Inhaltsverzeichnis

Impressum

Autoren

Kapitel 1: Einleitung

Kapitel 2: How to read the book

Kapitel 3: Das Coronavirus in der Übersicht

Kapitel 4: Viren, wo man nur hinfasst?

Experiment: Die Virenverbreitung

Kapitel 5: Schmutziges Geld oder Geldwäsche?

Experiment: Die Rolle des Bargeldes bei der Virusübertragung

Kapitel 6: Verhindert das Einhalten des Sicherheitsabstandes eine Ansteckung?

Experiment: Tröpfchenausstoß

Kapitel 7: Eindämmung der Pandemie durch das Tragen von Masken

Experiment 1: Wirksamkeit verschiedener Gesichtsmasken – Kerzen löschen

Experiment 2: Wirksamkeit verschiedener Gesichtsmasken – Masken in grünem Licht

Kapitel 8: Reinigung von Masken

Experiment: Masken backen

Kapitel 9: Das Händewaschen mit Seife reicht nicht aus!

Experiment 1: Emulgierende Wirkung von Seife

Experiment 2: Dispergierende Wirkung von Seife

Kapitel 10: Begrenzt viruzide Desinfektionsmittel bekämpfen das Coronavirus nicht!

Experiment 1: Herstellung von Desinfektionsmitteln

Experiment 2: Wirkung von Desinfektionsmitteln auf Viren

Kapitel 11: Injektion von Desinfektionsmittel

Experiment: Desinfektionsmittel im Blut

Kapitel 12: Wird das Coronavirus im Laufe der Zeit schwächer?

Kapitel 13: Durch den PCR-Test werden viel mehr Menschen positiv getestet als es Infizierte gibt

Kapitel 14: Reproduktionszahlen sind out...

Kapitel 15: Eine unberechenbare Zukunft?

Digitales Experiment: Das Coronavirus im virtuellen Politiklabor

Kapitel 16: Flatten the curve

Kapitel 17: Winterzeit ist Grippezeit. Im Sommer wird das Coronavirus von alleine verschwinden!

Experiment: Aerosole in feuchter und trockener Luft

Danksagung

Lars Otte, Marco Beeken

Corona zwischen Mythos und Wissenschaft
Mit Tonic Water & Co. in 13 Experimenten die Pandemie verstehen

Impressum

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Copyright:

© 2021 by Bombini Verlag

Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Umschlaggestaltung: Agentur "Herr Baak macht Werbung", Oldenburg (www.herrbaak.de) electronic publication: III-satz, Husby, www.drei-satz.de

Service für Lehrkräfte Zusatzmaterialien für den Unterricht, wie zum Beispiel Arbeitsblätter zu den Experimenten, sind auf folgender Website zu finden:

https://www.chemie.uni-osnabrueck.de/forschung/didaktik_der_chemie/coronabuch.html

Alternativ gelangen Sie mithife des QR-Codes zu den Materialien.

ISBN 978-3-946496-22-9

Autoren

Lars Otte, Jahrgang 1996, studierte von 2014 bis 2019 an der Universität Osnabrück Chemie und Biologie für das Lehramt an Gymnasien. Sein Studium schloss er im Januar 2019 mit dem Master of Education ab. Seit Februar 2019 promoviert er in der Didaktik der Chemie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Marco Beeken an der Universität Osnabrück zu Effekten von stationären und mobilen Schülerlaboren im Kontext der Nachhaltigkeit. Darüber hinaus ist er seit Mai 2020 als wissenschaftlicher Mitarbeiter in einem Kooperationsprojekt der Universität und der Fachhochschule Südwestfalen für die Organisation und Durchführung digitaler Wettbewerbe für MakerInnen während der Corona-Krise verantwortlich.

Prof. Dr. Marco Beeken, Jahrgang 1981, studierte von 2001 bis 2006 die Fächer Chemie und Biologie für das gymnasiale Lehramt an der Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg. Von 2006 bis 2010 promovierte er dann in der Arbeitsgruppe Chemiedidaktik unter der Leitung von Ilka Parchmann (Universität Oldenburg). In seiner Promotionsarbeit beschäftigte er sich zum einen mit der Förderung und Forderung von naturwissenschaftlich begabten SchülerInnen. Nach der Promotion absolvierte Beeken das Referendariat am Gymnasium Wildeshausen und arbeitete danach als Studienrat. Im Jahr 2015 erhielt er einen Ruf auf eine Juniorprofessur für Chemiedidaktik an die Universität Osnabrück. Dort setzte Beeken seine Arbeiten im Bereich des Forschungsfeldes Wissenschaftskommunikation fort und gründete 2016 das Schülerlabor GreenLab_OS zu Themen des Umweltschutzes und der Nachhaltigkeit. 2018 nahm Beeken den Ruf auf eine Professur der Universität Osnabrück an. Aktuell entwickelt die Arbeitsgruppe weitere innovative Wissenschaftskommunikationsprojekte und setzt einen Schwerpunkt auf die experimentelle Erschließung von zentralen Themen der Initiative Fridays for Future. Nebenberuflich arbeitet Beeken auch heute noch für wenige Wochenstunden an einem Gymnasium.

Frauke Brockhage, Jahrgang 1995, studierte von 2013 bis 2018 an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg für das Lehramt an Gymnasien mit den Fächern Mathematik und Physik. Im Oktober 2018 schloss sie den Master of Education ab. Im Anschluss wechselte sie an die Universität Osnabrück und arbeitete als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Arbeitskreis von Prof. Dr. Mirco Imlau an Projekten zur Wissenschaftskommunikation in der Physik mit. Seit 2019 promoviert sie in der Didaktik der Chemie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Marco Beeken zu einem Citizen-Science-Projekt mit dem Fokus Stickstoffbelastung von Gewässern und widmet sich dabei unter anderem der Bildung für nachhaltige Entwicklung.

Carina Jansen, Jahrgang 1997, studiert seit 2016 an der Universität Osnabrück die Fächer Biologie und Chemie für das Lehramt an Gymnasien. Im Dezember 2019 schloss sie den Bachelor of Science ab und fertigt aktuell ihre Abschlussarbeit zur Entwicklung eines Schülerlabors zum Thema COVID-19 für den Master of Education in der Didaktik der Chemie im Arbeitskreis von Prof. Dr. Marco Beeken an.

Nils Kreienhop, Jahrgang 1995, studierte an der Universität Osnabrück Biologie und Chemie für das Lehramt an Gymnasien und schloss im Jahr 2020 den Master of Education ab. Seit Oktober 2020 promoviert er in der Didaktik der Chemie im Arbeitskreis von Prof. Dr. Marco Beeken an der Universität Osnabrück zur Wirkung von experimentellen Kursangeboten in der Erwachsenenbildung auf das Umweltbewusstsein sowie Umweltverhalten.

Janet Lusmöller, Jahrgang 1994, studiert seit 2014 an der Universität Osnabrück die Fächer Biologie und Chemie für das Lehramt an Gymnasien. Sie arbeitete von 2019 bis 2020 als studentische Hilfskraft in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Marco Beeken an der Universität Osnabrück. Seit 2020 ist sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin in einem Kooperationsprojekt der Universität Osnabrück und der Fachhochschule Südwestfalen tätig, in welchem MakerInnen in Online-Wettbewerben zur Bewältigung von mit der Corona-Pandemie zusammenhängenden Herausforderungen beitragen.

Hanno Penning, Jahrgang 1996, studiert seit 2016 an der Universität Osnabrück für das Lehramt an Gymnasien mit den Fächern Biologie und Chemie. Er war als studentische Hilfskraft in der Didaktik der Chemie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Marco Beeken tätig und fertigt zur Zeit seine Abschlussarbeit zur Entwicklung eines Schülerlabors zum Thema COVID-19 an.

Renate Peper-Bienzeisler, Jahrgang 1952, war bis 2018 als Technische Angestellte an der Universität Oldenburg im Institut für Chemie beschäftigt. Sie hat lange Jahre auch die Zeitschrift CHEMKON redaktionell betreut.

Johann Schmidt, Jahrgang 1997, studiert seit 2015 an der Universität Osnabrück die Fächer Mathematik und Chemie für das Lehramt an Gymnasien. Von 2018 bis 2020 arbeitete er als studentische Hilfskraft in der Didaktik der Chemie Osnabrück unter der Leitung von Prof. Dr. Marco Beeken. Seit 2020 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter in einem Kooperationsprojekt der Universität Osnabrück und der Fachhochschule Südwestfalen, bei dem er digitale Wettbewerbe für MakerInnen während der Corona-Krise organisiert.

Kapitel 1:
Einleitung

Corona. Kein anderes Wort dominiert die Medienlandschaft im Jahre 2020 so sehr wie dieses. Das ist kaum verwunderlich, gibt es doch kaum ein stärker einschneidendes globales Ereignis in den letzten Jahren als die Corona-Pandemie. Die damit verbundenen Auswirkungen auf alle Menschen in Deutschland, aber auch in Europa und auf dem gesamten Globus werden dementsprechend in den Nachrichten, den sozialen Netzwerken und vorrangig im sozialen Miteinander eines jeden Einzelnen widergespiegelt.

Der Beginn der Corona-Pandemie stellt daher auch einen Bruch zum vorherigen Weltgeschehen dar. Besonders in der westlichen Welt befand sich das Leben in den letzten Jahren in vielen Ländern auf der Überholspur. Wirtschaftlicher Aufschwung, ein größer werdendes Realeinkommen, sinkende Arbeitslosenquoten und zunehmender Komfort sind nur wenige Kennzahlen, die das Leben in Europa, Nordamerika, aber sicherlich auch Teilen der gesamten Welt »vor Corona« bestimmt haben. Hinzu kommt ein immer schneller werdender technischer Fortschritt, der es nahezu jeder Person ermöglicht, ohne Zeitverzug auf dem ganzen Planeten Kontakte zu knüpfen, der Arbeit nachzugehen oder mit FreundInnen zu kommunizieren. Dass der – vielmals auch kritisierte – technische Fortschritt unwesentlich später eine der bedeutsamsten Ressourcen im Kampf gegen das Virus sein würde, war gegen Ende des Jahres 2019 sicherlich noch nicht im Fokus.

Zum Jahreswechsel 2019/2020, spätestens aber im Januar 2020, kam es zu vermehrten Berichterstattungen über ein neuartiges Virus, das mutmaßlich auf einem Wildtiermarkt in der chinesischen Millionenstadt Wuhan auf den Menschen übergetreten ist. Nach ersten Analysen konnte es in die Familie der Coronaviren eingeordnet werden, eine Virusfamilie, die für zahlreiche Erkältungskrankheiten ursächlich und seit vielen Jahren bekannt ist. Über die genaue Herkunft des als SARS-CoV-2 bezeichneten neuartigen Coronavirus wurde viel spekuliert und auch abschließend kann nicht eindeutig geklärt werden, ob in Wuhan wirklich die Erstübertragung auf einen Menschen stattgefunden hat. Diese Unklarheit über die Herkunft des Virus ist wohl auch auf die EntscheidungsträgerInnen in China zurückzuführen. Sie spielten die Verbreitung des Virus und die damit verbundene, als COVID-19 bezeichnete Krankheit solange herunter, bis in China die Infektionszahlen explosionsartig in die Höhe schossen, Krankenhäuser an ihre Belastungsgrenzen kamen und auch die Todeszahlen stark anstiegen. Trotz der alarmierenden Zahlen wurde das Virus in Europa und den USA lange nicht als Bedrohung angesehen, auch dann noch nicht, als auch bei uns in Deutschland die ersten Infektionszahlen vermeldet wurden. Dennoch wurden schon im Januar und Anfang Februar durch Gesundheitsämter bereits systematisch Infektionscluster aufgespürt und infizierte Personen in Quarantäne geschickt – eine Begrifflichkeit, die im Jahre 2020 eine Renaissance erlebt hat. Nur wenige Wochen später nahm auch in Europa das Infektionsgeschehen exponentiell zu, sodass zum ersten Mal von einer »Corona-Pandemie« gesprochen wurde und anfängliche Eindämmungsmaßnahmen der Gesundheitsämter keine Wirkung mehr zeigen konnten. In Italien, Spanien, Österreich, aber auch in Deutschland stiegen die Infektionszahlen drastisch an, sodass zunächst als dystopisch anmutende Maßnahmen zur Realität wurden: Als bundesweit schrittweise – oder spätestens ab dem 22. März – Geschäfte geschlossen wurden, Home-Office für viele BürgerInnen zur Pflicht wurde und andere gar Kurzarbeit antreten mussten, war die Pandemie in Deutschland endgültig angekommen. Für viele von uns bedeutete dies eine plötzliche Neuausrichtung alltäglicher Gegebenheiten: Aus dem Restaurant- oder Barbesuch mit FreundInnen wurde maximal ein gemeinsames Kochen mit dem besten Freund oder der besten Freundin. Aus großen Besprechungen in Konferenzräumen wurden Online-Meetings. Und aus Konzert- oder Theaterbesuchen wurden Filmabende – zum Teil allein vor dem Fernseher. Alle Maßnahmen bedeuteten teilweise schmerzhafte Einschnitte in die Lebensqualität. Nicht verwunderlich erscheint es daher, dass bereits im März die Entscheidungen der Bundesregierung, einen sogenannten »Lockdown« durchzusetzen, vielerorts kritisiert wurden. Neben der Beeinträchtigung des »Freizeitsektors« mussten viele MitbürgerInnen um ihren Arbeitsplatz kämpfen oder haben diesen inzwischen verloren. Da Deutschland allerdings so schnell mit starken Maßnahmen und Kontaktbeschränkungen auf die Situation reagiert hat, kann heute gesagt werden, dass im Frühjahr 2020 das Infektionsgeschehen verlangsamt und Überlastungssituationen in den Krankenhäusern weitestgehend vermieden werden konnten.

Die zum Sommer sinkenden Infektionszahlen gaben ein vermeintliches Gefühl der Sicherheit: Bis vermutlich im Jahr 2021 ein Impfstoff vorhanden sein würde, könne das Infektionsgeschehen in Schach gehalten werden. Die Einschätzungen, dass ein Impfstoff für das Jahr 2021 zur Verfügung stehen würde, scheinen sich zu bestätigen. Die deutsche Firma »Biontech« vermeldete gegen Anfang November einen Durchbruch bei der Entwicklung eines Impfstoffes gegen COVID-19.

Die AutorInnen verfassen dieses Buch im Oktober und November 2020. Mit Beginn des Herbstes sind die Infektionszahlen dramatisch angestiegen und haben die bisherigen »Spitzenwerte« aus März und April bei Weitem übertroffen. Trotz der steigenden Fallzahlen und der damit verbundenen schweren Verläufe durch COVID-19 werden in Deutschland die Stimmen sogenannter »Corona-Kritiker« immer lauter. Viele von ihnen werden als »Corona-Leugner« bezeichnet, da sie teilweise die Krankheit für nichtexistent halten oder aber wissenschaftsbasierte und politische Entscheidungen kategorisch ablehnen. Dass politische Entscheidungen in einer demokratischen Gesellschaft kontrovers diskutiert werden, ist der Grundstein einer funktionierenden Teilhabe aller BürgerInnen am Gemeinwesen. Das Leugnen wissenschaftlicher Fakten lehnen allerdings alle AutorInnen dieses Buches vehement ab. Wir alle vertreten die Auffassung, dass COVID-19 eine ernstzunehmende Krankheit ist, die bei vielen Menschen symptomlos oder nur mit leichten Krankheitserscheinungen abläuft, in einigen Fällen aber sehr wohl extrem schwere oder gar tödliche Verläufe zeigt. Hiervon sind insbesondere ältere und vorerkrankte Personen betroffen. Zudem kann es in allen Altersgruppen zu den verschiedensten Folgeerkrankungen kommen, sodass viele Kliniken bereits sogenannte Post-COVID-Ambulanzen eingerichtet haben. Gezielt wollen wir daher mit diesem Buch dazu beitragen, das Virus besser zu verstehen und wissenschaftliche Erkenntnisse mithilfe von Texten und Do-It-Yourself Experimenten zu vermitteln.

Doch was genau ist die Motivation, ein solches Buch zu schreiben?

In den politischen, gesellschaftlichen, aber zum Teil auch in den wissenschaftlichen Debatten der vergangenen Monate ist festzustellen, dass sich einige »Mythen« zum neuartigen Virus pandemieartig über den gesamten Globus verteilen. So wird beispielsweise davon gesprochen, dass das Coronavirus im Sommer harmloser als im Winter sei, dass Masken keinen ausreichenden Schutz bieten würden, dass Desinfektionsmittel auch über eine Injektion verabreicht werden könnten, oder dass der vielfach erwähnte PCR-Test keine Aussagekraft besäße. Insgesamt 14 dieser und weiterer Mythen nimmt das Buch auf den Prüfstand: Was ist wahr, wohinter stecken gut gemeinte Ideen und was ist wirklich in das Reich der Mythen einzuordnen? Wir wollen mit diesem Buch eine innovative Form von Wissenschaftskommunikation betreiben, mit der wir bewusst Personen jeder Altersgruppe und unabhängig ihres naturwissenschaftlichen Vorwissens ansprechen. Alle LeserInnen erhalten daher zu jedem Mythos zunächst eine allgemeinverständliche fachliche Einordnung, um wichtige Grundlagen des jeweiligen Kapitels zu verstehen. Diese Grundlagen werden durch übersichtliche Infoboxen begleitet, in denen Fachbegriffe und Zusammenhänge erläutert werden. Danach sind die LeserInnen herzlich eingeladen, zu den vorgestellten Mythen selbst experimentell aktiv zu werden. Im Buch können daher spannende Experimente zur Schmierinfektion oder zur Wirkung verschiedener Maskenarten durchgeführt, die Geheimnisse hinter Desinfektionsmitteln und Seife entdeckt oder Simulationen erprobt werden, in denen Maßnahmen zur Bekämpfung des Virus getroffen werden müssen – ganz im Sinne eines Bürgermeisters oder einer Bürgermeisterin einer Kleinstadt.

Unser Anspruch dabei ist es, aktuelle wissenschaftliche Informationen zum Thema Corona unterhaltsam und experimentell zu vermitteln, um die LeserInnen mit dem nötigen Wissen rund um das Thema auszustatten. Es ist wichtig, nicht unreflektierte Informationen in der realen oder der digitalen Welt zu verbreiten, sondern ein »kleiner Experte« im Zusammenhang mit der Corona-Krise zu sein. Je mehr jeder Einzelne über Virusinfektionen und vor allem über das Coronavirus weiß, desto besser gelingt es, Falschinformationen gezielt aufzudecken, Mythen mit Sachverstand zu prüfen und somit selbst ein wichtiger Bestandteil im Kampf gegen das Virus zu sein. So kann jeder von uns verantwortlich für sich und seine Mitmenschen durch die Pandemie gehen. Vielleicht kann es dann auch schneller als gedacht gelingen, die Infektionszahlen nachhaltig zu senken, erfolgreiche Medikamente oder Impfungen gegen das Coronavirus zu entwickeln und einzusetzen und so wieder ein Stück weit »Normalität« einkehren zu lassen.

Liebe LeserInnen, wir wünschen viel Spaß beim Lesen, Ausprobieren, Tüfteln und hoffentlich auch beim Verbreiten der Inhalte dieser Lektüre!

Kapitel 2:
How to read the book

Wie Du vielleicht schon in der Einleitung festgestellt hast, liest sich dieses Buch etwas anders als die meisten Bücher, die Du vermutlich bislang in der Hand gehalten hast. Damit Du Dich besser im Buch zurechtfindest, erfährst Du auf dieser Seite Tipps und Tricks zum Lesen des Buches.

Im Buch wirst Du auf drei verschiedene Symbole stoßen. Was haben diese zu bedeuten und wofür stehen sie?

Infobox

Das Coronavirus-Symbol zeigt Dir, dass es sich bei diesem kleinen Abschnitt um eine Infobox handelt. Die Infoboxen können Dir beim Verständnis des Textes helfen oder versorgen Dich mit zusätzlichem Wissen.

Do It Yourself!

Den Do It Yourself Stempel findest Du an verschiedenen Stellen im Buch. Überall, wo er auftaucht, bist Du dran: Er weist auf ein Experiment hin, das Du mit Gegenständen aus Deinem Haushalt selbst durchführen kannst.

Vorsicht UV-Strahlung!

Für einige Experimente benötigst Du eine UV-Taschenlampe. Um auf die Gefahren von UV-Lampen hinzuweisen, findest Du an den entsprechenden Stellen diesen Hinweis. Schaue bitte nicht direkt in das Licht von UV-Lampen und strahle auch niemand anderem damit ins Gesicht.

Experimente:

Durch dieses Buch erhältst Du die Chance, verschiedene Aspekte zur Corona-Pandemie und zum Virus mithilfe von Experimenten besser zu verstehen. Jedes der Experimente kannst Du mit Gegenständen und »Chemikalien« durchführen, die Du im Haushalt hast oder die Du problemlos aus dem Supermarkt, der Drogerie oder der Apotheke besorgen kannst. Um die Experimente durchführen zu können, erhältst Du im Buch auf den entsprechenden Seiten eine Anleitung. Du wirst hier zunächst immer erfahren, was Du für das Experiment brauchst. Anschließend wird die Durchführung beschrieben. Damit Du Deine Ergebnisse kontrollieren und vergleichen kannst, folgen daraufhin die Beobachtungen, die bei dem Experiment zu erwarten sind. Selbstverständlich wird im Anschluss auch erklärt, was es mit dem Experiment auf sich hat!

Bevor es losgeht:

Fast alle Dinge, die Du für die Experimente brauchst, sollten in Deinem Haushalt vorhanden oder leicht zu besorgen sein. Für einige Experimente benötigst Du eine UV-Lampe und eine Taschenlampe mit grünem Licht. Taschenlampen kannst Du in Outdoor-Geschäften, Spezialhandelsgeschäften oder dem Internet erwerben. Du benötigst keine Hochleistungstaschenlampen für die Versuche. Die UV-Lampe sollte zwischen 10 und 20 Euro kosten. Achte aber unbedingt darauf, dass die Lampe ein sogenanntes CE-Qualitätssiegel besitzt. Das ist besonders wichtig, da von UV-Lampen ohne CE-Siegel eine Gefahr für Deine oder die Augen anderer ausgehen kann!

Viel Spaß beim Lesen und Experimentieren!

Kapitel 3:
Das Coronavirus in der Übersicht

Kapitel 4:
Viren, wo man nur hinfasst?

Noch bevor der Supermarkt betreten wird, startet die Konfrontation mit dem Coronavirus. Zunächst ist der Einkaufswagen an einer Desinfektionsstation gründlich zu reinigen, dann kommt die Maske hinzu. Auch die Hände selbst können zumeist vor dem Eingang noch einmal desinfiziert werden und beim Greifen der Lebensmittel wird sich der ein oder andere vielleicht schon gefragt haben, ob nicht auch diese mit dem Coronavirus behaftet sein können. Schließlich erfolgt an der Kasse zumeist die kontaktlose Zahlung, da das Bargeld‌ als Risikofaktor gilt. Zum Schutz vor kontaminierten Oberflächen tragen einige sogar Handschuhe‌.

Eine der wichtigsten Maßnahmen zur Eindämmung der ‌Verbreitung des Coronavirus ist eine gründliche Hygiene. Aber muss beim Anfassen eines Einkaufswagens, von Türklinken oder Kleingeld wirklich befürchtet werden, dass das Virus überall verteilt wurde? Kann das Coronavirus hier länger existent und infektiös sein?

Es gibt im Großen und Ganzen zwei Möglichkeiten zur Übertragung der Coronaviren, wie auch für die meisten anderen Viren: Als Erstes über die Luft durch Tröpfchen‌ und Aerosole‌ (siehe Kapitel 6) und als Zweites durch die Kontaktinfektion‌, auch bekannt als Schmierinfektion‌. Damit ist jede Übertragung von Viren durch Berührungen gemeint. Diese werden zum Beispiel über Nasensekret oder Schleim verteilt, in welchen sich viele Viren ansammeln, da der Körper über diese Flüssigkeiten versucht, Viren und andere Krankheitserreger loszuwerden. Hier kann die Virenverbreitung in zwei Varianten eingeteilt werden.

TRÖPFCHEN UND AEROSOLE:

Tröpfchen sind »größere« Teilchen in der Luft mit einem Durchmesser von mehr als 5 Mikrometern, die relativ schnell zu Boden sinken. Die Größe kleinster Tröpfchen ist vergleichbar mit weniger als einem Zehntel der Dicke eines handelsüblichen Blattes Papier. Aerosole sind sehr fein verteilte Teilchen, die einen Durchmesser von 0,1 bis 5 Mikrometern haben und in Gasen und auch in der Luft schweben bleiben. 0,1 Mikrometer entsprechen ungefähr einem Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haares. Beide bestehen aus viruslastigem Sekret, das beim Husten oder Niesen in die Umgebung gelangt.

Abbildung 4.1: Viren auf der Handoberfläche

Das Händeschütteln ist während der Corona-Pandemie zu einem Tabu geworden, und das aus gutem Grund, da auf diesem Weg eine direkte Kontaktinfektion verhindert werden soll. Dieser Übertragungsweg läuft wie folgt ab: Eine Person, die mit dem Coronavirus infiziert ist, niest oder hustet den mit Coronaviren belasteten Speichel oder das Nasensekret in seine oder ihre Hand. Durch das Händeschütteln mit einer zweiten Person, der Kontaktperson‌, werden Rückstande der mit den Viren belasteten Flüssigkeiten übertragen, sodass sich die Viren nun auch auf der Hand der Kontaktperson befinden. Dadurch ist die Kontaktperson aber nicht sofort infiziert, denn dazu kommt es erst, wenn die Coronaviren bis an die Schleimhäute‌ im Gesicht gelangen, zu denen die Nasen- und Mundschleimhaut sowie die Augenbindehaut zählen. Und das funktioniert schneller als gedacht. Wenn jemand sich ins Gesicht fasst, werden die Coronaviren in die Nähe der Schleimhäute gebracht und das geschieht beim Menschen etwa 20 Mal pro Stunde. Alles in allem kann gesagt werden: Wer einer infizierten Person die Hand gibt, riskiert eine direkte Kontaktinfektion.

Abbildung 4.2: Eintrittspforten für Viren sind die Schleimhäute im Gesicht.

Bei der Kontaktinfektion können die Coronaviren auch eine kurze Umleitung nehmen, denn viele Wege führen zum Ziel. Bei der indirekten Kontaktinfektion niest oder hustet die infizierte Person direkt auf eine Oberfläche, wie beispielsweise einen Türgriff, auf den Griff eines Einkaufswagens oder sogar auf Lebensmittel im Supermarkt. Benutzt eine weitere Person dann diesen Gegenstand, fasst sie ihn mit den Händen an. Nun befinden sich die Viren an den Händen der Kontaktperson, sodass sich das Risiko einer Infektion erhöht, weil der Weg zu den Schleimhäuten nicht mehr weit ist. Für den Fall, dass die infizierte Person nicht direkt auf einen Gegenstand hustet, sondern in die Hand, gibt es einen zusätzlichen Zwischenstopp der Viren auf dem Weg zur nächsten Kontaktperson. Dass die Viren bei diesem Umweg noch unbeschadet zum Ziel kommen, ist eher unwahrscheinlich, aber auch möglich.

Abbildung 4.3: Übertragungsweg durch Kontaktinfektionen

Zum Schutz vor Kontaktinfektionen kommen zum Beispiel beim Lebensmitteleinkauf oftmals Handschuhe zum Einsatz, die ihren Trägern das Gefühl von Sauberkeit und Sicherheit geben. Das ist aber nur der Fall, wenn sie korrekt angewendet werden, denn Erreger wie die Coronaviren haften auch an den Handschuhen. Die Wahrscheinlichkeit einer Kontaktinfektion ist daher unabhängig vom Tragen von Handschuhen gleich groß. Dies liegt vorrangig daran, dass auch mit Handschuhen ein Griff ins Gesicht möglich ist und so Viren in die Schleimhäute gelangen können. Vielmehr können Handschuhe dazu verleiten, unvorsichtig zu agieren, da sie ein vermeintliches Hygiene- und Sicherheitsgefühl vortäuschen. Die WHO‌ empfiehlt daher auch, anstelle des Tragens von Handschuhen auf eine gute ‌Handhygiene zu achten. Handschuhe bieten sich nur dann an, wenn sie im Sinne von Einmalhandschuhen unmittelbar nach dem Gebrauch sicher entsorgt werden.

WHO:

Die Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization, WHO) ist die weltgrößte internationale Behörde, die sich um das öffentliche Gesundheitswesen kümmert. Sie ist den Vereinten Nationen (UN) unterstellt und hat ihren Sitz in Genf in der Schweiz.

Ziel der WHO ist es, allen Menschen der Welt ein gesundes Leben zu ermöglichen, sodass jeder ein soziales und wirtschaftlich produktives Leben führen kann.

Unter anderem koordiniert die Weltgesundheitsorganisation nationale und internationale Aktivitäten beim Kampf gegen Infektionskrankheiten, erhebt und analysiert Gesundheits- und Infektionsdaten, hilft beim Aufbau kostengünstiger und effektiver Gesundheitssysteme in Entwicklungsländern und verfasst den jährlichen Weltgesundheitsbericht, in dem über die weltweite Gesundheitsversorgung berichtet wird. In diesem Zusammenhang überwacht die WHO auch das globale Infektionsgeschehen der Corona-Pandemie und gibt Empfehlungen zur Krisenbewältigung für verschiedene Staaten heraus. Die WHO stufte die Corona-Pandemie am 11. März 2020 als Pandemie ein, nachdem sie sich bereits in Asien (vor allem China) und Teilen Europas, vorrangig Italien, ausgebreitet hatte. Dies wurde von verschiedenen Staaten, beispielsweise den USA, als zu spät kritisiert.

Beim längeren Tragen von Handschuhen kann es darüber hinaus passieren, dass das Material porös wird und die Erreger nicht mehr vollständig von den Händen abgehalten werden können. Beim Einkauf im Supermarkt bleibt dies aber unbemerkt. Durch die unter den Handschuhen entstehende Feuchtigkeit auf der Hand kann darüber hinaus die Hautbarriere angegriffen werden, wodurch sich Erreger leichter auf den Händen ansiedeln.

Für ÄrztInnen und PflegerInnen im klinischen Bereich ist das Tragen von Einmalhandschuhen hingegen sinnvoll, da dort ein hohes Infektionsrisiko zu erwarten ist. Im Gegensatz zu Laien sind die medizinischen Fachkräfte in der Benutzung von Handschuhen geschult und wissen genau, was zu beachten ist.

Falls die Erfahrung gemacht wurde, sich beim Tragen von Handschuhen seltener ins Gesicht zu fassen, dürfen natürlich auch weiterhin Handschuhe zum Schutz vor einer Infektion getragen werden. Dabei sind aber keine medizinischen Handschuhe notwendig, sondern es genügen bereits normale Handschuhe, beispielsweise aus Baumwolle, um diesen Effekt zu erzielen. Dies entbindet aber keinesfalls vom Händewaschen oder einer Händedesinfektion vor und nach dem Einkaufen.

Experiment: Die Virenverbreitung

Es steht also fest, dass Viren über die Hände und Berührungen verteilt werden können. Aber wie großflächig dies sein kann, muss erst untersucht werden. Verteilen sich die Coronaviren vielleicht bis an Orte, die bisher gar nicht vermutet wurden? Um dieser Frage nachzugehen, werden die Spuren der Viren in einem Modellexperiment verfolgt. Da nicht ein ganzer Supermarkt untersucht werden kann, müssen die Experimente auf die eigenen vier Wände beschränkt werden.

Was Du benötigst:

 Diät-Tonic Water ohne Zucker

 Vaseline

 Schneebesen

 Einen Kochtopf

 Ein Glas oder eine Schüssel

 UV-Lampe

Durchführung:

Herstellen einer Fluoreszenzcreme:

Als erster Schritt des Experiments wird eine fluoreszierende Creme mit Hilfe von Tonic Water hergestellt. Dazu nimmst Du den Kochtopf und füllst mindestens einen halben Liter Diät-Tonic Water hinein, welches dann auf dem Herd bei höchster Stufe gekocht wird. Hierzu muss Diät-Tonic Water verwendet werden, welches keinen Zucker enthält, da sonst beim Erhitzen keine Flüssigkeit, sondern eine klebrige Zuckermasse zurückbleiben würde.

Abbildung 4.4: Herstellen der Fluoreszenzcreme

Das Wasser verdampft durch das Einkochen auf dem Herd und der fluoreszierende Inhaltsstoff Chinin (siehe Infobox) wird in einer kleineren Menge Wasser stärker konzentriert. Du solltest das Tonic Water so lange kochen, bis nur noch eine minimale Menge an Flüssigkeit (etwa ein bis zwei Esslöffel) vorliegt, was etwa 20 Minuten dauern kann. In den noch heißen Topf gibst Du dann etwa einen halben Esslöffel Vaseline, die Du mit einem Schneebesen unter das Tonic Water rührst. Wenn eine einheitliche Flüssigkeit entstanden ist, kannst Du sie in ein Glas oder eine Schüssel füllen, wo sie abkühlen kann. Es ist möglich, dass nach dem Umfüllen die Flüssigkeit noch ein weiteres Mal umgerührt werden muss, damit sich die beiden Komponenten verbinden und wieder die cremige Konsistenz der Vaseline entsteht.

Wenn Du damit fertig bist, hast Du eine Fluoreszenzcreme, die im Dunkeln leuchtet, wenn sie mit ‌UV-Licht bestrahlt wird. Das Phänomen der Fluoreszenz wird im Kapitel zum Thema Aerosole noch einmal genauer unter die Lupe genommen. Mit Deiner Creme kann die Verbreitung der Coronaviren modellhaft dargestellt werden. Alternativ gibt es solche Cremes auch online ab etwa 10 Euro zu kaufen, da diese regulär für Hygiene- und Hautschutzschulungen im Pflegebereich verwendet werden.

CHININ:

Chinin kommt in der Natur im Chinarindenbaum vor und wird durch Extraktion aus der Rinde kultivierter Pflanzen gewonnen. Chinin ist ein schlecht wasserlösliches, weißes Pulver. Es wird vor allem im medizinischen Bereich genutzt, unter anderem als Medikament gegen Malaria oder grippale Infekte. Auch in der Lebensmittelindustrie findet Chinin aufgrund seines stark bitteren Geschmacks Verwendung, so wird es zum Beispiel in Bitterspirituosen und alkoholfreien Erfrischungsgetränken wie Tonic Water oder Bitter Lemon als Aromakomponente hinzugegeben. Hier ist es für den bitteren Geschmack verantwortlich. In großen Dosierungen kann Chinin aber gesundheitsschädlich sein. Deshalb dürfen bei der Verwendung bestimmte Grenzwerte nicht überschritten werden. Es dürfen beispielsweise in Getränken nur kleine Mengen von maximal 250 Milligramm pro Liter zugesetzt werden. Chinin fluoresziert‌ in saurer Lösung. So zum Beispiel auch in Tonic Water, welches durch die enthaltene Zitronen- und Kohlensäure leicht sauer ist. Unter UV-Licht leuchten daher chininhaltige Getränke blau.

Variante 1: Patient null

Mal angenommen, Dein Haushalt war bis jetzt frei von Viren. In der Simulation bist Du nun der erste Infizierte der Pandemie, also Patient null. Dazu cremst Du Deine Hände mit der hergestellten Fluoreszenzcreme ein und beginnst Deinen Alltag. Wenn Du bemerkst, dass sich nicht mehr viel Creme an Deinen Händen befindet, kannst Du die Hände gerne noch einmal eincremen. So stellst Du sicher, dass Deine Versuchsergebnisse deutlich werden.

Nach etwa einer Stunde endet der Versuch. Mit der UV-Lampe werden die Stellen sichtbar gemacht, an denen die Creme verteilt wurde. Das heißt, die Räume müssen verdunkelt und alles gründlich mit der UV-Lampe beleuchtet werden. Du kannst auch Dein Gesicht, sowie auch die Hände und Gesichter Deiner Mitbewohner oder Familie untersuchen. Für die Augen kann das UV-Licht aber gefährlich sein, deshalb müsst Ihr bei der Untersuchung der Gesichter vorsichtig sein. An welchen Stellen sind Spuren der Creme zu sehen? War das Ergebnis zu erwarten oder sind auch Überraschungen aufgetreten? Hätte die Creme, also die Modellviren, es auch bis zu den Schleimhäuten geschafft? Du kannst die Stellen notieren, an denen leuchtende Flecken gefunden wurden oder Fotos aufnehmen, um die Ergebnisse später mit der zweiten Variante des Versuchs zu vergleichen.

Variante 2: Ansteckende Höflichkeit

Zuvor hast Du wahrscheinlich nur Oberflächen von verschiedenen Gegenständen berührt. Als Nächstes kannst Du das Ganze etwas ausweiten. Creme Dir wie zuvor die Hände mit der Fluoreszenzcreme ein, dies darf auch häufiger geschehen. Dann verhältst Du Dich eine Stunde lang nach aller Höflichkeit, indem Du Personen, die Du im Haushalt triffst, die Hand schüttelst. Bei diesem Versuch kannst Du zum Beispiel Deine Familie oder MitbewohnerInnen informieren und gemeinsam die Abmachung treffen, Euch jedes Mal, wenn Ihr Euch über den Weg lauft, die Hand zu geben. Dabei könnt Ihr auch kreativ sein und andere Situationen bestimmen, in denen Ihr Euch die Hand schüttelt. Wichtig dabei ist es, den Versuch nur mit Personen durchzuführen, die mit zum Haushalt gehören und zu denen auch sonst regelmäßiger Körperkontakt besteht. Hier schaust Du nach einiger Zeit, an welchen Stellen im Haushalt Spuren der fluoreszierenden Creme zu finden sind. Vergleiche diese Ergebnisse mit denen des ersten Versuchsteils. Kannst Du Unterschiede feststellen?

Beobachtungen:

Du dürftest jetzt an vielen verschiedenen Stellen, wie zum Beispiel an Türgriffen, Fernbedienungen, Zahnbürsten, Besteck, Lichtschaltern oder Wasserhähnen Spuren der Fluoreszenzcreme gefunden haben. Besonders auffällig dürfte sein, dass auch bei den verschiedenen Personen im Haushalt leuchtende Hände oder auch leuchtende Stellen im Gesicht gefunden werden können.

Erklärung:

Durch das Experiment konnte die Verbreitung von Viren durch die Kontaktinfektion gezeigt werden. In der ersten Variante wurde ausschließlich die indirekte Übertragung dargestellt, in der zweiten Variante hingegen eine Mischform aus direkter und indirekter Übertragung. Werden beide Varianten verglichen, lässt sich feststellen, dass bei der zweiten Variante deutlich mehr Spuren als bei der ersten gefunden werden können. Du kanntest zwar das Prinzip der Kontaktinfektion, aber hättest Du Dir auch dieses Ausmaß der Virenverbreitung vorgestellt?

Abbildung 4.5: Fluoreszierende Spuren auf der Hand

Abbildung 4.6: Fluoreszierende Spuren auf Gegenständen

Bevor aber voreilige Schlussfolgerungen getroffen werden, sind weitere Informationen nötig. Denn, wie der Name schon verrät, handelt es sich bei diesem Experiment um ein Modell. Es wird nur ein Bruchstück der Realität abgebildet und zwar die Verbreitung der Viren. Das heißt noch lange nicht, dass jeder mit leuchtendem Gesicht jetzt infiziert wäre!

—

Einen ähnlichen Versuch haben auch die Mikrobiologin Ricarda Maria Schmitthausen, der Virologe Hendrik Streeck und deren Team durchgeführt, indem sie unter Quarantäne stehende Haushalte mit mindestens einer Person, die mit dem Coronavirus infiziert war, untersucht haben. Es wurden dabei an verschiedenen Stellen im Haushalt Proben genommen, um die Verbreitung der Coronaviren durch die Kontaktinfektion zu erforschen.

Nach der Analyse von Proben aus 21 zufällig ausgewählten Haushalten konnten Viren an verschiedenen Orten nachgewiesen werden. Beispielsweise wurden in 15 % der Abwasserproben aus Duschen, Spülbecken oder Toiletten Coronaviren nachgewiesen. Es wurden auch Fernbedienungen, Türgriffe und andere Gegenstände untersucht, von denen aber nur 3 % der Proben positiv getestet wurden. Auf Lebensmitteln oder Pflanzen konnten keine Erreger entdeckt werden. So konnten 48 Stunden, nachdem das Team die Proben gesammelt hat, im Labor aus diesen keine weiteren infektiösen Viren herangezüchtet werden. Das heißt, bei den sichergestellten Viren aus den Proben handelt es sich nach spätestens 48 Stunden nicht mehr um intakte Viren und diese können somit keine weiteren Menschen infizieren. Zu ähnlichen Ergebnissen sind auch andere Studien gekommen. Zum Beispiel konnten in Krankenhäusern Coronaviren auf Oberflächen im Umfeld von Corona-Patienten sichergestellt werden. Dort waren Drucker, Tastaturen, Türgriffe, Desinfektionsmittelspender, Fahrstuhlknöpfe, Telefone und Handschuhe besonders stark von der Kontamination betroffen. Dennoch war es bisher in noch keiner Studie möglich, Coronaviren von Oberflächen aus dem Alltag oder aus den Krankenhäusern heranzuzüchten.

Jetzt könnte schnell die Annahme getroffen werden: Wenn keine intakten Viren sichergestellt worden sind, dann sind Schmierinfektionen ungefährlich. Die WissenschaftlerInnen machen deutlich, dass die Ergebnisse eine nur relativ kurze Stabilität‌ der Coronaviren im Haushalt zeigen, aber immer noch die Möglichkeit besteht, dass die Viren auf dem Weg ins Labor zu Schaden gekommen sind. Deshalb sollten die Hygienemaßnahmen und regelmäßiges Händewaschen ernst genommen werden.

INTAKTE VIREN VERMEHREN SICH:

Viren können sich nur in ‌Wirtszellen vermehren. Für das Coronavirus sind das die Zellen der menschlichen Schleimhäute. Intakte Viren können sich vermehren, sobald sie eine Wirtszelle besetzt haben. Die Gefahr für Körperzellen geht dabei nicht von der Infektion mit dem Virus selbst aus, sondern von der Vermehrung im Körper, da die betroffenen Körperzellen durch die Produktion neuer Viren zerstört werden können. Nicht mehr intakte Viren sind nicht in der Lage, die Körperzellen zu befallen, sodass sie sich auch nicht reproduzieren können. Von ihnen geht für den menschlichen Körper keine Gefahr aus.

Wie bei vielen Dingen gibt es auch hier eine Kehrseite. Das, was im Haushalt so »harmlos« wirkt, wurde im Labor in ganz anderem Maße nachgewiesen. In einer amerikanischen Studie haben WissenschaftlerInnen festgestellt, dass Oberflächen im Labor nach einer starken Kontamination mit den Coronaviren noch eine ganze Weile infektiös bleiben können. Es wurde untersucht, wie lange die Erreger auf verschiedenen Oberflächen unbeschadet bleiben und wie viel Zeit vergehen muss, bis die Viren nicht mehr infektiös sind:

Tabelle 4.1: Stabilitätsdauer der Coronaviren auf unterschiedlichen Oberflächen
Material der Oberfläche | Dauer der Stabilität
‌Kupfer | 3 Stunden
Karton | 24 Stunden
Edelstahl | 2-3 Tage
Plastik | 2-3 Tage
Baumwollkleidung | 4 Tage
Papier | 4 Tage

Dies sind zwar teils längere Zeiten als bei den unter Quarantäne stehenden Haushalten, aber auch im Labor ist die Stabilität der Coronaviren trotzdem viel geringer als von manch anderen Krankheitserregern.

Jetzt gilt es, der Sache auf den Grund zu gehen. Denn wieso gibt es Unterschiede zwischen den Versuchsergebnissen im Haushalt und im Labor? Und wieso ist die Stabilität der Viren so unterschiedlich?

Prinzipiell befinden sich die Viren so lange in einer vorteilhaften Umgebung, wie sie von Feuchtigkeit bedeckt sind, so wie es beim Niesen oder Husten im Schleim oder Sekret der Fall ist. Diese Flüssigkeiten trocknen aber nach kurzer Zeit und lassen die Viren »ungeschützt« zurück, sodass sich auf den langsam trocknenden Oberflächen das Risiko des Stabilitätsverlustes der Viren immer weiter erhöht. Durch die Abnahme der Stabilität kommt es zur Zerstörung der‌ Virushülle, sodass auch ihre infektiösen und biologischen Eigenschaften eingeschränkt sind. Im Labor liegen ideale Bedingungen für die Viren vor, wie eine gleichbleibende ‌Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder gleichbleibendes Licht. Hingegen sind die Viren im Alltag einigen Stressfaktoren wie Temperaturschwankungen, dem Tageslichteinfall, der Luftfeuchtigkeit‌ oder der Oberflächenbeschaffenheit, die die Stabilität der Viren angreifen und ihre Hülle beschädigen können, ausgesetzt.

Abbildung 4.7: Viren verlieren durch Umwelteinflüsse an Stabilität.

So bleiben sie im Labor länger stabil und infektiös und sind gleichzeitig in einer viel höheren Anzahl vorhanden, sodass die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass einige der Viren auf den Oberflächen stabil bleiben. Im Vergleich ist die Menge der Viren im Haushalt, die sich im Schleim oder Nasensekret befinden, sehr viel geringer und wird bei jeder neuen Berührung und Verteilung weiter ausgedünnt. Auch die WissenschaftlerInnen der Laborstudie gehen davon aus, dass die Übertragung durch Kontaktinfektion theoretisch möglich, aber durch die kleinen Virenmengen im Alltag eher unwahrscheinlich ist. Die Abhängigkeit der Stabilität und Virusmengen konnte auch experimentell bestätigt werden. Dabei waren kleinere Virusmengen schon nach 5 Minuten nicht mehr infektiös, die 100-fache Menge aber noch bis zu 24 Stunden.

Insgesamt kann also gesagt werden: Ob die Viren auf Oberflächen noch infektiös sind, ist situationsabhängig. Coronaviren leuchten nicht wie das Tonic Water im Experiment. Sie sind nicht stabil und bleiben nicht besonders lange infektiös auf Oberflächen. Auch der Virologe Christian Drosten meint dazu, dass es nicht nötig sei, im Haushalt alle Oberflächen zu desinfizieren. Die WissenschaftlerInnen sind sich einig, dass das Risiko einer Infektion durch Kontaktinfektion im Gegensatz zu der Übertragung und Infektion über die Luft gering bis sehr gering ist, da sie weniger effizient ist und nur über Umwege funktioniert. Eine genaue Zahl gibt es dazu aber nicht.

Was heißt das also für den Einkauf von Lebensmitteln und anderen Waren? Es kann eigentlich nur mit Sicherheit von dem berichtet werden, was bisher geschehen ist. Und da gibt das Bundesinstitut für Risikobewertung an, dass bisher noch keine Infektionen mit dem SARS-CoV-2-Virus durch die Übertragung von Kontakt mit Oberflächen wie Bargeld, Kartenterminals, Türklinken, Smartphones, Griffen von Einkaufswagen, Verpackungen oder Tüten bestätigt wurden. Es gibt auch noch keine Fälle, bei denen sich Menschen über Lebensmittel, die von Viren besetzt waren, angesteckt haben (Stand November 2020).

Aber es gilt: Vorsicht ist besser als Nachsicht. Durch das Experiment ist ein Einblick gegeben worden, wo die Viren sich potentiell überall aufhalten könnten. Meist ist nicht bekannt, wie lange es her ist, dass eine erkrankte Person die Coronaviren auf Oberflächen verteilt hat. Deshalb gilt nach wie vor: Hygiene beachten, Hände waschen und die Hände aus dem Gesicht fernhalten.

Quellen:

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Kapitel 5:
Schmutziges Geld oder Geldwäsche?

Mit der weltweit steigenden Zahl der Corona-Fälle ist eine andere Zahl immer weiter gesunken: Die Häufigkeit der Bargeldzahlungen‌. Einmal von der Bank ausgegeben sind Münzen und Scheine im stetigen Umlauf, wechseln ihre Besitzer und gelangen so durch viele Hände, ohne eine Möglichkeit zur Rückverfolgung. Allein dieser Umstand macht sie auf den ersten Blick zu einem hohen Risikofaktor für eine indirekte Kontaktinfektion‌ (siehe Kapitel 4). Dies unterstreichen sowohl Internetrecherchen in Rekordzahlen, die nach einem Zusammenhang der Stichwörter »Bargeld« und »Viren« suchen, als auch die Maßnahmen einiger Banken. Die Zentralbanken in China, Südkorea und den USA beschlossen mitten im Ausbruch der Corona-Pandemie, potenziell verunreinigtes Bargeld »unter Quarantäne zu stellen«. Dabei hat die People's Bank of China Tausende von Banknoten aus dem Verkehr gezogen, sie mit ultraviolettem Licht desinfiziert und für 14 Tage eingeschlossen, bevor sie wieder in Umlauf gebracht wurden.

Die Zahl der Verbraucher, die eine Zahlung mit Bargeld bevorzugen, ist seit dem Vorjahr der Corona-Pandemie europaweit im Durchschnitt um 7 % gesunken. Kartenzahlungen und mobile Bezahl-Apps rücken immer weiter in den Vordergrund, während Bargeld als Zahlungsmittel weniger akzeptiert wird. Das Fortschreiten einer solchen Entwicklung könnte zu einer Zahlungskluft führen, die für Menschen ohne Zugang zu digitalen Zahlungen und für ältere VerbraucherInnen schwerwiegende Folgen haben könnte.

Deshalb ist eine realistische Einschätzung von Bargeld als Risikofaktor so bedeutend, um die Frage zu klären: Ist die moderne digitale Form der Bezahlung wirklich der sichere und notwendige Weg, um die Ausbreitung des Coronavirus einzudämmen, oder nur ein Trend, der aus Angst und Unsicherheit entstanden ist?

Abbildung 5.1: Kontaktlose Zahlung

Wenn ein Geldschein die Bank erst einmal verlassen hat, kann er theoretisch mit Bakterien oder Viren, mit denen er in Kontakt kommt, behaftet sein. So lassen sich nach den New Yorker ForscherInnen des »Dirty Money Project« auf einem Geldschein bis zu 3000 verschiedene Arten von Erregern finden – und auch eine Münze ist nicht so sauber, wie sie scheint. Auf untersuchten Fünf-Euro-Scheinen konnten unter anderem von ForscherInnen der Essener Uni-Klinik Fäkalbakterien, Salmonellen und weitere Krankheitserreger gefunden werden. Die Zahl der verschiedenen Erreger wirkt auf den ersten Blick erschreckend hoch, jedoch ist die Menge auf einem Geldschein so gering, dass keine konkrete Gefahr davon ausgeht. Da die besagten Untersuchungen weit vor der Pandemie durchgeführt wurden, stellt sich nun die Frage, ob sich potentiell auch das Coronavirus unter den Erregern auf dem Bargeld befinden könnte.

Abbildung 5.2: Erregerkontamination auf einem Geldschein

Generell sind auf Bargeld auch Viren zu finden, jedoch nur zu einem Anteil von unter 1 %, dagegen sind Pilze zu 70 % und Bakterienpopulationen zu 9 % auf den Banknoten vertreten.

Stellvertretend für die Viren kann das menschliche Grippevirus Influenza-A‌ betrachtet werden. Auch dieses zählt, wie das Coronavirus, zu den behüllten Viren und ist gegen Eintrocknung extrem empfindlich. In einer Laborsimulation wurden Geldscheine mit verschiedenen Konzentrationen von Viren kontaminiert und es konnte gezeigt werden, dass das Influenza-A-Virus bei hohen Konzentrationen auf trockenen Oberflächen bis zu drei Tage stabil bleiben konnte. Also kann zumindest das menschliche Grippevirus stunden- oder tagelang auf Banknoten bestehen. Aber Achtung! Hier handelt es sich um In-vitro-Untersuchungen, also Ergebnisse aus dem Labor, die nicht mit den Vorgängen im Alltag gleichzusetzen sind. Im Labor werden viel höhere Mengen des Virus genutzt, als sie auf Alltagsgegenständen zu finden sind. Auch die speziellen Techniken zur Rückgewinnung der Viren von den Gegenständen ist nicht mit dem Aufsammeln der Viren bei zufälligem Kontakt gleichzusetzen. Die Laborsimulation zeigt lediglich das Potential, Grippeviren durch Banknoten von einem Ort auf einen anderen zu übertragen. Im Alltag geschieht dies allerdings in einem sehr viel geringeren Maßstab.

Für das Coronavirus gibt es zum heutigen Zeitpunkt keine vergleichbaren Ergebnisse, bei dem die Stabilität‌ des Virus auf Geldscheinen oder Münzen getestet wurde. Es liegen also noch keine klaren Beweise für oder gegen eine potentielle Ansteckungsgefahr durch Bargeld vor.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Geldscheinen. Als erstes die unter anderem hier in Deutschland vertretenen Papierscheine und als zweites die Polymerscheine, die beispielsweise in Kanada oder Australien im Umlauf sind. Beide Arten wurden im Hinblick auf eine allgemeine Erregerkontamination untersucht, weshalb aufgrund der stärkeren Bakterienbelastung diese im Folgenden im Vordergrund stehen.

POLYMERSCHEINE:

Die Polymerscheine, die erstmals 1988 in Australien in Umlauf gebracht wurden, bestehen aus einer speziellen Kunststofffolie. Durch das verwendete Material Polypropylen, welches der am zweithäufigsten genutzte Standardkunststoff ist und beispielsweise für Verpackungen verwendet wird, wird die Reißfestigkeit und damit die Haltbarkeit der Scheine erhöht. Die Scheine stellen den gesamten Bargeldbestand in Australien, Brunei, Kanada, Papua-Neuguinea, Neuseeland, Rumänien und Vietnam dar und eine Einführung in weiteren Ländern ist geplant.

Zunächst wird ein Blick auf die Papierscheine geworfen, die aus einem Baumwollsubstrat bestehen und durch ihre Struktur für die Aufnahme von Krankheitserregern besonders anfällig sind. Sie können eine größere Menge Wasser als die Polymerscheine aufnehmen und stellen deshalb eine vorteilhafte Umgebung für Erreger dar, auch wenn es sich nur um eine minimale Wassermenge handelt. Werden die Scheine direkt in der Hosentasche am warmen Körper getragen werden, macht sie das noch attraktiver für potentielle Keime. Als weiterer Faktor für die Kontamination der Papierscheine kommt die Umlaufzeit hinzu. Je länger ein Geldschein auf dem Markt ist, desto abgenutzter und rauer wird er, sodass eine höhere Anzahl von Rillen und Rissen entsteht und der Raum für Keime vergrößert wird. Hinzu kommt, dass ein Schein mit fortlaufender Umlaufzeit immer mehr Möglichkeiten für Erreger bietet, sich darauf abzusetzen. Neben den Scheinen aus Papier gilt dies allerdings auch für Polymerscheine. Besonders Scheine mit niedrigem Wert sind stärker belastet, da diese öfter getauscht werden. In der EU werden aus diesem Grund Geldscheine bereits nach wenigen Jahren wieder aus dem Verkehr gezogen.

Auf Polymerscheinen lassen sich im Vergleich zum Papier nur eine geringe Menge an Bakterien finden. Gleichzeitig sterben die in einer Studie untersuchten Bakterien von Polymerscheinen auf menschlichen Händen schneller ab als die Bakterien von Papierscheinen. Der direkte Vergleich war auf den Scheinen in Mexiko zu beobachten, wo sowohl Polymer- als auch Papierscheine hergestellt werden und die Polymerscheine weit weniger stark kontaminiert waren. Insgesamt wird deutlich, dass eine Papieroberfläche eine deutlich bessere Umgebung für Bakterien darstellt als die Kunststoffoberfläche. Generell bieten diese Ergebnisse ein gutes Bild über die »Umweltbedinungen« auf den Scheinen für Erreger, sind aber nicht mit der potentiellen Kontamination mit dem Coronavirus gleichzusetzen. Forschungsergebnisse bezüglich der Coronaviren gibt es bislang lediglich zu ihrer Stabilität auf unterschiedlichen Materialien im Labor. Es konnte festgestellt werden, dass sie auf Pappe etwa einen Tag, auf Papier bis zu vier Tage und auf Kunststoff noch nach zwei bis drei Tagen nachweisbar sind. Es gibt also Hinweise dafür, dass das Coronavirus ähnlich wie die Bakterien über Geldscheine übertragen wird und stabil bleiben könnte. Da Viren generell zu einem sehr geringen Anteil (< 1 %) auf Geldscheinen gefunden und davon ausgegangen werden kann, dass dies auch für Coronaviren gilt, ist ihre Übertragung über Geldscheine eher unwahrscheinlich.

Eine weitere Rolle bei der Bargeldzahlung stellen Münzen dar, die im Vergleich mit den Geldscheinen bisher noch unzureichender bezüglich ihrer Erregerkontamination erforscht sind. Das soll aber in einem Modellversuch schnell nachgeholt werden.

Experiment: Die Rolle des Bargeldes bei der Virusübertragung

Was Du benötigst:

 Ungefähr 30 Münzen (1-,2- oder 5-Cent)

 Eine Schüssel

 Zwei Plastikflaschen

 Zwei Luftballons

 Zwei Gummibänder

 Ein Trichter

 Ein halbes Päckchen Trockenhefe

 Essig oder Zitronensaft

 Zwei Esslöffel Zucker

 Warmes Wasser

Durchführung:

Als erstes liegt der Fokus auf den Münzen. Dazu gibst Du die Münzen in eine Schüssel und gibst so viel Zitronensaft oder Essig hinzu, bis sie vollständig bedeckt sind. Wofür Du Dich entscheidest, spielt für das Gelingen keine Rolle. In der weiteren Anleitung wird das Experiment mit dem Zitronensaft beschrieben. Die Lösung lässt Du über Nacht stehen.

Am nächsten Tag kann es weiter gehen. Zur Vorbereitung kommen erst einmal die Luftballons zum Einsatz, denn diese müssen ein paar Mal aufgepustet werden, damit sie gut dehnbar werden. Dann erwärmst Du ungefähr einen halben Liter Wasser auf etwa 32 °C, da dies die Optimaltemperatur für die Gärung der Hefe darstellt. Dafür brauchst Du nicht unbedingt ein Thermometer. Das Wasser sollte sich lauwarm anfühlen, wenn Du es über Deine Hand laufen lässt. In dem Wasser werden danach etwa zwei Esslöffel Zucker und ein halbes Päckchen Trockenhefe gelöst. Diese Hefe-Zucker-Lösung wird mit einem Trichter in die Plastikflaschen gefüllt, sodass beide Flaschen genau gleich voll sind. In eine der beiden Flaschen wird zusätzlich die Zitronen-Lösung hinzugegeben, in der die Münzen über Nacht gelegen haben. Auch die Münzen dürfen mit in die Flasche wandern, so sind die Inhalte der Flaschen auch gut zu unterscheiden. In die zweite Flasche fügst Du etwa genauso viel Zitronensaft hinzu, wie Du bei der ersten Flasche verwendet hast.

Dann werden die Luftballons über die Flaschenöffnungen gestülpt, dabei solltest Du darauf achten, dass die Ballons jeweils luftleer über die Flaschen gestülpt werden, damit sie später vergleichbar sind. Die Ballons können noch mit Gummibändern am Flaschenhals fixiert werden. Die Ergebnisse des Versuchs sind erst nach zwei bis drei Stunden zu sehen, ähnlich wie es beim Aufgehen eines Hefeteigs der Fall ist.

Abbildung 5.3: Skizze der Durchführung des Experiments

HEFEN:‌

Hefen sind mikroskopisch kleine Pilze, die in Form von etwa 700 verschiedenen Hefearten vorkommen. Sie sind meist einzellig und vermehren sich durch Knospung, also durch Teilungsprozesse. Die Energiegewinnung der meisten Hefen ist fakultativ anaerob. Das bedeutet, sie sind nicht auf Sauerstoff angewiesen, aber nutzen diesen bei Verfügbarkeit bevorzugt für ihre Atmung. Wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, findet die Gärung statt, die aber weniger Energie liefert als die Atmung unter Anwesenheit von Sauerstoff. Verschiedene Formen der Hefe wie die Backhefe, Eiweißhefe, Weinhefe oder Bierhefe nehmen eine wichtige Rolle in der Nahrungs- und Genussmittelherstellung ein. Zudem stellt die Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) in der Forschung einen wichtigen Modellorganismus dar, da sie einfach zu vermehren ist und einen ähnlichen Zellaufbau wie Pflanzen- und Tierzellen besitzt.

Beobachtungen:

Mit der Zeit kannst Du feststellen, dass sich beide Ballons gefüllt haben. Der Luftballon mit den Münzen und der Zitronen-Lösung ist allerdings deutlich kleiner geblieben als der Vergleichsballon.

Abbildung 5.4: A Starke Ballonfüllung bei der reinen Hefe-Zucker-Lösung mit Zitronensaft B Geringe Ballonfüllung beim Zusatz von Münzen.

Erklärung:

Als erstes wird der Vergleichsballon ohne die Münzen betrachtet, um zu klären, warum sich die Ballons überhaupt aufblähen. Wie Du vielleicht schon vermutet hast, ist ein Gas bei der Reaktion in der Flasche entstanden. Hier handelt es sich um Kohlenstoffdioxid (CO₂), das von den Hefepilzen abgegeben wird, wenn die Zellatmung oder Gärung erfolgt. Mithilfe dieses Prozesses können die Hefepilze die für ihr Wachstum benötigte Energie aus dem Zucker gewinnen. Als Ausscheidungsprodukte entstehen dann Kohlenstoffdioxid durch die Atmung und Ethanol (Alkohol‌) durch die Gärung. Der Prozess der Atmung ist mit der menschlichen Atmung vergleichbar. Auch wir erzeugen mithilfe von Zucker (Kohlenhydraten) und Sauerstoff Energie und stoßen dabei unter anderem Kohlenstoffdioxid durch die Atmung aus.

Damit kann direkt erklärt werden, was bei dem zweiten Ballon mit den Münzen geschehen sein muss. Er ist weniger stark aufgeblasen, also befindet sich weniger Kohlenstoffdioxid in dem Ballon und die Hefe hat eine geringere Menge Zucker verstoffwechselt. Aber woran liegt das? Es genügt dazu ein Blick auf den Anfang des Versuchs, bei dem Cent-Münzen über Nacht mit einer Lösung behandelt wurden. Die Münzen bestehen zum Großteil aus Stahl, besitzen aber einen Mantel aus Kupfer‌. Durch die Zugabe von Zitronensaft hast Du dafür gesorgt, dass sich Kupfer-Ionen von der Münze lösen, da auf der Oberfläche der Münze Korrosionsprozesse ablaufen. Dies ist mit dem Rosten eines Eisennagels vergleichbar. Genau diese Kupfer-Ionen haben eine antimikrobielle Wirkung, sodass die Hefepilze angegriffen werden. Dadurch können sie den Zucker nur noch teilweise verstoffwechseln und es entsteht weniger Kohlenstoffdioxid. Letztendlich muss bei der Auswertung des Versuchs auch bedacht werden, dass nicht steril gearbeitet werden konnte, sodass auch eine Kontamination von außen möglich wäre, die die Versuchsergebnisse beeinflussen und verfälschen könnte.

—

Der Versuch konnte zeigen, dass die Kupfer-Oberfläche von Cent-Münzen eine antimikrobielle Wirkung hat. Es werden Kupfer-Ionen frei, die Erreger angreifen und so die Menge an Keimen auf einer Münze reduzieren können. Im Vergleich mit Geldscheinen ist deshalb die Kontamination mit Erregern bei Münzen deutlich geringer. Im Versuch wurde zur Erzeugung der Kupfer-Ionen Zitronensäure beziehungsweise Essig eingesetzt. Beide Stoffe gehören zu den Säuren und wirken korrosiv. Doch können die Münzen im normalen Gebrauch auch eine antimikrobielle Wirkung zeigen? Auch wir Menschen besitzen einen natürlichen Säurefilm auf unserer Haut. Dieser Säurefilm dient als Schutz vor potenziellen Erregern. Kommen wir mit Kupfermünzen in Kontakt, so legt sich eine dünne Schicht des Säurefilms unserer Haut auf die Münze, wodurch Kupfer-Ionen gebildet werden. Auch im alltäglichen Gebrauch sind Kupfer-Münzen also antimikrobiell. Zudem wird aus diesem Grund Kupfer in Krankenhäusern für Beschichtungen von Türgriffen verwendet. Eine Untersuchung der Stabilität von Coronaviren auf Kupferoberflächen ergab, dass die Viren im Labor auf Kupferoberflächen bis zu drei Stunden stabil bleiben können. Im Vergleich mit den anderen untersuchten Oberflächen (vergleiche Tabelle 4.1), war dies die geringste Stabilitätsdauer der Coronaviren. Die Münzen können somit als potenzieller Risikofaktor für die Übertragung des Coronavirus als minimal eingestuft werden.

Bisher wurde nur das Bargeld als möglicher Risikofaktor betrachtet, der jedoch als relativ niedrig eingestuft werden kann. Aber wie sieht es eigentlich mit der Alternative aus? Seit Beginn der Corona-Pandemie ist die Zahl der Kartenzahlungen gestiegen, weil viele diese für sicherer halten, jedoch ist das zum Teil ein Trugschluss. Forscher konnten feststellen, dass das Virus auf nicht porösen Materialien wie Kunststoff oder Edelstahl im Labor gut bestehen kann, sodass Debit- oder Kreditkarten-Terminals und PIN-Pads direkt betroffen sind. Hier liegt die Stabilitätsdauer der Viren bei zwei bis drei Tagen, sodass auch bei der Kartenzahlung und PIN-Eingabe eine Kontaktinfektion denkbar ist und diese somit ein ähnliches Risiko wie die Bargeldzahlung darstellt. Wenn also der Kontakt mit potenziell kontaminierten Gegenständen vollständig umgangen werden soll, sind kontaktlose Kartenzahlungen, die keine PIN-Eingabe erfordern, oder Smartphone-basierte Zahlungsmöglichkeiten eine Lösung. Hier kommt es zu keinerlei Kontakt mit Objekten, die von mehreren Personen berührt werden.

Es gibt keine Beweise für Erkrankungen, die durch das Berühren von Geldscheinen herbeigeführt wurde – selbst bei Bakterien nicht, die im Vergleich mit Viren in viel höheren Mengen auf Bargeld nachgewiesen werden können. Speziell zu dem Faktor Bargeld in der Pandemie hat sich die World Health Organisation (WHO)‌ geäußert und betont, dass die Übertragung durch Münzen oder Scheine weder bewiesen noch widerlegt werden konnte. Sie empfiehlt deshalb, auf eine gute Hygiene zu achten und regelmäßig die Hände zu waschen, wie es nach der Berührung jedes häufig berührten Gegenstands der Fall sein sollte. Die Deutsche Bundesbank schließt sich dem an und erklärt, dass das Infektionsrisiko durch Geldscheine minimal ist. So wird von einigen Zentralbanken versucht, das Vertrauen in Bargeld zu stärken und dessen weitere Annahme zu fördern. Gleichzeitig tragen die wahrgenommenen Übertragungsrisiken des Bargelds, ob gültig oder nicht, zur schnelleren Entwicklung der digitalen Zahlungen bei.

Letztendlich kann auf die Desinfektion von Geldscheinen also verzichtet werden. Ein Mann aus Südkorea hat es hier etwas zu gut gemeint und 1,8 Mio. Won (ca. 1.300 Euro) in der Mikrowelle erhitzt, um die Scheine zu desinfizieren. Nach seinem Versuch blieben ihm nur 950.000 Won (ca. 700 Euro) – viele Banknoten waren versengt und unbrauchbar.

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