Окислы азота

Окислы азота (NO_х). Важнейшими являются оксид азота (II) NO и оксид азота (IV) NO₂, поскольку остальные (оксид азота (I) N₂O, оксид азота(III) N₂O₃, оксид азота (V) или азотный ангидрид N₂O₅, пары HNO₃), которые могут присутствовать в воздухе, не являются биологически значимыми. NO является очень реакционноспособным соединением, а NО₂ и N₂O₅ выступают как сильные окислители. Закись азота (N₂O) включена в список парниковых газов в Приложении к Киотскому протоколу. Существуют естественные источники окислов азота – бактериальная активность в почве, грозы, извержения вулканов. Основным антропогенным источником их являются процессы горения при температуре выше 1000°С (автотранспорт и стационарные источники). Фоновые концентрации окислов азота изменяются в пределах 0,4–9,4 мкг/м3

Типичное содержание диоксида азота в воздухе городов составляет 0,02–0,09 мг/м3 (среднегодовые концентрации); часовые концентрации могут достигать 0,24–0,85 мг/м3

Наиболее высокие концентрации окислов азота отмечаются вблизи заводов, производящих азотную кислоту или взрывчатые вещества, и теплоэлектростанций. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, превышает 20 млн. т. в год.

Применение и получение. В медицине N₂O применяют как слабое средство для наркоза. NО₂ используется в промышленном производстве для ускорения реакций горения многих веществ (угля, серы, фосфора, органических соединений). Этот оксид окисляет SО₂ до SO₃, обеспечивая нитрозный метод получения серной кислоты. Применяют для производства взрывчатых веществ и получения HNO₃. Оксиды азота зарегистрированы в качестве пищевой добавки (E918).

Основными источниками окислов азота являются: ТЭЦ; комбинаты черной металлургии; предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Значительная часть соединений происходит из выбросов двигателей внутреннего сгорания.

Влияние на здоровье. Окислы азота могут отрицательно влиять на здоровье сами по себе и в комбинации с другими загрязняющими веществами.

При попадании в легкие человека и животных образуют азотную кислоту. Вызывают изменения в легких: отек и сложные рефлекторные расстройства. Способны повреждать эритроциты, и как следствие порождать кислородную недостаточность, вызывать понижение кровяного давления и повышение уровня метгемоглобина в крови у детей и лиц старше 60 лет. Помимо повышенной восприимчивости к респираторным инфекциям, воздействие окислами азота может привести к повышенной чувствительности к бронхостенозу (сужение просвета бронхов) у чувствительных людей. Острое отравление окислами азота порождает: кашель, головную боль, рвоту в результате резких спазмов легких; через 12 часов – чувство страха, сильную слабость, повышение температуры до 40°С, желудочное расстройство, судороги. Возможен летальный исход в двух вариантах: от отека легких в течение суток, до бронхопневмонии через месяц. Хроническое отравление выражается в бронхитах, повреждениях желудочно-кишечного тракта, нарушениях обмена веществ, мышечной и сердечной слабости, нервных расстройствах, воспалении десен, туберкулезе, а также желтоватом окрашивании волос, ноздрей, кистей рук.

При высоких концентрациях N₂O возбуждает нервную систему («веселящий газ»).

Влияние на окружающую среду. Окислы азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков. В дополнение к косвенному воздействию (кислотный дождь), длительное воздействие в концентрации 0,47–1,88 мг/м3 может подавлять рост некоторых растений (например, томатов). Значимость атмосферных эффектов связана с ухудшением видимости. Играет важную роль в образовании фотохимического смога.

Все окислы азота физиологически активны, относятся к третьему классу опасности. ПДК (оксида азота в пересчете на NO₂) составляет 5,0 мг/м³. Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.

АММИАК

Аммиак (NH₃) – газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта). Является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных, образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Аммиак ядовит. Жидкий аммиак, как и вода, является сильным ионизирующим растворителем, в котором растворяется ряд активных металлов: щелочные, щелочноземельные, Mg, Аl.

Применение и получение. В основном используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина), взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя. В холодильной технике используется как холодильный агент R717 (хладагент 717).

Источники загрязнения: комбинаты черной металлургии и нефтеперерабатывающей промышленности; предприятия по производству азотной кислоты и др. Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота. Принцип циркуляции использован для удаления аммиака охлаждением. Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония.

Влияние на здоровье. При соприкосновении жидкого аммиака с кожей возникает отморожение, возможны ожоги 2-й степени. При содержании в воздухе 0,5% по объёму аммиак сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глаза и дыхательные пути, печень, желудочно-кишечный тракт, эндокринный аппарат, ЦНС. При хроническом отравлении возникают расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, воспаление легких, бронхит, конъюнктивит, ринит, ларингит, тонзиллит, ослабление слуха, изменение световой чувствительности глаз и электрической активности мозга, вегетодистония различного типа, контактные дерматиты, нарушение деятельности сердечнососудистой системы, снижение показателей гемоглобина и лейкоцитов.

Влияние на окружающую среду. Основной источник загрязнения окружающей среды в результате избыточного и неправильного применения удобрений (стоки с пастбищ и мест скопления скота, сточные воды от животноводческих комплексов).

ПДК аммиака составляет 20 мг/м³. Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.