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

Диоксид азота – один из самых распространенных загрязнителей атмосферы на сегодняшний день, играющий немалую роль в образовании смога и кислотных осадков. Давайте рассмотрим, что представляет собой это вещество и чем оно опасно для человека.

Диоксид азота: формула, характеристики

Двуокись азота – неорганическое соединение состава NO₂. Представляет собой газ желто-бурого цвета. В условиях низких температур становится бесцветным. При температуре большей, чем 150°С, происходит диссоциация диоксида на оксид азота и кислород.

Данное соединение характеризуется специфическим запахом, который в значительных концентрациях становится удушливым. Имеет высокую химическую активность. Взаимодействует с неметаллами, в реакциях с которыми выступает окислителем. При контакте с водой превращается в азотную кислоту, со щелочной средой – образует нитриты и нитраты.

Получение диоксида азота в лабораторных условиях

В лабораториях двуокись азота в основном получают путем воздействия концентрированной азотной кислоты на медь:

Cu + 4HNO₃ → (CuNO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O.

Кроме того, соединение образуется при термическом разложении нитрата свинца.

В промышленных условиях применяется при производстве азотной и серной кислот, в качестве нитрующего агента для получения безводных нитратов и в роли окислителя в смесевых взрывчатых веществах и жидком ракетном топливе.

Антропогенные источники выбросов диоксида азота

Более 90% от общего количества выбросов оксидов азота попадают в воздушную среду при сжигании различных видов топлива. Начальной формой является NO, который, находясь в воздухе, окисляется кислородом при высокой температуре до NO₂.

Основные источники, влияющие на выброс диоксида азота в атмосферу:

• автотранспортные средства, выхлопные газы которых вносят наибольший вклад в концентрацию вещества в городском воздухе;
• теплоэлектростанции;
• промышленные предприятия, в частности, нефтепромышленной и металлургической отрасли, а также заводы, производящие азотную кислоту и различные удобрения;
• сжигание твердых отходов (в частности, на мусоросжигательных заводах).

Бурый оттенок газа позволяет наблюдать его визуально в воздухе больших городов, где суточная динамика концентраций оксидов азота довольно тесно связана с интенсивностью движения автотранспортных средств и солнечного излучения. В утренние часы увеличение количества автомобилей на дорогах приводит к заметному повышению содержания монооксида азота, который с восходом солнца в результате фотохимического окисления переходит в NO₂. Также бурый цвет имеют выбросы некоторых химических предприятий, из-за чего их называют «лисьими хвостами». Особенно заметны они летом.

Санитарно-гигиенические характеристики

Среди всех окислов группы NOx самым опасным для окружающей среды и человека является именно диоксид азота. Класс опасности – второй. Это значит, что NO₂ относится к высокоопасным веществам. Предельно допустимая максимально-разовая концентрация (ПДК) диоксида азота в воздухе населенных пунктов равна 0,085 мг/м³, среднесуточная – 0,04.

Для воздуха рабочей зоны установлены другие нормативные значения. Так, значение предельно допустимой концентрации (ПДК р. з.) составляет 2 мг/м³ соединения (диоксид азота). Класс опасности – третий. То есть NO₂ отнесен к опасным веществам.

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.

Влияние на обоняние

Даже если концентрация диоксида азота будет невысокой, люди способны ощущать его специфический запах. Пороговым значением фиксации газа в воздухе для человека считается 0,23 мг на куб. метр. Но при вдыхании диоксида азота в течение 10 минут теряется способность ощущать его запах, что говорит о негативном воздействии на обоняние, выражающемся в его ослаблении. При этом наблюдаются неприятная сухость в горле и раздражение слизистой, которые проходят при концентрации, превышающей пороговое значение обнаружения в 15 раз. Однако на смену приходят другие, более серьезные симптомы, означающие негативное воздействие двуокиси азота на органы дыхания.

Влияние диоксида азота на зрение

Одним из последствий комплексного воздействия на слизистые оболочки является ухудшение способности человека видеть в сумерках. Теряется возможность приспособления к отсутствию света. Пороговая концентрация по изменению световой чувствительности глаза составляет 0,14 мг на куб. метр. Учитывая то, что значение обонятельного восприятия почти в два раза выше, можно говорить о способности газа негативно воздействовать и при этом оставаться незамеченным.

Влияние на органы дыхания

При относительно невысоких концентрациях диоксид азота в атмосфере способен нарушать дыхание. Так, уже при содержании его в воздухе 0,056 мг на куб. метр у здорового человека наблюдается повышение сопротивления дыхательных путей. Согласно информации Всемирной Организации Здравоохранения, у людей, страдающих хроническими заболеваниями дыхательной системы, данные симптомы наблюдаются уже при содержании NO₂ в воздухе, равном 0,04 мг на куб. метр.

Результатом воздействия больших концентраций оксидов азота может быть отек легких. Это объясняется следующим. При попадании в организм и взаимодействии с влагой диоксид и оксид азота образуют азотистую и азотную кислоты, разъедающие стенки альвеол легких. Они, как и кровеносные капилляры, становятся легко проницаемыми. В результате сыворотка крови попадает в полость легких. При вдыхании воздух с жидкостью образуют пену, которая нарушает нормальный газообмен, что приводит к возникновению отека легких.

При длительном воздействии окисей азота человек становится более восприимчивым к патогенам, которые вызывают болезни дыхательных путей. Ухудшается сопротивляемость легких к бактериям, расширяются альвеолы, клетки в корешках бронхов, чаще наблюдаются бронхиты, воспаление легких и пр.

У людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями и хроническими болезнями дыхательных путей, легче развиваются осложнения в случае возникновения кратковременных респираторных инфекций, поскольку у них больше развита чувствительность к прямым воздействиям такого соединения, как диоксид азота.

Влияние на человека: другие последствия

Азотистая кислота, образующаяся при взаимодействии с влагой в дыхательных путях, вступает в реакцию со щелочными компонентами тканей, превращаясь в результате в нитриты и нитраты. Воздействие этих веществ вызывает ряд негативных последствий. Так, нитриты, всасываясь в кровь, приводят к угнетению центральной нервной системы, образованию метгемоглобина, гемолизу, билирубинемии, расширяют кровеносные сосуды, снижают артериальное давление и пр. Нитраты же при нахождении в кишечнике способны трансформироваться в канцерогенные вещества - нитрозамины.

Согласно ряду литературных источников, воздействие двуокиси азота на организм человека снижает его сопротивляемость к заболеваниям, приводит к кислородному голоданию тканей. Особенно остро это проявляется у детей. Также диоксид азота способствует повышению действия канцерогенных веществ и возникновению в результате этого злокачественных новообразований.

Некоторые из исследователей связывают повышенную смертность от раковых и сердечно-сосудистых заболеваний в определенных районах с высоким содержанием NO₂ в воздушной среде.

Хроническое отравление диоксидом азота

Длительная работа в условиях присутствия диоксида азота в воздухе приводит к развитию хронических заболеваний, наиболее распространенными среди которых являются: трахеит, бронхит, перфорация носовой перегородки, пневмосклероз и др.

У людей, которые работали на протяжении 3-5 лет при содержании NO₂ в воздухе рабочей зоны 0,8-5 мг на куб. метр, наблюдались хронические бронхиты, воспалительные изменения слизистой оболочки десен, осложненный астмоидными приступами пневмосклероз, бронхоэктазии. Кроме того, отмечались повышения максимальной осмотической резистентности эритроцитов, ускорение свертывания крови, тенденция к гипотонии, гранулоцитоз, снижение активности каталазы, содержания сахара и уровня глобулинов и альбуминов в крови.

У детей, проживающих на территориях, где диоксид азота присутствовал в концентрациях 0,117-0,205 мг на куб. метр, выявлены изменения объема форсированного выдоха, повышение заболеваемости. Кроме того, в мазках крови наблюдались изменения в конфигурации лимфоцитов и моноцитов, увеличение резистентности эритроцитов.

Выводы

Как видим из вышеприведенного материала, азота диоксид в атмосферном воздухе может крайне негативно сказываться на организме человека. К сожалению, превышения допустимых концентраций этого вещества в воздухе – не редкость. Поэтому довольно актуальными на сегодняшний день являются вопросы, касающиеся разработки мероприятий, направленных на снижение выбросов диоксида азота в атмосферу, которые имеют как экологическое, так и санитарно-гигиеническое значение.