<<
>>

6.2.2. Монооксид углерода (СО)

              Монооксид углерода образуется при неполном сгорании углеродсодержащих веществ. В атмосфере содержится ?60 млн тонн СО, если атмосфера не загрязнена.

Небольшие количества монооксида углерода природного происхождения образуются в результате вулканической деятельности и окисления метана в атмосфере. Эта реакционная цепь пока еще полностью не установлена, но, по-видимому, окисление осуществляется с помощью ОН?-радикалов. Исходным веществом для образования этих радикалов служит тропосферный озон, который под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 310 нм выделяет возбужденный, кислород O (1D).

Этот возбужденный кислород в тропосфере с водяными парами образует радикалы ОН?. Радикалы ОН? окисляют метан в многостадийном процессе, где заключительной стадией является образование СО, который, видимо с помощью других радикалов ОН?, может превращаться в СО2.

К естественным источникам образования СО добавляются антропогенные выбросы. Это связано в первую очередь с автотранспортом, так как у двигателей внутреннего сгорания оптимальные условия окисления топлива создаются только при выходе на определенный  рабочий режим.  Еще меньше СО попадает в атмосферу за счет курильщиков (хотя и эти малые количества представляют опасность в местах большого скопления людей, где эффект разбавления проявляется в недостаточной степени).

              Монооксид углерода представляет опасность для человека. Он может связываться с гемоглобином крови. Также он участвует в образовании смога. Кроме того, СО может образовывать высокотоксичные соединения – карбонилы.

При взаимодействии с гемоглобином (Hb) крови монооксид углерода, как и кислород, занимает координационное положение 6 в геме (Гем — это комплексное соединение железа, в котором ион железа( II ) соединен с протопорфириновой группой. Гем входит в состав гемоглобина, его функция заключается в переносе кислорода).

Сродство гемоглобина к СО в 200—300 раз выше чем сродство к О2 (большой разброс значений данных объясняется, очевидно, существованием различных форм гемоглобина). Реакция гемоглобина (Hb) с O2, как и реакция с СО, подчиняется закону действующих масс, поэтому, учитывая, что его сродство к СО в 300 раз больше, чем к О2, можно написать:

[Hb] ?[СО]   300 ? Рсо

                  =                                                                        (6.6)

[Hb] ?[О2]        Ро2

Подставляя в уравнение одинаковые количества [Hb] ? [О2] и [Hb] ? [СО], получаем:

Ро2= 300 ? Рсо    или   Рсо = Ро2 / 300                                       (6.7)

Поскольку объемная концентрация О2 в воздухе составляет около 20%, находим концентрацию СО:

Рсо = 20 / 300 = 0,066 %                                          (6.8)

необходимую для того, чтобы связать столько же гемоглобина, сколько связывает и атмосферный кислород. Иначе говоря, концентрация 0,066% (об) в атмосфере достаточна для того, чтобы связать половину гемоглобина. В этом случае уже могут наблюдаться серьезные нарушения здоровья (табл. 6.2).

Признаки отравления при различном содержании комплекса Hb ? СО в крови (реакция гемоглобина Hb с СО)

Таблица 6.2

Концентрация СО в воздухе Содержание Hb ? СО в крови Клинические симптомы
60 млн-1 = 0,006% (об.) 10%

Ослабление зрения, легкая головная боль.

130 млн-1 = 0,013% (об.)

20%

Боли в голове и теле, утомляемость, временная

потеря сознания.

200 млн-1 = 0,02% (об.) 30%

Потеря сознания, паралич,

нарушение дыхания и жизнедеятельности.

660 млн-1 = 0,066% (об.) 50%

Полная потеря сознания,

паралич, прекращение дыхания.

750 млн-1 = 0,075% (об.) 60% В течение часа наступает

летальный исход.

Скорость связывания с угарным газом СО зависит и от концентрации СО, интенсивности обмена веществ в организме человека, в том числе от частоты дыхания. В то время как насыщение гемоглобина монооксидом углерода при объеме поступающего в легкие воздуха 10 л/мин с содержанием 0,1%(об) СО достигается через 6 ч, при тяжелой работе и интенсивности дыхания 30 л/мин оно достигается уже менее чем через 2 ч (рис. 6.2).

Рис.6.2 Насыщение гемоглобина при различной физической нагрузке

На горожанина-курильщика, особенно в закрытых помещениях, приходится двойная нагрузка: с одной стороны, действие СО, образующегося в результате выброса промышленными предприятиями и транспортом, с другой — СО, содержащегося в табачном дыме. В то время как у курильщиков — промышленных рабочих в крови обнаружено в среднем 5% Hb ? СО, у некурящих рабочих содержание Hb ? СО не превышало 1,5%.

Непрерывное выделение СО наряду с его относительно длительным нахождением в атмосфере должно было бы привести к большему увеличению концентрации СО в воздухе, чем это наблюдается фактически. Такому накоплению СО препятствуют высшие растения, водоросли и особенно микроорганизмы почвы. Высшие растения в определенной степени могут связыват СО с помощью аминокислоты серина, возможно также окисление СО в СО2. В почве некоторые микроорганизмы также либо частично переводят СО в органические соединения, либо окисляют его в СО2. Поэтому почва играет особую роль в удалении СО из атмосферы.

<< | >>
Источник: Феоктистова О.Г., Феоктистова Т.Г.. Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности. Учебное пособие. –М.: МГТУ Г.-   с.. 2002

Еще по теме 6.2.2. Монооксид углерода (СО):

  1. Круговорот углерода
  2. КРУГООБОРОТЫ ВОДЫ, УГЛЕРОДА, АЗОТА, ФОСФОРА И СЕРЫ.
  3. Вода, кислород и углерод в биосфере
  4. Измерение содержания оксидов углерода и азота
  5. § 72. ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ
  6. 7.3. Круговороты веществ в биосфере
  7. Состав клетки
  8. Глава 12 Изменение вещества и энергиив организмах
  9. II.2. Круговороты веществ и их нарушение человеком
  10. Второй этап химической эволюции на Земле