Wissenschaftler haben neue Schutzanzüge für die Feuerwehr entwickelt, um Brandhelfer in Zukunft besser vor krebserregenden Giftstoffen zu schützen. Die Idee scheint vielversprechend für Rettungspersonal.
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) gelten als gesundheitsschädlich, insbesondere auch als potenzielle Krebserreger. Entstehen können die molekularen Verbindungen aus Kohlen- und Wasserstoffatomen beispielsweise bei Hausbränden, wenn Gegenstände aus organischen Materialien brennen. Um die Feuerwehr vor diesen Risiken besser zu schützen, hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik in Dresden die Basis für die Entwicklung neuartiger Anti-PAK-Schutzanzüge gelegt.
Das Schutzkonzept der neuen Anzüge besteht darin, dass Vliese als zentraler Bestandteil der Schutzanzüge wirkungsvoll den Kontakt der Haut mit den Schadstoffen verhindern. In die Gewebe werden außerdem Ultraviolett-Sensoren integriert, die feststellen, wann der textile Schutzschild mit PAK gesättigt ist und ausgetauscht werden muss. Das bedeutet eine doppelte Sicherheit für das Rettungspersonal. Die ersten Feuerproben in Brandcontainern hat die neue Schutzkleidung bereits bestanden.
„Bei einem einzelnen Einsatz mögen es womöglich nur wenige Mikrogramm PAK sein, die durch Öffnungen im Schutzanzug auf die Haut gelangen“, erklärt Forschungsgruppenleiter Felix Spranger. „Das Gefährliche an den PAK besteht darin, dass sie sich bei Feuerwehrleuten über ein ganzes Berufsleben hinweg immer weiter im Körper anreichern können. Studien aus Deutschland und den USA belegen verstärkt auftretende Krebserkrankungen in dieser Berufsgruppe. Daher war es so wichtig, Lösungen zu finden, die neue technologische Ansätze wie intelligente Textilien einbeziehen.“
Um Feuerwehrleute künftig vor den schädlichen Rauchgasen und Rußwirbeln zu schützen, verfolgte das Forschungsteam mit seinen Partnern ein zweigleisiges Konzept: Einerseits stand die Entwicklung von vliesbasierten neuen Filtern im Fokus, andererseits ein Sensorkonzept, um deren Funktionsfähigkeit zu überwachen.
Die Wissenschaftler identifizierten zunächst passende poröse Aktivkohlen, die PAK besonders gut binden. Diese Adsorbentien wurden dann mit speziellen Bindern in für Brandeinsätze optimierte Vliesstoffe integriert, bis ein Demonstrationsanzug entstand. An Ärmelöffnungen, Bünden und anderen Stellen ergänzte der Hersteller kleine Verschlusstaschen, die per Druckknopf die neuen Zusatzfilter an jenen Punkten aufnehmen können, an denen die Rauchgase im ungünstigsten Falle trotz aller Isolierungen dennoch in den Schutzanzug gelangen könnten. Strömt dort Rauchgas vorbei, bindet das Vlies die Giftstoffe.
Zudem wurden die Filtervliese mit Überwachungssensoren, die auf dem Prinzip der Fluoreszenz-Spektroskopie basieren, ausgestattet. Diese Mini-Spektrometer senden Ultraviolettlicht einer genau definierten Wellenlänge aus. Treffen diese UV-Strahlen auf PAK, absorbieren die Ringmoleküle zunächst deren Energie und senden dann auf einer leicht veränderten Wellenlänge andere UV-Strahlen zurück. Die Sensoren messen das zurückgesandte Licht aus: Je intensiver es ist, umso höher ist die PAK-Konzentration im Vlies. Eine elektronische Kontrolleinheit in der Brusttasche der Feuerwehrkraft wertet diese Daten aus und sendet sie per Bluetooth-Funk an ein Smartphone. Mithilfe einer Software können die Retter in Uniform in Echtzeit sehen, wie sich ihre PAK-Filter füllen und wann sie ausgetauscht werden müssen.
In Labortests haben die neuen Vlies-Aktivkohle-Filter die PAK-Last im Rauchgas bereits erheblich gesenkt. Daran schlossen sich praxisnahe Simulationen in Brandcontainern an. „Wir werden diese Befunde gründlich auswerten und weiter den Markt beobachten, um fundiert über eine mögliche Serienproduktion entscheiden zu können“, kündigt Projektmitarbeiter Jonas Kuschnir an – die Projektergebnisse seien vielversprechend.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS. Hier findet ihr die Originalpublikation.
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