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Bei Kohlenstoffmonoxid (gebräuchlicher Kurzname: Kohlenmonoxid) handelt es sich um eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es gehört zusammen mit Kohlenstoffdioxid, Kohlenstofftrioxid und Kohlenstoffsuboxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Kohlenmonoxid ist ein farb-, geruch- und geschmackloses giftiges Gas. Es entsteht bei unvollständiger Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen.  Zu einer unvollständige Oxidation kann es beispielsweise beim Verbrennen bestimmter Stoffe, bei ungenügender Sauerstoffzufuhr sowie bei Verbrennungen mit hohen Temperaturen kommen. Kohlenmonoxid ist stark brennbar und verbrennt mit einer blauen Flamme mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid.

Chemische Eigenschaften

Obwohl  Kohlenmonoxid unter  exothermer Reaktion, also unter Abgabe von Wärme, entsteht , ist es thermodynamisch instabil. Bei Raumtemperatur geht die Zerfallsreaktion beinahe unmessbar langsam vonstatten, sie gewinnt aber bei zunehmender Temperatur an Bedeutung. Diese Eigenschaft wird zum Beispiel bei der Eisenherstellung genutzt. Abhängig von Lufttemperatur und der Anwesenheit anderer Gase beträgt die Halbwertszeit von Kohlenmonoxid in der Atmosphäre rund ein bis vier Monate.

Kohlenmonoxid ist ein sehr guter Ligand, was in der Metallherstellung genutzt wird. Als Liganden werden Bindungen bezeichnet, bei denen die Bindungselektronen nur von einem der Bindungspartner, in diesem Fall vom Kohlenmonoxid, stammen. Darauf ist auch die hohe Toxizität von Kohlenmonoxid zurückzuführen.

Toxizität

Kohlenstoffmonoxid ist ein gefährliches Atemgift. Es bindet sich ungefähr 325-mal stärker an die roten Blutkörperchen, auch Hämoglobin genannt, als Sauerstoff. Es blockiert also die Bindestellen für Sauerstoff, wodurch der Sauerstofftransport im Blut zum Stillstand kommt, was zum Tod durch Ersticken führen kann. Bei einem 1.28 prozentigen Kohlenmonoxidgehalt in der Luft tritt der Tod in ungefähr ein bis zwei Minuten ein. Die Eliminationshalbwertszeit aus dem Blut beträgt, je nach eingeatmeter Dosis, ungefähr zwei bis sechseinhalb Stunden. Der prozentuale Anteil des mit Kohlenstoffmonoxid belegten Hämoglobins wird auch als COHb abgekürzt (Kohlenmonoxid- Hämoglobin).

Wirkung bei unterschiedlichen Dosen

  • Gemäss älteren Studien besteht für gesunde Erwachsene auch bei einer Dauerbelastung von acht Stunden täglich bei einer Konzenration von 115 ppm (parts per million) keine Gefahr. Nichtraucher sind lediglich Konzentrationen von 4% COHb, Raucher von 7.6% ausgesetzt. Neueren Studien zufolge besteht bei Risikogruppen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen schon bei Belastungen ab 2.7% COHb die Gefahr, dass bestehende Krankheitssymptome verstärkt werden können.
  • Bei höheren chronischen Belastungen über 150 bis 300 ppm können Schwindelgefühle, Schläfrigkeit, Übelkeit und sogar Brechreiz entstehen.
  • Je nach Belastungsdauer können unterschiedliche Dosen zum Ersticken führen. Bei einer Dauer von 60 Minuten ist bereits die Menge von 1’500 ppm tödlich. Bei 40’000 ppm tritt der Tod bereits nach 2 Minuten ein. 

Massnahmen zur ersten Hilfe

Kohlenmonoxid ist bei hoher Konzentration stark brennbar. Bereits ein Funke im Lichtschalter, oder in der Türglocke kann eine Explosion verursachen. Die Sicherheit des Helfers hat absoluten Vorrang. Insbesondere das Risiko einer eigenen Vergiftung ist zu beachten. Deswegen sollte bei einer Rettung, die meist durch die Feuerwehr erfolgt, ein umluftunabhängiger Atemschutz getragen werden.

Patienten werden in der Regel vom Arzt intubiert, also mit 100% Sauerstoff über einen Schlauch, der in die Luftröhre gesteckt wird, beatmet.

Prävention

Im Handel sind elektronische Sensoren erhältlich (siehe Abbildung), die den Kohlenmonoxidgehalt in der Luft anzeigen. Sie kommen insbesondere in Tiefgaragen zur Anwendung. Mengen von 50 bis 1000ppm können meist sicher nachgewiesen werden. Es ist aber darauf zu achten, dass sich nicht gleichzeitig Wasserstoffgas in der Luft befindet, da dieses die Messgenauigkeit deutlich negativ beeinflusst.

Im Haushalt ist besonders darauf zu achten, dass Geräte, wie beispielsweise Gasherde, bei Nichtbenutztung ausgeschaltet werden. Sollten erste Symptome (Übelkeit, Erbrechen etc.) bemerkt werden, sind unverzüglich sämtliche Fenster zu öffnen, die Quelle auszuschalten und der Raum zu verlassen.