[11]Ein Beispiel: Während bei etwa 450 °C (bei Normalluftdruck) das Gleichgewicht aus 98 Prozent CO2 und zwei Prozent CO besteht, verschiebt sich die Konzentration bei 700 °C auf 42 Prozent CO2 und 58 Prozent CO. Bei 1000 °C liegen nur noch ein Prozent CO2 und 99 Prozent CO vor. Steigt jedoch im Verbrennungsraum der Druck, so verschiebt sich das Gleichgewicht wieder zur Seite der Ausgangsstoffe, also des Kohlenstoffdioxids. Dieser Aspekt ist insbesondere bei der Verwendung von Kohlenstoffdioxid als Inertgas bei der Inertisierung (vgl. auch Kapitel 9.8) zu beachten.
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Merke: 1 Vol.-% sind 10.000 ppm.Beispiel: 10,9 Vol.-% = 109.000 ppm |
2.2 Pathophysiologische Eigenschaften von Kohlenstoffmonoxid
Kohlenstoffmonoxid hat eine 200- bis 300-fach höhere Affinität (bei fetalem Blut sogar eine bis zu 600-fache Affinität) an das sauerstofftransportierende Protein Hämoglobin als Sauerstoff, dies bedeutet, dass sich Kohlenstoffmonoxid sehr gut an Hämoglobin bindet. Dabei entsteht Carboxyhämoglobin (CO-Hb) und der Sauerstofftransport im Gewebe wird unmittelbar blockiert. So kommt es schnell zu einem Sauerstoffmangel mit entsprechenden Auswirkungen im Körper (siehe auch Kapitel 3).
Der Normalwert von CO-Hb liegt beim Menschen etwa bei drei Prozent. Bei starken Rauchern kann dieser Wert deutlich erhöht sein. So können Raucher, die 20Zigaretten pro Tag konsumieren, einen CO-Hb-Anteil von fünf Prozent, Raucher mit mehr als 30 Zigaretten pro Tag auch bis zu 15 Prozent CO-Hb haben. Der Abbau des im Blut gebundenen Kohlenstoffmonoxids nur einer Zigarette soll bis zu zwölf Stunden dauern.
Mit der Aufnahme (Intoxikation) in den Körper entfaltet Kohlenstoffmonoxid eine akut toxische Wirkung auf Blut, Nerven und Zellen. Entsprechend gilt Kohlenstoffmonoxid als Atemgift mit Wirkung auf Blut, Nerven und Zellen.
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Merke: Kohlenstoffmonoxid ist ein Atemgift mit Wirkung auf Blut, Nerven und Zellen. |
[12]3 Wirkung von Kohlenstoffmonoxid auf den menschlichen Körper
Durch die Blockierung des Sauerstofftransportes im menschlichen Körper durch die Anlagerung von Kohlenstoffmonoxid an das Hämoglobin kommt es zu einer Sauerstoffunterversorgung. Statt Sauerstoff werden durch Hämoglobin Kohlenstoffmonoxid-Moleküle zu den Zellen transportiert; die Verbindung Kohlenstoffmonoxid-Hämogobin kann nur durch eine hyperbare Sauerstoff-Therapie in einer Druckkammer gelöst werden. Erste Symptome für eine Kohlenstoffmonoxid-Exposition sind Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Konzentrationsschwächen und Schwindel. Atemnot wird jedoch nicht zwangsläufig verspürt. Dies kann dazu führen, dass eine erhöhte CO-Konzentration nicht sofort erkannt wird – auch nicht vom Rettungsdienst.
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Merke: Eine erhöhte CO-Konzentration wird möglicherweise nicht sofort als solche erkannt, da die Symptome wie Schwindel, Kopfschmerzen oder Übelkeit auch als harmlos eingestuft werden können. |
Da die Verflechtung von Hämoglobin und Kohlenstoffmonoxid rosarot erscheint, sind bei einer stärkeren Intoxikation von Kohlenstoffmonoxid – je nach CO-Hb-Anteil (Kohlenstoffmonoxid-Hämoglobin-Wert) – eine rosige bis kirschrote Verfärbung der Haut sowie vor allem der Schleimhäute möglich. Es gibt keine Zyanose wie beispielsweise beim Asthma-Anfall.
Ähnlich wie bei einer Belastung durch radioaktive Strahlung ist auch bei Kohlenstoffmonoxid von einer Akkumulation der aufgenommen Dosis auszugehen. Dies bedeutet, dass eine hohe Dosis oder eine lange Expositionszeit zu Folgeschäden führen kann.
Mittelbar wirkt sich eine Kohlenstoffmonoxid-Intoxikation auf das Kurzzeitgedächtnis aus, sodass es zu neurologischen Ausfällen kommen kann. Mit einer weiter zunehmenden Konzentration von Kohlenstoffmonoxid im Blut kommt es zu Verwirrtheit, Bewusstlosigkeit, Atem- und Herzrhythmusstörungen und schließlich zum Tod.
Menschen mit einer bestehenden koronaren Herzerkrankung haben ein erhöhtes Risiko durch eine Kohlenstoffmonoxid-Intoxikation Herzrhythmusstörungen oder einen Herzinfarkt zu erleiden. Bei schwangeren Frauen kann eine Kohlenstoff[13]monoxid-Intoxikation zu einer erheblichen Schädigung des Fötus führen. Und auch Kinder sowie respiratorisch (vor-)erkrankte Menschen unterliegen einem besonderen Risiko (Fromm, 2020).
Tabelle 2: Symptome in Abhängigkeit von der CO-Konzentration in der Umgebungsluft (in Anlehnung an König/Lipp, 2007 und Geldner, o. A)
| CO-Konzentration in ppm | CO-Konzentration in Vol.-% | Symptome |
| 30 | 0,003 | keine Gesundheitsgefährdung zu erwarten – Aufmerksamkeitsschwelle |
| 100 – 200 | 0,01 – 0,02 | Leichte Kopfschmerzen innerhalb von zwei bis drei Stunden |
| 400 | 0,04 | Kopfschmerzen im Stirnbereich innerhalb von ein bis zwei Stunden, breitet sich im ganzen Kopfbereich aus |
| 500 | 0,05 | starke Kopfschmerzen nach mehreren Stunden, Schwindel, Ohnmachtsneigung |
| 800 | 0,08 | Schwindel, Übelkeit, Gliederzucken innerhalb von 45 Minuten; Bewusstlosigkeit innerhalb von zwei Stunden |
| 1000 – 2000 | 0,1 – 0,2 | Kopfschmerzen, Übelkeit, Schwindel innerhalb von 20 Minuten, Tod innerhalb 30 Minuten bis zwei Stunden |
| 3200 | 0,32 |
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