Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    115daf8705a0d14d3cefa1f767df2116

    Диоксид азота: формула, характеристики

    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.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    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.

    Химические свойства

    Кислотный оксид. NO2 отличается высокой химической активностью. Он взаимодействует с неметаллами (фосфор, сера и углерод горят в нём). В этих реакциях NO2 — окислитель:

    2 N O 2 + 2 C → 2 C O 2 ↑ + N 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2NO_{2}+2Crightarrow 2CO_{2}uparrow +N_{2}uparrow }}}

    10 N O 2 + 8 P → 4 P 2 O 5 + 5 N 2 ↑ {displaystyle {mathsf {10NO_{2}+8Prightarrow 4P_{2}O_{5}+5N_{2}uparrow }}}

    Окисляет SO2 в SO3 — на этой реакции основан нитрозный метод получения серной кислоты:

    S O 2 + N O 2 → S O 3 + N O ↑ {displaystyle {mathsf {SO_{2}+NO_{2}rightarrow SO_{3}+NOuparrow }}}

    При растворении оксида азота(IV) в воде образуются азотная и азотистая кислоты (реакция диспропорционирования):

    2 N O 2 + H 2 O → H N O 3 + H N O 2 {displaystyle {mathsf {2NO_{2}+H_{2}Orightarrow HNO_{3}+HNO_{2}}}}

    Поскольку азотистая кислота неустойчива, при растворении NO2 в тёплой воде образуются HNO3 и :

    3 N O 2 + H 2 O → 2 H N O 3 + N O ↑ {displaystyle {mathsf {3NO_{2}+H_{2}Orightarrow 2HNO_{3}+NOuparrow }}}

    Если растворение проводить в избытке кислорода, образуется только азотная кислота (NO2 проявляет свойства восстановителя):

    4 N O 2 + 2 H 2 O + O 2 → 4 H N O 3 {displaystyle {mathsf {4NO_{2}+2H_{2}O+O_{2}rightarrow 4HNO_{3}}}}

    При растворении NO2 в щелочах образуются как нитраты, так и нитриты:

    2 N O 2 + 2 K O H → K N O 3 + K N O 2 + H 2 O {displaystyle {mathsf {2NO_{2}+2KOHrightarrow KNO_{3}+KNO_{2}+H_{2}O}}}

    Жидкий NO2 применяется для получения безводных нитратов:

    Z n + 2 N 2 O 4 → Z n ( N O 3 ) 2 + 2 N O ↑ {displaystyle {mathsf {Zn+2N_{2}O_{4}rightarrow Zn(NO_{3})_{2}+2NOuparrow }}}

    В реакциях с галогенами образует соли нитрония, нитрозила и оксиды галогенов:

    2 N O 2 + 2 C l 2 → N O C l ↑ + N O 2 C l ↑ + C l 2 O ↑ {displaystyle {mathsf {2NO_{2}+2Cl_{2}rightarrow NOCluparrow +NO_{2}Cluparrow +Cl_{2}Ouparrow }}}

    Получение диоксида азота в лабораторных условиях

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

    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.

    Свойства и характеристики вещества

    Диоксид азота активно используется при производстве серной и азотной кислоты, находится в составе ракетного топлива и различных взрывчатых смесей. Данное вещество высокотоксично (имеет максимальный класс опасности) и в небольших концентрациях сильно раздражает дыхательные пути, а также вызывает симптомы отравления. Если же его вдохнуть в большом количестве, образуется отек легких, в них происходит накопление жидкости.

    Двуокись азота имеет оранжево-бурый цвет. Ее попадание в воздух в результате выбросов с промышленного источника в большом количестве вызывает сильное загрязнение атмосферы, чем существенно ухудшает экологическую ситуацию. В дальнейшем эти газы могут растворяться в воде, выпадать в виде кислотных дождей на растения, вызывать раздражение слизистых оболочек и др. В ходе взаимодействия двуокиси азота с водой происходит образование нового соединения – азотной кислоты. Она может взаимодействовать с металлами, вызывая сильное коррозионное действие. Нейтрализовать ее могут легкие щелочи.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    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 NO2.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    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).

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    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.

    Читайте так же  Что будет, если закапать Цикломед в нос? Механизм действия препарата

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    Газоанализатор азота

    Диоксид азота

    Неорганическое соединение NO2 (диоксид азота), может выглядеть как газ с характерным красно-бурым оттенком или как желтоватая жидкость. Вещество отличается высокой степенью токсичности и имеет специфический резкий запах – это один из самых распространенных и опасных загрязнителей воздуха. Всем известный “лисий хвост” над трубами промышленных предприятий – признак отсутствия системы очистки промышленных выбросов, диоксид азота в атмосфере является причиной образования смога и кислотных дождей.

    Физические и химические особенности

    Как правило, диоксид представляет собой смесь мономера NO2 и его дримера N2O4, склонность к объединению вызвана присутствием в молекуле неспаренного электрона. Соотношение мономера и дримера в общем объеме зависит от температуры, чем она выше, тем меньше количество объединенных мономеров. Например, при температуре -12°C вещество представляет собой белые кристаллы из N2O4, а при 140°C – газ темного цвета из молекул NO2.

    Плавится вещество при температуре -11,2°C, а закипает при 21,1°C, поэтому во внешних условиях оно может находиться в любом агрегатном состоянии. Плотность у жидкого диоксида азота при 0°C 1491 кг/м3, у газообразного – 2,0527 кг/м3. Молярная масса соединения составляет 46,0055 г/моль.

    Диоксид азота проявляет все характерные свойства кислотных оксидов неметаллов, но при этом его химическая активность одна из самых высоких – он является сильнейшим окислителем. Такие элементы как фосфор, углерод, сера сгорают в азотном диоксиде, взаимодействие с металлами приводит к образованию нитратов и нитритов, а реакция с водородом позволяет получить аммиак. Данное соединение активно не только с отдельными химическими элементами, но и со сложными веществами – кислотами, щелочами и солями. Смеси диоксида азота с бутаном и метаном взрывоопасны.

    Сферы применения

    Несмотря на экологический вред, который может нанести азотно-кислородное соединение, его наличие в определенном количестве в воздухе необходимо, так как способствует образованию тропосферного озона. В промышленности оксиды азота – основной источник получения азотной кислоты – сырья для производства удобрений, лекарств и красителей. Большое значение азотная кислота имеет для металлургии и оборонных предприятий, связанных с изготовлением взрывчатых веществ.

    Диоксид азота применяется, как окислитель при запуске ракетной техники. Недавние исследования биологов и медиков выявили регулирующую роль диоксида в процессах обмена на клеточном уровне, молекула NO2 – это своеобразный “дорожный знак” на пути движения различных составляющих клеточного обмена.

    Несмотря на экологический вред, который может нанести азотно-кислородное соединение, его наличие в определенном количестве в воздухе необходимо, так как способствует образованию тропосферного озона. В промышленности оксиды азота – основной источник получения азотной кислоты – сырья для производства удобрений, лекарств и красителей. Большое значение азотная кислота имеет для металлургии и оборонных предприятий, связанных с изготовлением взрывчатых веществ.

    Диоксид азота применяется, как окислитель при запуске ракетной техники. Недавние исследования биологов и медиков выявили регулирующую роль диоксида в процессах обмена на клеточном уровне, молекула NO2 – это своеобразный “дорожный знак” на пути движения различных составляющих клеточного обмена.

    Из-за высокой активности, диоксида азота оказывает сильное влияние на организм человека, его опасность соответствует 2-му классу. При увеличении содержания вещества выше ПДК, которая для производства составляет 2 мг/м3, наступает легкое отравление с ухудшением обоняния и сухостью в горле.

    Дальнейшее увеличение приводит к более серьезным последствиям вплоть до отека легких. Сохранить здоровье персонала и исключить трагический исход, помогут современные и технологичные газоанализаторы диоксида азота серии С300 от .

    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 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.

    Читайте так же  Почему возникают внезапные приступы агрессии, ярости и злости

    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.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    Опасность двуокиси азота для организма человека

    Оказываясь в организме, диоксид азота нарушает работу органов дыхания путем агрессивного воздействия на слизистые оболочки, вызывая при продолжительном контакте бронхит и эмфизему. Токсичное вещество может принадлежать к одной из трех категорий, в зависимости от содержания в рабочей зоне: малоопасной, умеренной и чрезвычайно опасной.

    Опасность отравления диоксидом азота состоит в том, что на первых этапах оно практически незаметно и проходит бессимптомно. Симптомы проявляются только в случае попадания значительного объема газа в организм. Первыми признаками отравления считаются головная боль, общая слабость, боли в области груди, кашель и спазмы. При усугублении интоксикации растет температура тела, усиливается тошнота, появляется кашель с мокротой, а также нарушается работа легких и других органов дыхания.

    К группе особого риска отравления двуокисью азота относятся жители крупных городов индустриального типа, так как именно в них концентрация токсичного вещества чаще всего превышает допустимые нормы. Для определения уровня содержания диоксида азота необходим химический анализ атмосферного воздуха, который позволяет выявить степень заражения веществом.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    Это интересно: Погибший при пожаре

    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 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 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. 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.

    Симптомы, первая помощь и лечение

    Высокая концентрация азота может попасть в организм при вдыхании паров газа или перорально. Симптомы интоксикации начинают проявляться уже через 15 мин. В зависимости от предпринятых мер, они развиваются в легкой или тяжелой степени.

    При легкой форме отравления азотом наблюдается слабое головокружение, сухой кашель и состояние, похожее на опьянение. Тяжелая интоксикация затрагивает:

    • дыхательную систему: сильный кашель, отек легких;
    • кожу: синюшность и бледность;
    • сердечно-сосудистую систему: аритмия, тахикардия, повышение давления;
    • мышцы: спазмы, судороги;
    • ЖКТ: спазмы в животе, боль, рота, понос.
    Читайте так же  Невропатия глазодвигательного нерва: лечение, симптомы

    Отравление оксидом азота и азотной кислотой требует следующих мер:

    • промывания глаз водой в течение минимум 10 минут;
    • очищение участка кожи, на которую попало химическое соединение, чистой водой или слабым раствором соды;
    • промывание желудка зондовым методом при проглатывании вещества;
    • введение морфина или атропина в условиях стационара.

    Вреден ли азот в воздухе при промышленных выбросах? Превышение концентрации азотистых соединений в атмосфере — современная проблема экологии. Такие нарушения негативно сказываются на здоровье всех жителей города и могут привести к хронической интоксикации. При стандартной концентрации азота он совершенно безопасен.

    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 NO2 в воздушной среде.

    Причины развития интоксикации

    Азот наряду с кислородом и углеродом входит в состав многих биологически важных молекул. По сути, это один из элементов жизни, который воздействует на все основные процессы. Отравление же возникает в результате попадания в организм его окислов. В особенности наблюдается поражение дыхательных путей, поэтому следует избегать вдыхания вредоносных паров этих газов.

    Причины, вызывающие интоксикацию диоксидом азота:

    • вдыхание выхлопных газов;
    • аварии на производстве;
    • работа с азотистыми соединениями без помощи защитного снаряжения;
    • плавка металла;
    • работа с взрывоопасными продуктами;
    • нарушение техники безопасности при производстве фармакологических препаратов (например, продолжение работы без соответствующей защиты при наличии конкретного запаха диоксида).

    Диоксид азота, относящийся к газообразным ядам, чаще всего попадает в организм через дыхательные пути. Но встречаются случаи, когда причиной отравления становится употребление в пищу продуктов, содержащих избыток нитратов. Вещество имеет способность растворяться в воде и наносить вред также контактным путем.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    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.

    Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности

    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.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *