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

Веселящий газ,или закись азота – популярное в молодежной среде вещество, которое одни считают безобидным средством для развлечения, другие – опасным наркотиком. В больших концентрациях и при длительном вдыхании может нанести серьезный вред здоровью человека.

Основные сведения об азоте

Азот — химический элемент, в обычном состоянии представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха. Является основным компонентом воздуха, которым мы дышим — 78% от всего объема. Атмосферный азот достаточно инертен, поэтому не оказывает значительного влияния на организм человека. Изменение его свойств и появление новых клинических проявлений наблюдается при повышенном давлении, после чего и может возникнуть отравление азотом. Интоксикация также возможна не чистым веществом, а его соединениями, которые в больших концентрациях очень активны и токсичны для человека.

Для организма этот элемент крайне важен, так как входит в состав белков и нуклеиновых кислот, которые являются основой структуры всех тканей. Азот необходим клеткам, некоторые его соединения расширяют кровеносные сосуды, улучшают кровообращение, уменьшают боль и проявляют другие фармакологические эффекты.

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.

Использование вещества в различных сферах

Существует три вида оксида азота:

Использование вещества в различных сферах
  1. Технический – применяетсяв автомобильном производстве и сварочных работах.
  2. Медицинский – широко используется в качестве наркоза.
  3. Пищевой – является одним из важных компонентов в изготовлении пористого шоколада и кондитерской продукции.
Использование вещества в различных сферах

Техническое азотистое соединение вводится в механизм двигателя автомобиля, а именно – во впускной коллектор для улучшения его характеристик. Под его воздействием мощность двигателя на некоторое время усиливается.

Использование вещества в различных сферах

В медицинских целях вещество применяется для анестезии и наркоза при хирургическом вмешательстве и во время родов. Кроме того, разрешено использование газа для профилактики шоковых состояний при травмах, для увеличения обезболивающего действия иных препаратов, а также для устранения болевого синдрома при инфаркте и панкреатите. Закись азота выпускается в жидком виде в баллонах по 10 литров.

Использование вещества в различных сферах

В пищевой отрасли этот компонент известен как добавка Е-942. Применяется в качестве пропеллента в продуктах, выпускаемых в аэрозольной таре.

Использование вещества в различных сферах

Роль оксида азота

Кровеносные сосуды — регулирует расширение кровеносных сосудов.

Читайте также:  Лучшие российские производители протеина

У оксида азота в этом важнейшая роль — регулирование систольного давления и кровеносных сосудов. Также регулирует гломерулярное и медуллярное кровоснабжение и снимает напряжение с нижних мочевых путей. При его помощи в организме образуются новые кровеносные сосуды (ангиогенез).

Оксид азота улучшает кровоснабжение, что способствует заживлению ран, восстановлению потерянной чувствительности, смягчению боли, ускорению сращения переломов, нормализации давления,  улучшению кровоснабжения капилляров (питание тканей), укреплению иммунной системы.

Холестерин — увеличение количества оксида азота уменьшает вредное влияние холестерина. Его нехватка  вызывает неспособность кровеносных сосудов к расширению в напряженных ситуациях. Такое же явление наблюдается у людей, у кого заметно превышен уровень холестерина.

Центральная нервная система — увеличение количества оксида азота в клетках приводит к продлению жизни клетки.

Костная система — деятельность клеток костной ткани – остеобластов – стимулирует оксид азота и тем самым создает новую костную ткань. С другой стороны оксид азота препятствует активности остеокластов, которые разрушают костную ткань.

Способствует бодрости — кровообращение и нервные импульсы быстрые. Добавление маленького количества оксида азота улучшает расширение кровеносных сосудов (регулирует тонус кровеносных сосудов) и приподнимает чувствительность. Способствует повышению эрекции.

Его применяют даже при лечении онкологии и это еще не весь список. Вот такое широкое применение и использование получил оксид азота в медицине.

Оксиды азота

При описании свойств азота отмечалось, что при непосредственном взаимодействии азота с кислородом образуется только оксид азота (II) NO. Однако существуют оксиды азота со всеми возможными степенями окисления (от +1 до +5).

При обычной температуре N2O – бесцветный газ со слабым приятным запахом и сладковатым вкусом; обладает наркотическим действием, вызывая сначала судорожный смех, затем – потерю сознания.

Способы получения

1. Разложение нитрата аммония при небольшом нагревании:

NH4NO3 = N2O↑ + 2Н2О

2. Действие HNO3 на активные металлы

10HNO3(конц.) + 4Са = N2O↑ + 4Ca(NO3)2 + 5Н2О

Химические свойства

N2O не проявляет ни кислотных, ни основных свойств, т. е. не взаимодействует с основаниями, с кислотами, с водой (несолеобразующий оксид).

При Т > 500'С разлагается на простые вещества. N2O – очень сильный окислитель. Например, способен в водном растворе окислить диоксид серы до серной кислоты:

N2O + SO2 + Н2О = N2↑ + H2SO4

NO – оксид азота (II), монооксид азота

При обычной температуре NO – бесцветный газ без запаха, малорастворимый в воде, очень токсичный (в больших концентрациях изменяет структуру гемоглобина).

I. NO – окислитель

2NO + SO2 + Н2О = N2O↑ + H2SO4

2NO + 2H2 = N2 + 2Н2О (со взрывом)

II. NO – восстановитель

2NO + O2 = 2NO2

Читайте также:  Для чего нужны и как принимать мультикомпонентные протеиновые добавки

10NO + 6KMnO4 + 9H2SO4 = 10HNO3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 4Н2О

NO2 – оксид азота (IV), диоксид азота

При обычной температуре NO2 – красно-бурый ядовитый газ с резким запахом. Представляет собой смесь NO2 и его димера N2O4 в соотношении -1:4. Диоксид азота хорошо растворяется в воде.

NO2 – кислотный оксид, смешанный ангидрид 2-х кислот

Оксиды азота

NO2 взаимодействует с водой, основными оксидами и щелочами. Но реакции протекают не так, как с обычными оксидами – они всегда окислительно – восстановительные. Объясняется это тем, что не существует кислоты со С.О. (N) = +4, поэтому NO2 при растворении в воде диспропорционирует с образованием 2-х кислот – азотной и азотистой:

2NO2 + Н2О = HNO3 + HNO2

Если растворение происходит в присутствии O2, то образуется одна кислота – азотная:

4NO2 + 2Н2О + O2 = 4HNO3

Аналогичным образом происходит взаимодействие NO2 со щелочами:

в отсутствие O2: 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + Н2О

в присутствии O2: 4NO2 + 4NaOH + O2 = 4NaNO3 + 2Н2О

NO2 – очень сильный окислитель

По окислительной способности NO2 превосходит азотную кислоту. В его атмосфере горят С, S, Р, металлы и некоторые органические вещества. При этом NO2 восстанавливается до свободного азота:

10NO2 + 8P = 5N2 + 4P2O5

2NO2 + 8HI = N2 + 4I2 + 4Н2О (возникает фиолетовое пламя)

В присутствии Pt или Ni диоксид азота восстанавливается водородом до аммиака:

2NO2 + 7Н2 = 2NH3 + 4Н2О

Как окислитель NO2 используется в ракетных топливах. При его взаимодействии с гидразином и его производными выделяется большое количество энергии:

2NO2 + 2N2H4 = 3N2 + 4Н2О + Q

N2O3 и N2O5 – неустойчивые вещества

Оба оксида имеют ярко выраженный кислотный характер, являются соответственно ангидридами азотистой и азотной кислот.

N2O3 как индивидуальное вещество существует только в твердом состоянии ниже Т пл. (-100С).

С повышением температуры разлагается: N2O3 → NO + NO2

N2O5 при комнатной температуре и особенно на свету разлагается так энергично, что иногда самопроизвольно взрывается:

2N2O5 = 4NO2 + O2

Десмодиум

Десмодиум, или Desmodium gangeticum, многолетняя трава, произрастающая в Индии. Аюрведические целители используют растение в качестве сердечного тоника, а также для лечения инфекций верхних дыхательных путей, глистов и расстройств желудка. Активные ингредиенты включают:

  • алкалоиды;
  • изофлавоны;
  • птерокарпаны;
  • стеролы;
  • флавоноиды.

Растение обладает иммуномодулирующими, расслабляющими свойствами гладких мышц, противовоспалительными и иммуноукрепляющими действиями. Исследование, опубликованное в июньском номере журнала «Journal of Ethnopharmacology» за 2011 год, показало, что трава стимулирует производство макрофагов и оксида азота. Его влияние на иммунную систему усиливает резистентность против инфекции паразитов, известных как Лейшмания Донована (Leishmania donovani), вызывающие смертельное заболевание лейшманиоз.

В продолжение темы:

  • Лечение акне травами и витаминами
  • Женьшень настоящий – лучшее тонизирующее средство
  • Расторопша – полезные свойства и противопоказания

Специализированная помощь

В случае отравления азотом рекомендуется незамедлительно вызвать «скорую помощь». До прибытия врачей оказывается экстренная помощь для облегчения состояния пострадавшего и предотвращения дальнейшего развития интоксикации.

  1. Остановите поступление азота в организм человека. Для этого выведите его на свежий воздух или наденьте на него противогаз в случае загрязнения опасными соединениями окружающей среды.
  2. Облегчите поступление кислорода. Расстегните пуговицы на одежде, ослабьте галстук и устраните прочие неудобства.
  3. Для облегчения симптомов и предотвращения обезвоживания после рвоты напоите больного сладким чаем или минеральной водой без газа.

Если пострадавший потерял сознание и его жизненные показатели ухудшились, необходимо провести базовые реанимационные мероприятия. В первую очередь проверьте, не запал ли у человека язык. Выполните искусственное дыхание «рот в рот» в сочетании с непрямым массажем сердца. Чтобы предотвратить аспирацию в дальнейшем, поверните его голову на бок, это убережет человека от западания языка и захлебывания рвотными массами. Для улучшения кровоснабжения жизненно важных органов приподнимите его ноги на 45 градусов.

Медицинская помощь является обязательной, но процедура ее проведения будет различной для каждого типа токсических соединений. Прежде всего необходимо поместить пострадавшего в стационар и обеспечить ему полный покой. Далее возможен один из следующих вариантов терапии:

  • Отравление закисью азота. Вдыхание карбогена, внутривенное введение глюкозы.
  • Отравление диоксидом азота. Кислородная терапия, внутривенное введение 10% хлорида кальция.
  • Отравление нитритом натрия. Промывание желудка, внутривенные инфузии глюкозы, подкожное введение хлорида натрия.

Также в зависимости от имеющихся симптомов могут назначаться барбитураты, седативные препараты, средства для нормализации сердечного ритма.

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

NO и анаболизм IGF

В одном из исследований ученые давали NO взрослым людям, которые не принимали пищу в течение ночи, а затем обследовали их через шесть часов. До того, как субъекты получали IGF-1, их мышцы находились в катаболическом состоянии. IGF-1 переводил их в анаболическое состояние, сокращая деградацию мышечного протеина на 46% и повышая анаболизм на 50%. Когда вместе с IGF-1 ученые вводили участникам эксперимента ингибиторы оксида азота, результаты становились не очень хорошими. Антикатаболические эффекты IGF-1 «не замечали» недостатка NO, но анаболические эффекты снижались наполовину. (3) Эти результаты говорят о том, что оксид азота служит важным медиатором анаболических действий IGF-1 в организме человека — это ключевая анаболическая молекула, если мы говорим о мышцах.

Ингаляции азотом при лечении детей

Чаще всего лечение зубов у ребенка не обходится без использования анестезии. Одним из самых лучших методов успокоить малыша и настроить на позитивный лад считается ингаляция с закисью азота. Детям ее вводят в очень малых дозах, и ребенок даже не засыпает. Конечно, если у малыша сильная истерика, будет лучше, если он заснет на полчаса. Тогда используют закись азота для наркоза. Обычно этого времени хватает, чтобы стоматолог закончил манипуляции с больным зубом. Многих родителей смущает подобная процедура. Они не знают, как организм ребенка ее перенесет, возникнут ли побочные действия и не станет ли ему хуже после ингаляции. Поэтому необходимо разобраться во всех нюансах процедуры, узнать о ее преимуществах и недостатках.

Ингаляции азотом при лечении детей