Газонанализаторы BW Techologies
+38 044 360-11-71 Киев +38 048 703-15-57 Одесса +38 032 253-25-12 Львов

Категории

Статья: об опасности угарного газа (СО)

Монооксид углерода – химическое соединение, состоящие из одного атома углерода и одного атома кислорода. Химическая формула СО. Так же имеет тривиальное название «угарный газ».

Угарный газ и его токсичные свойства известны человечеству с давних времен: о вреде вдыхания дыма писали еще Аристотель и Гален.

Официально же, монооксид углерода был открыт и описан французским химиком Жаком де Лассоном в 1776 году путем нагревания оксида цинка в присутствии угля.

В нормальных условиях монооксид углерода представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха. Он кипит при -191.5 С, а кристаллизуется при -205. Он легче воздуха, поэтому имеет свойство подниматься вверх.

В природе угарный газ встречается часто, но, в норме, в небольших концентрациях.

Во-первых, он входит в состав земной атмосферы, где его доля составляет 10%, а естественный уровень содержания - 0,01-0,9 мг/м3.

Во-вторых, его активно выделяют многие живые существа, например, из поверхностных слоев мирового океана в атмосферу поступает ежегодно 220 миллионов тон СО, который образуется в ходе фоторазложения фитопланктона, и как продукт его жизнедеятельности.

В-третьих, большое количество монооксида углерода выбрасывается вулканами и при лесных пожарах. Особенно много угарного газа образуется при подземном горении и тлении торфяников, так как в этих условиях кислорода недостаточно, и органика не в состоянии окислиться в достаточной мере, чтобы образовать углекислый газ (СО2), то на выходе получается много угарного газа (СО).

Так обстоят дела с угарным газом на Земле, но в межзвездном пространстве ситуация иная. Здесь СО – вторая по распространенности молекула после водорода в межзвездной среде. Он играет важную роль в формировании газовых облаков, из которых возникают новые звезды. Его спектральные характеристики хорошо изучены и используются астрономами для поиска и идентификации, так называемых, «звездных яслей» - массивных газопылевых скоплений.

Гораздо больше СО, чем естественные, в атмосферу выбрасывают антропогенные источники. Средний металлургический комбинат при выплавке 1 млн тонн стали выделяет 320-440 тонн угарного газа. Много его вырабатывается на предприятиях нефтяной промышленности и химических заводах, занятых в таких процессах, как крекинг нефти, производство формалина, аммиака и углеводородов. Высока концентрация угарного газа в угольных шахтах и углеподающих трассах. Колоссальное количество монооксида углерода получается при неполном сгорании ископаемого топлива в доменных печах и двигателях внутреннего сгорания. Суммарно за год техносфера выбрасывает в окружающую среду 350-600 млн тонн угарного газа (что в 1.5-3 раза больше, чем весь океанский планктон планеты, вместе взятый), причем 52-62% из этого количества приходится на долю выхлопных газов автомобилей. (В прошлом, а конкретно в XIX веке пальма первенства по выбросам СО была за уличным освещением – для фонарей применялся т.н. «светильный газ» - смесь СО с О2, азотом и водородом. Доля угарного газа в этой смеси составляла 45%.)

Это весьма удручающие цифры, если принять во внимание высокую токсичность угарного газа для человека и животных.

Попадая в кровь через дыхательные пути, угарный газ связывается с такими важными для дыхания белками, как гемоглобин и его производные, благодаря своему сходству по электрохимическим параметрам с молекулой кислорода О2. Но, в отличие от молекулярного кислорода, СО образует гораздо более прочную химическую связь с гемоглобином, формируя вместо оксигемоглобина карбоксигемоглобин. И эта связь слабо обратима: гемоглобин не может самостоятельно «сбросить» молекулу угарного газа, как это бы произошло с кислородом. Таким образом, монооксид углерода «забивает» гемоглобин собой, выводя этот важнейший для поддержания жизни белок из строя. Начинается кислородное голодание, которое за несколько часов при высокой концентрации СО в воздухе приводит к смерти. Учитывая, что угарный газ не имеет запаха, его утечка чрезвычайно опасна.

Симптомы отравления угарным газом:

  • Головная боль.
  • Головокружение.
  • Шум в ушах.
  • Отдышка.
  • Ускоренный пульс.
  • Мерцание перед глазами, появляются иллюзорные светящиеся «нити» и вспышки.
  • Покраснение лица.
  • Общая слабость.
  • Тошнота.
  • Рвота.
  • Судороги.
  • Потеря сознания.

Далее следует кома и смерть от угнетения работы центров дыхания и сердцебиение в головном мозге. Концентрации в 0.1% СО в воздухе хватает, чтобы взрослый человек умер в течение часа.

Первая помощь при отравлении угарным газом:

  • Вынести пострадавшего на свежий воздух.
  • Обеспечить искусственную вентиляцию легких.
  • Ввести под кожу кофеин или лобелин.
  • Внутривенно вводится препарат карбоксилазы, фермента, облегчающего процесс освобождения гемоглобина от молекул СО.
  • Внутримышечно ввести ацизол.

Если отравление легкое, то достаточно просто выйти на свежий воздух и хорошо отдышаться.

Отравиться угарным газом можно в следующих случаях:

  • Если оставить заведенный автомобиль в гараже с плохой вентиляцией.
  • Слишком рано закрыть заслонку дымохода в помещении, которое отапливается печью. То же относится и к каминам.
  • Если при пожаре не покинуть здание вовремя. Угарный газ будет накапливаться и подниматься вверх.
  • Если где-то рядом произошел взрыв запасов взрывчатки, зачастую при этом образуются продукты, которые содержат до 60% угарного газа. Например, это происходит при взрыве тротила.
  • Если надышаться парами метиленхлорида, который добавляют в лаки и краски. Метиленхлорид преобразуется печенью, и один из продуктов –угарный газ, который, в таком случае, поступит сразу же в кровоток через воротную вену печени- один из крупнейших сосудов организма.

Высокий уровень токсичности угарного газа подтверждается тем, что во времена Второй Мировой, его использовали для ликвидации военнопленных в так называемых «газенвагенах» или, если использовать оригинальную немецкую транскрипцию «газ-вагенах». Такая установка представляла собой обычный фургон с герметичным кузовом, работавший на генераторном газе. Мотор, по свидетельствам механиков, обслуживавших и ремонтировавших газенвагены, имел несколько дополнительных патрубков, по которым выхлопные газы подавались в кузов через забранное сеткой отверстие в полу. Таким образом люди погибали от удушения и интоксикации выхлопными газами, в которых 16-20% составлял именно угарный газ. Смерть наступала за 20-30 минут.

Как ни странно, не смотря на свою высокую токсичность и вредные последствия для при контакте, СО имеет ряд важных биологических функций.

Он в норме вырабатывается рядом клеток тела и имеет большое значение как сигнальная молекула. Например, с его помощью регулируется тонус сосудов: выделение угарного газа в районе синапсов нервных окончаний передает ряд специфических сигналов, необходимых для контроля кровяного давления и интенсивности кровоснабжения тканей. Нарушения его естественного обмена сейчас связывают с различными нейродегенеративными и сердечно-сосудистыми заболеваниями, такими как атеросклероз, гипертония и сердечная недостаточность.

Кроме того, монооксид углерода играет очень важную роль в процессе образовании новых кровеносных сосудов – ангиогенезе.

 Недавно было показано, что он важен так же и для нормальной работы нейронов, отвечающих за долгосрочную память. Оказалось, что такие нейроны в ответ на переданный им сигнал, выделяют небольшое количество угарного газа, сообщая таким образом адресату, что они готовы принимать сигналы и дальше, что, в свою очередь, повышает активность клетки, передавшей им сигнал и закрепляя данный нервный контур.

Кроме того, эндогенный угарный газ регулирует процессы свертывания крови и выступает в качестве ингибитора воспалительной реакции.

 Интересно, что если человека поместить в атмосферу, начисто лишенную СО, то это соединение начнет производиться специальными ферментами, такими как гемоксигеназа. Что еще раз подтверждает необходимость наличия угарного газа в организме для нормальной регуляции процессов жизнедеятельности.

Вполне возможно, что дальнейшие исследования роли эндогенного угарного газа в организме помогут бороться с такими серьезными заболеваниями, как ишемическая болезнь сердца, некоторые виды рака (многие опухоли зависят от формирования сосудистой сети внутри патологического очага, а манипуляции с СО могут помочь снизить скорость образования сосудов или вовсе ее остановить), атеросклероз и гипертония.

Монооксид углерода, кроме своего существенного биологического значения, имеет и еще ряд полезных применений в технологии.

Во-первых, СО является промежуточным реагентом в реакциях с водородом, которые используются для получения таких важных для промышленности веществ, как органические спирты, этилен, полиэтилен и другие неразветвленные углероды. Эта сфера охватывает любые области, где требуется синтетическое топливо, спиртовые растворители или упаковочные материалы.

Во-вторых, как уже было сказано выше, угарный газ – основной компонент генераторного газа, на котором работают газогенераторные автомобильные двигатели.

В-третьих, монооксид углерода важен для пищевой промышленности, где им обрабатывают мясо животных и рыбы, придавая им ярко-красный цвет и сохраняя свежесть, без потери вкуса и вредных побочных эффектов.

Таким образом можно сделать вывод, что СО – газ значимый в самых различных областях и процессах: от металлургии до медицины, от работы долгосрочной памяти до звездообразования. Тем не менее не следует забывать о его высокой токсичности. Если Вы работаете на предприятии, где угарный газ применяется на производстве или является его побочным продуктом – позаботьтесь о том, чтобы рабочие помещения были оборудованы специализированными газоанализаторами для выявления и измерения СО! От этого зависит Ваша жизнь и Ваше здоровье!