Luftionen in Innenräumen: Einfluss auf Wohlbefinden, Gesundheit ...

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Luftionen in Innenräumen: Einfluss auf Wohlbefinden, Gesundheit ...

Institut für Umwelthygiene

Leiter: Univ.-Prof. Dr. Michael Kundi

Luftionen in Innenräumen:

Einfluss auf Wohlbefinden, Gesundheit und

Leistungsfähigkeit

Kurzfassung der Studie

OA Assoz. Prof. Priv.-Doz. DI Dr. med. Hans-Peter Hutter

Univ.-Prof. Dr. Michael Kundi

Dr. Peter Wallner

Im Auftrag der Baumit Beteiligungen Gmbh

Wopfing 156, 2754 Waldegg

25. Mai 2011


1. HINTERGRUND

Luftionen sind positiv oder negativ geladene Gasmoleküle, die in der Atmosphäre

auftreten und sich an Aerosolbestandteile oder Schwebeteilchen anlagern können.

Einer hohen Konzentration an negativen Luftionen werden günstige Einflüsse auf

Gesundheit und Wohlbefinden zugeschrieben (Eichmeier 1964, Jorde & Schata

1979, Varga 1981, König 1986, Moser 2004, Flory et al. 2010).

Oberflächen in Wohnräumen haben Einfluss auf die Konzentration und Verteilung

von Luftionen. Kunststoffoberflächen führen oft aufgrund der Ablagerung negativer

Ionen zu einer Verschiebung in Richtung positiver Ionen (Fischer & Kobinger 1991).

Durch eine Innenraumbeschichtung, die eine höhere Konzentration an negativen

geladenen Luftionen in der Innenraumluft hervorruft, wurde die Luftionensituation

verändert und die kurzfristigen Auswirkungen dieser Variation im Doppelblindversuch

an erwachsenen Probanden geprüft. Getestet wurden Effekte auf Gesundheit,

Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit.

2. METHODIK

Die Untersuchung wurde als randomisierter Cross-Over-Versuch doppelt verblindet,

in zwei identisch ausgestatteten Räumen mit freiwilligen Versuchspersonen

durchgeführt. Studienteilnehmer waren zwanzig gesunde ProbandInnen (10 Frauen,

10 Männer), im Alter von 20 bis 55 Jahren.

Die Probanden wurden in zwei identisch eingerichteten Räumen (die sich nur durch

die Luftionen-Konzentration unterschieden) immer zur selben Tageszeit am selben

Wochentag in einwöchigem Abstand und in zufällig zugeordneter Reihenfolge

getestet. Die eine Hälfte der Personen hielt sich zuerst im Raum A, die andere Hälfte

zuerst im Raum auf. Die Untersuchung dauerte jeweils zwei Stunden. Vor der

Untersuchung wurde eine allgemeine Anamnese vorgenommen und die

Tagesverfassung erhoben. Vor und nach den je 2-stündigen Aufenthalten in den

Untersuchungsräumen wurden Lungenfunktionsprüfungen und Valsalva-Manöver

(zur Untersuchung der Reaktionsfähigkeit des Kreislaufsystems) durchgeführt.

Herzfrequenz und Herzratenvariabilität wurden mittels tragbarem EKG während der

gesamten Untersuchung kontinuierlich gemessen, um u.a. Rückschlüsse auf den

Status des vegetativen Nervensystems zu ziehen.

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Während des Aufenthalts in den Testräumen erfolgten die standardisierte Erhebung

der Befindlichkeit. (Eigenzustandsskala von Nitsch) und die Durchführung von

kognitiven Leistungstests (Leistungsprüfsystem nach Horn), mit Hilfe derer u.a. das

allgemeine Intelligenzniveau bestimmt werden kann (z.B. Allgemeinbildung,

Denkfähigkeit, Ratefähigkeit und Wahrnehmungstempo).

Um eine „sterile“ Laboratmosphäre zu vermeiden und um eine alltagsähnliche

Situation herzustellen, wurden die experimentellen Untersuchungen in zwei

behaglich eingerichteten Wohnräumen durchgeführt. Die Räume waren bezüglich

Größe, Ausrichtung, Anzahl der Fenster, Inventar etc. identisch. In einem Raum

erfolgte vier Wochen vor den Tests ein Anstrich mit „handelsüblicher“ Wandfarbe, im

zweiten Raum erfolgte der Anstrich mit jener neuen Beschichtung, die eine höhere

Luftionenkonzentration generiert.

Die Raumbedingungen durften sich nicht nur hinsichtlich des Wohnraumgefühls,

sondern auch hinsichtlich chemischer (Luftschadstoffe, flüchtige Kohlenwasserstoffe

etc.) und physikalischer Parameter (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftwechsel etc.)

nicht wesentlich voneinander unterscheiden. Dies wurde von einem unabhängigen

Messinstitut durch Messungen vor und während der Untersuchungen überprüft.

3. ERGEBNISSE

Die beiden Testräume können während des gesamten Untersuchungszeitraums

bezüglich der Luftqualität (CO2, Formaldehyd, VOC), und des Raumklimas

(Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit) als äquivalent angesehen werden. Hingegen

war die Konzentration an Luftionen in Raum B mit dem Spezialanstrich mehr als

doppelt so hoch wie im Raum mit dem konventionellen Anstrich. Die subjektive

Befindlichkeit änderte sich wie erwartet über die Zeit, wobei sich die Räume nur

wenig unterschieden, die Spannungslage war im Versuchsraum B aber durchgängig

geringfügig höher.

Hinsichtlich der geistigen Leistungsfähigkeit fanden sich hochsignifikante

Unterschiede zwischen den Räumen, wobei von den insgesamt neun Gruppen von

Aufgaben drei im Raum B deutlich besser gelöst wurden.

Die Lungenfunktionsprüfung und der Vasalva-Test erbrachten nur geringe

Unterschiede im Vergleich vor und nach der Testung und keine relevanten

Unterschiede zwischen den Räumen.

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Hinsichtlich der Herzraten (Herzschlagfrequenz) und dem Herzratentrend über die

Versuchsdauer unterschieden sich die Werte in den beiden Räumen nicht. Bezüglich

der Herzfrequenzvariabilität als Indikator des Spannungsgleichgewichts zwischen

Sympathikus und Parasympathikus fanden sich statistisch signifikante Unterschiede.

Die Indikatoren der sympathiko-vagalen Balance zeigten einen hoch-signifikanten

Effekt zugunsten einer sympathischen Aktivität im Raum mit der höheren

Konzentration an negativen Luftionen.

4. DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNGEN

Diese randomisierte, doppelblinde Cross-over-Studie ging der Frage nach, ob durch

eine Wandbeschichtung bedingte höhere Konzentrationen negativer Luftionen

Effekte auf den menschlichen Organismus oder die kognitive Leistungsfähigkeit

auftreten. Dabei zeigte sich, dass eine höhere Konzentration an negativen Luftionen

aktivierende und leistungssteigernde Wirkungen besitzt.

Wir sind evolutionär darauf programmiert, dass wir bei körperlicher Ruhe das

Kreislauf- und Atemsystem auf ein niedriges Niveau hinunter fahren, um Energie zu

sparen. Da wir unter Zivilisationsbedingungen aber gerade bei körperlicher Ruhe

(geistige) Leistung erbringen sollen, ergibt sich ein Widerspruch, der individuell

unterschiedlich gelöst wird. Manche lassen sich mit Musik berieseln, weil das zu

einer höheren Aktivierung führt, oder es wird Kaffee oder Tee getrunken oder ein

„Energydrink“, der ebenfalls hauptsächlich über Koffein wirkt.

Wir konnten in unserer Untersuchung zeigen, dass es während geistiger

Beanspruchung aufgrund der sitzenden Position trotzdem zu einer deutlichen

Abnahme des Aktivierungsniveaus kommt. Dieser Prozess der Deaktivierung wird im

Sinne einer günstigeren Balance von Sympathikus und Parasympathikus bei

höheren Luftionenkonzentration gemildert. Der günstigere Aktivierungszustand führte

zwar (während der 2-stündigen Testdauer) nicht zu einer wesentlich besseren

Selbsteinschätzung, hatte aber objektiv verbesserte kognitive Leistungen zur Folge.

Langfristige Auswirkungen des Aufenthalts in Räumen mit höheren

Luftionenkonzentrationen konnten in dieser Untersuchung nicht behandelt werden.

Da jedoch bereits während eines 2-stündigen Aufenthalts signifikante Effekte im

Sinne einer aktivierenden, die Konzentration und kognitive Leistungsfähigkeit

verbessernden Wirkung auftraten, kann man auch positive Effekte bei einer

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chronischen Exposition erwarten, die sich dann auch in der subjektiven Einschätzung

des Eigenzustands widerspiegeln könnten.

Bei einer physiologischen Zustandsänderung in Richtung starker körperlicher

Leistung (wie etwa beim Fitnesstraining) oder umgekehrt bei der Schlafsteuerung

wird der beschriebene Mechanismus allerdings von übergeordneten

Steuermechanismen vermutlich außer Kraft gesetzt.

Insgesamt zeigte diese experimentelle Untersuchung, dass eine höhere

Konzentration an negativen Luftionen vitalisierende, aktivierende und

leistungssteigernde Wirkungen besitzt.

Literatur:

Eichmeier J (1964): Eigenschaften und biologische Wirkungen atmosphärischer

Kleinionen. Umschau 14:420-422.

Fischer G, Kobinger W (1991): Arbeitsmedizinische Ergebnisse bei künstlicher

Luftionisation. Atemw-Lungenkrkh 17, 1. Beiheft: B78-B80.

Flory R, Ametepe J, Bowers B. (2010): A randomized, placebo-controlled trial of bright

light and high-density negative air ions for treatment of Seasonal Affective Disorder.

Psychiatry Res. 177:101-8.

Jorde W, Schata M (1979): Inhalation unipolarer Ionen. Atemw-Lungenkrkh 5:443-453.

König H (1986): Unsichtbare Umwelt. 5. Aufl. Eigenverlag, München.

Moser M, Auerbach D, Frohmann E, Grote V, Lackner H, Messerschmidt D, Muhry F,

Zeiringer C (2004): Wasserfallelektrizität - Wirkung von Luftionen auf die Gesundheit. In:

Voigt Beatrice, in Beitrag von Moser Max, Wasser - Schatz der Zukunft. Impulse für eine

nachhaltige Wasserkultur. 1, 172; Oekom. Gesellschaft für Ökologie, München.

Varga A (1981): Grundzüge der Elektrobioklimatologie. E. Fischer, Heidelberg.

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