Влияние диоксида азота на зрение

Не смотря на доступность азота для живых организмов (составляет почти 80% атмосферы нашей планеты), человеческий организм не способен усваивать азот в такой (элементарной) форме. В организм человека азот в основном поступает в составе белков, пептидов и аминокислот (растительных и животных), а также в составе таких азотсодержащих соединений, как: нуклеотиды, пурины, и др.

Двуокись азота – неорганическое соединение состава NO2. Представляет собой газ желто-бурого цвета. В условиях низких температур становится бесцветным.При температуре большей, чем 150°С, происходит диссоциация диоксидана оксид азота и кислород.

Данное соединение характеризуется специфическим запахом, который в значительных концентрациях становится удушливым. Имеет высокую химическую активность. Взаимодействует с неметаллами, в реакциях с которыми выступает окислителем. При контакте с водой превращается в азотную кислоту, со щелочной средой – образует нитриты и нитраты.

Cu 4HNO3 → (CuNO3)2 2NO2↑ 2H2O.

Кроме того, соединение образуется при термическом разложении нитрата свинца.

В промышленных условиях применяется при производстве азотной и серной кислот, в качестве нитрующего агента для получения безводных нитратов и в роли окислителя в смесевых взрывчатых веществах и жидком ракетном топливе.

Более 90% от общего количества выбросов оксидов азота попадают в воздушную среду при сжигании различных видов топлива. Начальной формой является NO, который, находясь в воздухе, окисляется кислородом при высокой температуре до NO2.

Основные источники, влияющие на выброс диоксида азота в атмосферу:

  • автотранспортные средства, выхлопные газы которых вносят наибольший вклад в концентрацию вещества в городском воздухе;
  • теплоэлектростанции;
  • промышленные предприятия, в частности, нефтепромышленной и металлургической отрасли, а также заводы, производящие азотную кислоту и различные удобрения;
  • сжигание твердых отходов (в частности, на мусоросжигательных заводах).

Бурый оттенок газа позволяет наблюдать его визуально в воздухе больших городов, где суточная динамика концентраций оксидов азота довольно тесно связана с интенсивностью движения автотранспортных средств и солнечного излучения. В утренние часы увеличение количества автомобилей на дорогах приводит к заметному повышению содержания монооксида азота, который с восходом солнца в результате фотохимического окисления переходит в NO2. Также бурый цвет имеют выбросы некоторых химических предприятий, из-за чего их называют «лисьими хвостами». Особенно заметны они летом.

Среди всех окислов группы NOx самым опасным для окружающей среды и человека является именно диоксид азота. Класс опасности – второй. Это значит, что NO2 относится к высокоопасным веществам. Предельно допустимая максимально-разовая концентрация (ПДК) диоксида азота в воздухе населенных пунктов равна 0,085 мг/м3, среднесуточная – 0,04.

Для воздуха рабочей зоны установлены другие нормативные значения. Так, значение предельно допустимой концентрации (ПДК р. з.) составляет 2 мг/м3 соединения (диоксид азота). Класс опасности – третий. То есть NO2 отнесен к опасным веществам.

Вещество характеризуется высокой токсичностью. Диоксид азота в воздухе, даже находясь в относительно небольших концентрациях, способен приводить к существенным изменениям в организме человека. Является острым раздражителем, а также характеризуется общетоксическим действием. Воздействует в основном на органы дыхательной системы.

Азотное отравление, или Чем опасен азот

В зависимости от концентраций наблюдаются различные последствия – от слабого раздражения слизистых оболочек глаз и носа до отека легких. Также может приводить к изменениям состава крови, в частности, способствует уменьшению содержания гемоглобина. Ниже рассмотрим подробнее некоторые из эффектов, которые способен вызывать у человека диоксид азота.

Даже если концентрация диоксида азота будет невысокой, люди способны ощущать его специфический запах. Пороговым значением фиксации газа в воздухе для человека считается 0,23 мг на куб. метр. Но при вдыхании диоксида азота в течение 10 минут теряется способность ощущать его запах, что говорит о негативном воздействии на обоняние, выражающемся в его ослаблении.

Одним из последствий комплексного воздействия на слизистые оболочки является ухудшение способности человека видеть в сумерках. Теряется возможность приспособления к отсутствию света. Пороговая концентрация по изменению световой чувствительности глаза составляет 0,14 мг на куб. метр. Учитывая то, что значение обонятельного восприятия почти в два раза выше, можно говорить о способности газа негативно воздействовать и при этом оставаться незамеченным.

Предлагаем ознакомиться  Новые технологии заливки фундамента

При относительно невысоких концентрациях диоксид азота в атмосфере способен нарушать дыхание. Так, уже при содержании его в воздухе 0,056 мг на куб. метр у здорового человека наблюдается повышение сопротивления дыхательных путей. Согласно информации Всемирной Организации Здравоохранения, у людей, страдающих хроническими заболеваниями дыхательной системы, данные симптомы наблюдаются уже при содержании NO2 в воздухе, равном 0,04 мг на куб. метр.

Результатом воздействия больших концентраций оксидов азота может быть отек легких. Это объясняется следующим. При попадании в организм и взаимодействии с влагой диоксид и оксид азота образуют азотистую и азотную кислоты, разъедающие стенки альвеол легких. Они, как и кровеносные капилляры, становятся легко проницаемыми.

При длительном воздействии окисей азота человек становится более восприимчивым к патогенам, которые вызывают болезни дыхательных путей. Ухудшается сопротивляемость легких к бактериям, расширяются альвеолы, клетки в корешках бронхов, чаще наблюдаются бронхиты, воспаление легких и пр.

У людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями и хроническими болезнями дыхательных путей, легче развиваются осложнения в случае возникновения кратковременных респираторных инфекций, поскольку у них больше развита чувствительность к прямым воздействиям такого соединения, как диоксид азота.

Азотистая кислота, образующаяся при взаимодействии с влагой в дыхательных путях, вступает в реакцию со щелочными компонентами тканей, превращаясь в результате в нитриты и нитраты. Воздействие этих веществ вызывает ряд негативных последствий. Так, нитриты, всасываясь в кровь, приводят к угнетению центральной нервной системы, образованию метгемоглобина, гемолизу, билирубинемии, расширяют кровеносные сосуды, снижают артериальное давление и пр. Нитраты же при нахождении в кишечнике способны трансформироваться в канцерогенные вещества – нитрозамины.

Согласно ряду литературных источников, воздействие двуокиси азота на организм человека снижает его сопротивляемость к заболеваниям, приводит к кислородному голоданию тканей. Особенно остро это проявляется у детей. Также диоксид азота способствует повышению действия канцерогенных веществ и возникновению в результате этого злокачественных новообразований.

Некоторые из исследователей связывают повышенную смертность от раковых и сердечно-сосудистых заболеваний в определенных районах с высоким содержанием NO2 в воздушной среде.

Длительная работа в условиях присутствия диоксида азота в воздухе приводит к развитию хронических заболеваний, наиболее распространенными среди которых являются: трахеит, бронхит, перфорация носовой перегородки, пневмосклероз и др.

У людей, которые работали на протяжении 3-5 лет при содержании NO2 в воздухе рабочей зоны 0,8-5 мг на куб. метр, наблюдались хронические бронхиты, воспалительные изменения слизистой оболочки десен, осложненный астмоидными приступами пневмосклероз, бронхоэктазии. Кроме того, отмечались повышения максимальной осмотической резистентности эритроцитов, ускорение свертывания крови, тенденция к гипотонии, гранулоцитоз, снижение активности каталазы, содержания сахара и уровня глобулинов и альбуминов в крови.

У детей, проживающих на территориях, где диоксид азота присутствовал в концентрациях 0,117-0,205 мг на куб. метр, выявлены изменения объема форсированного выдоха, повышение заболеваемости. Кроме того, в мазках крови наблюдались изменения в конфигурации лимфоцитов и моноцитов, увеличение резистентности эритроцитов.

Благодаря структуре атома азот проявляет разные степени окисления, поэтому формирует большое разнообразие молекул и соединений. Чем опасен азот для человека? В чистом виде газ приводит к быстрой остановке дыхания и смерти, в форме нитратов , провоцирует рост канцерогенных клеток, нитритов , угнетает нервную систему и способствует образованию метгемоглобина и гемолизу (разрушению эритроцитов). Токсическое действие начинается быстро. Оно затрагивает дыхательную систему — помощь человеку должна быть оказана как можно скорее.

Аммиак – NH3

Газообразное вещество, которое является важным источником азота для человека. Образуется в организме естественным путем после метаболизма аминокислот, а затем нейтрализуется ферментом до мочевины. В высоких концентрациях аммиак токсичен, а способность нейтрализовать соединение ухудшается у людей с заболеваниями печени.

При отравлении аммиаком, который поступил через дыхательную систему, возможны достаточно сильные фармакологические эффекты. Длительная передозировка вызывает токсический отек легких и серьезное поражение нервной системы, у человека возникает удушье. Проявляет свое действие не только местно, но и попадает в системный кровоток.

При прямом контакте с парами или жидкой формой аммиака вероятно сильное раздражение слизистой глаз и кожных покровов. Продолжительное действие аммиака приведет к химическому ожогу конъюнктивы, ухудшению или потере зрения, зуду кожи и приступам кашля. Первой помощью будет обильное промывание глаз и кожи водой.

Гидразин , N2H4

Биохимические функции

Азот – химический элемент V группы системы Менделеева. Атомный номер – 7, атомная масса – 14,0067. Природный азот составлен из двух стабильных изотопов.[6]

Предлагаем ознакомиться  Как сделать полки в погребе своими руками

Азот – бесцветный газ, не имеющий запаха.

  • Температура кипения – 195,80 °С,
  • Температура плавления – 210,00 °С.

В воде малорастворим, легче воздуха. Молекулярный азот химически малоактивен. При комнатной температуре взаимодействует только с литием. При нагревании реагирует с кальцием, магнием, титаном. Реакция взаимодействия с водородом проходит под воздействием высоких температур, высокого давления и в присутствии катализатора, с кислородом – при температуре 3000–4000°С.

Наибольшее значение из соединений с водородом имеет аммиак – газ без цвета с характерным запахом нашатырного спирта.

С кислородом азот образует ряд оксидов: закись азота N2O, окись азота NO, диоксид азота NO2, азотистый ангидрид N2O3.[3]

– основной источник азота для растений. Кроме того, растения способны усваивать и некоторые из растворимых в воде органических соединений азота: аминокислоты, мочевину, аспарагин.

В тканях растения азотистые соединения подвергаются сложным превращениям, результатом которых становиться образование аминокислот, а затем белков.

– единственное соединение азота, поглощаемое из почвы, которое непосредственно используется для синтеза аминокислот. Аммиак в свободном виде может содержаться в тканях растений, но в незначительном количестве.

Азотное отравление, или Чем опасен азот

Значительное накопление аммиака при недостатке углеводов (источника кетокислот), приводит к аммиачному отравлению растений. Однако растения обладают способностью связывать избыток свободного аммиака. Большая его часть вступает во взаимодействие с ранее синтезированными аспарагиновой и глутаминовой аминокислотами с образованием амидов – аспарагина и глутамина (играют важную роль в синтезе белков).

Содержание азота в различных соединениях

Общее содержание азота в литосфере 1 х 10-2 % по массе. Наибольшая часть данного химического элемента находится в атмосфере в свободном состоянии. Он является главной составной частью воздуха. В атмосфере земли азот составляет 75,6 % по массе и 78,09 % по объему.

В связанном состоянии азот встречается повсеместно: в воздухе, водах рек, океанов и морей. В земной коре образует три основных типа минералов, отличающихся входящими в их состав ионами, – CN-, NO3- и NH4 .

Производство азотных удобрений основывается на получении аммиака из молекулярного азота воздуха и водорода. Источником последнего могут служить природный газ, коксовые или нефтяные газы.

может содержать общего азота 0,45 – 0,83 %, белкового азота 0,28 – 0,35 %, аммиачного азота 0,14 – 0,20 %. В полуперепревшем подстилочном навозе содержится общего азота 0,50 – 0,86 %, аммиачного азота – 0,07 – 0,15%.

Торф также богат азотом. Его содержание колеблется от 0,8 – 1,2% в верховом до 1,0 – 2,3 % в переходном и 2,3 – 3,3 % в низинном торфе. Однако органические соединения азота, присутствующие во всех видах торфа, плохо усваиваются растениями. В связи с эти его применение в чистом виде неэффективно, и расходы на добычу и применение чистого торфа редко окупаются прибавкой урожая.

– наиболее ценное азотно-калийное удобрение. Относится к быстродействующим. В среднем содержит от 0,26 до 0,39 % азота.

Птичий помет, содержит большое количество азота. В зависимости от вида птиц и скармливаемых им кормов, процентный состав азота в птичьем помете колеблется от 0,5 до 1,6 %. Еще богаче азотом подстилочный птичий помет. В зависимости от вида подстилки, он включает в себя от 1,6 до 2,22 % азота.[4]

Веселящий газ , N2O

Закись азота способна производить опьяняющий эффект. В больших концентрациях оказывает нейротоксическое действие. Это влияние закиси азота на организм нашло свое применение в медицине в качестве ингаляционного наркоза. Для наркоза используется смесь с кислородом правильной концентрации, которая безопасна для здоровья.

Азотное отравление, или Чем опасен азот

Проблемой такого наркоза остается аноксия — состояние кислородной недостаточности, которое может привести к смерти. Было обнаружено, что закись азота токсически действует на клетки крови, часто становится причиной анемии и поражения спинного мозга. Для наркоза соединение используется и сейчас, однако уже не так широко по причине вероятных последствий для здоровья: увеличение риска развития пневмонии, заражения инфекциями, поражения головного мозга.

Постепенно медицина переходит на более современные и безопасные наркотизирующие средства. Из ингаляционных препаратов используется Галотан, из неингаляционных , барбитураты.

Популярность получают нелегальные смеси на основе закиси азота, которые рекламируются как веселящий и повышающий настроение продукт. Вещество действительно вызывает эйфорию, которая может развиться до истерических припадков хохота, потери ориентации. Газ открыто продается в ночных клубах, интернете.

Предлагаем ознакомиться  Как правильно посадить яблоню, в том числе когда лучше это делать, а также как ухаживать после посадки

Его регулярное употребление может привести к серьезным проблемам со здоровьем, в частности, поражению нервной и дыхательной систем, парезам через нейтрализацию действия витамина B12.

Соединение также имеет газообразное состояние и очень ядовито. В организме человека оксид азота синтезируется в небольших количествах и оказывает сосудорасширяющее действие, которое приводит к улучшению кровообращения. Эндогенный NO помогает предупредить ишемию тканей и снизить давление у лиц, страдающих гипертензией. Однако превышение концентрации и отравление ингаляционным способом приводит к большой токсичности яда.

Диоксид азота , NO2

Диоксид азота имеет специфический запах и высокую химическую активность. Даже в небольших концентрациях он негативно влияет на органы дыхательной системы, приводя к отеку легких. Дополнительно отравление оксидом азота вызывает у людей раздражение слизистой глаза, а также изменяет состав крови в сторону повышения содержания метгемоглобина.

Газ может присутствовать в воздухе больших городов с плохими санитарно-гигиеническими показателями. Поэтому поражения диоксидом азота чаще носит хроническую форму.

Азотная кислота , еще одно ядовитое соединение для организма человека. Ее соли (нитраты) широко используется для приготовления удобрений, лекарственных веществ, производства горючего. Опасно как отравление парами азотной кислоты, так и прямой контакт с жидкостью. При вдыхании вещество раздражает слизистую дыхательных путей, а на коже провоцирует долго заживающие язвы. Даже непродолжительное ингаляция соединения может стать причиной смерти. Такие пары токсичнее угарного газа в 10 раз.

Соли азотной кислоты работают как сильные окислители. В организме человека они превращаются в нитриты (соли азотистой кислоты), действие которых способствуют образованию метгемоглобина и развитию кислородного голодания. Острое отравление нитратами возможно, но чаще протекает в хронической форме. Интоксикацию диагностируют, когда концентрация метгемоглобина достигает 15%.

Симптомами острого отравления при этом будут:

  • синюшность кожи и ногтей,
  • головокружение, сонливость,
  • учащенное сердцебиение,
  • тошнота и рвота,
  • кровянистый понос,
  • одышка, шум в ушах.

Хроническая интоксикация менее выражена – наблюдается слабость, бледность, быстрая утомляемость.

Можно ли человеку дышать азотом? Вдыхание азота с воздухом совершенно неопасно. Однако при вдыхании чистого N2 давление кислорода в крови упадет до нуля, возникнет гипоксия. Это приведет к потере сознания и невозможности человека спасти свою жизнь. Уже при 5% концентрации кислорода и 95% концентрации азота во вдыхаемой смеси потеря сознания произойдет через 40 секунд. Клинические симптомы будут быстро проявляться и нарастать, однако человек не сможет их распознать и отреагировать.

Известная всем глубинная болезнь связана с повышенной концентрацией азота. В кислородной смеси в баллонах содержится азот, который при погружении на глубину ниже 45 м оказывает токсическое действие на мозг. Первыми признаками становятся ослабление внимания, появление волнения и паники или же приступ эйфории.

При первых признаках плохого самочувствия дайвера нужно поднять с глубины и обеспечить доступ свежего воздуха, освободив от экипировки. Наркотическое действие азота обычно проходит уже во время подъема водолаза с глубины на поверхность. Для профилактики опасности нужно нырять с группой людей, а также поддерживать контакт друг с другом, чтобы вовремя заподозрить проблему.

Способы применения азотных удобрений

Натриевая селитра (нитрат натрия, чилийская селитра) используется повсеместно на разных почвах и под все сельскохозяйственные культуры для основного и предпосевного внесения – как поверхностного, так и на подкормку.[8]

Кальциевая селитра для большинства растений равноценна натриевой селитре. Исключение – сахарная свекла и корнеплоды. В данном случае удобрение менее эффективно.[8]

– эффективность использования зависит от степени кислотности и буферности почв и биологических особенностей удобряемых культур. Применяется для основного и предпосевного внесения – как поверхностного, так и на

– универсальное удобрение. Можно применять под любые культуры, на всех почвах перед посевом, как припосевное удобрение и на

. Наиболее целесообразно использовать для

озимых зерновых культур, пастбищ и сенокосов.

применяют как основное допосевное удобрение под все сельскохозяйственные культуры. Вносятся как весной, перед посевом, так и осенью.

предпочтительно вносить одновременно с немедленной заделкой в почву под предпосевную обработку, под яровые зерновые культуры, кукурузу. Не рекомендуется вносить в холодную погоду, ранней весной.

применяют для

вносятся в высоких дозах один раз в два-три года. Обеспечивают питание азотом первой и последующих культур.