Wie beeinflusst Feinstaub die Verbreitung von Viren wie COVID-19?

Feinstaub dient als Träger für Viren, da diese sich an atmosphärische Partikel anlagern können. Diese Partikel bleiben in der Luft, was die Verbreitung von Viren über weite Entfernungen ermöglicht. Studien zeigen, dass die Häufigkeit von Virusinfektionen mit Feinstaubkonzentrationen zusammenhängt.

Wie wirkt sich Feinstaub auf die Virus-Lebensfähigkeit in der Luft aus?

Feinstaub dient nicht nur als Träger, sondern auch als Substrat, das es Viren ermöglicht, über Stunden oder Tage in der Luft zu überleben. Die Virus-Inaktivierungsrate hängt von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Sonneneinstrahlung und Luftfeuchtigkeit ab.

Gibt es wissenschaftliche Belege für den Zusammenhang zwischen Feinstaub und der Ausbreitung von COVID-19?

Ja, Forschende aus Italien haben einen Zusammenhang zwischen hohen Feinstaubkonzentrationen und der Ausbreitung von COVID-19 festgestellt. Besonders in der Po-Ebene wurde eine beschleunigte Ausbreitung des Virus in Gebieten mit hohen Feinstaubwerten beobachtet.

Welche Maßnahmen empfehlen Forschende, um die Luftqualität und somit das Risiko einer Virusausbreitung zu verbessern?

Forschende empfehlen, Fenster mehrmals täglich zu öffnen, um die Luft zu mischen und die Feinstaubbelastung zu reduzieren. Auch Luftreiniger können dabei helfen. Zudem sollte man Aktivitäten vermeiden, die Feinstaub erzeugen, wie Autofahren, Rauchen oder Grillen, besonders in belebten Gegenden.

Coronavirus: Wie Feinstaub die Ausbreitung in Norditali

Atmosphärischer Feinstaub ist als Transportträger für viele chemische und biologische Verunreinigungen geeignet - insbesondere Viren.Viren - wie auch das Coronavirus - docken sich an atmosphärische Partikel (fest und/oder flüssig) an. Diese bleiben Stunden, Tage oder Wochen in der Atmosphäre. So kann sich ein Virus auch über große Entfernungen verbreiten. Die Forscher aus Italien sprechen davon, dass Luftverschmutzung eine Art Autobahn für das Coronavirus ist.

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Wissenschaftliche Studien zur Verbreitung von Viren in der Bevölkerung zeigen: Die Häufigkeit (Inzidenz) von Virusinfektionen korreliert mit Konzentrationen von atmosphärischem Feinstaub (z.B. PM10, PM2,5). So wurde 2016 etwa ein Zusammenhang zwischen der Ausbreitung des Syncytialvirus (RS-Virus) bei Kindern und der Konzentration von Partikeln beobachtet. Dieses Virus verursacht eine Lungenentzündung bei Kindern und wird durch Partikel tief in die Lunge transportiert. Die Ausbreitungsrate der Infektion hängt mit den PM10- und PM2,5-Konzentrationen zusammen.

Feinstaub wirkt als Träger - und als Substrat

Aber Feinstaub-Partikel haben nicht nur eine Trägerfunktion, sondern dienen auch als Substrat, das es dem Virus ermöglicht, über Stunden oder Tage lebensfähig in der Luft zu bleiben. Die Rate, wie viele Viren in diesen Partikeln inaktiv werden, hängt maßgeblich von den Umgebungsbedingungen ab: während ein Anstieg der Temperatur und der Sonneneinstrahlung positiv auf die Virus-Inaktivierungsrate auswirken, kann hohe relative Luftfeuchtigkeit eine höhere Ausbreitungsrate des Virus, d.h. die Virulenz, fördern.

Diesen allgemeinen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung durch Feinstaub und der Ausbreiten von Viren, wie dem Coronavirus, bestätigen jetzt die Erkenntnisse von Forschern der italienischen Gesellschaft für Umweltmedizin (Sima) zusammen mit den Universitäten Bari und Bologna.

Die Forscher verglichen die Daten der regionalen Umweltschutzbehörden über die Überschreitung der gesetzlichen Grenzwerte für Feinstaub (50 Mikrogramm pro Kubikmeter durchschnittliche Tageskonzentration, mehr zu Feinstaub als Grenzwert in Deutschland) mit den gemeldeten Ansteckungsfällen mit dem Coronavirus, die von den Katastrophenschutzbehörden gemeldet wurden.

Analyse der Coronavirus-Ausbreitung

Die Analyse ergab eine Beziehung zwischen den Überschreitungen der gesetzlichen Grenzwerte für PM10-Konzentrationen, die im Zeitraum zwischen dem 10. und 29. Februar festgestellt wurden, und der Zahl der mit COVID-19 infizierten Fälle, die auf den 3. März aktualisiert wurde (unter Berücksichtigung einer Inkubationszeit von 14 Tagen).

“Je mehr Feinstaub-Partikel es gibt, desto mehr Autobahnen werden für die Ansteckung geschaffen. Es ist notwendig, die Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren, in der Hoffnung auf eine günstige Meteorologie." (Gianluigi de Gennaro, Universität Bari)

Besonders in der norditalienischen Po-Ebene zeigte sich dabei nach Angaben der Forscher eine “anomale Beschleunigung”, die zwei Wochen später mit den höchsten Konzentrationen von atmosphärischen Partikeln zusammentrafen. Somit übten die Partikel eine Art Auftriebswirkung aus, einen Impuls zur virulenten Ausbreitung der Epidemie.

"Die im Februar in der Po-Ebene festgestellten hohen Staubkonzentrationen bewirkten eine Beschleunigung der Ausbreitung von Covid-19. Die Wirkung ist in den Provinzen, in denen es die ersten Ausbrüche gab, deutlicher zu spüren". (Leonardo Setti von der Universität Bologna)

Zunächst haben die Wissenschaftler jetzt ein Positionspapier veröffentlicht, um ihre Hypothese vorzustellen. Im nächsten Schritt folgt nun die Konsolidierung der Beweise in einer breiteren Studie. “Bis dahin könnte die Konzentration von Feinstaub auf jeden Fall als ein möglicher Indikator oder indirekter Marker für die Virulenz der Covid-19-Epidemie angesehen werden. Darüber hinaus ist nach den Ergebnissen der laufenden Studie der derzeitige Sicherheitsabstand während der Corona-Epidemie möglicherweise nicht überall ausreichend, insbesondere bei hohen Konzentrationen von atmosphärischen Feinstaubpartikeln”, so Allesandro Miani, Präsident der Sima.

Wichtig ist nach Ansicht der Forscher, die Luftqualität Zuhause in Zeiten von Quarantäne und Ausgangssperren aktiv zu verbessern. Miani empfiehlt, die Fenster mehrmals am Tag für ein paar Minuten zu öffnen, weil das Mischen von Gas den Prozentsatz der Verschmutzung reduziert. Auch Luftreiniger können entscheidend helfen. Außerdem ratsam: Tätigkeiten vermeiden, die Feinstaub erzeugen (Autofahren, Rauchen, Grillen etc). Denn gerade in engen Nachbarschaftsstraßen kann vorhandener Feinstaub ein Multiplikator der Infektion sein und die Ansteckungsgefahr erhöhen.

Das Positionspapier steht hier zum Download zur Verfügung. Und in diesem Beitrag haben wir uns mit der Frage beschäftigt, ob Luftverschmutzung die COVID-19-Todesrate erhöht.

Weiterführende Quellen:

(1) Ciencewicki J et al., 2007. “Air Pollution and Respiratory Viral Infection” Inhalation Toxicology, 19: 1135-1146

(2) Sedlmaier N., et al., 2009 “Generation of avian influenza virus (AIV) contaminated fecal fine particulate matter (PM2.5): Genome and infectivity detection and calculation of immission” Veterinary Microbiology 139, 156-164

(3) Ye Q., et al., 2016 “Haze is a risk factor contributing to the rapid spread of respiratory syncytial virus in children” Environ Science and Pollution Research, 23, 20178-20185

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(Bild: Unsplash / Bjorn Snelders)