Rauch verstehen: Materialverbrennung & Aerosolbildung

Rauch verstehen: Materialverbrennung & Aerosolbildung

Eine Vielzahl von Materialien erzeugt Rauch in verschiedenen Formen. Brennbare Produkte, die Flamme von einer externen Quelle erzeugen (im Gegensatz zu spontaner Verbrennung oder zum Beispiel dem Fallenlassen von Sauerstoffflaschen auf einen Zementboden), erzeugen hohe Mengen an elementarem Kohlenstoff. Während die meisten Materialien brennen können, können nur wenige Materialien schwelen; diese Materialien umfassen Holz, Papier und Pappe – alles Zelluloseprodukte, die aus Bäumen hergestellt werden – sowie flexiblen Polyurethanschaum. Rauchaerosole werden sowohl aus flammenden brennbaren als auch aus schwelenden Produkten erzeugt und reichen von Tröpfchen (Nebel), die beim Schwelen entstehen, bis hin zu schwarzem Ruß bei flammender Verbrennung.

Rauchinhalationsverletzung

Das Einatmen der Gas- und Partikelkomponenten von Rauch von Papier oder jedem brennenden Produkt verursacht eine Lungenentzündung. Rauchinhalationsverletzung aufgrund von Atemversagen ist laut Dr. Robert H. Demling, M.D., vom Brand- und Traumazentrum der Harvard Medical School, jetzt die häufigste Todesursache in Brandverletztenzentren. Der Rauch tötet durch thermische (Hitze-)Schäden; Vergiftung und Lungenreizung, verursacht durch Kohlenmonoxid, Blausäure oder andere Verbrennungsprodukte; oder eine Kombination daraus.

Rauchgiftigkeit von Papier, Holz und Baumwolle

Laut Dr. Demling führt Kohlenmonoxidvergiftung zu allgemeiner Gewebehypoxie (unzureichende Sauerstoffversorgung) und möglichem Tod, wenn sie sich mit Hämoglobin verbindet. Ein weiteres giftiges Gas, Stickstoffdioxid, kann an suspendierten Partikeln haften. Es wird durch die Verbrennung von Stoffen und Zellulose (Holz, Papier oder Baumwolle) Produkten produziert. Dr. Demling sagt, dass die Verletzung hauptsächlich die unteren Atemwege betrifft und bis zu 72 Stunden verzögert einsetzt. Das Einatmen von Acrolein, einer farblosen Flüssigkeit, die beim Verbrennen von Zelluloseprodukten freigesetzt wird, kann in die Luft gelangen und schwere obere Atemwegsreizungen verursachen; es kann auch für die Schleimhäute der unteren Atemwege giftig sein.

Chemikalien in Papier

Die Liste der Chemikalien in Papier ist lang. Chemische Hersteller sind auf die Zellstoff- und Papierindustrie angewiesen, um Harze, Polymere, Entschäumer, Bleichmittel, Farbstoffe, Veredelungsmittel, Pestizide und andere Zusatzstoffe für die Herstellung von Kopier- und Druckerpapier zu kaufen.

Im Januar 2011 erließ die Food and Drug Administration, dass Hersteller von Zigarettenpapier (die als Tabakprodukte gelten), die in den USA verkauft werden, ihre Inhaltsstoffe zur Genehmigung einreichen oder das Produkt vom Markt nehmen müssen, es sei denn, das Papier wurde seit dem 15. Februar 2007 in den USA verkauft; diejenigen, die vor dem 15. Februar 2007 auf dem Markt waren, wurden „alteingesessen“ eingestuft. Laut Cristi Stark, Senior Regulatory Health Project Manager des Office of Science Center for Tobacco Products der FDA, „können neue Produkte, die nicht die gesetzlichen Anforderungen für den Vormarkt erfüllen, nicht legal vermarktet werden (falsch gekennzeichnet und verfälscht).“

Überlegungen zum Einatmen von brennendem Papier

Da Papier als Baumstamm beginnt, folgt daraus, dass das Einatmen von Rauch von Papier gefährlich und ungesund ist. Der Abstand zwischen dem Ende von gerolltem, tabakfreiem Papier und dem Mund ist kürzer als der von eingeatmetem Rauch vom Kamin eines Nachbarn. Hitze, die aus brennbarem Material in die Lunge gesaugt wird, zerstört Flimmerhärchen. Dies sind Zellen mit winzigen „Haaren“, die darauf ausgelegt sind, eingeschlossenen Staub und Schadstoffe aus der Lunge zu entfernen. Wenn diese Zellen entlang des Epithels beschädigt sind, sind die Lungen anfälliger für die Auswirkungen von Rauchaerosolen, Ruß und Asche.