Atemluft in Flugzeugen, Aerotoxisches Syndrom

Atemluft in Flugzeugen © goruma

Luftdruckverhältnisse
Der Absturz einer zypriotischen Maschine vom Typ Boeing 737 im August 2005 in der Nähe von Athen mit 121 Toten wurde höchstwahrscheinlich durch einen sehr schnellen Druckabfall und dem damit verbundenen Sauerstoffmangel für die Piloten sowie die Passagiere hervorgerufen.

Aber nicht nur wegen derartiger - glücklicherweise aber sehr seltenen - Katastrophen ist das Thema Atemluft in Flugzeugen interessant, sondern auch wegen der Gefahr, dass mit der angesaugten Luft Verbrennungsrückstände aus dem Triebwerksölen in die Kabine gelangen können.

Die Luft in einem modernen hochfliegenden Passagier-Jet besitzt einen Druck, der etwa einer Höhe von 2.400 m über dem Meeresspiegel entspricht. Der mittlere Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1,013 bar. In 2.400 m ist er auf etwa 0,74 bar erniedrigt. Dies bedeutet eine Verringerung des Sauerstoffpartialdrucks (=Teildrucks) in der Atemluft der Kabine von 0,213 bar (=160 mm Hg) auf Meereshöhe auf etwa 0,16 bar (=120 mm Hg). Das bedeutet, dass die Blut-Sauerstoffsättigung von ca. 97% im Normalfall in dieser Höhe auf 91% sinkt, was zu einer Verminderung des Blut-Sauerstoffangebotes im Körpergewebe führt.
In den modernen Jets wird ein Teil der Kabinenluft über Filter umgewälzt und wieder in den Kabinenraum geblasen - während der größere Teil direkt von den Turbinen stammt. Auf Grund dieses Umluftverfahrens ist theoretisch mit der Ausbreitung von infektiösen Keimen und anderen Luftverschmutzungen zu rechnen. Aber auf Grund der großen Verdünnung von eventuell durch erkrankte Personen in die Kabine geratenen Keimen sind Infektionen auf diesem Weg eher unwahrscheinlich und werden auch kaum beobachtet

Die relativ niedrige Luftfeuchte von rund 60% kann jedoch zu Atemwegsproblemen und zu einer Austrocknung des Körpers führen. Regelmäßiges Trinken ist daher mehr als sinnvoll. Dabei sollte möglichst auf Alkohol verzichtet werden und stattdessen Wasser oder Säfte getrunken werden. In der 1. Klasse des neuen Airbus A-380 wird die Luft jedoch zusätzlich befeuchtet, sodass die genannten Probleme dort wegfallen - aber wer kann schon 1. Klasse fliegen?
 Vor der Landung einer Maschine reguliert sich der Kabinendruck auf den Wert des Außendrucks, infolgedessen kommt es oft zu einem Druckgefühl in den Ohren - bis hin zu Schmerzen. Daher sollte man stark schlucken oder sich die Nase zuhalten und gegen die zugehaltene Nase ausatmen wollen. Außerdem verteilt das Kabinenpersonal oft Bonbons, deren Lutschen ebenfalls zu einem Druckausgleich führen. 

Die Temperaturen im Inneren der Maschine lassen sich in einem weiten Bereich regeln und das sogar nach Sektoren getrennt. Daher kann sich die Kabinentemperatur z.B. in der Business-Class in der von der Economy-Class unterscheiden.

Druckabfall
Im Fall eines plötzlichen Druckabfalls in der Kabine und einem damit verbundenen Sauerstoffmangel fallen über jedem Sitz Sauerstoffmasken herunter, die für etwa 15 Minuten eine Sauerstoffversorgung der Passagiere gewährleisten.
Die beiden Piloten im Cockpit besitzen in derartigen Fällen eine eigene Sauerstoffversorgung, die eine Versorgung der Piloten mit Sauerstoff weit über die 15 Minuten heraus gewährleistet. In derartigen Fällen werden die Piloten sofort einen Notabstieg auf ca. 3.000 m einleiten, wo der Umgebungsdruck ein Überleben auch ohne zusätzlichen Sauerstoff ermöglicht. Die US-Airforce hat die folgenden Zeiten veröffentlich, nach der die Betroffenen bei einem Druckabfall handlungsunfähig bzw. bewusstlos werden.  

 Es sei erwähnt, dass der neue A 380 von Airbus und die Boeing 777 rund 42.000 Fuß (etwa13.000 m) hochfliegen. Die maximale Flughöhe des A 340 beträgt beispielsweise 12.500 m. In diesen Höhen fliegen praktisch alle Interkontinentalflugzeuge.

Atemluft in Flugzeugen © goruma (T.Asthalter)

Verunreinigung der Kabinenluft
Seit langem erfolgt - wie erwähnt - die Luftversorgung fast aller modernen Jets über die Kompressoren in den Turbinen (Triebwerken) der Jets. Dieses Prinzip erwies sich als besonders kostengünstig, da man auf diese Weise den zusätzlichen Einbau mehrstufiger Komressoren, die die sehr dünne Luft in den großen Flughöhen auf Kabinendruck komprimieren müssten, sparen kann. Der Dreamliner (B 787 von Boeing) ist der erste Passagierjet, der seine Kabinenluft über Luftöffnungen im Rumpf ansaugt und mit zusätzlichen Kompressoren verdichtet. Das kostet zusätzliches Geld und bringt zudem zusätzliches Gewicht.

Die Luftversorgung über die Turbinen ist allerdings ganz und gar nicht nicht unproblematisch. Sofern es beispielsweise zu Undichtigkeiten von bestimmten Dichtungen in den Triebwerken kommt, können verbrannte Ölrückstände und damit auch TCP (Trikresylphosphat) in die Kabinenluft gelangen - oft von den Passagieren und auch von Besatzungen unbemerkt. Besonders dieses dem Öl zugeführte "Additiv" TCP kann als Nervengift zu erheblichen - meist erst längerfristig bemerkbaren - Schäden führen.
Die Gifte riechen nach Schweißfüssen oder nach einem "nassen Hund"!

Besonders hoch ist der Anteil natürlich bei schadhaften Dichtungen, aber auch bei korrektem Funktionieren gelangen die Schadstoffe in die Kabinenluft.
Nach Aussagen der Lufthansa kam es bei jedem 2.000-sten Start  zu einem derartigen Zwischenfall - das wären bei Kurz- und Mittelstreckenflügen allein bei der Lufthansa ein Ereignis pro Tag. Nach Aussagen aus Großbritannien, kam es dort im Jahr 2010 zu weit über 1.000 derartigen Vorfällen - die von der Luftaufsichtsbehörde offiziell dokumentiert wurden. Die schleichende Vergiftung, besonders natürlich des fliegenden Personals, ist deshalb so heimtückisch, da sie oft erst sehr spät erkannt wird und von den Ärzten meist nicht auf das Fliegen zurückgeführt werden kann.

Besonders gefährdet sind Vielflieger, Schwangere, Kinder und natürlich die Besatzungsmitglieder! Aber auch erwachsene Passagiere  klagten bereits nach nur einem Flug über erste Symptome, die auf den Einfluss dieses Giftes zurückzuführen sein könnten. Die Symptome können Kopfschmerzen, Übelkeit, Gliederzittern oder auch Gedächtnisstörungen. Diese Symptome können auch erst einige Tage nach einem Flug auftreten.
Dabei können u.a. Nervenzellen dauerhaft geschädigt oder sogar zerstört.
Die Diskussion über diese Art der Kabinenluft-Verunreinigung wird mittlerweile unter der Bezeichnung "Aerotoxisches Syndrom" geführt.

Beinahe-Unglück
Im Dezember 2010 kam es bein Anflug auf den Flughafen Köln/Bonn im Cockpit eines Airbusses zu einem erheblichen Problem mit der Atemluft - mit der Gefahr eines Bewussseinsverlustes der beiden Piloten. Nur mit Hilfe der Sauerstoffmasken konnte ein Unglück  verhindert werden. So betrug der Sauerstoffgehalt des Blutes der Piloten nach der Landung nur noch ca. 70% der üblichen 100%. Dieser Zwischenfall ist aber nur einer von weiteren dokumentierten Zwischenfällen

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