Als Lizzie Rothwell, eine Architektin in Philadelphia, diesen Herbst ihren Sohn in die dritte Klasse schickte, füllte sie seinen blauen LL Bean-Rucksack mit Bleistiften, breitlinigem Papier – und einem tragbaren Kohlendioxid-Monitor.
Das Gerät gab ihr eine schnelle Möglichkeit zu beurteilen, wie viel Frischluft durch die Schule strömte. Niedrige CO2-Werte würden darauf hindeuten, dass es gut belüftet war, was die Wahrscheinlichkeit ihres Sohnes, sich mit dem Coronavirus zu infizieren, verringert.
Aber sie stellte schnell fest, dass der CO2-Gehalt in der Cafeteria während des Mittagessens fast doppelt so hoch war wie von den Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten empfohlen. Sie teilte dem Direktor mit, was sie gelernt hatte und fragte, ob die Schüler stattdessen draußen essen könnten.
“Er drückte seine Überraschung aus, dass ich überhaupt Daten hatte”, sagte sie.
Frau Rothwell ist eine von immer mehr Eltern, die heimlich CO2-Monitore in Schulen einschmuggeln, um die Sicherheit der Klassenzimmer ihrer Kinder zu gewährleisten. Laut Aranet, das einen Monitor bei Eltern beliebt macht, haben sich die Bestellungen seit Beginn des neuen Schuljahres verdoppelt.
Einige Schulsysteme haben die Monitore zu einem Teil ihrer offiziellen Pandemie-Vorkehrungen gemacht. New York City hat die Geräte an jede öffentliche Schule verteilt, und die britische Regierung hat kündigte an, dies ebenfalls zu tun.
Aber anderswo nehmen Eltern die Sache selbst in die Hand und schleichen die Monitore – die hundert Dollar oder mehr kosten können – in die Rucksäcke oder Hosentaschen ihrer Kinder.
Obwohl die Geräte, die so eingestellt werden können, dass sie alle paar Minuten Messwerte aufnehmen, am besten funktionieren, wenn sie der freien Luft ausgesetzt sind, können sie informative Daten erzeugen, solange sie nicht vollständig versiegelt sind, sagte Dr. Alex Huffman, Aerosolwissenschaftler an der University of Denver, der die Monitore mit seinen Kindern zur Schule geschickt hat. (Er empfahl, Rucksäcke oder Hosentaschen offen zu lassen oder den Monitor in die Netztasche für Wasserflaschen zu stecken, die heute bei vielen Rucksäcken Standard ist.)
Viele dieser Eltern haben auf Twitter eine Community geschmiedet, in der sie unter dem Hashtag #CovidCO2 Tipps austauschen, wie man die Monitore ins Klassenzimmer schmuggelt, die gesammelten Daten interpretiert und mit ihren Erkenntnissen an die Schule herantritt.
Einige Schulbeamte haben diese Bemühungen zur Luftüberwachung durch die Guerilla missbilligt, aber Eltern sagen, dass die Geräte sie mit Daten ausgestattet haben, um sich für ihre Kinder einzusetzen.
„Es ist möglich, dass der Schulbezirk damit nicht ganz zufrieden ist, weil ich denke, es gibt uns einen Einblick in die Tatsache, dass sie die Belüftung möglicherweise nicht so ernst nehmen, wie sie sein sollte“, sagte Dr. Huffman.
Ein Fenster in die Raumluft
Das Coronavirus verbreitet sich durch winzige Tröpfchen in der Luft, die als Aerosole bekannt sind. Eine verbesserte Raumbelüftung verringert die Konzentration dieser Aerosole und das Infektionsrisiko in Innenräumen, aber es gibt keine einfache Möglichkeit für die Öffentlichkeit, die Belüftungsrate – geschweige denn die Ansammlung viraler Aerosole – in Gemeinschaftsräumen zu messen.
„Idealerweise gibt es eine Maschine, die 100 US-Dollar kostet und die anfängt zu piepen, wenn das Virus in der Luft ist“, sagte Jose-Luis Jimenez, ein Aerosolwissenschaftler an der University of Colorado Boulder, der einen Kohlendioxidmonitor mit zur Schule schickt sein Sohn. Aber in Ermangelung eines solchen Geräts, sagte er, „ist CO2 etwas, das eine erschwingliche und sehr sinnvolle Abkürzung bietet.“
Jedes Mal, wenn wir ausatmen, stoßen wir nicht nur Aerosole, sondern auch Kohlendioxid aus; Je schlechter die Belüftung, desto mehr Kohlendioxid baut sich in einem besetzten Raum auf.
„Wenn wir sehen, dass das CO2 steigt, bedeutet dies auch, dass die Konzentration der Aerosole steigt“, sagte Dr. Huffman. „Selbst wenn Sie den Sensor nur für ein oder zwei Tage mitbringen, können Sie einen wirklich interessanten und nützlichen Einblick in die Welt der Belüftung dieses Raums erhalten.“
Jeanne Norris, die in der Gegend von St. Louis lebt, sagte, sie habe ihren Monitor gekauft, nachdem sie das Vertrauen in die Beamten im Schulbezirk ihres Sohnes verloren hatte.
„Sie waren einfach nicht sehr transparent in Bezug auf ihre Belüftung“, sagte sie. „Sie sagen, dass es in Ordnung ist und dass sie ihre eigenen Tests gemacht haben, aber dann würden sie diese Daten nicht mit mir teilen.“
Frau Norris und ihr Mann sind beide Lehrer für Naturwissenschaften, und ihre Daten deuten bisher darauf hin, dass die Belüftung in beiden Klassenzimmern ausgezeichnet ist. Aber die CO2-Werte im Klassenzimmer ihres Sohnes übersteigen manchmal 1300 Teile pro Million. Die CDC empfiehlt, dass der Kohlendioxidgehalt in Innenräumen unter 800 ppm . bleibt
Nachdem sie weitere Daten gesammelt hat, plant sie, ihre Ergebnisse zu Schulbeamten zu bringen und sie zu bitten, die Belüftung zu verbessern. „Ich bin bereit, kreativ zu sein und mit ihnen Brainstorming zu betreiben“, sagte sie.
Einige Eltern haben Ergebnisse erhalten. Als Jeremy Chrysler aus Conway, Ark., diesen Herbst mit seiner 13-jährigen Tochter einen Monitor einschickte, lagen die CO2-Messwerte bei himmelhohen 4.000 ppm
Er brachte seine Ergebnisse den Bezirksbeamten vor, die feststellten, dass zwei Komponenten des HVAC-Systems der Schule nicht richtig funktionierten. Nachdem die Einheiten repariert waren, sank der CO2-Gehalt.
„Meine Messungen haben gezeigt, dass die Messung von CO2 Probleme identifizieren kann und manchmal sind diese Probleme einfach zu beheben“, sagte er.
Obwohl Frau Rothwell die Schule ihres Sohnes nicht davon überzeugt hat, das Mittagessen nach draußen zu verlegen, hat der Direktor erklärt, dass er sich verpflichtet hat, die Belüftung in der Cafeteria zu verbessern, sagte sie.
Ergebnisse können variieren
„Es gibt einige Erfolgsgeschichten“, sagt Kimberly Prather, Atmosphärenchemikerin an der University of California in San Diego. “Leider habe ich gehört, dass mehr Eltern abgelehnt wurden.”
Nachdem Shanon Kerr aus Waterloo, Kanada, in einigen Schulräumen ihrer Tochter hohe CO2-Werte festgestellt hatte, bat sie die Bezirksbeamten, die Raumluftqualität im gesamten Gebäude zu überwachen, und bot sogar ihren eigenen CO2-Monitor an. “Sie waren sehr abweisend”, sagte sie.
In einer E-Mail an die Times sagte Loretta Notten, Direktorin für Bildung des katholischen Bezirksschulrats von Waterloo, dass Folgetests in den von Frau Kerr identifizierten Klassenzimmern ergaben, dass der Kohlendioxidgehalt „innerhalb akzeptabler Parameter lag“.
Die Luftqualitätsprüfungen werden nach Bedarf durchgeführt, sagte sie: “Der Vorstand beabsichtigt nicht, eine kontinuierliche Überwachung von Kohlendioxid durchzuführen.”
(Frau Kerr ist auch näher zu Hause auf Widerstand gestoßen. Ihre Tochter möchte den Monitor nicht mehr mit in die Schule nehmen. „Ich habe sie mit KitKat-Schokoriegeln bestochen, aber es funktioniert nicht mehr“, sagte sie.)
Graham Freeman, der Vater von zwei Jungen in Santa Cruz, Kalifornien, sagte, sein Antrag, mit seinen Söhnen CO2-Monitore in die Schule zu schicken, wurde abgelehnt.
Kris Munro, die Schulleiterin der Santa Cruz City Schools, sagte, sie sei zuversichtlich in die Lüftungsverbesserungen, die der Bezirk im letzten Winter durchgeführt habe, und dass es unangemessen wäre, einzelne Schüler in die Lage zu versetzen, die Luftqualität der Schule zu überwachen.
„Es liegt in unserer Verantwortung, sicherzustellen, dass jeder Raum sicher ist“, sagte sie. „Nicht nur, damit Einzelpersonen auf den Campus kommen, um herauszufinden: Ist ein bestimmter Raum sicher?“
Mr. Freeman hat die Monitore sowieso in die Schule geschickt, in den Taschen der Cargohosen seiner Söhne. Er war angenehm überrascht von den Messwerten, die unter 700 ppm geblieben sind, solange die Klassenzimmertüren und -fenster geöffnet sind.
Aber die Monitore erfassten einen kleinen Anstieg, als der CO2 während einer Lockdown-Übung in der Mittelschule seines Sohnes über 900 ppm stieg, als der Lehrer die Klassenzimmertür schloss.
Seine Söhne werden die Geräte also auf unbestimmte Zeit weiter zur Schule bringen. „Wir werden viele Cargohosen von REI und CO2-Monitore in den Taschen tragen“, sagte er.
Ein Monitor in jedem Klassenzimmer
Es gibt Einschränkungen bei der Überwachung. Einige Geräte sind zuverlässiger als andere, und die Messwerte können durch eine Vielzahl von Faktoren verzerrt werden, einschließlich der Position des Monitors.
In Räumen mit niedrigem CO2-Gehalt und guter Belüftung können sich Kinder immer noch mit dem Virus anstecken. Und hochwertige Luftfilter können virale Aerosole einfangen, haben aber keinen Einfluss auf den Kohlendioxidgehalt. In Schulen, die diese Filter installiert haben, können die CO2-Messwerte allein das Risiko einer Virusübertragung überschätzen.
Aber auch in Abwesenheit des Virus kann die Reduzierung des Kohlendioxidgehalts in Innenräumen Vorteile haben. Studien zeigen, dass selbst mäßig hohe Konzentrationen des Gases das Denken verwirren können und dass eine verbesserte Belüftung die Leistung bei kognitiven Aufgaben steigern kann.
Natürlich können sich viele Familien keinen 100-Dollar-Luftqualitätsmonitor leisten – und das sollten sie auch nicht müssen, sagten Eltern und Wissenschaftler.
Mr. Chrysler, dessen CO2-Werte seinen Bezirk in Arkansas veranlassten, sein HVAC-System zu reparieren, setzt sich jetzt dafür ein, dass die Beamten Luftqualitätsmonitore für jedes Klassenzimmer im Bezirk kaufen.
Mit Verweis auf Belgien, das CO2-Monitore in Restaurants, Fitnessstudios und anderen Gebäuden vorgeschrieben hat, sagte Dr. Jimenez, er wünsche sich, dass alle öffentlichen Innenräume permanente Echtzeitanzeigen des Kohlendioxidgehalts bereitstellen: „Das sollten wir dauerhaft tun in Schulen, aber auch überall dort, wo wir Luft teilen.“