Kohlenmonoxid wird von den für den Sauerstofftransport zuständigen roten Blutkörperchen bevorzugt aufgenommen, es hat eine 200fach höhere Bindungsaffinität. Wenn CO eingeatmet wird, verdrängt es daher den Sauerstoff, d.h. das Hämoglobin (Hb) nimmt vor allem das CO an und wird zum Carboxyhämoglobin (CO-Hb). Der Sauerstofftransport wird vermindert.
Kohlenmonoxid ist neurotoxisch (nervenschädigend) und kardiotoxisch, kann also Effekte am Herzen hervorrufen. Es ist embryotoxisch (schädigt das Kind im Mutterleib), daher das Rauchverbot während der Schwangerschaft. Wenn Schwangere rauchen kann es zu neurologischen Spätschäden bei den Kindern kommen.
Bei kontinuierlicher Exposition gegenüber CO stellt sich ein Gleichgewicht zwischen CO in der Außenluft und dem Metaboliten, dem am Hämoglobin gebundenen CO, im Körper ein. Liegen 100 ppm CO in der Atemluft vor (ungefähr das Dreifache des derzeitigen Grenzwertes), so stellt sich nach einiger Zeit eine CO-Hb-Konzentration von 10% ein (Abbildung 1). Bei diesen CO-Hb-Konzentrationen fangen Kopfschmerzen an und man wird müde. Bei 20 % CO-Hb führt es zur Abnahme der Urteilsfähigkeit. Bei 30 % tritt Bewusstseinsschwund auf und ein Kreislaufkollaps kann dazu führen, dass der Beschäftigte umkippt (in Abbildung 2 werden entsprechende Unfälle geschildert). Bei über 50 % CO-Hb besteht akute Lebensgefahr.

Abbildung 1: Entwicklung der CO-Hb-Konzentrationen (% CO-Hb) entsprechend den CO-Expositionen (ppm) und den Expositionszeiten
Spätfolgen einer chronischen Exposition gegenüber CO sind vor allen Dingen neurologische Symptome. 2 bis 3 Wochen nach einer chronischen Exposition, wenn man nicht mehr unbedingt den Bezug zur Exposition selbst hat, können Symptome wie Apathie, Sprachstörungen, Amnesie, Psychosen auftreten.Je höher die CO-Konzentration in der Luft ist, desto kürzer kann der exponierte Zeitraum sein, um relativ hohe CO-Hb-Konzentrationen zu bekommen. Im Kapitel 7 wird deutlich, dass beim Einsatz von Maschinen durchaus Expositionen über 60 Minuten im Bereich von 500 ppm vorliegen können.
Der Luftgrenzwert liegt bei 30 ppm (35 mg/m3), in den USA ist er etwas niedriger (25 ppm). Der biologische Arbeitsplatztoleranzwert (BAT-Wert) beträgt in Deutschland 5 % CO-Hb in den USA 3,5 % CO-Hb.
