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Ammoniakemissionen Schlechte Raumluft: Menschliche Haut als unterschätze Emissionsquelle

| Autor / Redakteur: Dr. Susanne Benner* / Dr. Ilka Ottleben

In Innenräumen sind wir zahlreichen chemischen Substanzen ausgesetzt. Einige davon erzeugen wir selbst. Doch genau diese Emissionen waren bislang nur schlecht untersucht. Nun hat ein internationales Forscherteam herausgefunden, dass unsere Haut viel mehr Ammoniak abgibt als unser Atem. Das Molekül haftet an vielen Oberflächen und kann sogar die Chemie von Innenräumen verändern. Auch die Feinstaubbelastung könnte dadurch zunehmen.

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Die Experimente fanden in einer speziellen isolierten Kammer an der Technischen Universität von Dänemark statt.
Die Experimente fanden in einer speziellen isolierten Kammer an der Technischen Universität von Dänemark statt.
(Bild: Mikal Schlosser)

Mainz – Wir verbringen im Durchschnitt 90 Prozent unseres Lebens in Innenräumen und sind dort zahlreichen chemischen Substanzen ausgesetzt. Einige davon erzeugen wir selbst. Diese menschlichen Emissionen und insbesondere Ammoniak wurden bisher noch nicht im Detail untersucht.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC), des Internationalen Zentrums für Raumklima und Energie an der Technischen Universität von Dänemark und der Rutgers University in New Jersey fanden nun heraus, dass die menschliche Haut viel mehr Ammoniak (NH3) abgibt als bisher angenommen. Die Mengen sind so hoch, dass sie die Versauerung durch menschliche CO2-Emissionen in Innenräumen neutralisieren können.

Je wärmer, desto mehr Ammoniak dünsten wir aus

Die Forscher stellten auch fest, dass die Ammoniakemissionen erheblich anstiegen je wärmer der Raum war und je weniger Kleidung die Testpersonen trugen. Die Studie, die kürzlich in der Zeitschrift „Environmental Science & Technology“ veröffentlicht wurde, zeigt auch, dass die menschliche Haut viel mehr Ammoniak abgibt als der Atem.

Die Experimente fanden in einer speziellen isolierten Kammer an der Technischen Universität von Dänemark statt. Die Studienteilnehmer - Männer und Frauen verschiedener Altersgruppen - blieben mehrere Stunden lang in diesem Raum, während die Luft um sie herum ständig gemessen wurde. Gelegentlich mussten sie mit einer speziellen Maske atmen, die es ermöglicht, die chemische Zusammensetzung von Atem und Haut getrennt zu messen.

Darüber hinaus variierten die Wissenschaftler die Temperatur-, Feuchtigkeits- und Ozonwerte in der Kammer, um festzustellen, wie sich die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen auf die Emissionen auswirken. Zudem wechselten Studienteilnehmer ihre Kleidung während der Experimente, so dass ihre Haut weniger bedeckt war.

Ammoniakemissionen aus der Haut kann Chemie von Innenräumen verändern

Ammoniak im menschlichen Körper stammt hauptsächlich aus dem bakteriellen Abbau von Proteinen in Zellen und im Darm. Es wird über das Blut in die Leber transportiert, wo es in Harnstoff umgewandelt und schließlich mit dem Urin ausgeschieden wird. Im Blut verbleibendes Ammoniak kann über die Haut, den Schweiß oder den Atem abgegeben werden.

Die genaue Messung von Ammoniak-Hautemissionen ist recht schwierig, da das Molekül sehr gut an Oberflächen haftet. „Wenn sich Ammoniak an Wänden oder Stoffen festsetzt, kann es den pH-Wert der Oberflächenfeuchtigkeit verändern und so die säuernde Wirkung von CO2 unseres Atems neutralisieren. Dies kann die chemischen Reaktionen an Oberflächen in Innenräumen verändern“, so Jonathan Williams, wissenschaftlicher Gruppenleiter am MPIC.

In den letzten Jahren wurden viele Messungen gasförmiger Emissionen von Möbeln, Bodenbelägen oder technischen Geräten in Innenräumen durchgeführt. Durch veränderte Materialien und Herstellungsverfahren nahmen die Ausdünstungen jedoch ab. Gleichzeitig veränderten sich die Räume selbst. So sind moderne Gebäude meist besser isoliert und haben eine geringere Luftzirkulation, um Energie zu sparen. „Es ist daher wichtiger zu verstehen, wie Menschen die Innenluft beeinflussen“, fügt Williams hinzu.

Fördern unsere Ausdünstungen die Belastung mit Feinstaub?

Der Atmosphärenchemiker betont auch die Rolle von Ammoniak für die Luftqualität, da es an der Bildung von Feinstaubpartikeln beteiligt ist. „Wir denken normalerweise, dass die Außenluft die Innenluft beeinflusst. Unsere Messungen lassen jedoch vermuten, dass in einer heißen, feuchten und dicht besiedelten Großstadt menschliche Ammoniakemissionen in Innenräumen auch die Partikelproduktion in der Außenluft beeinflussen könnten“, fügt Williams hinzu. Dies wäre in weiteren Studien zu untersuchen.

Originalpublikation: Mengze Li, Charles J. Weschler, Gabriel Bekö, Pawel Wargocki, Gregor Lucic, Jonathan Williams: Human Ammonia Emission Rates under Various Indoor Environmental Conditions; Environmental Science and Technology. 2020, 54, 9, 5419-5428; Publication Date:April 1, 2020; https://doi.org/10.1021/acs.est.0c00094

* Dr. S. Benner: Max-Planck-Institut für Chemie,

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