Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
Образующийся главным образом естественным путем N2O-безвреден для человека, что позволяет использовать его для наркоза. Его роль в загрязнении воздуха заключается в том, что N2O при химических изменениях в стратосфере способствует разрушению озона (разд. 2.2.9).
Роль монооксида и диоксида азота приходится оценивать совместно, так как в атмосфере эти газы встречаются только вместе. Поэтому говорят, как правило, только об активности оксидов азота или NO*, к тому же эти газы в дальнейшем приходят в равновесие с N203 и N2O4. Только вблизи от источника выбросов можно установить высокую концентрацию N0.
Монооксид азота не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO образует с гемоглобином нестойкое нитрозосоедйнение, которое быстро переходит в метгемоглобин, при этом Fe2+ переходит в Fe3 + . Ион Fe3+ уже не может обратимо связывать Q2 и, таким образом, выходит из процесса переноса O2. Концентрация мет-гемоглобина в крови 60 — 70% считается летальной. Но такое предельное значение может быть создано только в закрытом помещении, на открытом воздухе это невозможно.
По мере удаления от источника выброса все большее количе-. ство NO переходит в NO2. Этот последний желто-коричневый газ особенно сильно раздражает слизистые оболочки. При кон
2.2. Газы
77
такте с влагой в организме образуются азотистая и азотная кислоты (уравнение 2.29), которые разъедают стенки альвеол легких, подобно многим другим кислотам. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемы, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Если своевременно не Перекрыть доступ жидкости в альвеолы, то отек легких может привести к смерти. Поскольку критические концентрации не могут быть достигнуты на открытом воздухе, а устанавливаются только в закрытых помещениях, то избежать этого можно, соблюдая надлежащие меры предосторожности. В промышленных районах и городах наблюдается концентрация NO2 0,4 — 0,8 мг/м3, при образовании смога — 1 мг/м3. Максимально допустимая эмиссионная концентрация (МЭК) составляет 9 мг/м3 (5 млн"*).
Оксиды азота должны рассматриваться как вещества, представляющие серьезную опасность для здоровья человека, даже когда фактическое содержание NOx в воздухе меньше МЭК. Нормы МЭК предназначены только для взрослого человека, кроме того, они не учитывают возможности комбинированного действия других вредных газов. При длительном действии оксидов азота, даже в концентрациях ниже МЭК, следует опасаться расширения клеток в корешках бронхов (тонкие разветвления воздушных путей альвеол), ухудшения сопротивляемости легких к бактериям, а также расширения альвеол. Конкретные данные о длительном физиологическом действии NOx пока отсутствуют.
Действие озона на организм подобно действию NO2, он также вызывает отек легких. Кроме того, озон нарушает нормальное движение мерцательных волосков в бронхах, которые должны выводить чужеродные вещества из бронхов вместе с мокротой. Систематическое вдыхание озона приводит к накоплению в легких чужеродных веществ, что может привести к увеличению опасности заболевания раком, так как канцерогенные вещества задерживаются в легких дольше обычного. При концентрации Оз ниже значения МЭК около 0,2 мг/м3 (0,1 млн"1) наблюдается усталость, головная боль, резь в глазах и раздражение слизистых оболочек. Если МЭК превышена, то может возникнуть тяжелый отек легких. Поэтому в городах, где существует опасность образования смога, концентрации озона 0,3 — 0,4 мг/м3 следует считать предельными. Обычно в про
78
2. Изменения в атмосфере
мы пшенных районах концентрация озона в воздухе в летний период составляет около 0,03 мг/м3. По токсичности других компонентов, входящих в состав смога, не велось систематических наблюдений.
2.2,6.6. Биохимическое воздействие на растения
Оксиды азота могут воздействовать на растения тремя путями: с помощью кислотных осадков, прямым контактом с растениями и косвенно путем фотохимического образования окислителей, таких, как Оз и ПАН. В форме кислотных осадков оксиды азота наносят ущерб растениям, увеличивая кислотность, как и в случае действия SO2. Прямой контакт растений с NO* можно сразу определить зрительно по пожелтению или побурению листьев и игл. Причиной такого изменения окраски является превращение хлорофилов а и b в феофитины и разрушение кароти-ноидов. Видимо, эти разрушения в результате окисления, как и в случае с SO2 (уравнение 2.21), вызываются гидропероксидными производными жирных кислот или радикалами жирных кислот. Окисление жирных кислот, происходящее одновременно с окис-, лением хлорофилла, приводит, кроме того, к разрушению мембран и некрозу. Жирные кислоты могут окисляться и непосредственно при действии NO2, отнимающего от Них водород с образованием ненасыщенной кислоты.
NO2H-R-CH2-CH=CH-R-^HN02+R-CH-CH=CH~R (2.35)
' +O2 ¦'
R-CH-CH=CH-R —¦-^R-CH-CH=CH-R
Кроме того, NO2 может непосредственно присоединяться по двойной связи, образуя высокоактивный радикал.
