Ausbildung

Während in diesem Fall noch nach den Verursachern und Mitschuldigen gefahndet wird, wurde vor einem deutschen Gericht über den tödlichen „Unfall“ von zwei Personen verhandelt. Angeklagt sind der Servicetechniker einer SHK-Firma und der zuständige Schornsteinfegermeister. Die Tatsache in diesem Falle ist, dass der Abgassensor einer Gasumlaufwassertherme defekt war. Dies war weder von dem Servicetechniker noch von dem mit der Abgaskontrolle beauftragten Kaminkehrer bemerkt worden. Derartige Fälle kommen auch in Deutschland trotz technischer Vorgaben häufiger vor und haben oft gesundheitliche Schäden oder gar den Tod zur Folge. Um die Qualität einer Verbrennung einschätzen zu können, muss zunächst die Verbrennung in Zusammenhang des Luftsauerstoffes näher betrachtet werden.

Verbrennung
In der Regel ist eine Verbrennung die Anreicherung eines Materials mit Sauerstoff (O₂) unter Flammenbildung. Dabei wird Energie in Form von Wärme und Licht abgegeben – dies wird als exotherme Reaktion bezeichnet. Zu einer Verbrennung kommt es, wenn ein Brennstoff wie Öl, Gas oder Holz, der Kohlenstoff enthält, mittels einer Zündquelle entzündet wird. In Verbindung mit dem Luftsauerstoff bildet sich eine sichtbare Flamme, die Wärme und Licht abgibt. Kohlendioxid (CO₂) bildet sich hierbei als Abgasprodukt. Diese Verbrennung kann als chemische Formel dargestellt werden:

C + O₂ –> CO₂ + Wärme

Unvollkommene Verbrennung
Die Qualität der Verbrennung richtet sich einerseits nach der Brennstoffqualität, andererseits nach dem vorhandenen Luftsauerstoff. Bei Luftmangel (genauer Sauerstoffmangel) kommt es zu unvollkommenen Verbrennungserscheinungen:

2C + O₂ –> 2CO₂ + Wärme

Festbrennstoffe „verkohlen“ unter starker Rauchentwicklung, während Flüssigbrennstoffe starke flockenartige Rußpartikel bilden. Gasförmige Brennstoffe verbrennen mittels Leuchtflammen- und Rußbildung. Das Abgas einer unvollkommenen Verbrennung aller Brennstoffe beinhaltet neben CO₂ auch einen hohen Anteil an Kohlenmonoxid CO.

Gefahren des ­Abgases
Gelangen Abgase in Räume, so vermischen sich diese mit der Atemluft oder verdrängen sie sogar vollständig. Das Abgas der „vollkommenen“ Verbrennung setzt sich insgesamt aus dem Stickstoff der Verbrennungsluft und dem Kohlendioxid zusammen. Wird dieses längere Zeit in höherer Konzentration eingeatmet, führt dies letztlich zum Erstickungstod.
CO₂ ist farb- und geruchlos. Das nicht brennbare Gas selbst ist nicht giftig, es wirkt jedoch erstickend. Durch Einatmen von unbelasteter Atemluft oder Sauerstoff entweicht es schnell wieder aus der Lunge.
Bei der unvollkommenen Verbrennung ist auch Kohlenmonoxid Bestandteil des Abgases. CO ist farblos, geruchlos, geschmacklos, brennbar und giftig. Das Gas hat die gleiche Dichte wie Luft und besitzt eine hohe Affinität (Verbindungsfähigkeit) zum roten Blutfarbstoff Hämoglobin. Das Kohlenmonoxid wird ebenfalls über die Atemluft vom menschlichen Körper aufgenommen, geht jedoch über die Lunge sofort eine Verbindung mit den roten Blutkörperchen ein und „vergiftet“ den Körper.

CO-Vergiftung
Auch wenn dieses nur in ppm (parts per million) in der Atemluft vorhanden ist, beeinträchtigt es als starkes „Atemgift“ den Sauerstofftransport des Blutes im Körper. In 1 m³ Luft entspricht 1 cm³ der Einheit von 1 ppm. Das Kohlenmonoxid wird statt Sauerstoff von den roten Blutkörpern aufgenommen und zu den lebenswichtigen Organen transportiert. Mit jedem Atemzug wird der CO-Anteil im Hämoglobin höher, wodurch der transportierte Sauerstoffanteil sinkt („schleichende Vergiftung“).
Mit zunehmender Verweildauer wird das Blut weiter mit CO angereichert. Dies geschieht auch in „gering“ mit Kohlenmonoxid belas­teter Atemluft, z.B. mit 100 ppm. Steigt der CO-Anteil auf nur ca. 2 bis 5% im Blut, kommt es zu Auswirkungen auf das zentrale Nervensys­tem. Bei 10 bis 20% folgen Kopfschmerzen, Unwohlsein, Kurzatmigkeit und Herzklopfen. Bereits in diesem Zustand ist ärztliche Hilfe erforderlich. Steigt der Anteil auf über 30 bis 40% im Blut an, kommt es zu Bewusstseinsschwund, verflachter Atmung und Kreislaufkollaps bis zur Bewusstlosigkeit. Auch wenn dem Opfer unbelastete Atemluft zur Verfügung gestellt wird, setzt sich die Vergiftung fort, da die Verbindungsfähigkeit von CO zum Hämoglobin ca. 250-mal stärker ist als die des Sauerstoffes O. In diesem Stadium ist unbedingt sofortige ärztliche bzw. klinische Hilfe erforderlich. Den Opfern wird reiner Sauerstoff zugeführt – sie werden einer Blutwäsche unterzogen und/oder in einer Unterdruckkammer behandelt. Zwar ist die Bindung von CO an das Hämoglobin vollständig reversibel, aber Schäden, die aufgrund von Sauerstoffmangel im Gehirn erfolgten, müssen durch lange Therapien kompensiert werden.

Erkennung einer CO-Vergiftung
Das Erkennen einer Kohlenmonoxid-Vergiftung durch das Opfer ist nur anfänglich möglich. Zunächst werden das Zeitempfinden, das Helligkeitsempfinden und die Sehleistung beeinträchtigt. Es kommt zu psychomotorischen Störungen. Das Erscheinungsbild entspricht dem eines leicht bis mittel Angetrunkenen. Mit zunehmender Vergiftung folgen Kopfschmerzen, verstärktes Wärmeempfinden, Rötung der Haut, Unwohlsein und Brechreiz. Das Opfer leidet unter Müdigkeit und verliert seinen Willen Entscheidungen zu treffen. Gliederschlaffheit und Lähmungen folgen. Der Kreislauf kollabiert, tiefe Bewusstlosigkeit tritt ein, die ohne medizinische Hilfe zwangsläufig zum Tod führt.

Maßnahmen bei CO-Vergiftung
Die Maßnahmen sind stets von der vorgefundenen Situation abhängig:

• Eigenschutz geht vor Fremdrettung,
• zunächst Rettungsdienste benachrichtigen,
• in der Regel sind Heizeinrichtungen abzuschalten, die Räume voll zu lüften, Opfer ins Freie zu bringen,
• wichtig: Bei hohen CO-Konzentrationen können auch kurze Aufenthalte ohne Atemschutz zu Vergiftungserscheinungen führen.

In späteren Schritten werden dann Messungen durchführen, die Ursachen ermittelt und in jedem Falle polizeiliche Ermittlungen aufgenommen.

Vermeidung von CO-Unfällen
Jeder, der Feuerstätten errichtet, wartet und betreut, ist für die Sicherheit verantwortlich. Bereits vor der Aufstellung einer Feuerstätte sind die Räume, die Sicherheit der Verbrennungsluftzuführung und die Ableitung der Abgase bzw. Rauchgase zu klären und sicherzustellen. Auch an Arbeitsstätten, wie beim Schweißen in Räumen, Schächten oder Behältern sowie dem Baustellenbeheizen im Winter, gelten die gleichen Sicherungsvorkehrungen. Bei Feuerungsanlagen, wie Heizkesseln, Thermen oder Warmwasserbereitern, sind die Aufstellungsvorgaben von Herstellern, Normen und Verordnungen einzuhalten. Besonders bei raumluftabhängigen Anlagen können bei Betriebsstörungen, wie Zuluft-, Verbrennungsluftmangel oder Abgasstau, Gase (CO₂, CO) in die Aufstellungsräume gelangen. Diese werden dann erneut der Verbrennung zugeführt und verschlechtern die Verbrennung erheblich, wodurch die Schadstoffe verstärkter austreten würden.
Jedoch auch bei raumluftunabhängigen Anlagen können diese Schadstoffe aus undichten Abgasanlagen in Räume austreten. Die Zuluftöffnungen bzw. Zuluftanlagen sind ebenso wie die Abgasanlagen auf sachgerechte Ausführung, Dichtheit und Funktion zu prüfen. Bei der Einstellung oder Prüfung von Feuerstätten ist die Leis­tungsgröße der Kesselanlage mit der des Brenners bzw. des tatsächlichen Energiebedarfs zu vergleichen.
Augenscheinlich kann das Flammenbild etwas über die Verbrennungsqualität aussagen. Gelblich brennende Flammen oder Flammenteile deuten auf Luftmangel mit unvollkommener Verbrennung hin. Bei Blauflammen kann die Intensität des Blaus ebenfalls Auskunft über die Qualität geben. Ein „kaltes“ Blau deutet auf Luft­überschuss hin, bei dem es bedingt durch die „kalte“ Flamme auch zu CO-Bildung kommen kann. Doch bedarf es langer Erfahrung, aus dem Flammenbild grobe Qualitätsindikatoren deuten zu können. Bei atmosphärischen Anlagen kann auch mithilfe eines Tauchspiegels eine „rückstaufreie“ Abgaskontrolle durchgeführt werden. Diese reicht jedoch nicht aus, da sie nur den augenblicklichen Zustand darstellt und keinerlei Auskunft über den CO-Gehalt des Abgases enthält. Auch bei Kraftwärmekopplungsanlagen, deren Abgase des Verbrennungsmotors über einen Auspuff abgeleitet werden, sind die Verbrennungsprodukte durch Messung zu ermitteln.
Die Verbrennung in Wärmeerzeugern darf nie unter Luftmangel stattfinden. Beim Einstellen von Brennern ist deshalb mit 10 bis 20% Luftüberschuss zu fahren, um ein „Umkippen“ zu vermeiden. Auch die Funktionstüchtigkeit von eingebauten Abgasüberwachungssensoren sind zu prüfen.

Verbrennungsluftsauerstoff
Der Luftdruck wird in Hektopascal (hPa) angegeben. Überschlägig geht man von 21% Sauerstoff in der Umgebungsluft aus. Doch wie viel Liter O2 bzw. kg sind in einem m³ Luft enthalten? Bei einem Luftdruck von 1000 hPa (Meereshöhe) und 0°C würde 1 m³ Luft ca. 1,3 kg wiegen. Dann wären 210 l Sauerstoff darin enthalten (bei einer Dichte von 1,4 kg/m³ wären dies 0,29 kg).
Da sich die Temperatur und der Luftdruck jedoch jahreszeitlich, wetterabhängig oder entsprechend der geologischen Höhe ständig ändern, verändert sich dementsprechend auch der tatsächliche Sauerstoffinhalt. Mit zunehmender Temperatur und geologischer Höhe nimmt der Sauerstoffgehalt ab. Fällt zudem der Luftdruck, nimmt der Sauerstoffinhalt zusätzlich ab. In derartigen Situationen können brenntechnische Anlagen „umkippen“: Ein Gasgebläsebrenner, der z.B. im Winter mit stabil blauer Flamme und 10,5% CO₂-Gehalt mit < 100 ppm CO feuerungstechnisch eingemessen wurde, brennt plötzlich hellgelb mit > 13% CO₂ und weit über 1000 ppm CO-Gehalt. Kompensation können elektronische Bauteile wie Lambdasonden, die das Mischungsverhältnis von Brennstoff zur Luft überwachen, bewirken. Inspektionen, Wartungen und Abgasmessungen sind dennoch gewissenhaft durchzuführen. Die Werte sind zu protokollieren und als Durchschlag dem Nutzer zu übergeben. Im Zweifelsfall sind mehrfache Kontrollen durchzuführen und ggf. bei Gefährdung von Personen die Anlage außer Betrieb zu nehmen.

Bilder: IKZ-PRAXIS