Kohlendioxid
Kohlendioxid, CO2, wird landläufig als Kohlensäure bezeichnet, obwohl die Säure streng genommen erst nach der Lösung des Gases in Wasser vorliegt. Es handelt sich um ein farbloses, unbrennbares und geruchloses Gas mit knapp der 2-fachen Luftdichte. Im bergmännischen Sprachgebrauch spricht man bei kohlendioxidreicher Grubenatmosphäre von Stickluft oder Matten Wettern.
Im Altbergbau können höhere Konzentrationen als in der Atmosphäre über Tage entstehen, zunächst durch die Ansammlung des spezifisch schwereren Kohlendioxids in Bauen, aus denen es nicht abfließen kann (zum Beispiel hinter Verbrüchen, siehe nebenstehende Abbildung) oder in Gesenken und in denen keine Wetterbewegung stattfindet.
Eine weitere Quelle von CO2 ist die chemische Umsetzung von Karbonaten wie Kalkspat, mit den aus der Zersetzung sulfidischer Erze unter Einfluss der Luftfeuchtigkeit freiwerdenden Säuren oder auch Huminsäuren aus durchtretenden Oberflächenwässern auch Abwetter werden bisweilen in aufgelassene Baue geblasen. Hinweise auf einen von anderen Orten wie im Werrakalirevier bekannten direkten Austritt von CO2 aus dem Gesteinskörper liegen im sächsischen Erzgebirge derzeit nicht vor.
Früher ging man davon aus, dass gasförmiges Kohlendioxid eigentlich giftig sei (AGW = Arbeitsplatzgrenzwert: 9000 mg/m3, entsprechend 0,5 Vol.-%) und nur in größeren Mengen durch Verdrängung des Sauerstoffs erstickend wirkt. Daher versteht der Bergmann unter Matten Wettern erstickende Wetter. Dabei ist der Mensch relativ unempfindlich gegenüber Sauerstoff-Konzentrationsschwankungen, eine Verringerung des O2-Gehaltes der Luft um 25 % wird kaum empfunden, und selbst kleinste Außenluftraten von 0,36 m³/h reichen zur Deckung des Sauerstoffbedarfs einer Person aus.
Kohlendioxid wirkt also nicht durch die Verdrängung des Sauerstoffs der Luft, sondern es blockiert den Gasaustausch in der Lunge zwischen Blut und Umgebungsluft. Es kommt zu einer Übersäuerung der Körperzellen (Respiratorische Azidose). Der Mensch erträgt bis zu 2,5 % Kohlendioxid auch bei stundenlanger Einatmung ohne große Schädigung. Anteile von 8 % bis 10 % Kohlendioxid rufen Kopfschmerzen, Schwindel, Blutdruckanstieg und Erregungszustände, solche über 10% Bewußtlosigkeit, Krämpfe und Kreislaufschwäche und die über 15% Lähmungen hervor. Geringere Kohlendioxid-Mengen üben bereits einen starken Reiz auf das Atemzentrum aus, so daß die Atmung beschleunigt und vertieft wird. So atmet der Mensch bei einem Kohlendioxid-Gehalt von 3% je Min. 6,5 l, bei 5% 12 l und bei 7% sogar nahezu 22 l Luft ein (Hyperventilation)[8]. Dauergähnen und ein plötzlicher Anstieg der Atemfrequenz, verbunden mit starkem Wärmegefühl und Schwitzen, sind die in der Praxis auffälligsten Merkmale für eine mit CO2 angereicherte Atmosphäre.
Ein weiteres Anzeichen ist ein leicht verlöschendes offenes Geleucht, bei steigender Konzentration verändert sich Flammenform wie in der Abbildung Form der Karbidflamme bei stark erhöhter CO2-Konzentration dargestellt.
Treten diese Symptome auf, sollte man größte Vorsicht walten lassen, sich gegenseitig kontrollieren und bei Verstärkung der Symptome umkehren, da fortschreitendes Einatmen zur Handlungsunfähigkeit und damit zum Verbleib in der verseuchten Luft führen kann - bei einem körperlichen Zusammenbruch können dann die höheren Konzentrationen am Boden den Rest geben. Wird auf einer Befahrung plötzlich jemandem schlecht, sind Matte Wetter immer mit zu verdächtigen und entsprechende Beobachtungen durchzuführen!
Wie beim Brunnenbau üblich, seilt man sich daher beim Abstieg in Schächte, in denen das Auftreten schlechter Wetter möglich ist, an, auch wenn man nicht klettern muss. Mehrere Befahrer bleiben oben, um im Notfall den Hinuntergestiegenen wieder herausziehen zu können (Flaschenzugmaterial bereithalten!). Kippt der erste um, wird nicht hinterher gefahren, solches Handeln ist nämlich schon manchen zum Verhängnis geworden.
Grundsätzlich sollte man aber bei Befahrungen in schlecht bewetterten Grubenbauen, bei bekannten Karstprozessen und besonders in aufgelassenen Steinkohlengruben geeignete Nachweisgeräte mitführen, die das Auftreten gefährlicher Konzentrationen frühzeitig erkennen lassen!
Einzelnachweise
- [8] CD RÖMMP Chemie Lexikon, Version 1.0. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1995
