Эколого-токсикологическая характеристика оксидов азота

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Министерство образования Российской Федерации

Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Кафедра промышленной экологии

Реферат

по теме:

Эколого-токсикологическая характеристика оксидов азота

Москва 2019

Оглавление

1. Нахождение в природе и поступление в атмосферу

2. Воздействие NO? на человека

3. Воздействие NO? на растения

4. Токсикологические параметры

Список литературы

1. Нахождение в природе и поступление в атмосферу

Оксиды азота, как и угарный газ, оксиды серы и взвеси, считаются вредными выбросами. Среди устойчивых оксидов азота в условиях тропосферы, как правило, выделяют гемиоксид N?O, оксид NO и диоксид NO?. Другие оксиды (триоксид NO?, триоксид диазота N?O?, тетраоксид диазота N?O?, пентаоксид диазота N?O?) в условиях тропосферы считаются неустойчивыми (под действием фотодиссоциации они легко разлагаются). Поэтому под общей формулой оксидов азота NO? обычно подразумевают NO, NO? и N?O [1]. В природе оксиды азота образуются из-за естественных явлений (770 млн т в год), как молния или лесной пожар. Азот взаимодействует из-за большой температуры с кислородом, что приводит к образованию NO, который окисляется до оксида азота (IV). Антропогенным источником оксидов (60 млн т в год), поступающих в атмосферу, являются химические промышленности (ТЭС, производство азотной кислоты и т.д.), процессы нефтеперегонки, сжигание топлива, автомобильный транспорт. [2;4]. Выбросы NO? считаются одной из основных причин образования фотохимического смога. Соединяясь с парами воды в атмосфере, они образуют азотную кислоту, и, вместе с оксидами серы, являются причиной образования кислотных дождей [3;4].

Почвы земли богаты соединениями азота, дающими начало множеству реакций с участием азота, в результате которых накапливаются многие азотосодержащие следовые газы. Например, мочевина NH?CONH? в результате гидролиза разлагается до аммиака и углекислого газа:

NH?CONH? + H?O > 2NH? + CO?

В дальнейшем газообразный аммиак взаимодействует с кислородом почвы, в результате которой происходит образование гемиоксида азота и воды [3]:

2NH? + 2O? > N?O + 3H?O

2. Воздействие NO? на человека [4]

Оксид азота (I) (гемиоксид), образующийся главным образом естественным путем, безвреден для человека. Он представляет собой бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом. Вдыхание небольших количеств N₂O приводит к притуплению болевой чувствительности, вследствие чего этот газ иногда в смеси с кислородом применяют для наркоза. В малых количествах N₂O вызывает чувство опьянения (отсюда название «веселящий газ»). Вдыхание чистого N₂O быстро вызывает наркотическое состояние и удушье.

Оксид азота NO и диоксид азота NO? в атмосфере встречаются вместе, поэтому чаще всего оценивают их совместное воздействие на организм человека. Монооксид азота NO представляет собой бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO, как и CO, связывается с гемоглобином. При этом образуется нестойкое нитрозосоединение, которое быстро переходит в метгемоглобин, при этом Fe²⁺ переходит в Fe³⁺. Ион Fe³⁺ не может обратимо связывать O₂ и таким образом выходит из процесса переноса кислорода. Концентрация метгемоглобина в крови 60-70% считается летальной. Но такое предельное значение может возникнуть только в закрытых помещениях, а на открытом воздухе это невозможно.

NO₂ - бурый, обладающий характерным неприятным запахом газ. Диоксид азота сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Диоксид азота вызывает сенсорные, функциональные и патологические эффекты. Рассмотрим некоторые из них. К сенсорным эффектам можно отнести обонятельные и зрительные реакции организма на воздействие NO₂. Даже при малых концентрациях, составляющих всего 0,23 мг/м³, человек ощущает присутствие этого газа. Эта концентрация является порогом обнаружения диоксида азота. Однако способность организма обнаруживать NO₂ пропадает после 10 минут вдыхания, но при этом ощущается чувство сухости и першения в горле. Хотя и эти признаки исчезают при продолжительном воздействии газа в концентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения. Таким образом, NO₂ ослабляет обоняние.

Но диоксид азота воздействует не только на обоняние, но и ослабляет ночное зрение - способность глаза адаптироваться к темноте. Этот эффект же наблюдается при концентрации 0,14 мг/м³, что, соответственно, ниже порога обнаружения. Функциональным эффектом, вызываемым диоксидом азота, является повышенное сопротивление дыхательных путей. Иными словами, NO₂ вызывает увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание. Эта реакция наблюдалась у здоровых людей при концентрации NO₂ всего 0,056 мг/м³, что в четыре раза ниже порога обнаружения. А люди с хроническими заболеваниями легких испытывают затрудненность дыхания уже при концентрации 0,038 мг/м³. диоксид азот токсикологический патологический

Патологические эффекты проявляются в том, что NO₂ делает человека более восприимчивым к патогенам, вызывающим болезни дыхательных путей. У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO₂ при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемыми, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Возникает отек легких, который зачастую ведет к летальному исходу. Длительное воздействие оксидов азота вызывает расширение клеток в корешках бронхов (тонких разветвлениях воздушных путей альвеол), ухудшение сопротивляемости легких к бактериям, а также расширение альвеол.

3. Воздействие NO? на растения [4]

Оксиды азота могут воздействовать на растения тремя путями:

-- прямым контактом с растениями;

-- через образующиеся в воздухе кислотные осадки;

-- косвенно - путем фотохимического образования таких окислителей, как озон и ПАН (пероксоацетилнитрат).

Прямое воздействие NO? на растения определяется визуально по пожелтению или побурению листьев и игл, происходящему в результате окисления хлорофилла. Окисление жирных кислот в растениях, происходящее одновременно с окислением хлорофилла, кроме того, приводит к разрушению мембран и некрозу. Образующаяся при этом в клетках азотистая кислота оказывает мутагенное действие.

Отрицательное биологическое воздействие NO? на растения проявляется в обесцвечивании листьев, увядании цветков, прекращении плодоношения и роста. Такое действие объясняется образованием кислот при растворении оксидов азота в межклеточной и внутриклеточной жидкостях. Ботаники считают, что первоначальные симптомы повреждения растений оксидами азота проявляются в беспорядочном распространении обесцвечивающих пятен серо-зеленого оттенка. Эти пятна постепенно грубеют, высыхают и становятся белыми.

Оксиды азота токсичны при концентрации 3 млн^-1. Для сравнения: сернистый газ вызывает поражение растений при большей концентрации (5 млн^-1). Нарушения роста растений при воздействии NO? наблюдаются при концентрациях 0,35 мг/м3 и выше. Это значение является предельной концентрацией. Опасность повреждения растительности диоксидом азота существует только в больших городах и промышленных районах, где средняя концентрация NO? составляет 0,2-0,3 мг/м3. Растения более устойчивы (по сравнению с человеком) к воздействию чистого диоксида азота. Это объясняется особенностями усвоения NO?, который восстанавливается в хлоропластах и в качестве NH?- группы входит в аминокислоты.

При концентрации 0,17-0,18 мг/м3 оксиды азота используются растениями в качестве удобрений. Эта способность к метаболизированию NO? человеку не дана. Таким образом, признаки повреждений, вызванных NO?, визуально диагностируются. Однако следует учитывать, что в естественных условиях, этот газ действует на растения не отдельно, а комплексно в сложной смеси с другими загрязнителями, поэтому идентификацию воздействия провести трудно. ПАН становится физиологически активным только при освещении. Фотолитически он распадается на и пероксоацетил-радикал, который, окисляя, разрушает пигменты растений.

4. Токсикологические параметры

Класс опасности NO_x - 3

NO₂ ОБУВ_а.в = (0,112+0,0268*2мг/м³)²=0,027 мг/м³

NO ОБУВ_а.в = 0,06 мг/м³

PD = 4,2 мг*мин/л

LD = 58,3 мг*мин/л [7]

МНД(NO₂) = 0.07 мг/м³

МНД(NO) = 0,12 мг/м³

ПД(NO₂) = 0,7 мг/м³

ПД(NO) = 1,4 мг/м³

Список литературы

1. Задачи и вопросы по химии окружающей среды / Тарасова Н.П., Кузнецов В.А. - М.: Мир, 2007. - 368 с.

2. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности / Основы энвайронменталистики: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 4-е изд., перераб. И доп. - Калуга: Издательство Н.Ф. Бочкаревой, 2007. - 800 с.

3. О.Ю. Кузнецов, Н.Е. Кручинина, Н.А. Иванцова, В.И. Гриневич, В.В. Костров. Химия окружающей среды: учеб. Пособие. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2018. - 188 с.

4. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды: Учебник для вузов. - М.: Мир, 2005. - 296 с., ил., с.158-165.

5. ГН 2.2.5.3532-18 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

6. ГН 2.1.6.3492-17 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений

7. (Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии ФМБА России)

Размещено на allbest.ru