderung. Nicht nur die Eltern sind im Moment zuhause, auch die Kinder können Angebot in der Schule oder Kindergarten nicht nutzen. Digitale Lernangebot können hier helfen. Manche Schulen bieten diese auch extra an. Auch gibt es im Internet zahlreiche Berichte mit Erfahrungen und Ideen für ein Homeoffice mit Familie.

Skype, Slack, etc.

Anwendungen, die früher meist in der Freizeit genutzt wurden, da man mit den Kollegen auf der Arbeit zusammen war, bekommen nun auch eine wichtige Bedeutung im Arbeitsalltag. Skype und Co werden in der Corona-Krise die neuen Besprechungsräume. Das trifft Kundengespräche, interne Präsentationen, Bewerbungen. Alles, was sich nicht sinnvoll verschieben lässt, sondern in einem Unternehmen an alltäglicher Kommunikation anfällt, wird nun online abgewiegelt.

Die passende Einrichtung und saubere Luft

Im Homeoffice sollte man sich wohlfühlen. Wer arbeitet, wo er auch wohnt, sollte sich noch mehr Gedanken um die Umgebung machen. Wichtig ist wohl einen eigenen Raum für das arbeiten zu schaffen. Ein bequemer Stuhl und richtiger Schreibtisch sind für ein längeres Arbeiten auch sinnvoll. Gegen Lärm kann man mit Kopfhörern vorgehen. Ein Platz mit viel Licht und einem Fenster ist hilfreich..

Wer Zuhause so produktiv und angenehm wie möglich tätig sein möchte, sollte außerdem darauf achten für saubere Luft im Homeoffice zu sorgen. Passendes Design und persönliche Dekorationen runden das Bild ab.

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Air purification against dry mucosa

Eine Schleimhaut befindet sich an den Wänden aller Hohlorgane sowie an den Geschlechtsorganen, der Nase und dem Mund. Schleimhäute produzieren entweder selbst Sekrete oder haben Drüsen in der Nähe, durch die die Feuchtigkeit garantiert wird. Außerdem sind sie zur Immunabwehr wichtig. Schleimhäute schützen unseren Körper vor krankmachenden Schadstoffen, transportieren verschiedenste Stoffe und bilden einen befeuchtenden Gleitfilm. 

Die Mundschleimhaut

Die Mundschleimhaut ist eine wichtige Schutzbarriere. Sie schützt gegen Keime und Erreger, die mit der Nahrung, über die Hände oder Gegenstände wie Besteck oder Strohhalme oder die Luft aufgenommen werden. Wird ihre wichtige Funktion über längere Zeit gestört, kann uns dies anfällig für Krankheiten machen. Befeuchtet wird sie durch den Speichel, von dem wir täglich bis zu 1,5 Liter produzieren. Die ständige Befeuchtung schützt die Schleimhäute vor dem Austrocknen, fördert die Wundheilung und wehrt durch das im Speichel enthaltene Enzym Lysozym Bakterien, Viren und schädigende Säuren ab.

Was bedroht die Schleimhaut?

Menschen leiden oft unter einer trockenen Mundschleimhaut. Durch mangelnde Versorgung und trockene Innenluft wird die Mundschleimhaut zu trocken und kann ihre Schutzfunktion nicht mehr optimal ausüben. Es entstehen Probleme beim Kauen, Schlucken und Sprechen. Zudem kann es zu Verletzungen im Mundraum kommen. Die Folge sind Entzündungen, die häufig auch von unangenehmem Mundgeruch begleitet sind. Wir bemerken die trockenen Schleimhäute oft gar nicht oder können die Beschwerden nicht klar benennen.

Wie wichtig ist die Umgebungsluft?

Krankheitserreger können sich bei einer trockenen Schleimhaut leichter verbreiten. Dies sollte unbedingt verhindert werden. Eine saubere und feuchte Umgebungsluft spielt dafür eine entscheidende Rolle: Luftreiniger reinigen Schadstoffe aus der Umgebungsluft. Luftfilter entfernen Schadstoffen schon bevor sie ihre Schleimhaut überhaupt erreichen.In Innenräumen denken wir nicht so oft an Luftreinigung. Doch in Wirklichkeit ist die Luft in unseren Wohnungen oft deutlich höher belastet als Außenluft. Alltägliche Tätigkeiten wie kochen, putzen, drucken und das Spielen mit Haustieren setzen Allergene und Luftschadstoffe im Haus frei. Hinzukommen Schadstoffe aus der hineingelassenen Außenluft: Allergene, Bakterien, Viren, Feinstaub sowie Pollen, schädliche Gase und Gerüche.

Biological air purification

Biologische Luftreiniger befreien Innenräume von gefährlichen Substanzen und Gerüchen. Dafür muss man keine Chemikalien verwenden, sondern kann auf nachhaltige biologische Varianten setzen. Biologische Luftreiniger nutzen Pflanzen, Moose oder Algen, um sauber Luft in Innenräumen zu erzielen. Dies schützt die menschliche Schleimhaut und macht sie fit für die Immunabwehr.

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Interview with a start-up founder - Johann Bauerfeind from Solaga

Was können Algen, was andere Pflanzen nicht können?

Algen, besonders Mikroalgen und Cyanobakterien, besitzen bestimmte Pigmente, dank denen sie auch bei schwierigen Lichtverhältnissen Fotosynthese betreiben können. So zum Beispiel unter Steinen und auch in Büros. Viele andere Pflanzen können das nicht.

Wir haben außerdem festgestellt, dass Mikroalgen und vor allem Cyanobakterien sich auch an der Luft einsetzen lassen, da sie Biofilme bilden. Luftschadstoffe bleiben an den Biofilmen hängen und werden teilweise von den Mikroalgen verstoffwechselt. Man kann sich das als eine Art Filtermaterial vorstellen, das die Verunreinigungen auffrisst. Das macht Algen besonders.

Wie hilft Ihnen Ihr absolviertes Studium an der HTW Berlin in Ihrem heutigen Alltag?

Es bildet eine Grundlage für die eigene Entwicklung. Mein Studium hat mir einen guten Überblick über die verschiedenen Bereiche gegeben, die wichtig sind, um Produkte zu entwickeln und zu vermarkten. 

Die Nähe zu Industriewissen und Prozessen hat mir bei der Gründung stark geholfen, um mich schnell ins Firmen und Geschäftsvokabular einzuarbeiten. Die diversen Fachrichtungen und AWE-Fächer an der HTW Berlin lassen auch Einblicke in andere Gebiete zu. Ich bin dankbar, dass mein Engagement auch im Fachbereich gefördert wurde und mir nicht unnötig Steine in den Weg gelegt wurden, was keine Selbstverständlichkeit bei der Hochschulbürokratie ist.

Wie sieht Ihre Vision für die Zukunft aus?

Ich möchte als Ingenieur und Entrepreneur mein erlangtes Wissen nutzen, um neue Lösungsansätze zu entwickeln und meinen Beitrag für eine nachhaltigere Zukunft zu leisten. Für mich gilt dies als moralischer Imperativ: Man sollte sein Wissen einsetzen, um zumindest einen kleinen Einfluss auf die heutigen sowie zukünftigen Probleme zu nehmen. Als Entrepreneur habe ich gelernt, wie wichtig es ist, Erfahrungen und Wissen weiterzugeben. Zukünftig werde ich weiter daran arbeiten, biotechnologische Lösungsansätze zu finden – auch in Bereichen, in denen die Biotechnologie noch unterrepräsentiert ist.

Mit wem würden Sie gerne einen Kaffee oder Tee trinken gehen?

Mit Prof. Dr. Hans Henning von Horsten von der HTW Berlin! Wir versuchen schon seit einer Weile unsere Zeitpläne abzustimmen und ich schulde ihm noch ein Käffchen. Ich hoffe außerdem darauf, dass sich meine Wege mal mit dem Molekularbiologen George Church kreuzen. 

Was ist das Ziel Ihres Start-ups Solaga?

Unser Ziel ist es, graue Städte etwas grüner zu machen. Der urbane Raum wächst extrem und wir brauchen dringend Lösungen für saubere Energie und bessere Luft. Wir haben eine „lebendige“ Plattformtechnologie geschaffen, die lebende Mikroalgenbiofilme zur Luftverbesserung nutzt. Weitere Anwendungen, um diese Filmsysteme zur Energieproduktion und als Biofilter für Industriegase zu nutzen, sind in der Pipeline. Das macht Städte nicht nur optisch grüner, sondern trägt auch zu einer effektivieren Kreislaufwirtschaft bei, indem CO2 wiederverwendet wird.

Wie kam Ihnen die Idee für Solaga?

Ich habe meinen Mitgründer Ben während eines Forschungsprojektes an der TU Berlin kennengelernt und wir sind beide der Überzeugung, dass wir in der Zeit der Biologie leben und die Natur noch viele neue Lösungsansätze für unsere heutigen Probleme bereithält. Einige großindustrielle Projekte arbeiten bereits mit Mikroalgen zur Energieerzeugung. Wir wollten einen anderen Weg gehen und den Menschen diese lebendige Technologie greifbarer machen. Wir sind fest überzeugt, dass unsere Lösung sehr eng mit den Konsument_innen entwickelt werden muss, um einerseits deren Bedürfnisse zu verstehen und diese für biologische Lösungen zu sensibilisieren. 

Johann Bauerfeind
Ein Gefäß mit Flüssigkeit und Algen
Johann Bauerfeind schaut durch ein Mikroskop
Johann Bauerfeind betrachtet ein Reagenzglas mit Flüssigkeit und Algen

Fotos: Jan-Christoph Hartung
© HTW Berlin, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

18. Oktober 2019

Quelle: https://campus-stories.htw-berlin.de/jahr/2019/johann-bauerfeind/

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