Chemisch-analytische und olfaktorische Untersuchungen von Brandgeruch

Zur Bewertung von Brandschäden nach Gebäude- oder Wohnungsbränden werden derzeit lediglich einige wenige toxikologisch relevante bekannte Verbindungen herangezogen, die üblicherweise nach einen Brand auftreten. Dabei handelt es sich vornehmlich um unpolare schwerflüchtige Substanzen, wie PAK, PCB oder PCDD/F, deren Eigenschaften und Ausbreitungsverhalten größtenteils bekannt sind. Nach dem Entfernen dieser Verbindungen und des sichtbaren Rußes wird eine Sanierung meist als erfolgreich gewertet, ohne ein weiteres typisches, brandursächliches Phänomen zu berücksichtigen. Am und insbesondere auch in der Umgebung des Brandherdes, aber auch weit entfernt vom eigentlichen Feuer an unbetroffenen Regionen, ist in der Regel ein typischer Brandgeruch wahrnehmbar, zum Teil auch noch nach einer Sanierung. Die verantwortlichen Substanzen waren bisher unbekannt, so dass der Geruch objektiv nicht nachgewiesen werden konnte.

In dieser Arbeit wurden die Hauptverbindungen bestimmt, die den typischen Brandgeruch erzeugen. Dazu wurden 33 Probenmaterialien, die von 25 verschiedenen Bränden stammten, in die Untersuchungen einbezogen. Die Trennung und Detektion der volatilen Verbindungen erfolgte mittels GC/MS. Zur Anreicherung dieser wurden vier unterschiedliche Verfahren angewandt: Anreicherung auf Sorbentien, statische Headspace, Extraktion mit Lösungsmittel sowie SPME. Bei SPME wurde das breiteste Substanzspektrum und die höchste Signalintensität erhalten.

Insgesamt wurden ca. 1400 Verbindungen detektiert. Zu dem Stoffspektrum, das von allen Probenmaterialien freigesetzt wurde, zählen beispiels- weise unpolare Substanzen, wie Alkane, Aromaten und PAK, aber auch polare, wie Phenole oder aromatische Carbonylverbindungen, die bereits als Brandfolgeprodukte verschiedener Brandlasten bekannt sind. Um in einem weiteren Schritt aus allen volatilen Verbindungen diejenigen zu bestimmen, die geruchsaktiv sind, wurde parallel zu einem massenselektiven ein olfaktorischer Detektor an einen Gaschromatographen angeschlossen, wobei die Detektion hierbei von der menschlichen Nase übernommen wurde. Insgesamt wurden die volatilen Verbindungen von sieben Brandproben nach Anreicherung mittels SPME von einem fünfköpfigen Panel bewertet. Dabei zeigte sich innerhalb des Panels eine gute Korrelation bei der Bestimmung der Geruchsstoffe je Probenmaterial.

Elf Verbindungen wurden in beinahe jeder der sieben untersuchten Probenmaterialien vom Panel detektiert. Die detektierten Verbindungen sind zwar bereits größtenteils als Brandfolgeprodukte und auch als Geruchsstoffe bekannt, doch erst durch die hier verfolgte Strategie konnte gezeigt werden, dass diese Verbindungen hauptsächlich für die Bildung von typischem Brandgeruch verantwortlich sind. Durch die Bestimmung der relativen Konzentrationsverhältnisse der Einzelverbindungen konnten Standardmischungen hergestellt werden, die einen Geruch mit verbranntem Charakter aufwiesen.