Оксид азота чем опасен для окружающей среды
Загрязнение атмосферы оксидом азота
Оксиды азота — это группа из семи газов и соединений, состоящая из азота и кислорода, иногда совокупно известных как газы NOx. Двумя наиболее распространенными и опасными оксидами азота являются оксид азота и диоксид азота. Оксид азота, также называемый веселящим газом, является парниковым газом, который способствует глобальному потеплению.
Оксид азота (NO) выбрасывается в составе выхлопных газов транспортных средств, а также при сжигании угля, нефти, дизельного топлива и природного газа, особенно на электростанциях. Он также выделяются фабриками, сигаретами, газовыми плитами, керосиновыми обогревателями, дровяными котлами.
Оксиды азота могут создавать опасность для окружающей среды, когда они вступают в реакцию с солнечным светом и другими химическими веществами с образованием смога. Оксиды азота и диоксид серы вступают в реакцию с веществами в атмосфере, образуя кислотные дожди.
Источники оксида азота
В выхлопных газах транспортных средств, выбросах от угольных электростанций и приборов, сжигающих ископаемое топливо, в сигаретном дыму.
Диоксид азота используется для производства ракетного топлива и взрывчатых веществ.
Оксид азота выделяется в процессе сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также при сжигании ископаемого топлива и твердых отходов. Кроме того, он используется в качестве анестетика.
Пути воздействия оксидов азота
Оксиды азота обычно проникают в организм через:
Влияние оксидов азота на организм
Краткосрочное воздействие:
Влияние оксидов азота на здоровье может включать в себя:
Длительное воздействие:
Долгосрочное воздействие низких уровней оксидов азота может привести к раздражению органов дыхания:
Долгосрочное воздействие высоких уровней оксидов азота может привести к:
Кто подвергается риску воздействия оксидов азота?
Каждый человек подвергается воздействию небольших количеств оксидов азота в воздухе. В некоторых отопительных и кухонных приборах используется ископаемое топливо; некоторые люди живут рядом с электростанциями, работающими на угле. Сигаретный дым и дым, вдыхаемый пассивными курильщиками — это источники оксида азота.
Если вы считаете, что воздействие оксидов азота повлияло на ваше здоровье, обратитесь к своему медицинскому работнику.
«Лисий хвост»: 6 этапов убийства человека
«Черный юмор» химиков объясняется просто: диоксид азота – это знакомый многим рыже-бурый дым, клубящийся из труб теплоэлектростанций, нефтеперерабатывающих, нефтехимических и металлургических заводов, а также заводов, производящих азотную кислоту, различные удобрения и утилизирующих твердые бытовые отходы. Он, действительно, с виду напоминает пышный лисий хвост.
Откуда он берется? Дело в том, что в результате горения любого топлива выделяется оксид азота NO, который, будучи выпущен в атмосферу, быстро соединяется с кислородом, и превращается в диоксид азота NO2. Специалисты считают, что 90% этих зловредных веществ попадает в нашу атмосферу именно из-за человеческой деятельности, в том числе, из-за выхлопных газов автомобилей. Да-да, первым по объему выбросов диоксида азота в атмосферу в больших городах является автотранспорт!
Ученые отмечают, что именно в утренний «час пик» в воздухе над городами повышается концентрация NO, а стоит подняться солнцу и прогреть атмосферу, как в результате фотохимического окисления оксид азота превращается в еще более вредный и опасный NO2.
И не стоит радоваться, если в прохладное время года вы не видите знакомых рыжих клубов дыма или серо-желтого смога, городской воздух вам только кажется прозрачным и чистым: при низких температурах рыжий «лисий хвост» становится бесцветным, но он есть. И по-прежнему влияет на раннюю желтизну и бурые пятна на листьях деревьев, их увядание и гибель, на формирование кислотных облаков и осадков. Ведь при взаимодействии NO2 с водой образуется – азотная кислота!
Именно это свойство – образование азотной кислоты при реакции NO2 с водой – оказывает губительное воздействие на организм человека. Представьте, все наши слизистые являются влажными, т.е. содержат воду. А это значит, при вдыхании паров NO2 в горле, носоглотке, на стенках альвеол легких образуется HNO3, которая разъедает эти органы, запускается процесс разрушения человеческого организма.
Итак, 6 этапов убийства человека диоксидом азота:
1. В первые десять минут, вдыхая диоксид азота, человек ощущает специфический запах, но через 10 минут уже «принюхивается» и не улавливает его, так как умирают рецепторы запаха. И ощущение неприятной сухости в горле со временем и, как ни странно, с ростом концентрации NO2 проходит, но это коварный и ложный комфорт, ведь тем временем диоксид продолжает свое ужасное дело.
2. Показания уровня гемоглобина в крови человека падает, это чревато падением защитных сил организма.
3. Диоксид азота влияет и на зрение человека: его воздействие на слизистую глаз приводит к ухудшению способности видеть в условиях малой освещенности. Пороговая концентрация NO2, изменяющая световую чувствительность глаза, 0,14 мг/м3.
4. Стенки альвеол легких разъедаются, становятся легко проницаемыми. В результате сыворотка крови попадает в полость легких. При вдыхании воздух с жидкостью образуют пену, которая нарушает естественный газообмен и чревата развитием отека легких.
5. При контакте со щелочными средами организма NO2 образуются вредные нитраты и нитриты – те самые, которых мы так боимся в овощах и фруктах. Нитриты приводят к угнетению центральной нервной системы, расширяют кровеносные сосуды, снижают артериальное давление и пр.
6. В конце концов, нитраты в кишечнике трансформируются в канцерогенные нитрозамины, которые рано или поздно приводят к раку.
Вот что таится за таким милым и пушистым названием – «лисий хвост»!
Ученые отмечают, что затруднение дыхания здоровый человек чувствует при концентрации NO2 всего 0,056 мг/м3, а склонный к заболеваниям легких – при 0,038 мг/м3. Даже молодые здоровые люди, переехав в крупные города, замечают – участились простуды, грипп. Влияние NO2 на организм даже в малых дозах снижает его сопротивляемость и запускает вредоносные болезненные процессы. Особенно остро это проявляется у детей.
Поэтому сегодня борьба против вредоносных выбросов диоксида азота, борьба за экологию – важнейшая задача для каждого из нас!
Диоксид азота: влияние на человека. Диоксид азота: класс опасности
Диоксид азота – один из самых распространенных загрязнителей атмосферы 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 NO2. 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:
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 NO2.
Основные источники, влияющие на выброс диоксида азота в атмосферу:
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.
Санитарно-гигиенические характеристики
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 NO2 отнесен к опасным веществам.
Диоксид азота: влияние на человека
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 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.
Влияние на человека: другие последствия
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.
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 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.
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.
Оксид азота: общие сведения, влияние на человека и окружающую среду
Получение оксида азота
В лабораторных условиях получение оксида азота возможно путем проведения реакции разбавленной азотной кислоты с медью или восстановлением азотистой кислоты в виде нитрита натрия или нитрита калия.
Основным природным источником оксида азота являются электрические разряды молний в грозу. Оксид азота является побочным продуктом, возникающим при сгорании веществ в автомобильных двигателях и топлива на электростанциях.
Также получение оксида азота возможно из свободных элементов, для этого необходимо при температуре 1200-1300°C провести соединение азота с кислородом.
Уменьшение вредного воздействия окислов серы и азота
Содержание большого количества серы в топливе влияет на экологию негативно. Чтобы предупредить загрязнение атмосферы оксидами серы и азота, необходимо минимизировать вредные выбросы.
Для удаления серы из топлива производится обессеривание на заводе по нефтепереработке. Кроме того, перед сжиганием топлива на ТЭС его подвергают воздействию высоких температур, что способствует удалению избытков серы.
Чтобы уменьшить вредное воздействие названных веществ в процессе сгорания, применяются следующие методы:
Очистка газов перед выбросом в атмосферу частично обеспечит решение экологической проблемы. Снизить выбросы также помогут следующие меры: совершенствование горелочных приспособлений, применение устройств с пониженным образованием оксидов азота, двухсветный экран.
Применение оксида азота
Оксид азота используется в медицине для расширения кровеносных сосудов при ишемической болезни сердца путем уменьшения нагрузки на сердце.
Оксид азота используется при неотложной помощи для содействия капиллярному расширению легких для лечения первичной легочной гипертензии у новорожденных, связанной с врожденными дефектами. Терапия оксидом азота значительно повышает качество жизни и, в некоторых случаях, спасает жизнь детей с риском развития заболевания сосудов легких.
Оксид азота также вводится в виде спасительной терапии у больных с острой правожелудочковой недостаточностью, которая является вторичной по отношению к легочной эмболии.
В пищевой промышленности оксид азота известен под названием пищевая добавка Е942 и используется в качестве пропеллента и упаковочного газа.
Польза оксида азота
Оксид азота широко применяется в традиционной медицине при различных заболеваниях и оказывает положительное влияние на:
В дополнение ко всему оксид азота является богатым источником необходимых питательных веществ, таких как b-ситостерин, урсоловая кислота, гликозиды, растительные стерины, а также цинк, кальций, калий, железо и витамины А и С для организма.
Влияние оксида азота на организм человека
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.
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).
Решения от «ЭКОЭНЕРГОТЕХ»
— лидер в поставках установок для очистки от оксидов азота в России. Предприятие разрабатывает и производит высокоэффективные системы для очистки дымовых газов от оксидов азота с учетом потребностей клиентов. К основным преимуществам создаваемой продукции относят:
Менеджеры компании проконсультируют по вопросам подбора оборудования. В установленные договором сроки организация осуществит поставки комплексных систем для очистки отработавших газов от различных источников, включая проектирование, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание.
Влияние оксида азота на окружающую среду
Оксид азота является естественным компонентом атмосферы. Однако интенсивное использование искусственных азотных удобрений и сжигание ископаемого топлива в двигателях внутреннего сгорания составляет большую часть антропогенных выбросов оксида азота. На него приходится около 6% глобального потепления. Если общее ежегодное выделение оксидов азота в мире оценивалось в 1967 г. в 53 млн. т, то уже в 1995 г. оно составило 130 млн. т.
Оксиды азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков. В дополнение к косвенному воздействию (кислотный дождь), длительное воздействие диоксида азота в концентрации 470-1880 мкг/м3 может подавлять рост некоторых растений (например, томатов). Значимость атмосферных эффектов оксидов азота связана с ухудшением видимости. Диоксид азота играет важную роль в образовании фотохимического смога.
Вещества, загрязняющие атмосферу
Значительный вред представляют вещества, образующиеся в момент сгорания. Они становятся источниками кислотных дождей, парникового феномена, изменения климата на планете. Основными вредными веществами в атмосфере являются следующие:
Выбросы оксида азота
В 2018 году оксид углерода или закись азота (N2O) составлял около 6,5% всех выбросов парниковых газов, образующихся в результате деятельности человека. Человеческая деятельность, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, управление сточными водами, а также промышленные процессы увеличивают количество N2O в атмосфере.
Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть азотного цикла Земли и имеет различные природные источники.
Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем они будут удалены поглотителем или разрушены в результате химических реакций.
Источники оксида азота
В мировом масштабе около 40% общих выбросов N2O происходит в результате деятельности человека. Закись азота выбрасывается в результате сельскохозяйственной, транспортной, промышленной и других видов деятельности, описанных ниже.
Сельское хозяйство
Закись азота может выделяться в результате различных видов деятельности в сельском хозяйстве, таких как внесение синтетических и органических удобрений и других методов возделывания сельскохозяйственных культур, использования навоза или сжигания сельскохозяйственных отходов.
Обращение с сельскохозяйственными почвами является крупнейшим источником выбросов N2O, на который приходится около 77,8 процента от общего объема выбросов N2O в 2018 году.
Сжигание топлива
При сжигании топлива выделяется закись азота. Количество N2O, выбрасываемого при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и практики эксплуатации.
Промышленность
Закись азота образуется в качестве побочного продукта при производстве таких химических веществ, как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и в производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, например, нейлона, и других синтетических продуктов.
Отходы
Закись азота также образуется в результате очистки бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего в них азота, обычно в виде карбамида, аммиака и белков.
Хотите избежать чрезмерного загрязнения атмосферы? Вот что можно сделать:
Естественные источники оксида азота
Выбросы закиси азота происходят естественным образом из многих источников, связанных с азотным циклом, который представляет собой естественную циркуляцию азота между атмосферой, растениями, животными и микроорганизмами, живущими в почве и воде.
Азот принимает различные химические формы на протяжении всего природного азотного цикла, включая N2O. Естественные выбросы N2O происходят в основном от бактерий, расщепляющих азот в почве и океане.
Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными видами бактерий или разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения или химических реакций.