Eine neue Studie zeigt, dass die Konzentrationen potenziell schädlicher chemischer Verbindungen im Staub, der von Luftfiltersystemen auf der Internationalen Raumstation (ISS) gesammelt wird, die Konzentrationen im Bodenstaub vieler amerikanischer Haushalte übersteigen.
In der ersten Studie dieser Art analysierten Wissenschaftler eine Staubprobe aus Luftfiltern innerhalb der ISS und fanden Gehalte an organischen Schadstoffen, die höher waren als die Durchschnittswerte in US-amerikanischen und westeuropäischen Haushalten.
Veröffentlichung ihrer Ergebnisse in Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologieLaut Forschern der Universität Birmingham (Großbritannien) und des Glenn Research Center der NASA (USA) könnten ihre Erkenntnisse als Leitfaden für die Gestaltung und den Bau zukünftiger Raumfahrzeuge dienen.
Zu den im „Weltraumstaub“ gefundenen Schadstoffen gehörten polybromierte Diphenylether (PBDE), Hexabromcyclododecan (HBCDD), „neuartige“ bromierte Flammschutzmittel (BFR), Organophosphatester (OPE), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH), Perfluoralkylsubstanzen (PFAS), und polychlorierte Biphenyle (PCBs).
BFRs und OPEs werden in vielen Ländern verwendet, um Brandschutzbestimmungen in Verbraucher- und Gewerbeanwendungen wie Elektro- und Elektronikgeräten, Gebäudeisolierung, Möbelstoffen und Schaumstoffen zu erfüllen.
PAK sind in Kohlenwasserstoffkraftstoffen enthalten und werden bei Verbrennungsprozessen emittiert, PCB wurden in Gebäude- und Fensterdichtmitteln sowie in elektrischen Geräten als dielektrische Flüssigkeiten verwendet, während PFAS in Anwendungen wie Fleckenschutzmitteln für Stoffe und Kleidung verwendet wurden. Allerdings haben ihre potenziellen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit dazu geführt, dass einige von ihnen verboten oder in ihrer Verwendung eingeschränkt wurden.
PCB, einige PFAS, HBCDD und die kommerziellen Penta-, Octa- und Deca-BDE-Formulierungen von PBDEs werden gemäß der UNEP-Stockholm-Konvention als persistente organische Schadstoffe (POPs) eingestuft. Darüber hinaus werden einige PAK als krebserregend für den Menschen eingestuft, während für einige OPE eine Beschränkung durch die Europäische Chemikalienagentur in Betracht gezogen wird.
Co-Autor Professor Stuart Harrad von der Universität Birmingham sagte: „Unsere Ergebnisse haben Auswirkungen auf zukünftige Raumstationen und Lebensräume, wo es möglich sein könnte, viele Schadstoffquellen durch sorgfältige Materialauswahl in den frühen Phasen des Entwurfs und der Konstruktion auszuschließen.“
„Während die Konzentrationen organischer Schadstoffe, die im Staub der ISS entdeckt wurden, oft die mittleren Werte überstiegen, die in Häusern und anderen Innenräumen in den USA und Westeuropa gefunden wurden, lagen die Werte dieser Verbindungen im Allgemeinen im Bereich der auf der Erde gefundenen Werte.“
Die Forscher stellen fest, dass PBDE-Konzentrationen in der Staubprobe, die in den Bereich der in US-Hausstaub nachgewiesenen Konzentrationen fallen, möglicherweise auf die Verwendung anorganischer Flammschutzmittel wie Ammoniumdihydrogenphosphat auf der ISS zurückzuführen sind, um Stoffe und Gurte flammhemmend zu machen. Sie gehen davon aus, dass die Verwendung von kommerziell erhältlichen Standardartikeln, die für den persönlichen Gebrauch von Astronauten an Bord gebracht werden, wie Kameras, MP3-Player, Tablet-Computer, medizinische Geräte und Kleidung, potenzielle Quellen für viele der entdeckten Chemikalien sind.
Die Luft in der ISS wird ständig mit acht bis zehn Wechseln pro Stunde umgewälzt. Während die Entfernung von CO2 und gasförmigen Spurenverunreinigungen erfolgt, ist der Grad der Entfernung von Chemikalien wie BFRs unbekannt. Hohe Mengen ionisierender Strahlung können die Alterung von Materialien beschleunigen, einschließlich der Zersetzung von Kunststoffgütern in Mikro- und Nanoplastik, die in der Mikrogravitationsumgebung in die Luft gelangen. Dies kann dazu führen, dass sich die Konzentrationen und die relative Häufigkeit von PBDEs, HBCDD, NBFRs, OPEs, PAK, PFAS und PCBs im ISS-Staub erheblich von denen im Staub terrestrischer Mikroumgebungen in Innenräumen unterscheiden.
Wissenschaftler haben die Konzentrationen einer Reihe von Zielchemikalien im Staub gemessen, der von der ISS gesammelt wurde. In einer Mikrogravitationsumgebung schweben Partikel entsprechend den Strömungsmustern des Lüftungssystems umher und lagern sich schließlich auf Oberflächen und Lufteinlässen ab.
Siebe, die die HEPA-Filter der ISS abdecken, sammeln diese Ablagerungen an und erfordern wöchentliches Staubsaugen, um eine effiziente Filterung aufrechtzuerhalten. Das Material in ISS-Vakuumbeuteln besteht aus zuvor in der Luft befindlichen Partikeln, Kleidungsflusen, Haaren und anderen Ablagerungen, die allgemein als Kabinenstaub von Raumfahrzeugen identifiziert werden. Einige Vakuumbeutel wurden zur Untersuchung dieses einzigartigen Staubs zur Erde zurückgebracht. Eine kleine Probe wurde zur Analyse im Rahmen der Studie an die Universität Birmingham geschickt.
Mehr Informationen:
Stuart Harrad et al., Persistente organische Schadstoffe im Staub der Internationalen Raumstation, Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie (2023).