Mund-Nasen-Schutz führt nicht zu erhöhtem Einatmen von CO2

vier junge Erwachsene sitzen mit Alltagsmasken in einem Büro an Computernzum Vergrößern anklicken
Unter einem Mund-Nasen-Schutz ist nicht viel Platz für toxische Kohlendioxidmengen.
Quelle: Luis Alvarez / Gettyimages

Mund-Nasen-Bedeckungen, wie Alltags- oder OP-Masken, leisten einen wichtigen Beitrag, um die Ausbreitung von COVID-19 zu reduzieren. Die Befürchtung, unter der Maske würde sich Kohlendioxid (CO2) ansammeln und zum Einatmen gesundheitlich bedenklicher Konzentrationen führen, ist unbegründet.

Das Robert Koch-Institut (RKI) empfiehlt das Tragen einer Mund-Nasen-Bedeckung in bestimmten Situationen im öffentlichen Raum, um Risikogruppen zu schützen und die Ausbreitungsgeschwindigkeit von COVID-19 in der Bevölkerung zu reduzieren. Denn Untersuchungen belegen, dass ein relevanter Anteil von Übertragungen von SARS-CoV-2 unbemerkt noch vor den ersten Krankheitszeichen erfolgt. Werden die Masken korrekt getragen, das heißt möglichst enganliegend, damit wenig Nebenströme an der Maske vorbeiführen, können medizinische Gesichtsmasken (z. B. Operationsmasken) begrenzt auch den Träger oder die Trägerin der Maske selbst schützen.

In einigen sozialen Medien werden Vermutungen geäußert und durch Selbstversuche mit Kohlendioxid-Messgeräten mit der Aussage unterlegt, dass durch das Tragen einer Mund-Nasen-Bedeckung („Maske“) eine deutlich erhöhte Kohlendioxid-Belastung unter der Maske entsteht, welche zu Gesundheitsschäden führen kann.

Aus mehreren Gründen anatomischer wie auch physiologischer Art ist dies nicht der Fall. Die verwendeten Messgeräte sind außerdem nicht für den Zweck ausgelegt, solche Echtzeitmessungen der Ausatemluft vorzunehmen.

Keine Ansammlung von Kohlendioxid unter der Maske, weil das Volumen zu klein und die Dichtigkeit der Masken zu gering ist

Weil die Masken eng am Gesicht anliegen, ist das Luftvolumen unter den Masken generell sehr klein, höchstens 10 Milliliter (ml). Daher können sich hier gar keine großen Mengen Kohlendioxid ansammeln. Ein Atemzug umfasst ein Volumen von ca. 500 ml. Der Anteil des Maskenluftvolumens am Gesamtluftzugvolumen ist folglich sehr klein: Selbst wenn es 10 ml unter der Maske wären, betrüge der Anteil nur zwei Prozent.

Dazu kommt, dass das normale Totraumvolumen in der Luftröhre und den Bronchien von ca. 150 – 200 ml bei Erwachsenen, welches ohnehin bei jedem Atemzug hin und her geatmet wird, durch den Maskenraum nur sehr unwesentlich erhöht wird.

Eine Ansammlung von Kohlendioxid unter der Maske kann außerdem nicht stattfinden, weil die Dichtigkeit der Masken zu gering ist. Die üblicherweise verwendeten Mund-Nasen-Bedeckungen („Alltags-Masken“ bzw. „OP-Masken“) bestehen zum einen aus luftdurchlässigem Material und schließen zum anderen zum Gesicht nicht dicht ab. Jedes in der Luft enthaltene Gas (z.B. Kohlendioxid und Sauerstoff) kann rasch und ungehindert durch die Maske bzw. an ihr vorbei treten. Daher geht von dem Tragen einer Maske keine Gesundheitsgefährdung durch Kohlendioxid aus und auch Sauerstoff wird weiterhin in ausreichendem Maße aufgenommen.

Demgegenüber wird die Ausbreitung von potenziell virushaltigen Aerosolen durch das Tragen einer Maske nachweisbar begrenzt – die Ausbreitung größerer Partikel (> 5 µm) wird wirkungsvoll unterdrückt, während die Ausbreitung kleiner Partikel (< 5 µm) zumindest abgeschwächt wird.

Warum zeigen die Sensoren von Innenraummessgeräten eine hohe Konzentration an, obwohl diese gar nicht da sein kann?

Im Umweltbundesamt wurde dieser Sachverhalt wie folgt nachgestellt: Mit einem Gerät für die Messung von CO2-Konzentrationen in Innenräumen wurde direkt vor dem Mund unter einer Maske gemessen sowie ein weiteres Mal ohne Maske. In beiden Fällen zeigten die Geräte beim Ausatmen eine hohe Kohlendioxid-Konzentration an, also unabhängig davon, ob eine Maske getragen wurde oder nicht. Dies ist nicht verwunderlich, denn die ausgeatmete Luft eines Menschen enthält etwa vier Prozent (40.000 ppm) Kohlendioxid. Für Geräte, wie sie in den Videos in den sozialen Medien verwendet wurden und die eigentlich für die Messung der Raumluft gedacht sind, ist dies ein sehr hoher Wert, so dass ein Warnsignal ertönen kann. Da der Anteil von CO2 an der Umgebungsluft im Außenbereich nur etwa 0,04 Prozent beträgt, würden in Innenräumen, in denen sich die ausgeatmete Luft rasch verdünnt, solche Werte normalerweise nie erreicht.

Wurde während des Versuchs in normaler Frequenz immer wieder ein- und ausgeatmet, blieb die CO2-Konzentration vor dem Mund hoch – ob mit oder ohne Maske. Dieser Effekt beruht auf der Trägheit der meisten in Kohlendioxidmessgeräten verbauten Sensoren, die aufgrund ihrer Bauweise relativ schnell hohe Konzentrationen anzeigen können, jedoch Konzentrationsverminderungen des Umfelds nur mit größerer Verzögerung widerspiegeln. Da sich Konzentrationsänderungen in der Raumluft normalerweise wegen des großen Volumens deutlich langsamer vollziehen als direkt im Atemluftstrom eines Menschen, sind für die Raumluftmessung gedachte Sensoren nicht dafür ausgelegt, sehr große Kohlendioxid-Konzentrationsänderungen in Echtzeit anzuzeigen. So kann der falsche Eindruck entstehen, die Kohlendioxidkonzentration unter der Maske wäre unveränderlich hoch oder würde sogar immer weiter ansteigen.

Fazit: Messgeräte für die Raumluft sind für diese Art der Messung nicht geeignet. Eine Ansammlung gesundheitlich bedenklicher Mengen Kohlendioxid unter den Masken kann jedoch gar nicht stattfinden, da das zur Verfügung stehende Volumen unter der Maske und die Dichtigkeit der Maske zu gering sind.