Влияние азота на организм человека. Эффективность закиси азота. Состояние больного. Безопасность применения закиси азота. Влияние на организм Влияние закиси азота на организм

Как химический элемент азот необходим для существования любого живого организма, поскольку участвует в реакциях энергообеспечения, синтеза белка и нуклеиновых кислот. В общей сложности при пересчете на сухую массу он составляет 2% человеческого организма, то есть наряду с углеродом, кислородом и водородом является важным макроэлементом.

В природе этот инертный газ и его соединения также встречается повсеместно. Велико его содержание в растениях, почве, залежах полезных ископаемых. Но, будучи совершенно безвредным в нормальных условиях, иногда он может привести к серьезной интоксикации.

Причины развития азотной интоксикации

Самой устойчивой формой является двухатомная молекула газа N2, которая составляет почти 80% атмосферы Земли, и с каждым вдохом в человеческий организм поступает большая его доза. И если в обычных условиях при нормальном атмосферном давлении и достаточном содержании кислорода он в силу химической инертности практически никак не влияет на состояние организма, то при изменении некоторых параметров внешней среды поступление его в организм способно вызвать азотное отравление.

Интоксикация в подавляющем количестве случаев связана с нарушением техники безопасности при работе с этим химикатом. Она может развиться при следующих ситуациях:

• аварии на производствах, где используется газ, или нарушение целостности емкостей при его транспортировке;
• случайное попаданиегаза в организм при работе с ним в химической лаборатории;
• погружение водолазов на большую глубину, при котором есть риск развития глубинной болезни;
• использование удушающего газа во время военных действий.

Влияние азота на организм человека

Чем выше концентрация азота и парционноедавление во вдыхаемом воздухе, тем сильнее его токсическое действие. У дайверов, ныряющих на большую глубину, концентрация азота в газовых баллонах достаточна, чтобы под действием высокого давления (гипербарии) повысилась растворимость этого газа в крови. Риск развития глубинной болезни особенно высок при быстром погружении на глубину от 25-28 метров, а также при наличии у водолаза индивидуальной высокой чувствительности к газу.

При случайном вдыхании воздуха с избытком азота (аварии на производствах, несоблюдение правил безопасности) он начинает действовать в организме как асфиксант, то есть проявляет удушающее действие. Вытесняя из организма кислород, он приводит к гипоксии и развитию дыхательной недостаточности.

Газ имеет высокую способность растворяться в жирах, по этой причине его молекулы «налипают» на мембраны клеток, состоящие большей частью из липидов, и тем самым мешают жизненно важным процессам. Наиболее выраженное губительное действие он оказывает на нервную систему.

Сначала блокируется работа тормозных нейронов мозга, чемобусловлено наркотическое действие газа – проявляется так называемое азотное опьянение. Впоследствии развивается токсический эффект, при котором нарушается проводимость нервного импульса и в других типах нейронов. Также газ наносит вред дыхательным путям, снижая активность альвеол.

Тяжесть интоксикации напрямую зависит от концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе. При случайном попадании азота в среду, где концентрация кислорода менее 6–7%, достаточно нескольких вдохов для того, чтобы до критического уровня упало парциальное давление кислорода в крови. При вдыхании же чистого азота человек моментально теряет сознание и может умереть в течение 3-4 минут пребывания в атмосфере с преобладанием инертного газа.

Симптомы отравления

Азот – это газ, не имеющий ни цвета, ни запаха, поэтому очень трудно вовремя оценить риск отравления без специальных измерительных приборов. Ситуацию также усугубляет медленное развитие признаков интоксикации: человек поначалу может просто не замечать, как его организм теряет кислород, а отравление при этом происходит постепенно в течение довольно длительного времени.

Основные симптомы отравления азотом:

• прежде всего появляется кашель, к которому затем присоединяются боли в грудной клетке;
• в начале процесса интоксикации могут проявляться приступы эйфории, беспричинной веселости и двигательной расторможенности;
• через некоторое время эйфория сменяется апатией, резкой слабостью, возникают тремор конечностей и чувство страха;
• симптомы могут стихать и нарастать снова, отравление организма при этом продолжается;
• кожа приобретает синюшный оттенок;
• повышается температура тела, к кашлю примешиваютсякровь или пена;
• при развитии отека легких наблюдаются приступы удушья.

Летальный исход возможен при вдыхании чистого азота или при длительном нахождении в атмосфере, содержащей от 90% инертного газа.

Смерть чаще всего наступает в результате тяжелой дыхательной недостаточности или кислородного голодания мозга.

Первая помощь и лечение при поражении

Жизнь пострадавшего зависит от быстроты действий окружающих, так как зачастую сам он не в состоянии помочь себе по причине развития азотного опьянения или обморока. Необходимо:

1. Вывести человека из зоны высокой концентрации азота. В случае аварии на предприятиях или при военном применении газа надеть противогаз или респиратор на себя, затем – на пораженного.
2. Вызвать врачебную помощь.
3. Обеспечить отравившемусяприток кислорода, расслабить стесняющую одежду, развязать галстук.
4. После того как больной придет в сознание, дать ему обильное питье (воду или сладкий чай).

При интоксикации дайвера необходим медленный подъем на поверхность, проверка его пульса и дыхания, обеспечение ему кислорода, тепла и неподвижности.

Дальнейшая помощь оказывается специалистами в условиях стационара и под мониторингом жизненных показателей. Действия направлены на снижение количества инертного газа в организме. Используют кислородную маску, внутривенно вводят глюкозу, при развитии отека легких – раствор хлорида кальция. Если нарушена сердечная деятельность, вкалывают подкожно 10% раствор кофеина и другие сосудистые средства.

Важно помнить, что нельзя отказываться от врачебной помощи и госпитализации даже при легком отравлении азотом. При видимом благополучии в организме могут произойти нарушения, способные привести к серьезным последствиям.

Последствия и профилактика

Если помощь оказана своевременно, шансы избежать осложнений достаточно высоки. Однако тяжелая интоксикация может спровоцировать дальнейшее развитие у человека патологических состояний, к которым относятся:

• заболевания органов ЖКТ и дыхательных путей;
• нарушение свертываемости крови;
• затруднение газообмена в альвеолах;
• нарушения в работе сердца.

В некоторых случаях требуется длительная симптоматическая терапия в условиях стационара.

Чтобы предупредить отравление газом, необходимо не допускать нарушения техники безопасности при деятельности, связанной с ним. Работы с азотистыми удобрениями в обязательном порядке проводятся в средствах индивидуальной защиты. Промышленные предприятия, на которых используются азотистые соединения, должны быть оснащены противогазами, а работники – обеспечены безопасными условиями труда.

Любителям дайвинга нужно тщательно следить за своим состоянием при медленномпогружении на глубину. Рекомендуется не заниматься дайвингом в одиночестве, особенно если имеется индивидуальная чувствительность к действию азота.

Токсическое действие азота при высоком парциальном давлении проявляется в его наркотиче­ском воздействии и угнетении функций центральной нервной системы.

Выраженность токсического действия азота на­ходится в прямой зависимости от его парциального давления и продолжительности воздействия.

В практике водолазных погружений это явление наблюдается:

При использовании сжатого воздуха для дыхания на глубинах более 60 м;

При нарушении регламента приготовления и сме­ны подачи дыхательных газовых смесей;

При нарушении правил промывок системы «аппа­рат - легкие», после смены ДГС в процессе погру­жения;

При выключении из дыхательного аппарата на глубинах более 70 м и дыхании воздушной средой водолазного колокола (барокамеры).

Первые проявления токсического действия азота возникают при парциальном давлении 0,4 МПа (4 кгс/см2) и выражаются в снижении самоконтро­ля, повышенной разговорчивости и беспричинном смехе. Реже наблюдается противоположная реак­ция - появление подавленности, чувства страха.

При парциальных давлениях азота 0,5-0,6 МПа /5-6 кгс/см2) развивается состояние, сходное с ал­когольным опьянением. Большинство водолазов про­должает сохранять физическую работоспособность и общее хорошее самочувствие. Дальнейшее повыше­ние парциального давления азота до 0,7-0,9 МПа (7-9 кгс/см2) приводит к нарушению координации движений, расстройству общей ориентировки, сни­жению сообразительности. Усиливается чувство опь­янения, утрачивается работоспособность.

При парциальных давлениях азота выше 1- 1,2 МПа (10-12 кгс/см2) появляются зрительные и слуховые галлюцинации, утрачивается сознание, на­ступает наркотический сон.

При появлении признаков азотного наркоза не­обходимо прекратить спуск и принять меры к подъему водолазов на поверхность (уменьшению глуби­ны). По мере подъема водолаза наркотическое дей­ствие азота исчезает без каких-либо остаточных яв­лений.

В случае потери водолазом сознания для оказа­ния помощи опускается страхующий, который дол­жен завести пострадавшего в колокол и сделать про­мывку (вентиляцию) системы «аппарат - легкие». Для снятия токсического действия азота водолаза пе­реводят на дыхание 6% кислородно-гелиевой смесью.

Последствия кратковременного воздействия вы­соких парциальных давлений азота не представляют собой опасности для здоровья водолазов и не тре­буют специального лечения.

В целях предупреждения азотного наркоза сле­дует строго контролировать состав подаваемых на дыхание искусственных газовых смесей и очеред­ность их смены.

Переключать водолаза на дыхание воздухом в процессе декомпрессии необходимо с глубин 70 м и менее.

В целях адаптации к токсическому действию азо­та проводят тренировочные спуски в барокамере 1-2 раза в месяц с использованием для дыхания сжатого воздуха.

Тяжелее воздуха (относительная плотность 1,527). Растворим в воде (1:2). При 0°C и давлении 30 атмосфер, а также при обычной температуре и давлении 40 атмосфер сгущается в бесцветную жидкость. Из одного килограмма жидкой закиси азота образуется 500 литров газа. Закись азота не воспламеняется, но поддерживает горение. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтилом в определенных концентрациях взрывоопасны.

Они употребляют его ингаляционно, в основном с использованием воздушных шариков, заполненных закисью азота.

Быстрое достижение состояния эйфории превратило "веселящий газ" в популярное средство на разного рода молодежных вечеринках. "Веселящий газ" распространяется в основном в ночных клубах с лета 2012 года.

По словам главного нарколога Минздрава РФ Евгения Брюна, медики пока могут быть от употребления этого вещества, и как возникает зависимость от него.

Глава Роспотребнадзора, главный государственный санитарный врач России Геннадий Онищенко сообщил, что допустимо применение закиси азота в медицинских условиях. "Это один из самых щадящих анестетиков. Но когда он в огромных масштабах вне стен медучреждений применяется абсолютно без повода, как это повлияет, не знает никто".

Предположительно, использование "веселящего газа" может производить необратимые воздействия на мозг и нервную систему. Даже при небольшой концентрации он дезорганизует мыслительную деятельность, затрудняет работу мышц, ухудшает зрение и слух.

Его использование возможно только под контролем специалистов, прошедших соответствующее обучение. Без надлежащего контроля и в чистом виде (без "разбавления" кислородом) применение веселящего газа смертельно опасно. Если объем кислорода в смеси с закисью азота будет меньше 20%, то может наступить остановка дыхания, человек погибнет.

Признаки употребления закиси азота:

При краткосрочном применении ‑ глупое поведение, беспричинный безудержный смех, головокружение, частые головные боли, частые падения в обморок и частые потери сознания.

При долгосрочном применении ‑ кратковременная амнезия, эмоциональая неустойчивость, нарушение мыслительных процессов, ухудшение слуха и осязания, шаткая походка, невнятность речи, постепенная атрофия мозга.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

На сегодняшний день, играющий немалую роль в образовании смога и кислотных осадков. Давайте рассмотрим, что представляет собой это вещество и чем оно опасно для человека.

Диоксид азота: формула, характеристики

Двуокись азота - неорганическое соединение состава NO 2 . Представляет собой газ желто-бурого цвета. В условиях низких температур становится бесцветным.При температуре большей, чем 150°С, происходит диссоциация диоксида на 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.

Получение диоксида азота в лабораторных условиях

В лабораториях двуокись азота в основном получают путем воздействия концентрированной азотной кислоты на медь:

Cu + 4HNO 3 → (CuNO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

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.

Антропогенные источники выбросов диоксида азота

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 NO 2 .

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 NO 2 . Также бурый цвет имеют выбросы некоторых химических предприятий, из-за чего их называют «лисьими хвостами». Особенно заметны они летом.

Санитарно-гигиенические характеристики

Среди всех окислов группы NOx самым опасным для окружающей среды и человека является именно диоксид азота. Класс опасности - второй. Это значит, что NO 2 относится к высокоопасным веществам. Предельно допустимая максимально-разовая концентрация (ПДК) диоксида азота в воздухе населенных пунктов равна 0,085 мг/м 3 , среднесуточная - 0,04.

Для воздуха рабочей зоны установлены другие нормативные значения. Так, значение предельно допустимой концентрации (ПДК р. з.) составляет 2 мг/м 3 соединения (диоксид азота). Класс опасности - третий. То есть NO 2 отнесен к опасным веществам.

Диоксид азота: влияние на человека

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. 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.

Влияние на обоняние

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. При этом наблюдаются неприятная сухость в горле и раздражение слизистой, которые проходят при концентрации, превышающей пороговое значение обнаружения в 15 раз. Однако на смену приходят другие, более серьезные симптомы, означающие негативное воздействие двуокиси азота на органы дыхания.

Влияние диоксида азота на зрение

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.

Влияние на органы дыхания

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 NO 2 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. В результате сыворотка крови попадает в полость легких. При вдыхании воздух с жидкостью образуют пену, которая нарушает нормальный газообмен, что приводит к возникновению отека легких.

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.

Влияние на человека: другие последствия

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 NO 2 в воздушной среде.

Хроническое отравление диоксидом азота

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 NO 2 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.

Выводы

Как видим из вышеприведенного материала, азота диоксид в атмосферном воздухе может крайне негативно сказываться на организме человека. К сожалению, превышения допустимых концентраций этого вещества в воздухе - не редкость. Поэтому довольно актуальными на сегодняшний день являются вопросы, касающиеся разработки мероприятий, направленных на снижение выбросов диоксида азота в атмосферу, которые имеют как экологическое, так и санитарно-гигиеническое значение.

Природными источниками СО2 являются выделяющиеся из земных глубин газы (особенно при извержениях вулканов), дыхание живых организмов, продукты сгорания древесины при лесных пожарах и т.д. Природа всегда стремится к равновесию, поэтому в процессе фотосинтеза происходило и происходит поглощение СО2 растениями, морями и океанами, т.е. идет круговорот углерода в природе. В этот естественный круговорот и вмешался человек. В результате сжигания органических топлив концентрация СО2 в атмосфере с 1750 по 1992 г. возросла примерно в 1,3 раза.

Оксид углерода (СО), бесцветный газ без запаха, обладает выраженным отравляющим действием. Оно обусловлено его способностью вступать в реакцию с гемоглобином крови, приводя к образованию карбоксигемоглобина, который не связывает кислород. Вследствие этого нарушается газообмен в организме, появляется кислородное голодание и возникает нарушение функционирования всех систем организма. Характер отравления оксидом углерода зависит от его концентрации в воздухе, длительности воздействия и индивидуальной восприимчивости человека. Легкая степень отравления вызывает пульсацию в голове, потемнение в глазах, головокружение, головную боль и усталость, повышенное сердцебиение. При тяжелом отравлении сознание затуманивается, возрастает сонливость. При очень больших дозах угарного газа (свыше 1 %) наступают потеря сознания и смерть. Для легких человека, а также других живых существ СО может стать чрезвычайно вредным или даже ядовитым, так как примерно в 210 раз лучше поглощается кровью, чем кислород воздуха. Оксид углерода является одним из самых распространенных загрязнителей атмосферы.

Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Общий характер воздействия меняется в зависимости от содержания различных оксидов азота: NO2, N2O3, N2O4. Наибольшую опасность представляет NO2. Воздействие оксидов азота на человека приводит к нарушения функций легких и бронхов. Воздействию оксидов азота в большей степени дети и взрослые, страдающие сердечно — сосудистыми заболеваниями. В воздухе оксиды азота в зависимости от концентрации вызывают: раздражения слизистых оболочек носа и глаз С = 0,001 об. % , начало кислородного голодания С = 0,001 об. % , отек легких С = 0,008 об. %.

При контакте диоксида азота с влажной поверхностью (слизистые оболочки глаз, носа, бронхов) образуются азотная и азотистая кислоты, раздражающие слизистые оболочки и поражающие альвеолярную ткань легких. При высоких концентрациях оксидов азота (0,004 — 0,008 %) возникают астматические проявления и отек легких. Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений и не предполагает отрицательных последствий. При длительном воздействии оксидов азота в концентрациях, превышающих норму, люди заболевают хроническим бронхитом, воспалением слизистой желудочно-кишечного тракта, страдают сердечной слабостью, а также нервными расстройствами. NO2 тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.

Оксиды азота ответственны за возникновение смога и кислотных дождей. Смог вызывает затруднение дыхания, кашель у детей и способствует развитию болезней органов дыхания. Особенно страдают от смога астматики и дети.

Ощущение запаха и незначительного раздражения во рту отмечается при концентрации NO2 порядка 0,0002 мг/л. Вредное воздействие оказывают оксиды азота и на нервную систему человека. Содержание в атмосферном воздухе оксидов азота свыше 0,28 мг/м3 приводит к повреждению некоторых видов растений вызывает затруднение дыхания, кашель у детей и способствует развитию болезней органов дыхания.

Вторичная реакция на воздействие оксидов азота проявляется в образовании в человеческом организме нитритов и всасывании их в кровь. Это вызывает превращение гемоглобина в метагемоглобин, что приводит к нарушению сердечной деятельности.

Оксиды азота оказывают отрицательное воздействие и на растительность, образуя на листовых пластинах растворы азотной и азотистой кислот. Этим же свойством обусловлено влияние оксидов азота на строительные материалы и металлические конструкции. Кроме того, они участвуют в фотохимической реакции образования смога. В уходящих газах дизелей концентрации СО и NOx могут достигать 0,5 % (по объему).