Чем опасно влияние соединений азота на организм человека?

Поступление высоких концентраций азота в организм человека вызывает состояние, подобное наркозу. Опьяняющее и снотворное действие, которое проявляется в результате отравления азотом, в некоторых случаях может привести к смерти человека.

Жидкий азот — одно из агрегатных состояний вещества

Основные сведения об азоте

Азот — химический элемент, в обычном состоянии представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха. Является основным компонентом воздуха, которым мы дышим — 78% от всего объема. Атмосферный азот достаточно инертен, поэтому не оказывает значительного влияния на организм человека. Изменение его свойств и появление новых клинических проявлений наблюдается при повышенном давлении, после чего и может возникнуть отравление азотом. Интоксикация также возможна не чистым веществом, а его соединениями, которые в больших концентрациях очень активны и токсичны для человека.

Для организма этот элемент крайне важен, так как входит в состав белков и нуклеиновых кислот, которые являются основой структуры всех тканей. Азот необходим клеткам, некоторые его соединения расширяют кровеносные сосуды, улучшают кровообращение, уменьшают боль и проявляют другие фармакологические эффекты.

Влияние на человека азота и его соединений

Благодаря структуре атома азот проявляет разные степени окисления, поэтому формирует большое разнообразие молекул и соединений. Чем опасен азот для человека? В чистом виде газ приводит к быстрой остановке дыхания и смерти, в форме нитратов — провоцирует рост канцерогенных клеток, нитритов — угнетает нервную систему и способствует образованию метгемоглобина и гемолизу (разрушению эритроцитов). Токсическое действие начинается быстро. Оно затрагивает дыхательную систему — помощь человеку должна быть оказана как можно скорее.

Аммиак – NH3

Газообразное вещество, которое является важным источником азота для человека. Образуется в организме естественным путем после метаболизма аминокислот, а затем нейтрализуется ферментом до мочевины. В высоких концентрациях аммиак токсичен, а способность нейтрализовать соединение ухудшается у людей с заболеваниями печени.

При отравлении аммиаком, который поступил через дыхательную систему, возможны достаточно сильные фармакологические эффекты. Длительная передозировка вызывает токсический отек легких и серьезное поражение нервной системы, у человека возникает удушье. Проявляет свое действие не только местно, но и попадает в системный кровоток.

В медицине раствор аммиака 10% концентрации применяется в составе нашатырного спирта для стимулирования дыхательного и сосудодвигательного центра.

При прямом контакте с парами или жидкой формой аммиака вероятно сильное раздражение слизистой глаз и кожных покровов. Продолжительное действие аммиака приведет к химическому ожогу конъюнктивы, ухудшению или потере зрения, зуду кожи и приступам кашля. Первой помощью будет обильное промывание глаз и кожи водой.

Гидразин — N2H4

Органическое соединение, которое представляет собой очень токсичную жидкость с неприятным запахом. Применяется в промышленности для производства пластмассы и резины, а также в медицине для лечения злокачественных опухолей различных локализаций. Производные гидразина очень токсичны, вызывают раздражение зрительного аппарата и дыхательных путей, высокую вероятность судорог, отека легких, после чего наступает кома и смерть.

Веселящий газ — N2O

Закись азота способна производить опьяняющий эффект. В больших концентрациях оказывает нейротоксическое действие. Это влияние закиси азота на организм нашло свое применение в медицине в качестве ингаляционного наркоза. Для наркоза используется смесь с кислородом правильной концентрации, которая безопасна для здоровья. Благодаря высокой степени очистки от примесей не возникает раздражение дыхательных путей, а также превращение гемоглобина в метгемоглобин. Действие смеси краткосрочно, а период полувыведения составляет 5 минут.

Проблемой такого наркоза остается аноксия — состояние кислородной недостаточности, которое может привести к смерти. Было обнаружено, что закись азота токсически действует на клетки крови, часто становится причиной анемии и поражения спинного мозга. Для наркоза соединение используется и сейчас, однако уже не так широко по причине вероятных последствий для здоровья: увеличение риска развития пневмонии, заражения инфекциями, поражения головного мозга.

Постепенно медицина переходит на более современные и безопасные наркотизирующие средства. Из ингаляционных препаратов используется Галотан, из неингаляционных — барбитураты.

Популярность получают нелегальные смеси на основе закиси азота, которые рекламируются как веселящий и повышающий настроение продукт. Вещество действительно вызывает эйфорию, которая может развиться до истерических припадков хохота, потери ориентации. Газ открыто продается в ночных клубах, интернете.

Его регулярное употребление может привести к серьезным проблемам со здоровьем, в частности, поражению нервной и дыхательной систем, парезам через нейтрализацию действия витамина B12.

На лабораторных мышах было доказано, что употребление закиси азота во время беременности минимум в 4 раза увеличивает вероятность рождения ребенка с внутриутробными уродствами.

Монооксида азота — NO

Соединение также имеет газообразное состояние и очень ядовито. В организме человека оксид азота синтезируется в небольших количествах и оказывает сосудорасширяющее действие, которое приводит к улучшению кровообращения. Эндогенный NO помогает предупредить ишемию тканей и снизить давление у лиц, страдающих гипертензией. Однако превышение концентрации и отравление ингаляционным способом приводит к большой токсичности яда.

Диоксид азота — NO2

Диоксид азота имеет специфический запах и высокую химическую активность. Даже в небольших концентрациях он негативно влияет на органы дыхательной системы, приводя к отеку легких. Дополнительно отравление оксидом азота вызывает у людей раздражение слизистой глаза, а также изменяет состав крови в сторону повышения содержания метгемоглобина. Последствиями влияния диоксида азота на организм человека могут быть утрата способности видеть в сумерках, разрушение стенок альвеол, попадание крови в легкие. При контакте с влагой соединение образует азотную кислоту, которая усиливает разрушающее действие на стенки легких.

Газ может присутствовать в воздухе больших городов с плохими санитарно-гигиеническими показателями. Поэтому поражения диоксидом азота чаще носит хроническую форму.

Азотная кислота и нитраты

Азотная кислота — еще одно ядовитое соединение для организма человека. Ее соли (нитраты) широко используется для приготовления удобрений, лекарственных веществ, производства горючего. Опасно как отравление парами азотной кислоты, так и прямой контакт с жидкостью. При вдыхании вещество раздражает слизистую дыхательных путей, а на коже провоцирует долго заживающие язвы. Даже непродолжительное ингаляция соединения может стать причиной смерти. Такие пары токсичнее угарного газа в 10 раз.

Соли азотной кислоты работают как сильные окислители. В организме человека они превращаются в нитриты (соли азотистой кислоты), действие которых способствуют образованию метгемоглобина и развитию кислородного голодания. Острое отравление нитратами возможно, но чаще протекает в хронической форме. Интоксикацию диагностируют, когда концентрация метгемоглобина достигает 15%.

Симптомами острого отравления при этом будут:

• синюшность кожи и ногтей;
• головокружение, сонливость;
• учащенное сердцебиение;
• тошнота и рвота;
• кровянистый понос;
• одышка, шум в ушах.

Хроническая интоксикация менее выражена – наблюдается слабость, бледность, быстрая утомляемость.

Аммиачная селитра — нитрат, используется как азотное удобрение

Дышать чистым азотом – N2

Можно ли человеку дышать азотом? Вдыхание азота с воздухом совершенно неопасно. Однако при вдыхании чистого N2 давление кислорода в крови упадет до нуля, возникнет гипоксия. Это приведет к потере сознания и невозможности человека спасти свою жизнь. Уже при 5% концентрации кислорода и 95% концентрации азота во вдыхаемой смеси потеря сознания произойдет через 40 секунд. Клинические симптомы будут быстро проявляться и нарастать, однако человек не сможет их распознать и отреагировать.

США рассматривает возможность проведения смертной казни путем вдыхания высоких концентраций азота. Такая процедура приводит к быстрой потере сознания и, вероятно, является более гуманной, чем электрический стул. У нее нет недостатков типа неудачных попыток при лишении жизни и связанных с этим судебных разбирательств.

Азотный наркоз у водолазов

Известная всем глубинная болезнь связана с повышенной концентрацией азота. В кислородной смеси в баллонах содержится азот, который при погружении на глубину ниже 45 м оказывает токсическое действие на мозг. Первыми признаками становятся ослабление внимания, появление волнения и паники или же приступ эйфории. Возникают сильные галлюцинации: водолазы видят русалок, представляют себя рыбами и т.п. Погружение на глубину 100 м усиливает симптомы до состояния наркотического сна, который может привести к летальному исходу.

При первых признаках плохого самочувствия дайвера нужно поднять с глубины и обеспечить доступ свежего воздуха, освободив от экипировки. Наркотическое действие азота обычно проходит уже во время подъема водолаза с глубины на поверхность. Для профилактики опасности нужно нырять с группой людей, а также поддерживать контакт друг с другом, чтобы вовремя заподозрить проблему.

Симптомы, первая помощь и лечение

Высокая концентрация азота может попасть в организм при вдыхании паров газа или перорально. Симптомы интоксикации начинают проявляться уже через 15 мин. В зависимости от предпринятых мер, они развиваются в легкой или тяжелой степени.

При легкой форме отравления азотом наблюдается слабое головокружение, сухой кашель и состояние, похожее на опьянение. Тяжелая интоксикация затрагивает:

• дыхательную систему: сильный кашель, отек легких;
• кожу: синюшность и бледность;
• сердечно-сосудистую систему: аритмия, тахикардия, повышение давления;
• мышцы: спазмы, судороги;
• ЖКТ: спазмы в животе, боль, рота, понос.

Отравление оксидом азота и азотной кислотой требует следующих мер:

• промывания глаз водой в течение минимум 10 минут;
• очищение участка кожи, на которую попало химическое соединение, чистой водой или слабым раствором соды;
• промывание желудка зондовым методом при проглатывании вещества;
• введение морфина или атропина в условиях стационара.

Вреден ли азот в воздухе при промышленных выбросах? Превышение концентрации азотистых соединений в атмосфере — современная проблема экологии. Такие нарушения негативно сказываются на здоровье всех жителей города и могут привести к хронической интоксикации. При стандартной концентрации азота он совершенно безопасен.