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2016 | Buch

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Die Wege von Staub

Im Umfeld des Menschen

verfasst von: Christian Rüger

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Wieviel Staub verträgt die Lunge? Wie erkennt man einen Hotspot? Welche hygienischen Maßnahmen sind notwendig? Diese und viele andere Fragen beantwortet der Autor, indem er zunächst die physikalischen Grundlagen der Luftbewegung, der Entstehung von Staub und der Staubbindung darstellt. Er beschreibt beispielsweise die Entstehungsmechanismen von Fein- und Grobstaub und die Gründe für deren unterschiedlichen Flug. Die Einbeziehung der auf die Staubpartikel wirkenden Kräfte verschafft Durchblick über das reale Staubgeschehen, besonders im Hinblick auf das Haften auf Oberflächen.

In weiteren Teil des Buches wird erklärt, wann Staub zu einem hygienischen Problem wird. Ein Blick auf staubbedingten Erkrankungen zeigt, von welchen Staubarten besondere Gefahr droht und wie die toxische Wirkung zustande kommt. Richtwerte für Innenräume, in denen wir 90 Prozent unserer Lebenszeit verbringen, werden mit Messwerten verglichen. Die beiden regulierenden Systeme, Arbeits- und Umweltrecht, die für die Begrenzung der Staubgehalte am Arbeitsplatz und in der Umwelt sorgen, werden anhand von Beispielen gegenübergestellt.

Schließlich geht der Autor auf die Reinigungsstrategie, den Ablauf einer ergebnisorientierten Reinigung und auch die Wertevorstellung ein, die unsere Gesellschaft mit den Begriffen Staub und Schmutz verbindet. Den Abschluss bildet ein Rückblick auf 2000 Jahre Stadthygiene, bei dem Rom besonders gut abschneidet.

Den Leser erwarten somit inte

ressante Erkenntnisse unter anderem zu diesen Themen:

Erwerb von Techniken zum langfristigen Erhalt der Lungenfunktion

Sichere Beurteilung der Innerraumhygiene

Anziehungskräfte von Oberflächen richtig einordnen

Ressourcenschonung durch Hotspot-Erkennung

Entwicklung einer Hygieneempathie

Dr. Christian Rüger hat Verfahrenstechnik in Karlsruhe studiert, an der TU Braunschweig mit einem experimentellen Thema über Sublimation promoviert und war bei der Bayer AG tätig.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Das Fluid Luft

Zusammenfassung

Wer die Wege des Staubes verstehen will, sollte sich das Fluid Luft mit seiner Wandlungsfähigkeit ansehen. Dazu wird als erstes geklärt, welche Bestandteile zur Luft gehören und ob Fremdgase und Staub ein Eigenleben darin führen.

Es zeigt sich, dass die Dauer des Aufenthalts von Staubpartikeln in der Luft ein wichtiger Ordnungsfaktor für Staub ist. In eine einzige Kurve lassen sich die unterschiedlichsten Staubarten mit der riesigen Größenspannweite von 6 Zehnerpotenzen einordnen. An Hand dieser Kurve können wir Berichte über Staub einem ihrer 3 Abschnitte zuordnen. In jedem Abschnitt gelten eigene Gesetze der Staubbewegung.

Geschwindigkeit und Druck sind bekannte physikalische Erscheinungsformen der Luft. Sie repräsentieren verschiedene Energieformen. Mit ihrer Verknüpfung im Energieerhaltungssatz gelingt es, die Drücke zu bestimmen, die uns als Kraft des Windes ständig begegnen. Eine Energieform der Luft verbirgt sich hinter der Temperatur. Sie ist Treiber bei Fensterlüftung und Luftzirkulation.

Wir lernen die Nah- und Ferntransportwege kennen, auf denen Staubpartikel zu den Absetzflächen dirigiert werden.

Bewegte Objekte lösen örtlich begrenzte Luftströmungen aus. Einige Sonderformen sind für das häusliche Staubgeschehen von großer Bedeutung.

Christian Rüger

2. Staubentstehung

Zusammenfassung

Im ersten Kapitel wurde Staub nach der Größe der Partikel eingeordnet. Im zweiten Kapitel geht es um die Herkunft der Staubarten. Die Staub-Tabelle bietet einen umfassenden Blick auf Definitionen und markante Wegbegleiter des Staubes auf seinen Pfaden.

Die Entstehungsgeschichte einer Staubart bleibt ihr dauerhaftes Merkmal. Partikel können aus Gasmolekülen aufgebaut oder von fester oder flüssiger Materie abgespalten werden. Beide Entstehungsmechanismen werden analysiert. Mit ihrer Kenntnis sind wir in die Lage, die Hot Spots der Staubentstehung zu identifizieren.

Die physikalischen Hemmschwellen beim Geburtsvorgang von Partikeln aus Gasen werden erläutert. Am Beispiel des Dieselmotors gewinnen wir Einsichten in die eigene Welt des Nanostaubs.

Staub kann nicht von sich aus in die Luft abheben. Ruhender Staub haftet auf Oberflächen. Die dabei wirkenden, unterschiedlichen Haftkräfte werden beschrieben. Es bedarf einer Ablösekraft, um die Partikel von der Oberfläche zu trennen. Dabei spielen Fliehkräfte eine maßgebliche Rolle. Nach der Ablösung übernimmt die Dynamik der Luft die weitere Verteilung.

Nicht zuletzt erfahren wir, welchen Beitrag Verwitterung zur Staubbildung beisteuert. Das Kapitel endet mit einem Resümee über die Herkunft von Fein-und Grobstaub.

Christian Rüger

3. Staubbindung

Zusammenfassung

Staub bleibt nicht auf Dauer in der Luft. Die Bilanz zwischen Entstehung und Niederschlag muss sich ausgleichen. Spezielle Kräfte dirigieren im Nahbereich die Partikel zur Oberfläche, die Luftströmung sorgt für Nachschub aus dem Innern des Raumes.

Während des Fluges wirken weitere Kräfte auf die Teilchen ein. Wie sich die Partikel in dem Mix von Kräften tatsächlich bewegen, zeigt das Vektordiagramm.

Beim Ausweichen der Luftströmung vor Hindernissen dirigiert die Trägheitskraft Partikel zur Oberfläche. Es wird gezeigt, wie der Trägheitseffekt zur Staubabscheidung optimal genutzt werden kann und wo seine Grenzen liegen.

Beim Auftreffen auf Oberflächen werden die Partikel von den Haftkräften erfasst. Es sind die gleichen, die bei der Ablösung von Staub überwunden werden müssen. Als Besonderheit beim Anhaften kommt der Faktor Zeit ins Spiel. Bei Anwesenheit von Wasser wirken mehrere Mechanismen zusammen mit dem Ergebnis beträchtlicher Haftverstärkung.

Mit dem Auftreffen auf Oberflächen ist der Weg des Staubes noch nicht beendet. Im Freien nimmt Regen den größten Teil auf, ein Teil bleibt ungebeten zurück. Im Innenraum übernimmt der Mensch die Reinigung der Oberflächen, auch hier bleibt ein Teil der Partikel zwangsläufig zurück. Von den Vorgängen in der Lunge handelt ein eigenes Kapitel.

Christian Rüger

4. Gesundheit und Staub

Zusammenfassung

Die Wege des Staubes in der Lunge sind vielgestaltig, einige Pfade enden mit Staubkrankheiten. Natürliche Stationen sind Bronchialbaum, seine Verzweigungen und am Ende die Lungenbläschen. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Luft/Blut-Schranke. Die Luftseite ist direkt von Staub betroffen. Die Blutseite der Schranke liegt auf der Wirkungskette von Staub. Das gleiche gilt für die im Hintergrund tätige Atempumpe.

Staub ist natürlicher Bestandteil der Umgebungsluft. Zum Schutz der Luft/Blut-Schranke greifen nacheinander mechanische und enzymatische Abwehrmechanismen. Bei overload wird das System überfordert und irreversibel geschädigt. Die gesunde Lunge ist mit Reserven versehen, die eine nicht ungefährliche Sicherheit vorspiegeln. Elektronenmikroskopische Aufnahmen vermitteln Eindrücke von den Abwehrzellen in den Lungenbläschen.

Das Reinigungssystem kann auf vielfältige Weise überfordert werden. Kleine Beeinträchtigungen bleiben wegen der Reserven der Lunge unentdeckt. Nisten sich luftgetragene Keime in ihr ein und gerät deren Wachstum außer Kontrolle, ist von einer Infektionskrankheit auszugehen. Viren, Bakterien und Pilze gehören zu den Auslösern.

Arbeits- und Umweltrecht sorgen für Begrenzung der Staubgehalte am Arbeitsplatz und in der Umwelt. Beide regulierenden Systeme werden auch an Hand von Beispielen gegenüber gestellt. Am Schluss steht ein Blick auf die Richtwerte für Innenräume, in denen wir 90 % unserer Lebenszeit verbringen.

Christian Rüger

5. Reinigungsstrategie

Zusammenfassung

Auf Oberflächen abgelagerter Staub wird allmählich zum Bestandteil des Schmutzes. Als solcher wird er von Oberflächen entfernt. Interessant ist der Blick auf die Werte, die wir mit den Begriffen Staub und Schmutz verbinden. In die Betrachtung wird auch der Begriff Reinigung aufgenommen.

Wann ist eine Oberfläche sauber? Auf diese Frage gibt es allgemeine und konkrete Antworten.

Vermiedener Schmutz ist der Beste. Deshalb richtet sich der Blick auch auf die Einfallstore von Staub und Schmutz und darauf, welche Barrieren dagegen sinnvoll sind.

Ein Schlüsselwort der Reinigung heißt „Ergebnisorientierung“. Der Kunde erhält die Reinigung als Produkt einer Dienstleistung. Das Produkt sind saubere Oberflächen in vereinbarter Qualität. Der Ablauf einer ergebnisorientierten Reinigung gliedert sich in nicht weniger als 9 Schritte.

In dem Schritt Reinigungsart stehen 5 Möglichkeiten zur Wahl. Die häufigste und auch geläufigste ist die Unterhaltsreinigung.

In dem Schritt Arbeitsverfahren wird dem Unternehmer Spielraum für den Einsatz moderner Geräte und Hilfsmittel eingeräumt, die seine Stellung im Wettbewerb verbessern, Schulung seiner Mitarbeiter einschließlich.

Den Abschluss bildet die Qualitätskontrolle. An einem Beispiel werden die Maßstäbe für die Bewertung der Qualität der Reinigung dargestellt.

Christian Rüger

6. Gesellschaft und Hygiene

Zusammenfassung

Das Grundgesetz hat die Verantwortung für die Hygiene aufgeteilt zwischen Bürger und Gesellschaft. Die jeweiligen Verantwortlichkeiten und ihre Überschneidungen werden aufgezeigt.

Gesundheitsgefahren durch Mikroorganismen halten sich nicht an Zuständigkeiten. Unter für sie günstigen Bedingungen gerät ihr Wachstum außer Kontrolle bis hin zu epidemischer Ausbreitung.

Die Zahl pathogener Keimarten ist zwar begrenzt, ihre Ausbreitungswege oft verschlungen und rätselhaft. Die größte Gruppe pathogener, eine Infektionskrankheit auslösender Keime stellen die Bakterien. Die Unterscheidung nach infizierten und kontaminierten Keimquellen hilft bei der Vorbeugung vor Ansteckung.

Die Pax Romana, der Friede des Reiches, bescherte den Römern eine hochwertige Stadthygiene, von der besonders wohlhabende Bürger und das Militär profitierten. Heute wissen wir, warum trotzdem gelegentlich Seuchen auftraten. Das Leben in den befestigten Städten des Mittelalters war geprägt von ständig wiederkehrenden Seuchenzügen.

In der Blüte der Industrialisierung kam die Wende. Forschende Ärzte stießen die ersten Gesetze zur Lebensmittel- und Bauhygiene an. Die zentrale Wasserversorgung der Römer wurde wieder eingeführt.

Das Industriezeitalter stellte die Reinigungsbranche vor neue Aufgaben. Sie antwortet mit neuen Technologien und einem breiten Spektrum von Ausbildungs- und Studiengängen.

Christian Rüger

Backmatter

Titel: Die Wege von Staub
verfasst von: Christian Rüger
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-47841-7
Print ISBN: 978-3-662-47840-0
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-47841-7