Опасность азота 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

Загрязнение атмосферы оксидом азота

Оксиды азота — это группа из семи газов и соединений, состоящая из азота и кислорода, иногда совокупно известных как газы NO_x. Двумя наиболее распространенными и опасными оксидами азота являются оксид азота и диоксид азота. Оксид азота, также называемый веселящим газом, является парниковым газом, который способствует глобальному потеплению.

Оксид азота (NO) выбрасывается в составе выхлопных газов транспортных средств, а также при сжигании угля, нефти, дизельного топлива и природного газа, особенно на электростанциях. Он также выделяются фабриками, сигаретами, газовыми плитами, керосиновыми обогревателями, дровяными котлами.

Оксиды азота могут создавать опасность для окружающей среды, когда они вступают в реакцию с солнечным светом и другими химическими веществами с образованием смога. Оксиды азота и диоксид серы вступают в реакцию с веществами в атмосфере, образуя кислотные дожди.

Источники оксида азота

В выхлопных газах транспортных средств, выбросах от угольных электростанций и приборов, сжигающих ископаемое топливо, в сигаретном дыму.

Диоксид азота используется для производства ракетного топлива и взрывчатых веществ.

Оксид азота выделяется в процессе сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также при сжигании ископаемого топлива и твердых отходов. Кроме того, он используется в качестве анестетика.

Пути воздействия оксидов азота

Оксиды азота обычно проникают в организм через:

Вдыхание воздуха:
При вдыхании выбросов от источников оксида азота, таких как угольные электростанции, транспортные средства и устройства, сжигающие ископаемое топливо; при курении сигарет.
При контакте с кожей:
При воздействии высоких концентраций газообразных оксидов азота или диоксида жидкого азота

Влияние оксидов азота на организм

Краткосрочное воздействие:

Влияние оксидов азота на здоровье может включать в себя:

Раздражение дыхательной системы, глаз и кожи.
Осложнения респираторных заболеваний, в частности астмы.
Затрудненное дыхание.
Кашель и удушье.
Тошноту.
Головную боль.
Боли в животе.
Контакт кожи и глаз с газообразными оксидами азота или диоксидом жидкого азота может вызвать раздражение и ожоги.

Длительное воздействие:

Долгосрочное воздействие низких уровней оксидов азота может привести к раздражению органов дыхания:

Долгосрочное воздействие высоких уровней оксидов азота может привести к:

Генетическим мутациям.
Снижению женской фертильности.
Вреду развивающемуся плоду.
Спазмам.
Отёку горла.
Учащённому пульсу.
Проблемам с сердцем.
Смерти.

Кто подвергается риску воздействия оксидов азота?

Каждый человек подвергается воздействию небольших количеств оксидов азота в воздухе. В некоторых отопительных и кухонных приборах используется ископаемое топливо; некоторые люди живут рядом с электростанциями, работающими на угле. Сигаретный дым и дым, вдыхаемый пассивными курильщиками — это источники оксида азота.

Если вы считаете, что воздействие оксидов азота повлияло на ваше здоровье, обратитесь к своему медицинскому работнику.

Источник

чем опасна азотная кислота для человека

Сфера применения азотной кислоты весьма разнообразна. В промышленных масштабах это вещество применяется:

при производстве некоторых лекарственных препаратов;
используется для изготовления различных удобрений, которые применяются в сельскохозяйственной деятельности;
при производстве лакокрасочных материалов;
в пиротехническом производстве и для изготовления взрывчатых веществ и т.д.

Кроме того, азотная кислота входит в состав ракетного топлива и используется в качестве реагента в химической промышленности. Не стоит забывать, что азотная кислота – остаточно опасное для здоровья (а в некоторых случаях, и для жизни) человека. Данная кислота имеет 3 класс опасности, а ее пары весьма токсичны для организма человека.

Концентрированная азотная кислота — негорючая пожароопасная жидкость по ГОСТ 12.1.044 , сильный окислитель. При контакте со многими материалами вызывает их самовозгорание, сильно дымит на воздухе, выделяя оксиды азота и пары азотной кислоты, которые образуют с влагой воздуха туман, неограниченно растворяется в воде. Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха.

1. При попадании на кожу концентрированная азотная кислота вызывает тяжелые ожоги.

2. Пары азотной кислоты и оксидов азота раздражают верхние дыхательные пути, вызывают конъюнктивиты и поражают роговицы глаз.

3. Концентрированная азотная кислота и оксиды азота по токсичности относятся к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007 ). Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров азотной кислоты и оксидов азота в воздухе рабочей зоны производственных помещений — 2 мг/м по ГОСТ 12.1.005 .

4. Помещения, в которых проводят работы с концентрированной азотной кислотой, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией.

5. Средствами индивидуальной защиты являются фильтрующий противогаз с коробкой марок В, М, БКФ с фильтром для защиты от тумана азотной кислоты по ГОСТ 12.4.121 , защитные очки с резиновой полумаской или защитный щиток из оргстекла, или шлем от противогаза, резиновые кислотозащитные перчатки, специальная кислотозащитная одежда в соответствии с типовыми отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке.

Азотная кислота может попасть в организм человека несколькими путями:

ингаляционно (через дыхательные пути);
через кожу;
при приёме внутрь(что, к сожалению, тоже случается нередко).

Именно от того, при каких условиях и каким образом кислота «проникла» в организм человека, зачастую зависит степень поражения внутренних органов и их систем. Если пары азотной кислоты проникли в дыхательные пути при ингаляционном методе поражения, то степень токсического воздействия во многом будет определяться концентрацией азотной кислоты и временем воздействия на организм.

Кроме прочего, токсический эффект во многом зависит от общего состояния человека, который подвергся вредному воздействия азотной кислоты, его возраста и пола. Также немаловажное значение имеют индивидуальная чувствительность человека к азотной кислоте и некоторые особенности взаимодействия организма с этим веществом.

Интересным фактом является то, что ученые доказали, что если человек постоянно имеет контакт с азотной кислотой, то она оказывает значительно менее разрушительное воздействие на его организм, чем в тех случаях, когда такое воздействие происходит редко. Проведя исследования на лабораторных животных, ученые установили, что при некотором незначительном, но постоянном воздействии на организм подопытных азотной кислоты, в их организме образуется своеобразный барьер, который при следующих контактах не позволяет парам проникать в альвеолы и легочные капилляры.

В практике врачей-токсикологов нередки случаи ингаляционных отравлений азотной кислотой, но гораздо чаще азотная кислота попадает на кожу и слизистые оболочки и вызывает химические ожоги. Смертельная доза азотной кислоты при попадании в организм человека составляет всего 7 грамм. К сожалению, нередки случаи, когда по ошибке или по неосторожности азотная кислота бывает принята внутрь.

Среди наиболее распространенных симптомов отравления азотной кислотой можно выделить следующие:

ожоги губ, языка, желудка, глотки и пищевода
явления общей интоксикации;
боль за грудиной и в абдоминальной области;
характерная обильная рвота с кровью.

Чтобы предотвратить ожог, следует работать с концентрированной азотной кислотой в резиновых перчатках. В то же время обращение с азотной кислотой менее опасно, чем, например, с серной, она быстро испаряется и не остаётся в неожиданных местах. Брызги азотной кислоты следует смывать большим количеством воды, а ещё лучше смачивать раствором соды.

Дымящая азотная кислота при хранении под действием теплоты и на свету частично разлагается, чем выше температура и чем концентрированнее кислота, тем быстрее идёт разложение. В связи с этим хранят её в прохладном и тёмном месте. Выделяющийся диоксид азота растворяется в кислоте и придаёт ей бурую окраску. Разбавленную кислоту легко приготовить, выливая концентрированную кислоту в воду.

Разбавленную азотную кислоту хранят и перевозят в таре из хромистой стали, концентрированную – в алюминиевой таре, т.к. концентрированная кислота пассивирует алюминий, железо и хром из-за образования нерастворимых плёнок оксидов: небольшие количества хранят в стеклянных бутылках. Азотная кислота сильно разъедает резину. Поэтому бутылки должны быть с притёртыми или полиэтиленовыми пробками.

Налив производится в железнодорожные цистерны и автоцистерны из нержавеющей стали, стеклянные бутыли в деревянной или полиэтиленовой обрешетке, специальные бочки из нержавеющей стали, канистры из полимерного материала.

Осуществляется железнодорожным транспортом в цистернах, крытых вагонах, а также автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

Источник