GAZY
TLEN - Symbol: O, pierwiastek chemiczny, niemetal należący do grupy tlenowców (rozpoczyna 16. grupę) w układzie okresowym pierwiastków chemicznych; liczba atomowa: 8; elektroujemność wg Paulinga: 3,5; główne stopnie utlenienia: -II (tlenki), -I (nadtlenki), -1/2 (ponadtlenki). WYSTĘPOWANIE TLENU - Tlen został odkryty w Anglii przez J. Priestleya w 1774 r. Jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na Ziemi (zajmuje drugie miejsce po żelazie), w stanie wolnym występuje w dwóch odmianach alotropowych : O2 (tlen zwykły) - w powietrzu stanowi 20,94% objętościowych i O3 - ozon. W stanie związanym tlen stanowi 89% masowych hydrosfery (woda) i około 47% masowych litosfery.
OTRZYMYWANIE TLENU - Tlen na skalę przemysłową otrzymuje się ze skroplonego powietrza w wyniku destylacji frakcjonowanej oraz przez elektrolizę wody, czyli rozkład wody pod wpływem prądu elektrycznego: 2H2O = O2 + 2H2. W warunkach laboratoryjnych uzyskuje się go najczęściej poprzez ogrzewanie azotanu potasu lub chloranu potasu z dwutlenkiem manganu jako katalizatorem. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE TLENU - Gaz bezbarwny; Bezwonny; Bez smaku; Gęstość: 1,43 g/dm3 (w warunkach normalnych); Cięższy od powietrza; W małych ilościach rozpuszcza się w wodzie; Nie pali się, ale podtrzymuje palenie; Łączy się prawie ze wszystkimi pierwiastkami, tworząc tlenki, nadtlenki lub ponadtlenki.
ZASTOSOWANIE TLENU - Do wytwarzania wysokich temperatur w palnikach acetylenowo-tlenowych służących do spawania, cięcia i topienia trudno topliwych metali; W fazie ciekłej stosowany jako utleniacz paliwa rakietowego; Aparaty tlenowe (np. w medycynie, dla nurków, kosmonautów); W hutnictwie. Tlen po raz pierwszy udało się skroplić w 1883 r., a dokonali tego Polacy: Karol Olszewski i Zygmunt Wróblewski - naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Temperatura skraplania tlenu wynosi ok. -183 stop. Celsjusza. Skroplony tlen ma jasnoniebieską barwę. Tlen jest pierwiastkiem niezbędnym do życia (pobierany w procesie oddychania), wytwarzany jest przez rośliny w procesie fotosyntezy.
BIOCHEMICZNE DZIAŁANIE NA USTRÓJ - Organizm przeciętnego dorosłego człowieka zużywa w ciągu minuty ok. 200 ml (0,3 g) tlenu. Oddychanie czystym tlenem jest dość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołuje kwasicę. Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10-12%. Organizm ludzki zachowuje sprawność fizjologiczną przy stężeniu tlenu wynoszącym 15-50%. Objawy toksyczne występują przy niedoborze , jak i przy nadmiarze tlenu. Niedobór tlenu w granicach 10-15% powoduje, że: tętno staje się szybsze, objętość oddechowa rośnie, odczuwa się osłabienie, występuje ból głowy, ruchy stają się coraz mniej skoordynowane. Występuje szybko niedotlenienie krwi i tkanek. Gdy zawartość tlenu spada poniżej 10% może nastąpić utrata przytomności, występują drgawki, niemożność wykonania ruchu, zapaść i śmierć. Niedobór tlenu źle wpływa na oczy, powodując odklejenie siatkówki, a co za tym idzie ślepotę. Nadmiar tlenu można przez kilka godzin podawać zatrutemu bez ujemnych skutków. Jednak podawanie go przez kilka dni powoduje podrażnienie dróg oddechowych, obrzęk płuc, zaburzenia widzenia (ubytki w polu widzenia). Wystąpić mogą drgawki, w wyniku porażenia kory mózgowej, utrata przytomności i śmierć.
OZON - Ozon (O3) to trójatomowa cząsteczka tlenu, jedna z jego odmian alotropowych, posiadająca silne właściwości aseptyczne i toksyczne. Ozon tworzy warstwę w stratosferze, najcieńszą w strefie gorącej, a gęstszą nad biegunami. Zawartość ozonu określa się w jednostkach Dobsona (DU) i wynosi ona od ok. 260 DU w tropikach do ponad 350 w wysokich szerokościach geograficznych. W dolnej troposferze, przy powierzchni Ziemi, ozon jest groźny dla życia - jest głównym składnikiem smogu fotochemicznego. Ozon zawarty w stratosferze pochłania szkodliwe dla organizmów żyjących na Ziemi ultrafioletowe promieniowanie słoneczne (UV) o dł. fali od 240 do 320 nm. Od połowy lat 70. XX w. nad Antarktydą obserwuje się systematyczny spadek stężenia ozonu. Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za niszczenie ozonu w stratosferze są związki węgla, chloru i fluoru zwane freonami.
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE OZONU - Niebieski gaz, Większa gęstość od powietrza, Gaz niepalny (ma zdolność podtrzymywać proces spalania), Dobrze rozpuszczalny w wodzie, Dość nietrwały, Silny utleniacz, Może występować w 2 stanach elektronowych: trypletowym i singletowym.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM - Ozon przyziemny jest szkodliwy dla zdrowia. Powoduje m.in.: uszkodzenie błon biologicznych przez reakcje rodnikowe z ich składnikami; może hamować działanie enzymów komórkowych, wstrzymując oddychanie wewnątrzkomórkowe; w większych stężeniach powoduje wzrost ciśnienia tętniczego, przyspieszenie tętna i obrzęk płuc prowadzący do zgonu (w stężeniach 9-20 mikrogramów/dm3); senność; ból głowy; podrażnienie systemu oddechowego (wywołuje kaszel); podrażnienie gardła; uczucie dyskomfortu w klatce piersiowej; zmniejszenie wydolności płuc, utrudniając głęboki oddech; przyspieszone oddychanie, płytsze niż normalnie i zmniejsza wydolność wysiłkową. Ozon pogarsza stan zdrowia astmatyków. Przy wysokim stężeniu ozonu, osoby chorujące na astmę częściej miewają ataki wymagające pomocy lekarskiej i stosowania leków, gdyż zwiększa on wrażliwość na alergeny, które dają impuls atakom astmy. Ponadto ozon wywołuje zapalenie płuc. Badania na zwierzętach wykazują, że ten rodzaj zapalenia występuje regularnie w długim okresie czasu (miesięcy, lat, całego życia), tkanka płucna zostaje pokryta bliznami, które na stałe zmniejszają wydolność płuc i pogarszają stan zdrowia. Najwyższe dopuszczalne stężenie ozonu w miejscu pracy wynosi 0,1 mikrograma/dm3.
ZASTOSOWANIE OZONU - Ozon jest bardzo skutecznym środkiem dezynfekcyjnym o wielu praktycznych zastosowaniach. Oczyszcza wodę, którą pijemy, żywność, którą spożywamy oraz wodę w odwiedzanych przez nas basenach. Ozon to bardzo silny utleniacz, skutecznością przewyższający ok. 50-krotnie powszechnie stosowany chlor. Nie pozostawia toksycznych produktów ubocznych, takich jak THM, w momencie występowania w wodzie ich prekursorów w procesie dezynfekcji. Ponadto ozon obniża liczebność glonów i pierwotniaków oraz pleśni i grzybów. Także bakterie Salmonelli, gronkowca, E. coli, czy laseczki i zarodniki Clostridium nie są odporne na działanie ozonu.
Ozon, gwarantując 100% skuteczność bakteriologiczną zapewnił sobie czołową pozycję wśród wszystkich środków dezynfekujących. Z tego tez względu miasta w USA instalują w szybkim tempie systemy ozonowania aby zapewnić ochronę wody pitnej przed skażeniem Cryptosporidium. Także coraz więcej polskich wodociągów wykorzystuje technologię ozonowania zapewniając sobie bezpieczeństwo bakteriologiczne spożywanej wody. Producenci napojów wykorzystują ozon do usuwania żelaza, manganu, amoniaku i siarkowodoru z wody oraz do płukania butelek przed ich napełnianiem. Właściciele przetwórni żywności myją wodą ozonową owoce, jarzyny, warzywa, ryby
i mięso, przedłużając trwałość swoich produktów. Winiarnie wykorzystują ozon do dezynfekcji beczek dębowych, jak i mycia stacji i maszyn usuwając w ten sposób spory i bakterie pleśni. Właściciele basenów cieszą się przejrzystością wody i czystym zapachem, a hodowcy ryb wykorzystują ozon w procesach ciągłego uzdatniania wody i jej napowietrzania.
TECHNOLOGIA OZONOWANIA W PRZETWÓRSTWIE ŻYWNOŚCI - Coraz większą popularność zyskuje wykorzystanie ozonu w procesach dezynfekcyjnych produktów spożywczych. Ponieważ jedynym produktem resztkowym ozonu jest tlen, wielu producentów rozważa ozon jako zamiennik dla powszechnie stosowanego chloru, oraz innych dodatków chemicznych. 26. czerwca 2001 roku FDA i USDA (Food and Drug Administration i Amerykański Departament Rolnictwa) w USA zatwierdziły ozon jako środek zwalczający drobnoustroje dla wszystkich rodzajów żywności, włącznie z mięsem i drobiem. Badania wykazały, że wystawienie na działanie ozonu pewnych rodzajów owoców umożliwiło odkażenie ich powierzchni i spowodowało, że owoce uwolniły enzymy opóźniające psucie się produktów. Tak więc, np. truskawki czy papryka dłużej zachowują świeżość i wykazują dłuższą przydatność do spożycia. Obecnie coraz większą popularność w przemyśle spożywczym zyskują małe układy wytwarzające wodę ozonowaną. Ich efektywność działania jest bardzo wysoka, a spektrum zastosowania praktycznie nieograniczone. Można je używać zarówno do dezynfekcji kubków do jogurtów w przemyśle mleczarskim, jak i do dezynfekcji butelek PET w przemyśle rozlewniczym wód mineralnych. Technologia ozonowania wykorzystywana jest także na całym świecie w przemyśle mięsnym do dezynfekcji pojemników i lodni oraz do mycia i dezynfekcji stanowisk pracy, maszyn i urządzeń. Wodę ozonowaną można wykorzystywać jako środek dezynfekcyjny, który po kilku lub kilkunastu minutach rozłoży się do czystego tlenu nie pozostawiając charakterystycznego smaku w wodzie. Można, jak już wyżej wspomniano, stosować wodę ozonowaną do dezynfekcji środków spożywczych takich jak: owoce, warzywa, mięso wołowe, wieprzowe i drobiowe. Zwłaszcza w zakładach mięsnych urządzenia takie są najbardziej rozpowszechnione na świecie. Używane są one do wytwarzania środka dezynfekcyjnego, którym myje się prawie wszystko w zakładzie począwszy od kanałów na hali, posadzek i ścian do mycia końcowego przenośników, stołów i noży. Przykładem zakładu przetwórstwa spożywczego wykorzystującego przy procesach produkcyjnych technologię ozonowania jest firma ONIX. Przedsiębiorstwo zajmuje się przetwórstwem cebuli białej, czerwonej, szalotki, cebuli typu pikles oraz czosnku poprzez obieranie, krojenie, mrożenie oraz pakowaniem nieprzetworzonej cebuli w łusce na wiele sposobów. Wykorzystanie technologii ozonowania zapewnia 100% bezpieczeństwo bakteriologiczne produktu oraz wydłużenie okresu jego przydatności do spożycia.
OZON W ROZLEWNICTWIE - Przemysł wód mineralnych, napojów i soków jako pierwszy wykorzystuje na szeroką skalę technologię ozonowania do zabezpieczenia produktów w procesie płukania i dezynfekcji opakowań oraz w stacjach uzdatniania i przygotowania wody. Woda oczyszczona technologią ozonowania spełnia najwyższe normy jakościowe, przedłuża trwałość oraz eksponuje walory smakowe i zapachowe syropów i koncentratów dodawanych do wody. Powietrze wzbogacone w ozon używane jest w procesach technologicznych jako zaawansowany proces utleniania, który:
- przyśpiesza wszystkie reakcje chemiczne;
- pozwala efektywnie usunąć żelazo, mangan i amoniak;
- przywraca wodzie naturalną barwę i krystaliczną przejrzystość;
- usuwa z wody nieprzyjemny smak i zapach ( siarkowodór);
- wspomaga procesy filtracyjne przez aglomerację cząsteczek.
Wszechstronne możliwości ozonu, jego 100% skuteczność destrukcji wszelkich zanieczyszczeń, całkowita ochrona bakteriologiczna oraz brak wytwarzania rakotwórczych produktów ubocznych, jak w przypadku tradycyjnego chloru, sprawiają, iż znajduje on zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu, zarówno w przemyśle spożywczym, napojowym, mięsnym, mleczarskim czy kosmetycznym lub przy dezynfekcji wody basenowej. Zaawansowana technologia ozonowania zapewniająca pełne bezpieczeństwo produktów oraz prostotę użytkowania wywołuje coraz większe zainteresowanie wśród dużej liczby przedsiębiorstw rozważających zakup tych systemów, których technologia zdobyła już szerokie uznanie i zaufanie klientów na całym świecie.
OZON W PRZEMYŚLE MLECZARSKIM - Technologia mycia butelek wodą wysokozaozonowaną przed napełnieniem ich mlekiem lub jogurtem jest najnowocześniejszą technologią dezynfekcji opakowań w przemyśle spożywczym stosowaną w ostatnich latach. Technologia jest w pełni ekologiczna i nie pozostawia żadnych związków ubocznych po procesie dezynfekcji. Ozon produkowany jest z tlenu i po procesach dezynfekcji ścianki butelki rozkłada się w momencie napełnienia jej mlekiem do czystego tlenu w ciągu kilku milisekund. Jest to najbardziej ekologiczny i wysokowydajny proces penetracji wewnętrznej części opakowania, który obejmuje w 100 % wewnętrzną powierzchnię. Kropelki wody zaozonowanej pozostające na ściankach butelek w żaden sposób nie wpływają na zmianę jakości produktu, jego smaku, zapachu czy barwy. Natomiast trwałość produktu bez sztucznych konserwantów może być znacznie przedłużona. Dzięki zastosowaniu tej technologii klient ma pewność, że produkt jest w 100 % bezpieczny. W obszernym opracowaniu przeglądowym J.L. Smilanick "Use od Ozone in Storage and Packing Facilities", in Proc. Washington Tree Fruit Postharvest Conf., Wenatchee 2003 opisane są istotne zalety wynikające z zastosowania ozonu do uzdatniania, w tym szybki rozpad ozonu na tlen, przy czym nie ma innych produktów tej reakcji. Ponadto przedstawione są wspomniane wyżej zastosowania ozonu oraz inne aplikacje wprowadzone w ostatniej dekadzie w przemyśle spożywczym.
TLENEK WĘGLA (II), CZAD - CO to bezbarwny, bezwonny gaz, który powstaje w wyniku spalania węgla lub substancji organicznych przy ograniczonym dostępie tlenu: 2C + O2 = 2CO. CO spala się w powietrzu niebieskim płomieniem, a produktem tej reakcji jest tlenek węgla (IV): 2CO + O2 = 2CO2. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE CO - Trudno rozpuszczalny w wodzie; Ma nieco mniejszą gęstość od powietrza; Jako produkt spalania paliw (czad) powstaje w mieszaninie z ciężkim dwutlenkiem węgla; Gaz palny; Ma właściwości redukujące, co wykorzystywane jest w hutnictwie; Z zasadami tworzy mrówczany, z amoniakiem - formamid; Przyłącza chlor, tworząc fosgen.
WYSTĘPOWANIE CO - Występuje w gazach kopalnianych; Jest składnikiem gazu generatorowego, wodnego, wielkopiecowego i świetlnego; Źródła naturalne to: erupcje wulkanów, naturalne pożary roślinności; W niewielkich ilościach produkowany w organizmach żywych - ma działanie przeciwzapalne; Źródła antropogeniczne - większość wysokotemperaturowych procesów technologicznych, w których paliwem jest przede wszystkim ropa naftowa (przemysł energetyczny, hutniczy, chemiczny, procesy spalania w silnikach wysokoprężnych).
ZASTOSOWANIE CO - Tlenek węgla II jest reduktorem stosowanym w procesach przemysłowych, np. w produkcji stali. Mieszanina CO i H2 (tzw. gaz syntezowy) służy do otrzymywania wielu związków organicznych ( w zależności od warunków reakcji oraz użytego katalizatora).
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM CO - Dawka śmiertelna: stężenie w powietrzu 10 mg/l. Najczęstszy sposób zatrucia: wydobywanie się czadu , podczas spalania gazu ziemnego w niewyregulowanych piecykach (ograniczony dostęp do tlenu); gazu świetlnego z rur; kuchenek gazowych; pożary budynków; zatrucia przemysłowe; zatrucia samobójcze; spaliny silnikowe. Objawy zatrucia: bóle głowy; szum w uszach; zawroty głowy; wymioty; ogólne osłabienie; duszność; spowolnienie oddechu i tętna; czerwone plamy na skórze; w ciężkich zatruciach - drgawki, utrata przytomności, śpiączka. Pierwsza pomoc i leczenie: Podstawowym i decydującym zabiegiem leczniczym jest jak najszybsze umieszczenie zatrutego w komorze nadciśnieniowej z ciśnieniem tlenu 2 atm. na 30-90 min. Wszystkie inne zabiegi, jak sztuczne oddychanie, wstrzykiwanie roztworu błękitu metylenowego mają tylko nieznaczne działanie lecznicze.
Toksyczne działanie tlenku węgla (II) wynika z jego większego od tlenu (250-300 razy) powinowactwa do hemoglobiny, zawartej w erytrocytach krwi. Tworzy on połączenie zwane karboksyhemoglobiną (CO + Hb → COHb), które jest trwalsze niż służąca do transportu tlenu z płuc do tkanek oksyhemoglobina (połączenie tlenu z hemoglobiną). Dochodzi więc do niedotlenienia tkanek, co w wielu przypadkach prowadzi do śmierci. Już wdychanie powietrza ze stężeniem 0,16% objętościowego CO, powoduje po dwóch godzinach zgon.
Objawami zatrucia przewlekłego są:
- upośledzenie psychiczne;
- osłabienie;
- utrata łaknienia;
- utrata czucia w palcach;
- senność w dzień i bezsenność w nocy;
- zaburzenia krążenia, zmiany w morfologii;
- objawy parkinsonizmu: drżenie mięśni, maskowaty wyraz twarzy;
- "chód pingwini" - ostrożne poruszanie się z szeroko rozstawionymi nogami;
- szaroziemiste zabarwienie skóry.
CIEKAWOSTKI - Zatrucie tlenkiem węgla (popularnie nazywane zaczadzeniem) jest najczęściej spotykanym zatruciem gazowym. Stanowi 75% wszystkich zatruć samobójczych i od 32% (w Szwajcarii) do 55% (w Austrii) zatruć przypadkowych. Jest najczęstszą przyczyną śmiertelnych zatruć w wielu krajach. W USA rocznie umiera z powodu przypadkowego zaczadzenia co najmniej 1500 osób. Zwierzęta niższe, których krew nie zawiera hemoglobiny (np. owady) mogą żyć w atmosferze składającej się w 80% z czadu i w 20% z tlenu. Trujące działanie tlenku węgla zostało wykorzystane przez hitlerowców (podczas II wojny światowej) do eliminacji ludzi. Gazy spalinowe samochodu były wprowadzane do zamkniętej przestrzeni naczepy, gdzie przebywali ludzie. Przykładem toksycznego działania tlenku węgla (II) może być jedna z największych tragedii w dziejach, która wydarzyła się w zimie, w roku 1944 we Włoszech. Przepełniony pociąg przejeżdżał w okolicach Neapolu. Na jego drodze był przejazd przez tunel, który wznosił się pod górę. Obciążony pociąg miał trudności z wjechaniem pod górę po oblodzonych szynach. Aby zwiększyć moc lokomotywy, maszynista nakazał dorzucenie węgla do kotła. Było to wyjątkowo niefrasobliwe posunięcie. Parowóz nie zdołał wspiąć się i wyjechać z tunelu. Jednocześnie przy ograniczonej ilości powietrza, a tym samym i tlenu, dorzucony węgiel spalał się z utworzeniem czadu. Doprowadziło to do śmierci 521 osób.
TLENEK SIARKI (IV) - Tlenek siarki (IV) / ditlenek siarki (SO2) jest bezbarwnym gazem o ostrym, gryzącym i duszącym zapachu, silnie drażniącym drogi oddechowe. Ma właściwości bakteriobójcze i pleśniobójcze. Jest produktem ubocznym spalania paliw kopalnych, przez co przyczynia się do zanieczyszczenia atmosfery (smog).
OTRZYMYWANIE SO2 - Na skalę techniczną tlenek siarki (IV) otrzymuje się przez spalenie siarki oraz w wyniku prażenia siarczków metali ciężkich, np. siarczku żelaza. W laboratorium tlenek siarki (IV) można otrzymać przez reakcję kwasu siarkowego (VI) z siarczanami (IV) lub wodorosiarczanami (IV). Znaczące ilości tlenku siarki (IV) wytwarzają się podczas spalania zanieczyszczonego siarką węgla kamiennego, co jest jedną z przyczyn zanieczyszczeń powietrza, a także kwaśnych opadów.
ZASTOSOWANIE SO2 - Wykorzystywany w produkcji kwasu siarkowego (VI); W celach dezynfekujących, np. piwnice, beczki na wino; Stosowany jako konserwant (E220), szczególnie powszechnie jako konserwant moszczów owocowych (z przeznaczeniem na wino); Wykorzystywany do bielenia ( w przemyśle tekstylnym i papierniczym); Jako czynnik chłodniczy.
SO2 W WINIARSTWIE - Dwutlenek siarki stosowany jest najczęściej jako środek antyseptyczny, hamujący rozwój mikroorganizmów. Stąd powszechne zastosowanie podczas transportu winogron i przed fermentacją. Umożliwia sklarowanie wyciśniętego soku bez ryzyka wcześniejszej fermentacji. Dwutlenek bardzo łatwo utlenia się do trójtlenku, stąd jego zastosowanie jako przeciwutleniacza, pozwalającego dłużej zachować związki aromatyczne i kolor wina. Radykalnie zmniejsza aktywność enzymów utleniających , takich jak tyrozynaza czy laktaza, chroniąc moszcz i późniejsze wino przed gwałtownym brunatnieniem i utratą świeżych, owocowych zapachów. Przedłuża trwałość owocowych zapachów przez wiązanie etanalu. Ponadto sprzyja ekstrakcji związków fenolowych, stąd zasadność dodawania do miazgi przed fermentacją. Trzeba zwracać baczną uwagę na stosowane dawki, bo zbyt duża ilość SO2 sprawia, że wino pachnie siarką, kauczukiem, siarkowodorem, bądź merkaptanem. Co gorsza, dwutlenek siarki nie jest obojętny dla ludzkiego zdrowia. Co prawda ryzyko w przypadku konsumenta jest naprawdę niewielkie, bo ilości obecne w winie są dużo niższe od dawek toksycznych, ale pracownicy winiarni nie powinni lekceważyć przepisów BHP. SO2 powoduje gwałtowny skurcz oskrzeli i może być przyczyną śmierci przez uduszenie. Jedynym przypadkiem, w którym konsument może ucierpieć z powodu dwutlenku siarki, jest alergia. Sam SO2 nie jest co prawda alergenem, ale łącząc się z białkami organizmu może powodować reakcje alergiczne. TOKSYCZNE DZIAŁANIE SO2 NA ORGANIZM - Dwutlenek siarki atakuje najczęściej drogi oddechowe i struny głosowe. Wdychanie SO2 powoduje skurcz oskrzeli. Długotrwałe oddychanie powietrzem z zawartością SO2, nawet w niskich stężeniach, powoduje uszkodzenie dróg oddechowych, prowadzące do nieżytów oskrzeli - częste przypadki tego schorzenia stwierdzono w badaniach epidemiologicznych mieszkańców miast o zanieczyszczonym powietrzu. Dwutlenek siarki, po wniknięciu w ściany dróg oddechowych , przenika do krwi i dalej do całego organizmu; kumuluje się w ściankach tchawicy i oskrzelach oraz wątrobie, śledzionie, mózgu i węzłach chłonnych. Duże stężenie SO2 w powietrzu może prowadzić do zmian w rogówce oka.
TLENEK AZOTU II - To bezbarwny gaz, rozpuszczalny w wodzie, kwasie siarkowym i alkoholu etylowym.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM TLENKU AZOTU II - Tlenek azotu II wywołuje narkozę już przy stężeniu 0,045%. Działa głównie na krew, zmieniając hemoglobinę w methemoglobinę. Pierwszymi objawami zatrucia są zawroty głowy, duszność, wymioty. Ciśnienie krwi spada, tętno słabnie, występuje sinica. Po tych objawach wszystko ustępuje, by znów powrócić do normy po 2-3 dniach. Nawroty takie mogą być wielokrotne. Następstwa zatrucia trwają długo, zwłaszcza osłabienie pamięci, zawroty głowy, osłabienie serca; mogą się rozwinąć nawet psychozy.
FUNKCJE TLENKU AZOTU II - Regulacja napięcia naczyń krwionośnych i co za tym idzie ciśnienia tętniczego krwi; Hamuje agregację płytek krwi i leukocytów; W ośrodkowym układzie nerwowym pełni funkcję neuromodulatora (np. wpływ na pamięć); W obwodowym układzie nerwowym działa jak neurotransmiter i wpływa na motorykę przewodu pokarmowego, funkcje neuroendokrynne i lokalny przepływ krwi; Ma wpływ na wiele mechanizmów immunologicznych.
Zastosowanie tlenku azotu w leczeniu dzieci z krytycznym nadciśnieniem płucnym po operacjach w krążeniu pozaustrojowym - Tlenek azotu zastosowano u 18 dzieci we wczesnym okresie pooperacyjnym po chirurgicznej korekcji wad wrodzonych serca, w przypadku wystąpienia zagrożenia lub obecności przełomu nadciśnienia płucnego i braku odpowiedzi na leczenie konwencjonalne. Przeanalizowano dane hemodynamiczne (czynności mechanicznej serca), odpowiedź na inhalację tlenku azotu, oraz uzyskane wyniki leczenia. Stwierdzono, że reakcja układu krążenia na tlenek azotu jest zwykle korzystna, jakkolwiek należy zachować dużą ostrożność podczas prób odstawienia tego środka. Metoda leczenia była bezpieczna i nie stwierdzono żadnych powikłań ani objawów ubocznych. Inhalacja tlenku azotu jest wskazana w przypadku wystąpienia przełomu nadciśnienia płucnego nie odpowiadającego na leczenie konwencjonalne po chirurgicznej korekcji wad wrodzonych u dzieci.
Zastosowanie tlenku azotu w leczeniu ciężkiej niewydolności oddechowej w przebiegu zapalenia płuc u niemowlęcia - Opisano przypadek 4-tyg. niemowlęcia z ciężką niewydolnością oddechową i krytyczną hipoksemią (prowadzące do hipoksji, obniżenie ciśnienia cząstkowego tlenu we krwi tętniczej) w przebiegu zapalenia płuc. W leczeniu stosowano wentylację mechaniczną, antybiotyki i aminy katecholowe, nie uzyskując poprawy wydolności oddechowej. Badaniem echokardiograficznym wykluczono wrodzoną wadę serca oraz nadciśnienie płucne. Wobec braku poprawy przy stosowaniu typowego postępowania wprowadzono do leczenia tlenek azotu (NO). Uzyskano szybką poprawę wydolności oddechowej, a w szczególności utlenowania. Dziecko wyzdrowiało i zostało wypisane do domu. Zdaniem autora pozytywny efekt leczenia NO w opisanym przypadku ma związek z unikatowym działaniem tego leku, polegającym na wyrównywaniu zaburzeń wentylacji/perfuzji w płucach objętych procesem zapalnym. Stosowanie NO może być przydatne w leczeniu niektórych postaci ciężkiej niewydolności oddechowej, także przy braku cech nadciśnienia płucnego.
CIEKAWOSTKA - Międzynarodowy zespół prof. Tadeusza Malińskiego, specjalisty chemii medycznej, szefa centrum badań biomedycznych w Oakland University (USA) , jako pierwszy w świecie dokonał pomiaru stężenia tlenku azotu w żywej komórce, posługując się elektrodą ok. 300 razy cieńszą od włosa.
TLENEK AZOTU IV (dwutlenek azotu) - Czerwonobrunatny gaz o charakterystycznej, drażniącej woni. Łatwo skrapla się na żółtą ciecz o temp. 22,7 stop. Celsjusza, która w temp. 11,2 stop. Celsjusza krzepnie na bezbarwne kryształy. Dwutlenek azotu rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym, alkaliach, dwusiarczku węgla i chloroformie.
ZASTOSOWANIE - Do produkcji kwasu azotowego V.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM TLENKU AZOTU IV - Stężenie 120 mg/m3 powietrza drażni błony śluzowe, stężenie 200 mg/m3 powietrza powoduje kaszel. 250-300 mg/m3 powietrza jest niebezpieczne już przy krótkiej ekspozycji. Niebezpieczne jest to, że od momentu wdychania tlenku azotu do pojawienia się widocznych objawów zatrucia upływa 5-8 h, a nawet 10 h. Zatrucia mogą być ostre i przewlekłe. Zatrucia ostre występują w kilku postaciach: w zatruciach NO2 może pojawić się też biegunka, nudności oraz wymioty. W krwi występuje methemoglobina, rośnie gęstość krwi oraz jej krzepliwość. Może wystąpić zapalenie błon śluzowych, zmiany w sercu. Miejscowe ogniska martwicze w wątrobie, nerkach i nadnerczach. Wskutek przekrwienia i obrzęku mózgu mogą się pojawić zaburzenia psychiczne, jak utrata pamięci, stany apatyczne i inne. Zatrucia przewlekłe powstają w wyniku długotrwałego narażenia na małe stężenia NO2. Charakteryzują się zapaleniami dróg oddechowych, zapaleniem spojówek, stanami zapalnymi żołądkowo-jelitowymi, niedokrwistością, wychudzeniem, stanami nerwicowymi.
SIARKOWODÓR, SULFAN, H2S - Bezbarwny gaz o charakterystycznym, nieprzyjemnym zapachu zgniłych jaj (siarkowodór powstaje w procesach gnilnych białek), cięższy od powietrza. Rozpuszczalny w dwusiarczku węgla. W powietrzu spala się niebieskim płomieniem, tworząc tlenek siarki (IV) - SO2 i wodę.
ZASTOSOWANIE SIARKOWODORU - Odczynnik w analizie chemicznej i w przemyśle do przeróbki na siarkę lub kwas siarkowy VI.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM - Charakterystyczny zapach siarkowodoru stanowi dobre ostrzeżenie. Jednak przy większych stężeniach następuje porażenie węchu, co wzmaga niebezpieczeństwo. Kilka głębokich wdechów przy stężeniu powyżej 0,1% może wywołać śmierć natychmiastową wskutek porażenia ośrodka oddechowego. Mechanizm działania siarkowodoru polega na blokowaniu działalności enzymów zawierających metale. Siarkowodór daje zatrucia ostre podostre i przewlekłe. W ostrych zatruciach występują objawy silnego porażenia spojówek oczu i układu oddechowego. Pojawia się silny kaszel z śluzową plwociną. Narasta duszność, bóle i zawroty głowy. Zwiększa się liczba oddechów, tętno staje się przyspieszone, spada ciśnienie krwi. Pojawiają się drgawki i wśród narastającej utraty świadomości dochodzi do zgonu. Stany podostre mają miejsce przy mniejszych stężeniach poniżej 0,01%. Występują objawy podrażnienia spojówek, światłowstręt, bóle i zawroty głowy, utrata łaknienia i inne zaburzenia ogólne. Zatrucia przewlekłe występują u ludzi stykających się z niewielkimi stężeniami siarkowodoru na co dzień. Występują następujące objawy chorobowe: przewlekłe zapalenie dróg oddechowych i spojówek oczu, zaburzenia żoładkowo-jelitowe, ogólne osłabienie.
CHLOR - Zielonożółty gaz o ostrym, duszącym zapachu. Rozpuszczalny w wodzie, alkoholu i eterze. ZASTOSOWANIE - Chlor działa odkażająco i jest stosowany do odkażania wody i pomieszczeń. Związki chlorowcowe odszczepiają w roztworach wodnych jon chloru działający odkażająco, a wtórnie wyzwalający z wody tlen. Spośród tych związków są stosowane: wapno chlorowane do odkażania ustępów, śmietników, w stężeniu 10-20 % i podchloryn sodowy do oczyszczania i odkażania zakażonych ran oraz chloraminy. Chloramina B działa antyseptycznie i odkażająco przez odszczepienie w roztworze wodnym wolnego chloru. Stosowana jest do odkażania pomieszczeń i urządzeń sanitarnych w stężeniu 2-5 %, bielizny, narzędzi i sprzętów (0,5-2%) oraz rąk (1 łyżka proszku na 1 litr wody). Także chloramina T (0,05-0,25%) służy do dezynfekcji wody i otoczenia, płukania pęcherza moczowego oraz w wyższym stężeniu, rąk. Chlorheksydyna - organiczny związek chloru działający bakteriostatycznie, grzybostatycznie i wirusostatycznie, nie drażniący skóry ani błon śluzowych. Stosuje się do odkażania rąk, pola operacyjnego, jam ciała i błon śluzowych w stężeniu 1:200. Jako uzupełnienie odkażania chirurgicznego stosuje się również żel z chlorheksydyną. Ponadto chlor stosuje się jako jako środek chlorujący i utleniający do produkcji tworzyw sztucznych, chlorków metali, bielenia tkanin, odkażania i od fenolowania wody i ścieków, regenerowania cyny.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM CHLORU - Chlor jest gazem silnie trującym, wchłanianym przez drogi oddechowe, powoduje stany zapalne błony śluzowej. Objawy zależą od stężenia. Stężenie 1 - 6 mg/m3 powietrza powoduje podrażnienie, 100 - 200 mg/m3 powietrza jest groźne dla życia już po 30 minutach działania. Stężenie powyżej 2000 mg/m3 powietrza powoduje śmierć natychmiast. Średnie i małe dawki powodują zapalenie spojówek, nieżyt nosa, gardła, tchawicy i oskrzeli oraz silne drapanie za mostkiem prowadzące do natychmiastowego kaszlu. Chlor łączy się z wilgocią błon śluzowych , tworząc chlorowodór działający parząco. Połykany z śliną powoduje podrażnienie błon śluzowych przełyku i żołądka. Szkodliwie działa na szkliwo zębów, ułatwiając ich próchnicę.
Zatrucie ostre jest poważnym uszkodzeniem zdrowia, które może się objawić obrzękiem płuc i oskrzelowym zapaleniem płuc. Mogą wystąpić przejściowe stany zapalne dróg oddechowych, nadżerki błon śluzowych nosa i jamy ustnej oraz objawy nerwicy.
FOSGEN - Bezbarwny gaz, silnie trujący i duszący, o zapachu świeżo skoszonej trawy, zgniłych owoców. Fosgen jest prawie nierozpuszczalny w wodzie, lecz łatwo się w niej rozkłada, tworząc nietrujące substancje. W podobny sposób reaguje z ługami. Z tych powodów skażenie fosgenem źródeł wody lub produktów żywnościowych, w których skład wchodzi woda, jest praktycznie niemożliwe.
WŁAŚCIWOŚCI - Pod wpływem wody ulega hydrolizie z wytworzeniem chlorowodoru i dwutlenku węgla. Z alkoholami daje estry - węglany, z aminami - amidy, pochodne mocznika. Powyżej 200 stop. Celsjusza fosgen rozkłada się na tlenek węgla i chlor.
ZASTOSOWANIE FOSGENU - Stosowany jest w syntezie związków organicznych, np. barwników, poliwęglanów, pianki poliuretanowej, a także do syntezy izocyjanianów i środków farmaceutycznych.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM FOSGENU - Po wziewnym wprowadzeniu go do płuc niszczy naczynia włosowate pęcherzyków płucnych, co powoduje zalanie płuc krwią i uduszenie. Jeśli jednak stężenie było małe, może wystąpić krótki okres utajenia, po którym pojawia się kaszel, krwawa, pienista plwocina, zasinienie twarzy i szyi (aż do barwy fioletowej). Tu również krew i osocze gromadzą się w pęcherzykach płucnych, co prowadzi w rezultacie do śmierci wskutek głodu tlenowego.
CIEKAWOSTKI - Stężenie 0,1 g fosgenu w 1 m3 powietrza powoduje nagły zgon, stąd niegdyś (I wojna światowa) był wykorzystywany jako gaz bojowy na polu walki, stanowiąc przyczynę ok. 80 % zgonów spowodowanych przez gazy bojowe. Po raz pierwszy został użyty jako gaz bojowy przez Francję i Niemcy w czasie I wojny światowej w 1915 roku. 20 maja 1928 r. z uszkodzonej cysterny w Hamburgu wydostało się 10 m sześciennych fosgenu, którego to produkcja była wówczas zakazana (na skutek ograniczeń narzuconych Niemcom po wojnie). Gaz zaczął się przemieszczać wzdłuż kanału, gdzie spacerowały m.in. rodziny z małymi dziećmi. 11 osób zginęło wskutek zatrucia. 9 kwietnia 1998 roku w Zakładach Chemicznych „Zachem” w Bydgoszczy na skutek zatrucia zmari dwaj pracownicy przygotowujący zbiornik z fosgenem.
AMONIAK (NH3) - Bezbarwny gaz, najważniejszy związek azotu z wodorem o ostrym, charakterystycznym, duszącym zapachu, rozpuszczalny w wodzie z wytworzeniem roztworu zasadowego zwanego wodą amoniakalną. Amoniak łatwo się skrapla, tworząc bezbarwną, lekko błękitną ciecz. Ciekły amoniak jest dobrym rozpuszczalnikiem substancji polarnych.
OTRZYMYWANIE AMONIAKU - Amoniak otrzymywany jest w laboratoriach w reakcji soli amonowych z zasadami, w przemyśle metodą syntezy z azotu i wodoru pod wysokim ciśnieniem w temp. kikuset stopni przy udziale katalizatorów kontaktowych.
ZASTOSOWANIE - Roczna produkcja światowa amoniaku przekracza 20 mln ton. Stosowany jest do wyrobu soli amonowych, nawozów sztucznych, mocznika w produkcji sody, kwasu azotowego (V), w chłodnictwie (ciekły amoniak ma duże ciepło parowania). Amoniak występuje w przyrodzie jako produkt procesów gnicia ciał białkowych. W większych stężeniach jest trujący.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ORGANIZM - Ciekły amoniak wylany na skórę wywołuje odmrożenia. Jest przy tym silnie toksyczny, działa drażniąco na skórę i błony śluzowe. Objawami zatrucia amoniakiem są: łzawienie oczu, nudności, bóle głowy, a także ślinotok i drapanie w gardle. Zatrucie spowodowane dużymi dawkami amoniaku może doprowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń organów: oczu, płuc i innych.
Higiena, toksykologia
I bezpieczeństwo żywności 19.10.2010r. semestr V