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Jeder Mensch hat sein eigenes Oxidationsfeld

Menschen verändern die Chemie der umgebenden Raumluft stärker als erwartet

Oxidationsfeld
Wir Menschen erzeugen eine unsichtbare Hülle aus reaktiven Chemikalien um uns herum. Diese Computermodellierung zeigt die Reaktivität des reaktiven Hydroxyl-Radikals (OH) und der OH-Konzentration (rechts) in einer typischen Innenraumsituation. © University of California Irvine

Chemische Aura: Jeder Mensch gibt eine ganze Wolke an reaktiven Chemikalien an die Umgebung ab – und kann so die Raumluft entscheidend beeinflussen, wie ein Experiment enthüllt. Dieses menschliche Oxidationsfeld entsteht, wenn die auf unserer Haut präsenten organischen Moleküle mit winzigen Spuren von Ozon in der Raumluft reagieren. Als Folge entstehen hochreaktive Hydroxyl-Radikale, die unzählige weitere Reaktionen anstoßen, wie Forschende in „Science“ berichten.

90 Prozent unserer Zeit verbringen wir typischerweise in Innenräumen. Dort sind wir von einem unsichtbaren Molekülcocktail umgeben: Wände, Böden und Möbel gasen aus, beim Kochen oder Putzen entweichen chemische Stoffe in die Luft und je nach Umgebung gelangen auch Schadstoffe von außen nach innen. Auch wir Menschen sind eine Quelle von Molekülen – wir atmen Gase aus und geben unsere DNA und unzählige unserer mikrobiellen Mitbewohner an die Raumluft ab.

Haut
Die auf unserer Haut vorhandenen organischen Fette und Öle reagieren mit der Raumluft. © dimarik/ Getty images

Haut-Chemikalien stoßen oxidative Reaktionen an

Doch wie sich nun zeigt, geht unser chemischer Einfluss noch deutlich darüber hinaus. In ihrem Experiment wollten Nora Zannoni vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz und ihre Kollegen untersuchen, wie die in unserem Atem und auf unserer Haut vorhandenen organischen Moleküle mit der Raumluft und im Speziellen mit dem meist in ihr enthaltenem Ozon (O3) reagieren. Dafür hielten sich jeweils vier Testpersonen einige Zeit in einer speziellen Testkammer auf, deren Raumluft entweder gereinigt war oder aber geringe Menge von rund 35 parts per billion (ppb) Ozon enthielt.

Es zeigte sich: Waren geringe Menge an Ozon in der Raumluft präsent, reagierte dieses in hohem Maße mit den von der menschlichen Haut abgegeben organischen Molekülen, vor allem mit der ungesättigten Fettsäure Squalen. Sie ist zu etwa zehn Prozent im Talg der Hautdrüsen enthalten, wo sie als Antioxidans unsere Haut schützt und geschmeidig hält. Bei der Reaktion von Squalen mit Ozon entstehen weitere reaktive organische Moleküle wie das Keton 6-Methyl-5-hepten-2-on (6-MHO) oder Geranyl-Aceton.

Eine eigene kleine Atmosphäre

Als Folge dieser Reaktionen entsteht eine ganze Wolke von hoch reaktiven Chemikalien um uns herum – ein Oxidationsfeld. Die in ihm enthaltenen aktiven Oxidantien, darunter auch das Hydroxyl-Radikal (OH), stoßen weitere chemische Reaktionen in der Raumluft an – mit bisher kaum bekannten Folgen. Im Prinzip bedeutet dies, dass wir Menschen unsere eigene kleine Atmosphäre um uns herum erzeugen: Die Reaktionen der von uns freigesetzten Chemikalien prägen unsere Umgebung und bilden unsichtbare Hülle um uns herum.

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Wie groß und wie konzentriert das Oxidationsfeld eines Menschen ist, hängt unter anderem von der Belüftung des Raumes und dem Ozongehalt der Innenluft ab, wie das Experiment ergab. In einem typischen Wohnraum bleibt das Oxidationsfeld nahezu ungestört und die reaktiven Chemikalien reichern sich mit der Zeit vor allem in Bodennähe an. In einem Büro mit Deckenlüftern werden sie hingegen stärker im gesamten Raum verteilt.

„Der menschliche Körper interagiert mit dem Innenraum-Umgebung ähnlich wie die Erdoberfläche mit der Atmosphäre: Beide sind chemische Reaktoren, die Oxidantien und oxidative Chemikalien in die sie umgebende freisetzen oder aus ihr aufnehmen“, konstatieren Coralie Schoemaecker von der Universität Lille und Nicola Carslaw von der University of York in einem begleitenden Kommentar.

Gesundheits-Auswirkungen noch unerforscht

Die Präsenz dieser unsichtbaren reaktiven Wolke könnte auch noch unerkannte Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben. „Wir müssen die Chemie in Innenräumen überdenken, denn die Oxidationsfelder, die wir selbst erzeugen, verändern auch viele Chemikalien in unserer direkten Umgebung“, sagt Seniorautor Jonathan Williams vom Max-Planck-Institut für Chemie.

Bisher werden die Chemikalien-Emissionen von Materialien und Einrichtungsgegenständen nur unter Laborbedingungen ohne Anwesenheit des Menschen geprüft. Doch die uns umgebende Wolke  aus reaktiven Molekülen könnte durch Reaktionen mit den Ausdünstungen von Möbeln, Teppichen oder Reinigungsmitteln auch neue, von diesen Tests nicht erfasste Schadstoffe produzieren. „Dadurch entsteht eine Vielzahl von Produkten direkt in unserer Atemzone, deren Auswirkungen auf unsere Gesundheit noch unbekannt sind“, sagt Williams.

Interessant auch: Die Reaktionen in unserem Oxidationsfeld könnten sogar unsere olfaktorische Wahrnehmung der Umwelt und unserer Mitmenschen verändern und prägen. „Die Oxidationsfelder wirken sich sicher auch auf die chemischen Signale aus, die wir aussenden und empfangen“, erklärt der Chemiker. (Science, 2022; doi: 10.1126/science.abn0340)

Quelle: Science, Max-Planck-Institut für Chemie

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