Toksyczność niemetali – wybrane

zagadnienia

Andrzej Kunt

Wykład XI

1. Tlen i ozon



Tlen jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i pozbawionym smaku.
Podtrzymuje palenie. W wodzie słabo się rozpuszcza, ok. 3-4%
objętościowych. Ciekły tlen ma odcień niebieskawy.



Występowanie, zastosowanie, narażenie. Wolny tlen występuje w
atmosferze w ilości 21% objętościowych lub 23% wagowych. Związany
występuje w: wodzie, tkankach zwierzęcych i roślinnych, skałach oraz
minerałach. Stanowi on ok. 50% substancji całej skorupy ziemskiej.
Jest nieodzowny do oddychania i palenia. W wodzie lepiej rozpuszcza
się niż azot, co ma zasadnicze znaczenie dla życia ryb i innych
organizmów wodnych. Na skalę przemysłową otrzymuje się przez
frakcyjną destylację skroplonego powietrza lub przez elektrolizę wody.



Tlen, pierwiastek niezbędny dla życia ludzi i zwierząt, nie wykazuje
szkodliwego działania, jeśli występuje w powietrzu w stężeniu 16-50%.
Nie stwierdzono również uszkodzeń w organizmie po podaniu czystego
tlenu pod ciśnieniem 101,3 kPa (l atm) przez krótki czas.



2. Stadia niedoboru tlenu we krwi

Stadiu

m

Zawartość

tlenu w

powietrz

u (%)

Objawy

I

16-12

Wzmożony oddech wskutek pobudzenia ośrodka oddecho wego.

Następstwem tego jest ubytek CO

2

z krwi i wzrost pH krwi.

Tętno przyspieszone. Lekkie zaburzenie koordynacji ruchów.
Dłuższy ubytek CO

2

może powodować zmniejszenie

pobudliwości ośrodka oddechowego i w efekcie utrud nioną
wentylację płuc.

II

12-10

Oddech szybki, przechodzący w przerywany lub w oddychanie

typu Cheyne-Stokesa. Przy zachowaniu przytomności
występują zaburzenia czynności wyższych ośrodków
nerwowych. Szybko następuje zmęczenie wskutek
utrudnionej pracy mięśni.

III

10-6

Mdłości i wymioty; niemożność poruszania się i wykonywania

większych ruchów mięśniowych. Brak możliwości udzielania
sobie pomocy. Następuje zanik świadomości i apatia -
prowadzące do śmierci.

IV

poniżej 6

Drgawki, oddech przerywany, często ograniczający się tylko do

otwierania ust. Po przedłużających się okresach bezdechu
ustaje czynność serca.



Jest ważnym składnikiem wyższych warstw atmosfery. Powstaje na
wysokości powyżej 30 km z tlenu pod wpływem promieniowania
słonecznego. Występuje tam w bardzo małych stężeniach - kilka
części na milion. Odgrywa w atmosferze ważną rolę, ponieważ osłania
Ziemię przed szkodliwym biologicznie promieniowaniem
nadfioletowym.



Ozon jest jednym z najsilniejszych utleniaczy. Jest gazem bezbarwnym
o charakterystycznym zapachu, w dużych stężeniach przypomina
zapach kwasu chlorowego(I) (podchlorawego). Wyczuwalny jest w
stężeniu 0,2 µg/dm3. W temperaturze pokojowej rozkłada się wolno, w
wysokiej temperaturze rozkład następuje szybko. W czasie tarcia i
przy wstrząsach rozkłada się wybuchowo.



3. Ozon



Występowanie, zastosowanie, narażenie. Ozon powstaje w czasie wyładowań
elektrycznych w atmosferze, a także w laboratoriach i zakładach przemysłowych,
np. w czasie spawania. Działanie promieni nadfioletowych na tlen powoduje również
powstawanie ozonu w powietrzu. Źródłem jego mogą być także związki zawierające
dużo tlenu, np. K

2

Cr

2

O

7

, KMnO

4

. Gaz ten jest jednym z bardziej niebezpiecznych

składników smogu fotochemicznego, tzw. mgły trującej z Los Angeles.



Zatrucie ostre ozonem

9-20 mg/m

3

przyśpieszenie tętna, ból głowy, senność, obrzęk

płuc, hemoliza, zgon

6 mg/m

3

niżej wymienione objawy już po godzinie

2 mg/m

3

kaszel, zmęczenie po 2 godzinach

0,2 mg/m

3

podrażnienie spojówek, błon śluzowych nosa i

gardła

4. Tlenek węgla



Tlenek węgla (CO) jest bezbarwnym i bezwonnym gazem. W bardzo
dużych ilościach (75-100% obj.) ma znikomy zapach czosnku. Jest palny,
ale nie podtrzymuje palenia. W powietrzu pali się niebieskim
płomieniem. Jest nieznacznie lżejszy od powietrza (d = 0,967). W
powietrzu w stężeniach 12-75% obj. tworzy mieszaniny wybuchowe.
Słabo rozpuszcza się w wodzie, lepiej w alkoholu. Tlenek węgla nie jest
bezwodnikiem kwasowym, ale z wodorotlenkami metali alkalicznych
tworzy mrówczany. Łączy się z siarką, dając siarczek karbonylu - związek
nietrwały, toksyczny. Tlenek węgla z chlorem tworzy tlenochlorek węgla,
znany jako groźny gaz bojowy - fosgen. Z niektórymi meta-lami np. z
żelazem, niklem, kobaltem, łączy się pod wysokim ciśnieniem, dając
karbonylki, związki o charakterze addycyjnym. Bardzo toksyczny jest
karbonylek niklu Ni(CO)

4

. Pozostałe karbonylki mogą również działać

toksycznie, np. podgrzane wydzielają tlenek węgla. Karbonylek żelaza
jest trucizną układu nerwowego, poniewaź jest rozpuszczalny w lipidach;
może również wchłaniać się przez skórę.

Dopuszczalne stężenie tlenku węgla w powietrzu zakładów pracy
wynosi 10 mg/m3, zaś Najwyższe Dopuszczalne Stężenie Chwilowe
(NDSCh), tj. utrzymujące się nie dłużej niż 15 min i nie częściej niż 2
razy w ciągu zmiany roboczej, w odstępie czasu nie krótszym niż 1 h,
180 mg/m3. Norma dla powietrza atmosferycznego - 30 000 µg/m3
(godzinna), natomiast dla obszarów chronionych -5000 µg/m3 dla
okresu 8-godzinnego.

Dziękuję za uwagę