Чем опасен азот для здоровья

1.3. Опасен ли азот?

Как известно, азот является основной частью земной атмосферы, составляя примерно 78% ее по объему. Азот — это негорючий, взрывобезопасный, неядовитый инертный газ. Однако, азот, используемый в промышленности и в непромышленных сферах применения, может представлять серьезную опасность как в случае быстрой декомпрессии у ныряльщиков (Кессонная болезнь), так и как асфиксант (интересно, что немецкое название азота, «Stickstoff», означает как раз «удушающее вещество»).

Азотная асфиксия

В среднем, человек делает 12-20 вдохов/выдохов в минуту — причем, скорость дыхания регулируется мозгом на основе концентрации в крови двуокиси углерода CO₂ или, точнее, на основе определяемого этой концентрацией значения pH. За каждый цикл «вдох/выдох» в легких человека, имеющих полезный общий объем примерно 3 литра, заменяется примерно 600 мл газа — в нормальной ситуации, как известно, организм млекопитающих, и человека в том числе, поглощает кислород, выделяя через легкие в атмосферу продукт его переботки — двуокись углерода, или углекислый газ, CO₂.

При вдыхании азота, уже через 2-3 вдоха/выдоха концентрация кислорода в легких понизится до такой степени, что кислород начнет выходить из кровотока обратно в легкие и затем, с каждым выдохом человека, в атмосферу. Менее чем через 1 минуту после начала вдыхания азота парциальное давление кислорода в артериальной крови снизится до 50% от давления насыщения, а через 3 минуты оно упало бы до нуля.

При этом, неприятные ощущения, которые человек обычно испытывает при недостатке воздуха (например, при задержке дыхания), и которые вынуждают человека срочно восстановить для себя нормальный доступ воздуха, с физиологической точки зрения объясняются вовсе не недостатком кислорода, а избытком углекислого газа. Вдыхая вместо воздуха азот, человек, тем не менее, продолжает выдыхать еще остающийся в крови углекислый газ, и, соответственно, организм не зафиксирует ни роста концентрации углекислого газа, ни связанных с этим ростом мучительных ощущений.

В отсутствие же неприятных ощущений удушья и тревожной реакции организма, дальнейшее развитие ситуации может быть печальным: при падении насыщения артериальной крови кислородом ниже уровня 60% происходит потеря сознания. Подобное снижение содержания кислорода в крови произойдет примерно через 40 секунд при концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе, составляющей 4-6%. В случае меньшей концентрации кислорода в воздухе, потеря сознания случится еще быстрее — например, по результатам статистических данных, собранных американскими военно-воздушными силами, на высоте 13 км, где содержание кислорода в воздухе составляет 3,6% в пересчете на эквивалент на уровне моря, среднее время нахождения в сознании без искусственной подачи кислорода составляет всего 9-12 секунд.

В общем, можно выделить следующие этапы развития симптомов гипоксии в зависимости от содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (следует заметить, что ниже приведены симптомы, наступающие через разное время; в ситуации азотной асфиксии есть высокая вероятность того, что потеря сознания наступит раньше, чем проявятся эти симптомы или пострадавший успеет осмыслить их значение; по публикации Ассоциации по сжатым газам, Compressed Gas Association, 2001):
20,9% → нормальное самочувствие
19,0% → некоторые физиологические эффекты, не заметные самому пострадавшему
16,0% → тахикардия, учащенное дыхание, легкая спутанность сознания, пониженная координация
14,0% → ощущение усталости, сниженное настроение, сильные нарушения координации, спутанность сознания
12,5% → тошнота, рвота, сильная спутанность сознания и потеря координации, затрудненное дыхание
10,0% → потеря возможности двигаться, потеря сознания, судороги, смерть

Итак, при отсутствии ощущения удушья, человек все-таки может заметить симптомы гипоксии: головную боль, головокружение, тошноту, усталость или, иногда, легкую эйфорию. Однако, само появление этих симптомов, а также их интенсивность и длительность их до момента потери сознания зависят от индивидуальных особенностей организма; более того, даже у одного и того же человека гипоксия может сопровождаться этими симптомами не каждый раз. Таким образом, возможна и внезапная, без каких-либо «предвестников», потеря сознания. Вслед за потерей сознания, если человек продолжает находиться в атмосфере, насыщенной азотом, в течение минут можно ожидать клинической, а затем и биологической смерти.

Летальные случаи асфиксии азотом

Смертельные случаи удушья от азота не редки. По данным американской правительственной Комиссии по химической безопасности и расследованию несчастных случаев, за период с 1992 по 2002 год в США было зафиксировано 80 смертей от удушья азотом на промышленных предприятиях, а также в медицинских и научных учреждениях. Поиск в российских поисковых системах позволяет найти многократные упоминания о подобных несчастных случаях, произошедших и в России.

Как и можно было бы предположить, бóльшая часть смертельных случаев азотной асфиксии происходят в закрытых пространствах без адекватной вентиляции. Наоборот, как это ни странно, значительная часть случаев произошла в результате ошибочного использования азота вместо сжатого воздуха: например, рабочий ошибочно использовал азот для продувки оборудования в закрытом помещении малого объема. Не ожидая создания азотной газовой среды и не заметив ее, рабочий погиб; его коллега, пытаясь спасти его, также погиб.

В другом случае, трое рабочих осуществляли очистку внутренних фильтров в резервуаре хранения водорода. Перед этим, резервуар был продут азотом. Один из рабочих поднялся на техническом лифте к верхней части резервуара, оборудованной люком, и в процессе выполнения работ частично перегнулся внутрь резервуара. Через некоторое время его коллеги заметили, что рабочий не реагирует на обращения к нему; оказалось, что он был без сознания; позднее он скончался.

Еще в одном случае, два работника компании-подрядчика проводили абразивную обработку труб внутри бойлера на химическом заводе. Оба дышали через респираторы, подсоединенные к 12-баллонной клетке воздушных баллонов. Третий работник находился снаружи — через некоторое время, попытавшись вызвать коллег звуком пневмогудка, он не получил ответа. Оба работника были найдены внутри в бессознательном состоянии. При проверке баллонов со сжатым воздухом выяснилось, что в них вместо воздуха находилась газовая смесь с менее чем 5-процентным содержанием кислорода.

Похожий случай с тройным смертельным исходом произошел при проведении работ в покрасочной камере, которая перед этим была по ошибке продута вместо сжатого воздуха азотом.

Еще один случай произошел при попытке рабочего подрядчика использовать пневматический отбойный молоток для откалывания отложений с печи на алюминиевом заводе. Обнаружив 2 магистральные линии со сжатым газом, одну с маркировкой «природный газ», а другую с присоединенным к ней старым куском картона с надписью «воздух», рабочий присоединил шланги от этой линии к молотку и к своему респиратору. В ненадлежащим образом промаркированной магистрали содержался азот, и рабочий задохнулся.

Азотные установки и опасность асфиксии

Линии производства азота могут представлять опасность сразу в нескольких отношениях: как оборудование, работающее под давлением, как электрооборудование, а также и как оборудование, производящее азот. При проектировании и строительстве помещений для линий, монтаже, эксплуатации и оборудовании оборудования надлежит руководствоваться, в том числе, требованиями ПБ 11-544-03 «Правил безопасности при производстве и потреблении продуктов разделения воздуха» [скачать], а также, конечно, и требованиями других актуальных Правил и иных утвержденных Госгортехнадзором и другими полномочными государственными органами документов, инструкций на оборудование и, наконец, здравым смыслом.

Кстати можно отметить, что, к счастью, непосредственная опасность азотной асфиксии, представляемая установками по производству азота как адсорбционного, так и мембранного типа, часто несколько нивелируется следующими фактами:

Во-первых, газовый отход, то есть несколько обогащенный кислородом воздух, обычно сбрасывается в атмосферу прямо с самого генератора азота. Поэтому, возможные утечки азота как из самой установки, так и из трубопроводов и азотных ресиверов-накопителей вблизи от установки не представляют собой опасности за исключением случаев сброса большого количества азота за малое время. Обычно же, азот, вышедший из генератора в атмосферу из-за утечки, просто смешается с газовым отходом, выходящим в атмосферу постоянно при работе установки, и в сумме они дадут просто воздух нормального состава (точнее, более вероятно в этом случае, наоборот, повышенное содержание кислорода, а не азота).

Во-вторых, мощным фактором безопасности является размещенный поблизости от установки воздушный компрессор (конечно, тогда, когда он размещен поблизости), забирающий воздух из помещения, и особенно с воздушным охлаждением. Забор воздуха на охлаждение теплообменников таким компрессором будет на порядки превышать объемную производительность генератора азота, который снабжается сжатым воздухом от этого компрессора. Если компрессор оснащен коробом отвода нагретого воздуха охлаждения, то тогда даже в случае массивной утечки азота она будет очень быстро ликвидирована забором воздуха охлаждения компрессором. Но даже если компрессор и не оборудован отводным коробом, то движение воздушных масс создаваемое его вентилятором, а также и забор им воздуха на сжатие будут значительно способствовать делокализации утечки.

Источник

Чем опасен азот, отравление азотом — симптомы и признаки

Азот — бесцветный прозрачный газ, не имеющий запаха. Относится к не горючим веществам с низкой химической активностью, соединений не образует. Газ входит в состав воздуха (80%) и в состав тканей человека (2%). Промышленность, медицина и сельское хозяйство не обходятся без него. Однако, нарушение правил безопасности во время работы вызывает отравление азотом.

Как влияет азот на организм

Азот оказывает вредное действие на работу центральной нервной системы. Он проникает в нейроны и взаимодействует с ними, оказывает наркотическое действие.

Сильное отравление происходит при попадании азота в воздух, где концентрация кислорода менее 7%. Для детей и взрослых опасно вдыхание азота в чистом виде на протяжении 2-3 минут.

Диоксид азота загрязняет окружающую среду. Проявляется в нижних слоях атмосферы в виде смога. Превышение соединения в воздухе вызывает кашель и затрудняет дыхание.

Симптомы и причины отравления

Азот широко применяется во всех сферах деятельности в жидком, газообразном или сухом виде. Главная причина отравления — неправильная эксплуатация газа и нарушение техники безопасности. Передозировка наступает из-за высокой концентрации азота в воздухе.

Аварийная ситуация на производстве, возникшая из-за выброса азота в воздух. Вещество используется в металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности, им наполняют баллоны для перевозки грузов. Неправильная транспортировка или нарушение условий хранения вызывают интоксикацию.
Нарушение приема медикаментов или проведения ингаляций. Закись азота применяется в медицине для ингаляционной анестезии. Уровень концентрации при вдыхании — 95%, превышение опасно для здоровья. В состав сосудорасширяющих медикаментов входит другое вещество — окись азота. Неконтролируемый прием приводит к отравлению.
Нарушение при работе с азотистыми удобрениями или красителями. Азот добавляют к растениям для улучшения метаболизма. Необходимо защищать кожу и дыхательные пути во время подкормки.
Длительное нахождение водолазов под водой. Для подводных работ используют баллоны для дыхания, в составе которых входит высокая концентрация азота. Погружение больше предусмотренного времени вызывает интоксикацию. Особенно опасна глубина свыше 25 метров.
Горение видео- и кинопленки. Сжигание такого вида пленки запрещено, так как в атмосферу выбрасывается азот в большом количестве.
Употребление азотистого соединения внутрь. Прием продуктов в большом количестве с добавкой Е942 опасен для здоровья взрослых и детей.

Отравление азотом происходит двумя способами: через органы дыхания или через ЖКТ. Симптомы интоксикации проявляются через четверть часа. Степень отравления может быть легкой или тяжелой.

Признаки легкой степени отравления:

головокружение;
тошнота;
опьяненное состояние;
сухой кашель.

Признаки тяжелой степени отравления:

рвота;
внезапные приступы беспричинного беспокойства;
спазмы в мышцах, сопровождающиеся болевыми ощущениями;
судороги рук и ног;
затрудненное дыхание, сильный влажный кашель, отек легких;
угнетение и слабость;
цианоз (синюшность) кожных покровов и носогубного треугольника, развитие гипоксии;
тахикардия и аритмия;
повышение температуры;
повышение артериального давления.

При подозрении на отравление окислами азота нужно позвонить в скорую помощь. До приезда медицинского персонала пострадавшему обеспечивают доступ к свежему воздуху.

Первая помощь при отравлении

Пострадавшему необходимо оказать первую помощь. При отравлении соединениями азота развивается гипоксия, которая приводит к нарушению работы головного мозга и сердца. Важно вывести человека из помещения на воздух, при этом соблюдать личную безопасность (надеть респиратор или противогаз).

Пострадавшего нужно успокоить и объяснить, что он находится в безопасности. По возможности напоить крепким сладким чаем без консервантов и добавок, дать воды.

Если пострадавший находится в состоянии обморока нужно уложить его на бок, под голову подложить валик или подушку. Важно контролировать работу сердечной мышцы (пульс) и наличие дыхания, так как возможен отек легких.

Передозировка азотом наносит вред здоровью, поэтому пострадавшему необходимо лечение в стационаре. Не рекомендуется самостоятельно назначать медикаменты. Облегчить состояние пострадавшего поможет обильно теплое питье.

Медицинская помощь при отравлении

В медицинском учреждении проводят терапию хлоридом кальция (10%) для успокоения нервной системы и выведения токсинов из крови. Назначают раствор глюкозы (40%) для улучшения обменных процессов и расширения сосудов. Вводят кофеин (1%) под кожу для восстановления дыхания и работы сердца.

При сердечной недостаточности назначают Кордиамин. Прописывают Кодеин как препарат против кашля и боли. Пострадавшему дают мочегонные лекарства для снижения уровня токсичности. При скоплении жидкости в трахее, ее отсасывают. Если наблюдают приступы паники и беспокойства, назначают седативные средства.

Терапия проводится в зависимости от отравляющего вещества. При интоксикации жидким газом (закисью азота) назначают Карбоген для улучшения кровотока. При отравлении натрием азотистокислым — промывают ЖКТ раствором глюкозы.

Пострадавшему назначают комплекс восстанавливающих процедур. Отказ от клинического лечения приводит к серьезным последствиям или летальному исходу.

Отравление азотом: последствия и профилактика

Легкая степень интоксикации не приводит к осложнениям, но требует наблюдения у специалиста. Тяжелая форма отравления приводит к хроническим заболеваниям.

Нарушение работы сердца, сосудов, свертываемости крови.
Расстройство пищеварительной системы, колит, воспаление, язвенная болезнь.
Патология легких и дыхательной системы.

Избежать отравления помогут профилактические меры. На производстве инженер по технике безопасности должен проводить инструктаж перед каждой рабочей сметой. А при возникновении аварийной ситуации, людей обеспечить противогазами или защитными респираторными масками.

Аквалангистам нельзя находиться под водой дольше установленного времени. Обеспечивает безопасность плаванья наземный инструктор, который при возникновении экстренной ситуации окажет помощь.

В быту азотистые вещества должны храниться в закрытой емкости в недоступном месте для детей.

Азот — важный компонент жизненного цикла. Без него не обходится металлургия и нефтеперерабатывающая промышленность. Широкое распространение газ получил в медицине и легкой промышленности. Отравление веществом приводит к необратимым последствиям для здоровья. Поэтому необходимо быть предельно осторожным при работе с азотом.

Видео: что будет если выпить жидкий азот

Реабилитация после сердечного приступа, профилактика новых приступов и уход

Передозировка Донормилом 💊– возможен ли летальный исход?

Как использовать тиосульфат натрия при очищении организма?

Важность повышения уровня образования медицинских работников

Мебель для школьника – что важно учесть?