![How much CO2 builds up in N95 masks? [pdf]](/images/19C3985F-2CDC-4170-8396-F0E16F90ADFA)
Das Thema CO2-Anreicherung in Atemschutzmasken, insbesondere bei N95-Masken, gewinnt seit der Pandemiezeit zunehmend an Relevanz. Masken schützen effektiv vor Viren und anderen Luftpartikeln, doch viele Menschen fragen sich, ob das Tragen dieser Schutzmasken langfristig gesundheitliche Risiken bergen könnte, insbesondere durch das mögliche Einatmen von erhöhten Mengen an Kohlendioxid (CO2). Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen greifen diese Frage auf und bringen interessante Erkenntnisse zutage. Im Zentrum der Forschung steht die Frage, wie viel CO2 sich im Inneren von N95-Masken ansammelt und welche gesundheitlichen Auswirkungen diese Konzentrationen haben können. Ein besonders detaillierter Ansatz wurde anhand der Verwendung eines hochpräzisen CO2-Sensors gewonnen, der die Konzentrationen direkt innerhalb der Maske misst und nicht nur in der Umgebungsluft.
Die Ergebnisse zeigen, dass die CO2-Werte im Inneren der N95-Masken während des Atemzyklus deutlich über den normalen Außenluftwerten liegen und vielfach sogar über den von der OSHA (Occupational Safety and Health Administration) festgelegten Grenzwerten für die zulässige CO2-Exposition am Arbeitsplatz. Während die Außenluft bei etwa 400 bis 500 ppm CO2 liegt, steigen die Werte innerhalb der Maske bei der Ausatmung auf durchschnittlich über 9000 ppm an. Selbst in der Einatmungsphase werden Werte von etwa 4500 ppm gemessen, was bereits nahe oder über der OSHA-Grenze von 5000 ppm liegt. Interessanterweise zeigen die Messungen keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Tragen einer einzigen oder einer doppelten N95-Maske. Dadurch bestätigt sich, dass das zusätzliche Tragen einer zweiten Maske keine erhebliche Steigerung der CO2-Konzentration bedeutet, was für die Praxis wichtig ist, da viele Menschen sich aus Angst vor Ansteckung für doppeltes Maskieren entscheiden.
Die Studie zeigt aber auch, dass das Tragen von N95-Masken zu deutlich erhöhten Werten von Feuchtigkeit innerhalb des Maskenraumes führt. Die relative Luftfeuchtigkeit steigt auf über 90 %, was deutlich über den empfohlenen Werten von 30 bis 60 % für Arbeitsbereiche liegt. Dieses feuchte Mikroklima könnte neben dem erhöhten CO2-Wert auch zu erhöhter Trageunbequemlichkeit und Hautreizungen führen. Die hohe Korrelation zwischen CO2-Konzentration und Luftfeuchtigkeit (r = 0,87) lässt vermuten, dass sich feuchte Luft oft auch mit einer verstärkten CO2-Ansammlung verbindet. Die gesundheitlichen Auswirkungen der CO2-Anreicherung sind bisher nicht abschließend geklärt, werden jedoch intensiv diskutiert.
CO2 in höheren Konzentrationen kann bei längerem Einatmen zu Symptomen wie Kopfschmerzen, Schwindelgefühl oder Konzentrationsstörungen führen. Diese Effekte treten insbesondere dann auf, wenn CO2-Werte über 5000 ppm für längere Zeit eingeatmet werden. Für den Alltagsgebrauch und den zeitlich begrenzten Einsatz von N95-Masken ist die Situation komplex, da die Zeitspanne des Maskentragens meist variabel und höherfrequent ist. Dennoch macht es Sinn, potenzielle Risiken nicht auszublenden, besonders da manche Menschen die Masken mehrere Stunden am Stück tragen müssen – etwa im medizinischen oder beruflichen Bereich. Der Mechanismus der CO2-Anreicherung erklärt sich dadurch, dass N95-Masken zwar viele Aerosole und Partikel filtern, aber keine aktive Zufuhr von Frischluft unterstützen.
Die Luft in der Maske besteht zeitweise zu einem großen Teil aus ausgeatmetem, CO2-reichem Luftvolumen, das nicht sofort vollständig entweichen kann. Somit verbleibt ein Teil der ausgeatmeten Luft, und mit ihr das Kohlendioxid, zwischen Atemzügen in der Maske. Die Fähigkeit des Maskenmaterials und die Dichtigkeit an Gesicht und Nase beeinflussen diesen Effekt maßgeblich. Eng anliegende Masken reduzieren zwar die Einatmung von Schadstoffen, bergen aber das Risiko höherer CO2-Rückhaltung. Die Balance zwischen Schutzwirkung und Komfort beziehungsweise Sicherheit bei der CO2-Konzentration ist eine wichtige Herausforderung für Hersteller und Anwender.
Offensichtlich wird auch, dass es bislang wenig Alternativen gibt, welche diesen Schutzfaktor erreichen und gleichzeitig eine bessere Luftzirkulation gewährleisten. Einige Vorschläge zur Minderung der CO2-Anreicherung umfassen regelmäßige Pausen ohne Maske in sicherer Umgebung, gezieltes Lüften der Aufenthaltsräume und eine bewusste Begrenzung der Tragezeit, besonders bei intensiver körperlicher Aktivität. Die Bedeutung der Luftfeuchtigkeit innerhalb der Maske sollte ebenfalls nicht vernachlässigt werden. Tropfnasse oder feuchte Masken erhöhen nicht nur die Atemanstrengung, sondern können auch die Effektivität der Maske beeinträchtigen. Eine gute Ausgestaltung der Masken, beispielsweise durch atmungsaktive Materialien oder Masken mit Ventilen, kann zwar den Komfort verbessern, birgt allerdings das Risiko der verminderten Filterwirkung im Falle von Ventilen, die Luft ungefiltert entweichen lassen.
Die Diskussion rund um CO2 in Masken hat auch gesellschaftliche und psychologische Aspekte. Viele Menschen empfinden das Tragen von N95-Masken trotz ihres Schutzes als unangenehm, was oft auf das Gefühl von „eingeschlossener“ Luft und erschwerter Atmung zurückzuführen ist. Das Wissen über die erhöhte CO2-Konzentration könnte erklären, warum manche Träger müde, unwohl oder konzentriert weniger leistungsfähig sind. Gleichzeitig darf nicht vergessen werden, dass Masken einen enormen Beitrag zur Reduktion der Ansteckungsgefahr leisten und somit in wichtigen Szenarien die Gesundheit vieler Menschen schützen. Für die Zukunft gibt es Forderungen nach innovativen Lösungen im Bereich der Maskentechnologie.
Die Entwicklung von Masken mit verbesserter Zirkulation, die CO2 schneller ableiten und gleichzeitig hohe Filterstandards erfüllen, wäre ein wichtiger Fortschritt. Ebenso könnten Sensoren in Echtzeit die CO2-Konzentration innerhalb der Maske messen und den Träger bei zu hohen Werten warnen, was gerade in Berufsfeldern mit langer Maskenpflicht von großem Nutzen sein könnte. Insgesamt zeigt die Forschung, dass ein Bewusstsein für die CO2-Ansammlung in N95-Masken wichtig ist, sowohl für die individuelle Gesundheit als auch für die öffentliche Gesundheitsberatung. Das Wissen über das Ausmaß der CO2-Erhöhung unter der Maske ermöglicht es, Empfehlungen zum Tragen zu verfeinern und potenziellen Risiken vorzubeugen. Trotz der erhöhten CO2-Werte ist die Tragedauer meist kurz genug, um schwerwiegende gesundheitliche Schäden auszuschließen.
