2015-08-12
868
Азот является элементом, необходимым для существования животных и растений, он входит в состав белков (16—18 % по массе), аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и др. В составе живых клеток по числу атомов азота около 2 %, по массовой доле — около 2,5 % (четвёртое место после водорода, углерода и кислорода). В связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов. Это количество оценивается примерно в 1,9·1011 т. В результате процессов гниения и разложения азотсодержащей органики, при условии благоприятных факторов окружающей среды, могут образоваться природные залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например, «чилийская селитра» (нитрат натрия с примесями других соединений), норвежская, индийская селитры.
Токсикология азота и его соединений
Сам по себе атмосферный азот достаточно инертен, чтобы оказывать непосредственное влияние на организм человека и млекопитающих. Тем не менее, при повышенном давлении он вызывает наркоз, опьянение или удушье (при недостатке кислорода); при быстром снижении давления азот вызывает кессонную болезнь.
|
|
|
Многие соединения азота очень активны и нередко токсичны.
66.
| Физиологическая роль углекислого газа | Интересное |
| Углекислоту долгое время рассматривали как вредный для организма конечный продукт метаболизма, от которого надо полностью избавляться. Однако еще в конце прошлого века ряд ученых считали СО2 весьма важным продуктом обмена, необходимым для нормальной жизнедеятельности организма. За последние годы накопились новые данные, которые характеризуют роль СО2 в организме человека и животных как важнейшего информационного фактора, управляющего через нейрогуморальные механизмы многими процессами и обеспечивающего сохранение гомеостаза при адаптации к самым различным условиям. На важность обеих регулирующих систем неоднократно указывал Л. А. Орбели, который подчеркивал, что нет нервной регуляции, в которой не было бы замешано в той или иной степени участие гуморальных факторов, и нет гуморальных регуляций, которые не были бы связаны в большей или меньшей степени с нервной, регуляцией. Эти механизмы существуют в виде строго уравновешанной, координированной, взаимодействующей и взаимообусловленной системы регуляционных механизмов. И чем больше расширяется и углубляется круг наших знаний о физиологической роли СО2, тем больше выявляется исключительно важное значение его в деятельности важнейших функциональных систем и в приспособлении организма к различным условиям внешней и внутренней среды. Теперь хорошо известно, что СО2 является не только естественным регулятором дыхания, кровообращения, обмена веществ, электролитного баланса, проницаемости легочных сосудистых и клеточных мембран, КОС, но и возбудимости нервных клеток, тонуса гладкой мускулатуры бронхов, сосудов, мочевыводящих путей и т. д. Интерес к вопросу о физиологической роли СО2 возрос не только в связи с достижениями клинической и спортивной медицины, но и развитием авиации, космонавтики, а также в связи с освоением новых сред обитания (высокогорье, аридная зона, Мировой океан, Крайний Север) и изысканием эффективных средств по управлению регуляторными системами организма для профилактики и лечения различных заболеваний. Многочисленные данные исследований свидетельствуют, что такие биологически активные газы, как О2 и СО2, могут выступать и как антагонисты, и как синергисты не только в зависимости от состояния их концентрации, но и от длительности воздействия и индивидуальных особенностей организма. Фактор времени имеет самостоятельное биологическое значение, прежде всего потому, что адаптация — есть не статический, а динамический процесс, отражающий совокупность обменных, и структурных изменений, осуществляющих интегративную регуляцию функций. Причем на различных этапах адаптации организма к условиям измененной газовой среды роль тех или иных регуляторных систем не равнозначна. Важное значение имеет также функциональное состояние организма в целом, в частности эмоциональное (мотивационное) состояние. Стимуляция эмоциональных центров (гипоталамус) повышает резистентность организма к гипоксии. Углекислого газа в воздухе весьма мало. В атмосферном воздухе всего 0,03-0,04%, а в воздухе помещений — до десятых долей процента. Однако он имеет очень большое гигиеническое значение. Прежде всего следует отметить его роль в поддержании экологическогоравновесия внешней среды в глобальном масштабе. Углекислый газ представляет собой бесцветный газ, не имеющий цвета и запаха. Это совершенно не подходящее для поддержания жизни человека вещество обычно скапливается возле самой поверхности земли, поскольку углекислый газ тяжелее воздуха. Однако, такое, казалось бы, бесполезное для человека вещество является поистине незаменимым, поскольку оно необходимо для процесса фотосинтеза растений. В течение длительного времени окислительные и восстановительные процессы, происходящие в природе, взаимно друг друга уравновешивали, в силу чего состав воздуха практически не менялся. Однако в связи с техническим прогрессом, резко нарастающим количеством двигателей внутреннего сгорания и других энергетических установок значительно возросло количество окислительных процессов на земном шаре. В то же время в результате урбанизации и развития промышленности в значительной степени уменьшилось количество зеленых насаждений, являющихся основными потребителями углекислоты. Т. е. в последние годы наметился рост содержания углекислого газа в атмосферном воздухе. Ученые считают, что если нарастание количества углекислоты в воздухе будет происходить и далее, то в природе может возникнуть так называемый "парниковый эффект", так как углекислота, находящаяся в атмосфере, задерживает длинноволновую часть инфракрасной радиации, излучаемой земной поверхностью в космос. В результате произойдет повышение среднегодовой температуры атмосферного воздуха, что, в свою очередь, приведет к таянию полярных ледников, повышению уровня мирового океана, а следовательно, к затоплению значительной части земной поверхности. Для воздуха помещений содержание углекислого газа имеет санитарно-показательное значение. В помещениях, где находятся люди, в воздух поступают разнообразные продукты жизнедеятельности человеческого организма: выдыхаемый воздух, насыщенный углекислотой и водяными парами; испарения с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, в составе которых присутствуют продукты разложения слизи, пота, кожного жира и т. д. В результате в воздухе увеличивается концентрация углекислоты, появляются аммиак, альдегиды, кетоны и другие дурно пахнущие газы, увеличивается влажность, пылевая и микробная загрязненность воздуха, что в целом характеризуется как душный (жилой) воздух, оказывающий влияние на самочувствие, работоспособность и здоровье людей. Поконцентрации углекислоты в таком воздухе можно определить степень общей его загрязненности. Поэтому углекислый газ служит санитарным показателем чистоты воздуха в жилых и общественных помещениях. Воздух считается свежим, если концентрация углекислоты в нем не превышает 0,1%. Эта величина и считается предельно допустимой для воздуха в жилых и общественных помещениях. Кроме того, следует учитывать тот фактор, что углекислый газ тяжелее воздуха и может скапливаться в нижних частях замкнутых пространств, не подвергающихся интенсивной вентиляции. Наиболее важно это для тех мест, где происходят усиленные окислительные процессы (бродильные чаны, заброшенные шахты или колодцы, на дне которых находятся гниющие или бродящие отбросы и т. д.). В таких местах концентрация углекислоты может достигать больших величин и представлять опасность для здоровья и существования человека. Если концентрация углекислого газа во вдыхаемом воздухе превышает 3% то существование в такой атмосфере становится опасным для здоровья. Концентрация СО2 порядка 10 % считается опасной для жизни (потеря сознания наступает через несколько минут дыхания таким воздухом). При концентрации 20 % происходит паралич дыхательного центра в течение нескольких секунд. Само собой, высокое содержание углекислого газа в воздухе крайне вредно. Но и совсем без него нельзя, и вот по какой причине. Этот газ отлично пропускает ультрафиолетовые лучи, которые необходимы для обогрева нашей планеты. И если внезапно углекислый газ полностью исчезнет из земной атмосферы, то это очень быстро скажется на климате. Без этого газа на Земле наступила бы вечная мерзлота. Азот (N2). Считают, что азот — газ индифферентный и в воздухе играет роль наполнителя. Однако такое представление является правильным лишь при нормальном давлении. При вдыхании воздуха под повышенным давлением азот начинает оказывать наркотическое действие. Наиболее отчетливо это действие проявляется при давлении воздуха 9 и более атмосфер. Это имеет большое значение, так как при работе водолазов на больших глубинах воздух им приходится подавать под высоким давлением, иногда превышающим 10 атмосфер. При работе в таких условиях в поведении водолазов отмечается беспричинная веселость, нарушение координации движений, излишняя болтливостей другие проявления наступившей эйфории. Это и есть проявления наркотического действия азота. В настоящее время при работах водолазов набольших глубинах для дыхания пользуются не воздухом, а специально приготовленной гелиево-кислородной смесью, т. е. азот в воздухе заменяют более инертным газом. |
73 ВОПРОС Основные пути снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.
Эффективность работы очистных сооружений различна и зависит как от физико-химических свойств загрязнителей, так и от совершенства применяемых методов и аппаратов. При грубой очистке выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей, средней очистке - до 95-98% и тонкой - 99% и выше.
Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского комбината обеспечивает санитарную очистку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружениями улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами одного алюминиевого завода - 98% ранее терявшегося фтора, что дает 300 тыс. долларов прибыли в год.
Решить проблему охраны атмосферы только при помощи очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий, и прежде всего внедрение безотходных технологий.
^ Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, - это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.
