Вреден ли для человека азот: Чем опасен для здоровья «веселящий газ»? Разъясняет Борис Менделевич

Содержание

«Веселящий газ»: область применения и влияние на организм человека

Закись азота — это бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом, тяжелее воздуха (относительная плотность 1,527). Растворим в воде (1:2). При 0°C и давлении 30 атмосфер, а также при обычной температуре и давлении 40 атмосфер сгущается в бесцветную жидкость. Из одного килограмма жидкой закиси азота образуется 500 литров газа. Закись азота не воспламеняется, но поддерживает горение. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтилом в определенных концентрациях взрывоопасны.

Закись азота получают нагреванием сухого нитрата аммония. Разложение начинается при 170°C и сопровождается выделением тепла. Поэтому очень опасно производить его в кустарных условиях, так как при температурах более 300°C нитрат аммония разлагается со взрывом. Также возможно его получение и другими химическими реакциями (например нагревание сульфаминовой кислоты с 73%‑й азотной кислотой).

Гемиоксид азота назван «веселящим газом» английским химиком Хэмфри Дэви, который, изучая на себе действие закиси азота (1799), обнаружил в начальной фазе возбуждение, сопровождающееся смехом и беспорядочными телодвижениями, в последующем ‑ потерю сознания.

Малые концентрации закиси азота вызывают чувство опьянения и легкую сонливость. При вдыхании чистого газа быстро развиваются наркотическое состояние и асфиксия. В смеси с кислородом при правильном дозировании вызывает наркоз без предварительного возбуждения и побочных явлений. Закись азота не вызывает раздражения дыхательных путей. В организме она почти не изменяется, с гемоглобином не связывается; находится в растворенном состоянии в плазме. После прекращения вдыхания выделяется (полностью через 10‑15 мин) через дыхательные пути в неизмененном виде. В медицине применяют в смеси с кислородом как средство для ингаляционного наркоза при хирургических операциях, родах, иногда при инфаркте миокарда.

Форма выпуска: в металлических баллонах вместимостью 10 литров под давлением 50 атмосфер в сгущенном (жидком) состоянии. Баллоны окрашены в серый цвет и имеют надпись «Для медицинского применения». Хранение: при комнатной температуре в закрытом помещении, вдали от огня.

Закись азота применяется и в автомобильной сфере, где азот или вещество на его основе впрыскивается во впускной коллектор двигателя автомобиля.

Таким образом, технические характеристики автомобиля значительно улучшаются, а двигатель работает интенсивнее и становится мощнее, хотя и кратковременно. При подготовке аквалангистов к погружению также используется закись азота.

В пищевой промышленности это вещество зарегистрировано как пищевая добавка Е 942. Также оно используется в производстве продукции в аэрозольных упаковках (например, взбитые сливки) как пропеллент (создает избыточное давление, обеспечивающее вытеснение из упаковки продукта).

Техническая закись азота отличается от медицинской небольшим количеством содержания диоксида серы для предотвращения злоупотребления этим химическим соединением.

После введения в России с 1 июня 2012 года запрета на безрецептурную продажу комбинированных лекарственных препаратов, содержащих кодеин или его соли, психоактивное вещество закись азота стало популярным у токсикоманов.

Они употребляют его ингаляционно, в основном с использованием воздушных шариков, заполненных закисью азота.

Быстрое достижение состояния эйфории превратило «веселящий газ» в популярное средство на разного рода молодежных вечеринках. «Веселящий газ» распространяется в основном в ночных клубах с лета 2012 года.

По словам главного нарколога Минздрава РФ Евгения Брюна, медики пока не знают, какие последствия могут быть от употребления этого вещества, и как возникает зависимость от него.

Глава Роспотребнадзора, главный государственный санитарный врач России Геннадий Онищенко сообщил, что допустимо применение закиси азота в медицинских условиях. «Это один из самых щадящих анестетиков. Но когда он в огромных масштабах вне стен медучреждений применяется абсолютно без повода, как это повлияет, не знает никто».

Предположительно, использование «веселящего газа» может производить необратимые воздействия на мозг и нервную систему. Даже при небольшой концентрации он дезорганизует мыслительную деятельность, затрудняет работу мышц, ухудшает зрение и слух.

Его использование возможно только под контролем специалистов, прошедших соответствующее обучение.

Без надлежащего контроля и в чистом виде (без «разбавления» кислородом) применение веселящего газа смертельно опасно. Если объем кислорода в смеси с закисью азота будет меньше 20%, то может наступить остановка дыхания, человек погибнет.

Признаки употребления закиси азота:

При краткосрочном применении ‑ глупое поведение, беспричинный безудержный смех, головокружение, частые головные боли, частые падения в обморок и частые потери сознания.

При долгосрочном применении ‑ кратковременная амнезия, эмоциональая неустойчивость, нарушение мыслительных процессов, ухудшение слуха и осязания, шаткая походка, невнятность речи, постепенная атрофия мозга.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Окись азота и судьба человека

Бесцветный газ — окись азота — всегда считался вредным для организма человека. Инженеры разрабатывают более совершенные двигатели внутреннего сгорания, в меньшей степени загрязняющие атмосферу окисью азота, конструируют системы регенерации окиси азота в другие вещества. Но в конце ушедшего века ученые неожиданно обнаружили, что окись азота присутствует в любом живом организме в довольно больших концентрациях. И не просто присутствует, а управляет важнейшими физиологическими процессами.

Профессор Анатолий Федорович Ванин, впервые обнаруживший радикалы окиси азота в живых клетках, беседует с нобелевским лауреатом Робертом Форшготтом, впервые описавшим явление, обусловленное действием окиси азота. Москва, 1989 год.

Электронная формула окиси азота (NO).

Наука и жизнь // Иллюстрации

Схема физиологических воздействий окиси азота на тонус сосудов.

Окись азота (химическое название — оксид азота) — новая «путеводная звезда» в медицине, указывающая направление поиска лекарственных средств против множества болезней. Именно так считают сейчас большинство исследователей.

Лавинообразный рост числа публикаций по исследованию роли окиси азота в биологических объектах дал основание Американской ассоциации развития науки и авторитетному научному журналу «Science» («Наука») назвать в 1992 году окись азота молекулой года.

Чем же продиктован такой все возрастающий научный интерес к окиси азота?

Оказалось, что окись азота управляет как внутриклеточными, так и межклеточными процессами в живой клетке. Многие болезни — гипертония, ишемия миокарда, тромбозы, рак — вызваны нарушением физиологических процессов, которые регулирует окись азота. Именно по этой причине окись азота представляет огромный интерес для биологов и медиков самых разных специальностей.

Нейрофизиологи и нейрохимики интересуются окисью азота в связи с тем, что она управляет важнейшими процессами, происходящими в нервной системе. Высшая нервная деятельность человека во многом обусловлена прохождением импульса с одной нервной клетки (нейрона) на другую — так называемой синаптической передачей. Если попытаться описать этот процесс в двух словах, то можно сказать, что при прохождении нервного импульса из окончания одного нейрона «выбрасывается» молекула сигнального вещества — нейромедиатора (например, ацетилхолина, глутамата), которую «захватывает» специальный белок (рецептор) на мембране нервного окончания другого нейрона.

Затем сложная цепь биохимических и электрохимических реакций обеспечивает прохождение нервного импульса по этому нейрону. Когда сигнал достигает нервного окончания, снова происходит выброс из него молекулы нейромедиатора и так далее. Оказалось, что окись азота активирует процесс выброса нейромедиаторов из нервных окончаний во время синаптической передачи. Более того, молекула окиси азота сама может играть роль нейромедиатора, то есть непосредственно передавать сигнал с одной нервной клетки на другую. Неудивительно, что окись азота присутствует во всех отделах головного мозга человека: гипоталамусе, среднем мозге, коре, гиппокампе, продолговатом мозге и др.

Таким образом, в мыслительной деятельности окись азота является и непосредственным участником, и косвенным регулятором. Что касается телесного существования, то и здесь ее роль не меньшая.

Кардиологи и специалисты, изучающие систему кровообращения, интересуются окисью азота, поскольку она регулирует расслабление гладких мышц сосудов и синтез так называемых «белков теплового шока», которые «защищают» сосуды при ишемической болезни сердца.

Гематологов окись азота интересует в связи с тем, что она тормозит агрегацию (слипание) тромбоцитов, влияет на перенос кислорода эритроцитами, а также на реакции с участием химически активных молекул (свободных радикалов) в крови.

Иммунологов окись азота интересует потому, что активация клеток, участвующих в иммунном ответе, — макрофагов и нейтрофилов — сопровождается высвобождением этими клетками окиси азота.

Онкологи проявляют повышенный интерес к окиси азота из-за ее предполагаемого участия в процессе развития злокачественных образований.

Физиологи, занимающиеся проблемами регуляции водно-солевого обмена в организме, и нефрологи интересуются окисью азота по той причине, что она регулирует почечный кровоток и солевой обмен в почечных канальцах.

Даже интимная жизнь без окиси азота невозможна — ее высвобождение способствует эрекции.

Но и это еще не все. В последние годы лавинообразно нарастает поток информации о влиянии окиси азота на функционирование генома.

Судьба человека определяется его поведением и характером, на которые, в свою очередь, влияет состояние его души и тела. Значит, судьба человека в некотором смысле связана с окисью азота.

Что же представляет собой молекула окиси азота?

Известно, что, когда в электронном семействе какой-либо молекулы имеется электрон без своей пары, то есть для него нет партнера, все семейство испытывает беспокойство и проявляет повышенную агрессивность по отношению к другим соединениям, стремясь найти и отобрать чужой недостающий электрон. Соединения, имеющие неспаренный электрон, называются радикалами. Радикалы обычно неустойчивы и появляются на промежуточных стадиях химических реакций.

Окись азота из-за наличия в ее электронной структуре неспаренного электрона относится к разряду радикалов и, следовательно, как и все радикалы, стремится «найти» недостающий электрон для создания новой электронной пары. Когда это удается сделать, образуется молекула NO_ — нитроксил-анион. Чаще же приобрести недостающий электрон, отнимая его у другой молекулы, без «войны» не удается. В результате происходят самые разнообразные реакционные процессы, в ходе которых окись азота может претерпевать различные превращения.

Не стоит путать окись азота с закисью азота (ее химическая формула — N2O), тоже бесцветным газом со сладковатым вкусом, кратковременное вдыхание которого вызывает признаки истерии, а большие количества действуют на нервную систему возбуждающе, вызывая состояние, сходное с опьянением. В связи с этим закись азота называют «веселящим газом». Длительное вдыхание «веселящего газа» приводит к притуплению болевой чувствительности и потере сознания, благодаря чему в смеси с кислородом (80% N2о+20% О2) он иногда применяется для наркоза.

Окись азота же сама по себе таких эффектов не вызывает. Но закись азота, поступающая в определенные отделы мозга, химически разрушается там с образованием окиси азота, действие которой на нервные клетки и определяет эффекты, вызываемые вдыханием закиси. Алкоголь действует на клетки головного мозга так же опосредованно и через окись азота.

За разработку проблемы окиси азота в биологии и медицине ряд ученых удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1998 года. Точная формулировка звучит так: «Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе». Нобелевскими лауреатами стали американские ученые Роберт Форшготт, Ферид Мьюрэд и Луис Игнарро.

А началось все с открытия, результаты которого были опубликованы Робертом Форшготтом в 1955 году. Ученый, проводя физиологические эксперименты с кровеносными сосудами, обнаружил расслабляющее действие света на аорту кролика. Это загадочное поведение аорты в ответ на действие света стало в дальнейшем для него и других исследователей объектом пристального внимания. Можно считать, что оно явилось своеобразной точкой отсчета нового раздела биологической науки.

Следующий шаг был сделан в нашей стране человеком, который совершил открытие, ставшее вехой в понимании роли окиси азота в биологии и медицине. Это — профессор, доктор биологических наук Анатолий Федорович Ванин, заведующий лабораторией Института химической физики Российской академии наук.

В 1965 году журнал «Биофизика» опубликовал его небольшую, но, как позже оказалось, чрезвычайно важную статью под названием «Свободные радикалы нового типа в дрожжевых клетках». В ней говорилось, что в биологических объектах обнаружены радикалы неизвестной природы, которые никто в мире еще не наблюдал. Наша страна тогда была «впереди планеты всей» по части создания аппаратуры для обнаружения радикалов, основанной на явлении электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Приборы и средства обнаружения радикалов, работающие на его основе, называются радиоспектрометрами. Именно этими приборами и была оснащена лаборатория, где работал Анатолий Федорович, который сегодня считается одним из признанных авторитетов в области ЭПР-спектроскопии.

Явление ЭПР в 1944 году открыл профессор Казанского университета Е. К. Завойский. Суть этого явления связана со способностью радикалов, находящихся в магнитном поле, избирательно поглощать энергию радиоволн.

Неизвестная радикальная субстанция сначала была обнаружена в культурах дрожжей, а затем и в клетках животного происхождения. Стало понятным, что открыто новое вещество, которое присутствует во всех живых клетках.

Работы Форшготта и Ванина застолбили новое научное направление. Сейчас ученым понятно, что открытые Анатолием Федоровичем неизвестные радикалы не что иное, как молекулы окиси азота. Но в то время предстояло еще выполнить немало сложнейших исследований, чтобы узнать, какие именно радикалы подают необычный ЭПР-сигнал. Одно было ясно уже тогда: науке эти радикалы неизвестны. Годы напряженного труда позволили Ванину сделать второе открытие. Он доказал, что сигналы подает окись азота, причем не одна, а в комплексе с ионами железа и белками, содержащими сульфгидрильные группы. Теперь их называют «динитрозильные комплексы».

Какова роль комплекса окиси азота и белка в живой клетке? На этом вопросе и сконцентрировалось внимание Ванина и других исследователей, подключившихся к изучению проблемы.

Между тем Р. Форшготт продолжал изучать природу открытого им явления. В 1961 году он опубликовал обзорную статью, в которой еще раз осветил вопрос о расслабляющем действии видимого света на кровеносные сосуды. Результатом исследований, продолжавшихся четверть века, явилось открытие Форшготтом в 1980 году неизвестного физиологически активного вещества — эндотелиального фактора расслабления сосудов (EDRF).

Форшготт обнаружил, что ацетилхолин, являющийся одним из медиаторов нервной системы, обычно вызывал сжатие кровеносных сосудов, но в некоторых опытах он их почему-то расслаблял. Анализируя эти эксперименты, Форшготт обратил внимание, что расслабляющее действие ацетилхолина на сосуды наблюдалось только в тех случаях, когда они были плохо очищены от эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов. Форшготт догадался, что именно присутствие эндотелия меняло физиологический эффект ацетилхолина на противоположный. После проведения серии остроумных опытов сомнений не оставалось: сделано открытие. Так и был обнаружен эндотелиальный фактор расслабления сосудов (EDRF). Это научное достижение приобрело широкий общественный резонанс и взбудоражило весь ученый мир. Большинство ученых сразу поняли, насколько оно важно для физиологии, патофизиологии и практической медицины.

В 1991 году Форшготт публикует целую серию статей, в которых он обосновывает утверждение, что EDRF — это не что иное, как молекула окиси азота. То есть, под действием ацетилхолина происходит выброс окиси азота из эндотелия кровеносных сосудов, которая затем поступает в слой мышечных клеток. И именно молекула окиси азота оказывает расслабляющее действие на стенки сосудов. А что же происходит под действием света? Почему он тоже вызывает сосудистую релаксацию? Видимо, под действием светового излучения высвобождается та же самая окись азота, которая (как показал Ванин) существует в виде динитрозильного комплекса с белками.

Как ученый-физиолог, Форшготт в своих научных исследованиях шел от явлений (физиологии) к их механизмам. Это путь от сложного к простому. Для Ванина, как биофизика и биохимика, путь от простого к сложному, от факта к его роли и значению был более естественным. Ванин и начал с того, что открыл существование радикальной субстанции в живых объектах и стал изучать, что это за молекула и какие функции она выполняет.

Форшготт первым в мире описал явление, обусловленное действием окиси азота, — релаксацию кровеносных сосудов. Ванин открыл наличие неизвестной субстанции в живой материи. В своих дальнейших исследованиях они шли навстречу друг другу, быстро сближаясь. Ими как бы были поставлены две вехи, между которыми пролегла невидимая связующая нить.

Результаты исследований не заставили себя ждать. Уже вскоре обозначена еще одна важная веха. Ее поставил американский ученый Ферид Мьюрэд, после того как в середине 70-х годов он сделал важное открытие, касающееся гуанилатциклазы. Гуанилатциклаза — один из ключевых ферментов, управляющих жизнью клетки. Мьюрэд показал, что гуанилатциклаза активируется при действии нитро- и нитрозосоединений. Мьюрэд высказывает идею, что действующим активным началом этих соединений являются не они сами, а окись азота, выделяемая из них, и экспериментально ее подтверждает.

В это же время Ванин изучает биологическое действие динитрозильных комплексов железа и показывает, что они обладают мощным гипотензивным действием — расслабляют кровеносные сосуды.

Ванин также предложил метод обнаружения окиси азота в органах и тканях, получивший широкое распространение. Следующий шаг его в научном поиске не менее важен. Он первым приходит к убеждению и обосновывает, что EDRF имеет прямое отношение к окиси азота. Когда авторы открытий буквально наступают друг другу на пятки, дышат в затылок в гонке за приоритетом, обычно учитывается, чьи результаты раньше увидели свет. Ванин, получив данные, что EDRF имеет отношение к окиси азота, в 1985 году решил их опубликовать в журнале «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины», но напечатана статья была только через три года после подачи. Тут начал расти вал публикаций на эту тему в зарубежных изданиях. Такие же данные в 1986 году получили Форшготт и Игнарро, а в 1987 году — Сальвадор Монкада. Последний убедительно показал, что в состав EDRF входит окись азота, и немедленно опубликовал свои данные в международном научном журнале «Nature» («Природа») . Все эти публикации вышли в свет раньше, чем оригинальная статья Анатолия Федоровича.

Форшготт и Ванин, пройдя каждый свою половину пути, встретились в 1989 году во Всесоюзном кардиологическом научном центре в Москве. О чем они говорили тогда, понятно: конечно же, о научных планах, своих невероятных догадках и сомнениях. Их общение продолжилось в Лондоне на 1-й конференции по биологической роли оксида азота и в последующей переписке.

Авторитет Ванина как основоположника нового научного направления общепризнан. Но вот парадокс: главная научная награда — Нобелевская премия обошла его стороной. Незаслуженно — это не то слово. Видимо, выбор Нобелевского комитета не всегда основывается на научной значимости работ. Величие Анатолия Федоровича в том, что он не стал оспаривать решение комитета. А мы знаем, что такие гении, как Ньютон и Лейбниц, оспаривали друг у друга научные приоритеты. И это при том, что о Ньютоне говорили как о единственном смертном, вставшем вровень с богами. Да и Лейбниц за заслуги перед человечеством также вполне может быть приравнен к ним. Так что даже боги не всегда могут поделить между собой пальму первенства.

Но и исследователи, которым присудили Нобелевскую премию (напомним, что это Форшготт, Мьюрэд и Игнарро), — воистину великие ученые и, вне всякого сомнения, заслужили столь высокое признание. Тем не менее можно констатировать, что одно из главных действующих лиц в истории про окись азота просто вычеркнули из списков.

Возможно, с историей открытия действия окиси азота кто-то будет и не во всем согласен — неудивительно: логика исследований и роль каждого из ведущих ученых, разрабатывавших эту тему, может видеться всем по-разному. Но вряд ли кто усомнится и будет оспаривать, что все началось с основополагающих открытий Форшготта и Ванина. Именно они были пионерами в установлении всеобъемлющей роли окиси азота в живой природе.

Где же те весы, на которых можно было бы объективно взвесить признание заслуг ученого, чтобы справедливо воздать ему за них?

Удобрения: проблемы и решения

В начале ХХ века немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош разработали метод получения азота из воздуха и смешивания его с водородом. Это окажется одним из величайших научных достижений века.

Вместе эти два элемента образовали жидкий аммиак, ключевой ингредиент синтетических удобрений, который приведет к беспрецедентному развитию сельского хозяйства и поможет накормить быстрорастущий мир.

Но есть и обратная сторона. За последние 100 лет количество антропогенных соединений азота в воде, почве и воздухе увеличилось вдвое. Этот рост во многом обусловлен широким использованием синтетических удобрений.

Азот необходим для жизни на Земле, но его чрезмерное количество опасно, т.к. он является загрязнителем и отравляет водоемы, растения, животных и людей, способствуя изменению климата из-за выбросов сильного парникового газа – закиси азота. Хотя широкому кругу людей об этом почти неизвестно, эксперты называют избыток азота одной из самых серьезных угроз загрязнения, с которыми сегодня сталкивается человечество.

Фото: Эрик Вэнс

Проблемы

В начале ХIX века в природе почти не было антропогенных соединений азота. Однако спустя годы после прорыва Габера-Боша его уровень благодаря массовому потреблению синтетических удобрений, производству боеприпасов и сжиганию ископаемого топлива, при этом оба создают химически активные формы азота, начал стремительно расти.

По данным Межправительственной научно-политической платформы по биоразнообразию и экосистемным услугам (IPBES), стоки питательных веществ с ферм, приправленные синтетическими удобрениями, отрицательно повлияли на наземные экосистемы. Но больше всего пострадали пресноводные и морские воды. Примерами могут служить периодическое цветение водорослей в озере Эри или лишенные водной флоры и фауны «мертвые зоны» в Мексиканском заливе.

Под угрозой оказалось и здоровье человека. Выбросы аммиака в сельском хозяйстве смешиваются с загрязнением транспортными выхлопными газами, создавая в воздухе опасные твердые частицы и обостряя респираторные заболевания, включая КОВИД-19. По результатам исследования, загрязнение воздуха может стать причиной увеличения смертности, связанной с заболеванием КОВИД-19, на 15 процентов.

Для того, чтобы остановить волну загрязнения азотом, правительства, компании и международные организации, включая Программу ООН по окружающей среде (ЮНЕП), совместно с учеными работают над исследованием угроз от использования азота и повышением информированности об этом.

С этой целью почти год назад государства-члены ООН одобрили Коломбскую декларацию об устойчивом управлении азотом, цель которой – сокращение азотных отходов вдвое от всех источников к 2030 году.

Кроме того, недавно ЮНЕП учредила глобальную кампанию «Сократить вдвое азотные отходы», подчеркнув тем самым, что повышение эффективности использования азота не только способствует достижению целей в области борьбы с изменением климата, защиты природы и здоровья человека, но также дает миру возможность сберечь 100 миллиардов долларов США в год (оценка основана на половине стоимости мировых продаж синтетических удобрений).

Методы общей анестезии, основанные на закиси азота (веселящем газе), против методов общей анестезии без закиси азота

Вопрос обзора

Мы проанализировали доказательства о вредном влиянии закиси азота на людей, которым проводится общая анестезия (наркоз).

Актуальность

Закись азота является анестезирующим газом, который более 160 лет используется для индукции анестезии и поддержания наркоза на протяжении всей операции. Он также известен как «веселящий газ». Это бесцветный негорючий газ с приятным, слегка сладковатым запахом и вкусом. Его дешевизна и низкая токсичность сделали закись азота на сегодняшний день наиболее часто используемым средством для общей анестезии (наркоза). Однако, некоторые исследования показали, что добавление оксида азота может привести к пагубным последствиям. Это побудило многих анестезиологов задаться вопросом о его дальнейшем рутинном использовании в различных операционных условиях.

Мы хотели выяснить, действительно ли использование закиси азота для общей анестезии было лучше или хуже, нежели его неиспользование.

Характеристика исследований

Мы изучили доказательства, имеющиеся к 17 октября 2014 года. Мы включили 35 испытаний с общим числом 13,872 взрослых участников, которые были рандомизированы в группы, получающие закись азота или не получающие закись азота. Испытания охватывали различные ситуации во время общей анестезии.

Основные результаты

Мы обнаружили, что общая анестезия с закисью азота повышала риск ателектаза легких (т.е. неспособность легких полностью расправиться). Когда мы ограничили результаты только результатами из исследований самого высокого качества, мы обнаружили, что закись азота может потенциально увеличить риск развития пневмонии, тяжелой тошноты и рвоты. Однако, закись азота не оказывала никакого влияния на выживаемость пациентов, частоту инфаркта миокарда, инсульта, раневой инфекции, возникновения тромбов в венах, продолжительности пребывания в стационаре, или длительности пребывания в отделении интенсивной терапии.

Качество доказательств

Доказательства, связанные с выживанием участников, были среднего качества, так как у нас не было достаточно данных. Доказательства, связанные с некоторыми вредными эффектами: неспособность легких полностью расправиться и сердечные приступы, были высокого качества, в то время как для других вредных эффектов, таких как инсульт и возникновение тромбов в венах, доказательства были среднего качества. Для других исходов, таких как пневмония, тяжелая тошнота и рвота, и раневая инфекция, доказательства были низкого качества. Доказательства, связанные с длительным пребыванием в больнице, были среднего качества.

Выводы авторов

Отказ от закиси азота может быть разумным для участников с уже существующей недостаточной функцией легких или с высоким риском послеоперационной тошноты и рвоты.

Азот в пищевой промышленности: основные свойства и область применения

Продукты питания при взаимодействии с кислородом быстро теряют вкус и полезные свойства. По этой причине срок хранения пищевой продукции ограничен, что является проблемой для производителей. Специальные генераторы, предлагаемые компанией «Оксимат», позволяют получить на выходе азот с минимальным остаточным кислородом. В качестве сырья применяется осушенный атмосферный воздух.

Свойства и область применения

Азот является инертным газом и характеризуется отсутствием запаха и цвета. Он не оказывает вредное воздействие на здоровье человека, поэтому официально разрешен в России к применению (пищевая добавка Е941). Востребован для запаковки широкого перечня товара (мяса, рыбы, сухофруктов, жиров, орехов) и позволяет увеличить длительность хранения без добавления химических консервантов.

Благодаря инертности азот востребован в пищевой отрасли с целью сохранности свежести, вкуса, аромата и полезных свойств продуктов при долгом сбережении. С его помощью в упаковке замещается атмосферный воздух (кислород). Образованная газовая среда полностью безопасная для пищи. Газ не оказывает влияния на вкусовые свойства и не меняет товарный вид.

Сжиженный азот востребован в пищевой отрасли с целью охлаждения и замораживания изделий. При охлаждении с помощью инертного газа не образуется иней по причине минимального количества влаги в азотированной среде. После разморозки изделия не теряют полезные качества и товарный вид. Благодаря безвредности газ заполняется в качестве пропеллента в аэрозольные продуктовые баллончики (взбитые сливки и пр.) для поддержания давления.

Причины использования инертного газа

Главное достоинство азота заключается в существенном увеличении срока сбережения продуктов. Колбасные изделия могут храниться до 4 недель, мясо до 20 дней, молочная продукция до месяца. Даже хлебобулочная продукция не теряет потребительские свойства на протяжении 20 дней. Использование инертного газа предоставляет возможность:

  • отказаться от консервантов;
  • сократить процент возврата просроченного товара;
  • расширить количество регионов, в которые возможно доставлять продукцию с целью реализации;
  • наращивать производственные мощности, увеличивая объемы продаж;
  • расширять ассортимент промышленных пищевых продуктов с ограниченным сроком хранения в обычных условиях.

Азот, использующийся на промышленных пищевых предприятиях, предоставляет возможность избежать окисления, возникающего при взаимодействии полуфабрикатов или готовой продукции с кислородом и влекущего неприятный запах, изменение вкуса и пр. Азот с минимальным содержанием кислорода позволяет избавиться от этой проблемы. Также создается препятствие для образования плесени, приводящей в негодность продукты питания, размножению микроорганизмов (бактерий), делающие пищу опасной для употребления. В азотной среде из-за отсутствия кислорода гибнут насекомые, которых привлекает запах. При упаковке с азотом все перечисленные процессы замедляются или останавливаются./p>

Благодаря свойству исключать окисление, пищевой газ закачивается в хранилища зерна и овощей. С помощью азотных установок в больших помещениях из атмосферного воздуха создается инертная смесь, дополнительно выполняющая задачу осушителя для устранения паров влаги, пагубно влияющих на сохранность товара. Азот позволяет при минимальных затратах заменить дорогостоящие консерванты, применяющиеся для увеличения срока хранения продуктов и увеличить рентабельность производства.

Наша продукция

Читайте также


У вас остались вопросы?

Оставьте заявку на бесплатную консультацию у наших менеджеров!

География поставок

ПАО «Нефтяная компания «ЛУКОЙЛ» г. Новый Уренгой

Концентрация газа, %: 95

Производительность по кислороду, Нм3/час: 12

Точка росы кислорода: — 70

Подробнее

Мнение: для чего необходимо заботиться об азоте и восстановлении экосистем?

Попадание азота в окружающую среду является причиной множества случаев загрязнения. Помимо загрязнения воздуха и изменения климата, азот оказывает огромное влияние на экосистемы.

Одну из серьезных проблем, связанных с азотом, можно охарактеризовать одной фразой «Везде и незаметно». Выбросы азота трудно увидеть, говорим ли мы о «диффузном загрязнении» в сельском хозяйстве, сточных водах или выбросах оксидов азота при сжигании ископаемого топлива. Когда дело доходит до восстановления экосистем, то об азоте можно слишком легко не вспомнить. Но мы делаем это на свой страх и риск!

Возьмем, для примера некоторые из самых уязвимых экосистем – естественные торфяники. Многие такого рода системы по своей природе «олиготрофны», т.е. содержат ограниченное количество питательных веществ. Но эти драгоценные системы могут пострадать из-за широкого загрязнения атмосферы азотом или слишком большого количества питательных веществ, содержащихся в сточных водах (включая азот и фосфор). Биоразнообразие утрачивается, поскольку любящие азот виды вытесняют естественную флору, снижая при этом способность экосистемы накапливать углерод в земле.

Мои размышления на эту тему помогли мне во время работы с Экологическим агентством Северной Ирландии по борьбе с угрозой загрязнения аммиаком. Аммиак – это форма азота, которая выбрасывается в атмосферу из навоза и азотных удобрений. Из-за высоких выбросов аммиака в сельском хозяйстве имеющие важнейшее значение для сохранения биоразнообразия Ирландии естественные торфяники находятся в зоне серьезного риска, при этом исчезают ключевые виды растений, а запасы хранящегося здесь углерода находятся под угрозой. Проблемой являются множество угроз, нависших над торфяниками, а азот лишь одна из них.

В результате появился целый параллельный мир ученых и землеустроителей, обсуждающих проблему восстановления экосистем торфяников Ирландии. Как сократить масштабную заготовку торфа? Как регулировать уровень воды для стимулирования быстрейшего восстановления торфяников? Все такие подходы являются важнейшей часть жизненно необходимых для нас природных решений.

Живые или мертвые? Из-за высокого уровня загрязнения азотом восстановление торфяников Северной Ирландии находится под угрозой. У Марка Саттона в руках здоровый сфагнум (зелено-желто-красного цвета) и мертвый (темно-коричневый), который был уничтожен аммиаком, содержащемся в загрязнителе воздуха азоте (Фото © Марк Саттон и Нетти ван Дейк, UKCEH).

Если мы не вспомним о проблеме азота, то рискуем не достичь поставленных нами целей. Аммиак незримо выбрасывается с животноводческих ферм и крестьянских полей. Он попадает в воздух, а затем приземляется на торфяных болотах. В результате, даже если удастся избежать вырубок на торфяных болотах и идеально урегулировать водные ресурсы, торфяники окажутся под угрозой. Если мы действительно хотим защитить эти прекрасные уголки дикой природы, нам придется сократить выбросы аммиачного азота и найти оригинальные способы улучшения управления нашими землями.

Хорошая новость заключается в том, что аммиак также является тем самым дорогим товаром, который снижает ценность удобрений. Фактически каждый килограмм выбросов в атмосферу равен потере фермерами удобрений на примерно 1 доллар США. Пора уже нам понять, почему устойчивое регулирование азота отвечает интересам всех сторон. Фермеру для получения высокого урожая необходимо сохранять азот на ферме. В то же время это позволит сохранить чистоту торфяников и даст возможность природе процветать.

Несмотря на то, что существует множество способов сокращения выбросов азота в сельском хозяйстве (см. новое руководство ООН), об этой возможности восстановления экосистем слишком часто забывают. Важно иметь хороший план управления питательными веществами, если мы хотим добиться успеха.

Эти факты должен знать весь мир. «Азотный кризис» в Нидерландах является серьезной проблемой, т.к. чрезмерные выбросы азота препятствуют восстановлению экосистем. В Балтийском море, Мексиканском и Манильском заливах избыток азота в стоках вызывает цветение водорослей, увеличивая риск образования мертвых зон. На суше или в море, в Африке или Азии, восстановление экосистем и устойчивое регулирование азота должны идти рука об руку.

Вот почему мы не только участвуем в Десятилетии ООН по восстановлению экосистем. В новом специальном выпуске «Единая Земля» (представлен 21 января 2021 года), посвященном теме азота, вместе с коллегами из МСУА мы призвали признать время до 2030 года «Десятилетием азота». Согласно резолюции ЮНЕА, посвященной вопросам использования азота (UNEP/EA.4/Res.14), и Декларации Коломбо, для достижения целей в области устойчивого развития нам придется решать эти вопросы сообща.

Марк Саттон,

руководитель проекта ГЭФ/ЮНЕП «На пути к международной системе управления азотом» (МСУА).

Британский центр экологии и гидрологии, Эдинбург.

Ключевые вопросы проблемы азота и восстановления экосистем

  • Признать, что устойчивое регулирование азота и восстановление экосистем должны идти рука об руку.
  • Выбросы азота как препятствие на пути восстановления экосистем включают в себя как оксиды азота (NOx), так и аммиак (Nh4) и образуются в результате сжигания ископаемого топлива и сельскохозяйственной деятельности.
  • Эффект от воздействия Nh4 на уязвимые экосистемы может быть хуже, чем от воздействия NOx из-за «щелочного» свойства аммиака, наносящего ущерб чувствительному биоразнообразию, например, лишайникам и мхам.
  • Воздействие загрязненного азотом воздуха на экосистемы практически не изучалось во многих частях мира, что указывает на недостаточно признанную проблему. Эти вопросы сейчас впервые изучаются в рамках работы Южноазиатского азотного центра в качестве вклада в реализацию проекта МСУА.
  • Восстановление водных систем напрямую зависит от снижения уровня загрязнения как азотом, так и фосфором. Потребуются серьезные перемены в методах ведения сельского хозяйства и управления сточными водами, чтобы экосистемы получили шанс на восстановление.
  • Деятельность ЮНЕП по вопросам устойчивого управления азотом вписывается в целевые рамки Декларации Коломбо по сокращению вдвое азотных отходов из всех источников в рамках национальных планов действий к 2030 году и представляет миру возможность сберечь 100 миллиардов долларов США ежегодно.
  • Международная система управления азотом (МСУА) – это глобальная система поддержки науки для разработки международной политики по проблеме азота, созданная в рамках совместной работы ЮНЕП и Международной инициативы по азоту. Финансовая поддержка осуществляется через Глобальный экологический фонд (ГЭФ) и примерно 80 партнеров по проекту «На пути к МСУА» (2016-2022 гг. ). МСУА вносит сквозной вклад в множество программ и межправительственных конвенций по вопросам азота.
  • Через МСУА и Глобальное партнерство по управлению питательными веществами (GPNM) ЮНЕП осуществляет сотрудничество с Конвенцией ООН о биологическом разнообразии, следуя целям, принятым в Айти, и предстоящим задачам на 2030 год в рамках программы по сохранению биоразнообразия на период после 2020 года (для принятия КБО на КС15 в Куньмине), работает над распространением целей Декларации Коломбо на все формы загрязнения питательными веществами.

AUA Group :: Диоксид азота

Воздействие на организм 

Дыхательные пути

При небольших концентрациях диоксида азота наблюдается нарушение дыхания, кашель. При длительном действии оксидов азота следует опасаться расширения клеток в корешках бронхов.

Легкие

При контакте с влагой в организме образуются азотистая и азотная кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом, стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемы, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Ухудшает сопротивляемость легких к бактериям, что снижает общую сопротивляемость организма к заболеваниям.

Общее воздействие

При длительном вдыхании этого газа происходит кислородное голодание тканей, особенно у детей. Вызывает болезни, кровообращения и злокачественные новообразования. Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.

Воздействие на окружающую среду

Почва

При взаимодействии с вла­гой во время дождя N02 превращается в азотную кислоту, которая увеличивает кислотность почвы.

Растения

Длительное воздействие диоксида азота в концентрации 0,47-1,88 мг/м3 может подавлять рост некоторых растений. Оксиды азота действуют на растения двумя путями: с помощью кислотных осадков, прямым контактом с растениями, и косвенно путем фотохимического образования окислителей. В форме кислотных остатков оксиды азота наносят ущерб растениям, увеличивая кислотность. Прямой контакт растений с оксидами азота можно зрительно определить по пожелтению или по бурению листьев и игл. Образующаяся в клетках азотистая кислота оказывает мутагенное действие, выражающееся в нарушениях хромосомного аппарата и проявлениях наследственных уродств.

Смог

Диоксид азота играет важную роль в образовании фотохимического смога, который значительно ухудшает видимость и портит эстетику окружающей среды в целом. 

 

Выпуск | Агентство по охране окружающей среды США


Питательные вещества Объяснение загрязнения

 

Избыток азота и фосфора в воде может иметь разнообразные и далеко идущие последствия для здоровья населения, окружающей среды и экономики. Фото предоставлено Биллом Йейтсом.

Избыток азота в воздухе может ухудшить нашу способность дышать, ограничить видимость и повлиять на рост растений.

Справочная информация доступна на испанском языке

Загрязнение питательными веществами является одной из самых распространенных, дорогостоящих и сложных экологических проблем Америки и вызвано избытком азота и фосфора в воздухе и воде.

Азот и фосфор являются питательными веществами, которые являются естественными компонентами водных экосистем. Азот также является самым распространенным элементом в воздухе, которым мы дышим. Азот и фосфор поддерживают рост водорослей и водных растений, которые обеспечивают пищу и среду обитания для рыб, моллюсков и более мелких организмов, живущих в воде.

Но когда в окружающую среду попадает слишком много азота и фосфора – обычно в результате широкого спектра деятельности человека – воздух и вода могут загрязняться. Загрязнение питательными веществами повлияло на многие ручьи, реки, озера, заливы и прибрежные воды за последние несколько десятилетий, что привело к серьезным проблемам с окружающей средой и здоровьем человека, а также повлияло на экономику.

Избыток азота и фосфора в воде приводит к тому, что водоросли растут быстрее, чем экосистема может справиться. Значительное увеличение количества водорослей наносит ущерб качеству воды, пищевым ресурсам и среде обитания, а также уменьшает количество кислорода, необходимого рыбам и другим водным обитателям для выживания.Большие наросты водорослей называются цветением водорослей, и они могут сильно уменьшить или устранить кислород в воде, что приводит к болезням рыб и гибели большого количества рыб. Цветение некоторых водорослей вредно для человека, потому что они производят повышенное количество токсинов и рост бактерий, которые могут вызвать заболевание у людей, если они вступают в контакт с загрязненной водой, употребляют в пищу испорченную рыбу или моллюсков или пьют зараженную воду.

Загрязнение грунтовых вод питательными веществами, которые миллионы людей в Соединенных Штатах используют в качестве источника питьевой воды, может быть вредным, даже в небольших количествах. Младенцы уязвимы для соединений на основе азота, называемых нитратами в питьевой воде. Избыток азота в атмосфере может производить загрязняющие вещества, такие как аммиак и озон, которые могут ухудшить нашу способность дышать, ограничить видимость и повлиять на рост растений. Когда избыток азота возвращается на землю из атмосферы, он может нанести вред здоровью лесов, почв и водотоков.

Чтобы узнать больше, прочитайте об источниках и решениях загрязнения питательными веществами.

Азот и вода | У.S. Геологическая служба

•  Водная школа ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА  •  Темы свойств воды  •  Темы качества воды  •

Азот и вода

Шугар-Крик, штат Индиана, представляет собой ручей, протекающий через удобренные сельскохозяйственные угодья.

Питательные вещества, такие как азот и фосфор , необходимы для роста и питания растений и животных, но переизбыток некоторых питательных веществ в воде может вызвать ряд неблагоприятных последствий для здоровья и окружающей среды. Азот в форме нитратов, нитритов или аммония является питательным веществом, необходимым для роста растений.Около 78% воздуха, которым мы дышим, состоит из газообразного азота, а в некоторых районах Соединенных Штатов, особенно на северо-востоке, определенные формы азота обычно осаждаются в виде кислотных дождей .

Конечно, азот используется в сельском хозяйстве для выращивания сельскохозяйственных культур, и на многих фермах ландшафт был значительно изменен , чтобы максимизировать производительность сельского хозяйства. Поля были выровнены и изменены для эффективного отвода избыточной воды, которая может выпадать в виде осадков или в результате ирригационных методов .

На этом изображении показан Шугар-Крик в Индиане, сильно модифицированный для использования человеком. Как обычно бывает в небольших сельскохозяйственных ручьях, Шугар-Крик был выпрямлен, углублен и в нем были установлены дренажные трубы, чтобы способствовать быстрому отводу воды с сельскохозяйственных угодий. Если на посевных полях обнаруживается избыток азота, дренажные воды могут попадать в такие потоки, как эти, которые впадают в другие более крупные реки и могут оказаться в Мексиканском заливе, где избыток азота может привести к гипоксии (недостаток кислорода). ).

Источники азота

Удобрения и другие химикаты применяются на полях по всему миру. Из-за стока избыточные химические вещества могут попасть в водоемы и нанести ущерб качеству воды.

Предоставлено: Pixabay — Creative Commons

Хотя в окружающей среде много азота, он также поступает с сточными водами и удобрениями. Химические удобрения или навоз обычно вносят в сельскохозяйственные культуры для добавления питательных веществ. Удержание на месте всего азота, поступающего на фермы в качестве корма или удобрения и образующегося с навозом, может оказаться трудным или дорогостоящим.Если на фермах не построены специализированные сооружения, сильные дожди могут генерировать стоки, содержащие эти материалы, в близлежащие ручьи и озера. Очистные сооружения , которые специально не удаляют азот, также могут привести к избыточному уровню азота в поверхностных или подземных водах.

Нитраты могут попасть в воду непосредственно в результате стока удобрений, содержащих нитраты. Некоторое количество нитратов попадает в воду из атмосферы, которая несет азотсодержащие соединения, полученные от автомобилей и других источников.Ежегодно в Соединенных Штатах из атмосферы выпадает более 3 миллионов тонн азота, полученного либо естественным путем в результате химических реакций, либо в результате сжигания ископаемого топлива, такого как уголь и бензин. Нитраты также могут образовываться в водоемах в результате окисления других форм азота, включая нитриты, аммиак и органические соединения азота, такие как аминокислоты. Аммиак и органический азот могут попадать в воду через канализационные стоки и стоки с земель, на которые вносился или хранился навоз.

Источники азота в Мексиканский залив

Определение источников питательных веществ является сложной задачей, поскольку бассейн реки Миссисипи площадью более 1,2 миллиона квадратных миль является четвертым по величине бассейном в мире. Он охватывает почти 40 процентов 48 нижних штатов. Есть 31 штат, которые впадают через бассейн реки Миссисипи в Мексиканский залив, и источники питательных веществ находятся по всему бассейну .

Удобрения, используемые для выращивания сельскохозяйственных культур, загрязнение воздуха и навоз являются одними из основных источников азота, переносимого из бассейна реки Миссисипи в Мексиканский залив.

Проблемы с избыточным уровнем азота в окружающей среде

Избыток азота может нанести вред водоемам

Избыток азота может вызвать чрезмерную стимуляцию роста водных растений и водорослей. Чрезмерный рост этих организмов, в свою очередь, может засорить водозаборы, израсходовать растворенный кислород при их разложении и заблокировать проникновение света в более глубокие воды. Озеро и водохранилище может произойти эвтрофикация, в результате которой на поверхности воды образуется неприглядная пена из водорослей, иногда это может привести к гибели рыбы и даже может «убить» озеро, лишив его кислорода. Эффективность дыхания рыб и водных беспозвоночных может привести к уменьшению разнообразия животных и растений и повлиять на использование нами воды для рыбалки, плавания и катания на лодках.

Избыток азота в воде может нанести вред человеку

Цветение водорослей на озере Ле-Аука-На, штат Иллинойс.

Слишком большое количество азота в виде нитратов в питьевой воде может быть вредным для младенцев или молодняка домашнего скота. Избыток нитратов может привести к ограничению транспорта кислорода в кровотоке.Младенцам в возрасте до 4 месяцев не хватает фермента, необходимого для исправления этого состояния («синдром синего ребенка»).

Изменение содержания нитратов в США

Концентрация нитратов (форма азота) в водоемах сильно различается по всей территории Соединенных Штатов. Природные и антропогенные процессы определяют концентрацию нитратов в воде. Национальная программа атмосферных отложений разработала карты, показывающие распределение нитратов, например, приведенную ниже карту, показывающую пространственное распределение нитратов в выбранных местах отбора проб за 2002 год. Вы должны знать, что эта контурная карта была разработана с использованием измерений нитратов в определенных местах отбора проб; таким образом, контуры и изолинии были созданы с использованием интерполяции между точками данных. Вам не обязательно использовать карту для документирования содержания нитратов в водоеме в определенном месте на карте, а скорее использовать карту в качестве общего индикатора содержания нитратов по всей стране.

Источник: Национальная программа атмосферного осаждения (NRSP-3)/Национальная сеть тенденций. (2004).Офис программы NADP, Служба водных ресурсов штата Иллинойс, 2204 Griffith Dr., Champaign, IL 61820.

Риски загрязнения нитратами неглубоких грунтовых вод

Большая часть страны использует подземные воды в качестве основного источника воды для многих нужд, от питьевой воды и других бытовых нужд до ирригации и общественных нужд, таких как снабжение водой парков. Конечно, геология и факторы, влияющие на доступность подземных вод, сильно различаются географически, но во многих местах, таких как южная Джорджия, есть водоносные горизонты, которые могут поставлять большое количество пресной воды очень близко к поверхности земли. Поскольку загрязнение азотом представляет собой большую проблему для неглубоких водоносных горизонтов , стоит знать, какие водоносные горизонты в Соединенных Штатах будут более подвержены риску загрязнения азотом .

Карта ниже, разработанная для исследования Геологической службы США, показывает районы с самым высоким риском загрязнения неглубоких грунтовых вод нитратами. Как правило, уязвимость водоносного горизонта представлена ​​характеристиками дренажа почвы — легкостью, с которой вода и химикаты могут просачиваться в грунтовые воды — и степенью, в которой лесные массивы перемежаются с посевными площадями.Использование карты рисков для выявления и определения приоритетности загрязнения на более подробном уровне, чем представлено здесь, не рекомендуется, поскольку местные различия в землепользовании, методах орошения , типе водоносного горизонта и осадках могут привести к концентрациям нитратов, которые не соответствуют схемам риска. показаны в национальном масштабе.

Из циркуляра USGS 1225 «Качество вод нашей страны».

 

 

Хотите узнать больше об азоте и воде?  Следуйте за мной на веб-сайт Питательные вещества и эвтрофикация!

Оксиды азота | Окружающая среда, земля и вода

Распечатать

Молекулы оксидов азота

Термин оксиды азота (NOx) описывает смесь оксида азота (NO) и диоксида азота (NO 2 ), которые представляют собой газы, получаемые из природных источников, автомобилей и других процессов сжигания топлива.

Окись азота бесцветна и окисляется в атмосфере с образованием двуокиси азота. Двуокись азота имеет запах и является кислым и очень агрессивным газом, который может повлиять на наше здоровье и окружающую среду.

Оксиды азота являются важными компонентами фотохимического смога. Они придают желтовато-коричневый цвет смогу.

В условиях плохой вентиляции внутренние бытовые приборы, такие как газовые плиты и газовые или дровяные обогреватели, могут быть значительными источниками оксидов азота.

Воздействие оксидов азота на окружающую среду и здоровье человека

Повышенные уровни диоксида азота могут вызвать повреждение дыхательных путей человека и повысить его уязвимость и тяжесть респираторных инфекций и астмы.

Длительное воздействие высоких концентраций диоксида азота может вызвать хроническое заболевание легких.

Может также воздействовать на органы чувств, например, снижая способность человека ощущать запах.

Высокие уровни двуокиси азота также вредны для растительности, повреждая листву, замедляя рост или снижая урожайность.

Двуокись азота может выцветать и обесцвечивать мебель и ткани, ухудшать видимость и реагировать с поверхностями.

Стандарт качества воздуха

Рекомендуемые стандарты качества воздуха для двуокиси азота:

  • 0,12 частей на миллион (частей на миллион) в течение 1-часового периода воздействия
  • 0,03 частей на миллион в течение годового периода воздействия.

Эти стандарты предназначены для защиты чувствительных людей, таких как дети и астматики.

Типичные уровни диоксида азота на открытом воздухе значительно ниже 1-часового стандарта, и воздействие на этих уровнях обычно не усиливает респираторные симптомы.

Измерение оксидов азота

Оксиды азота измеряются с помощью метода, известного как «хемилюминесценция», представляющего собой химическую реакцию, при которой энергия излучается в виде света.

Эта конкретная реакция представляет собой окисление оксида азота (NO) в диоксид азота (NO 2 ) озоном (O 3 ), как показано ниже:

NO + O 3 > NO 2 * + O 2

Это экзотермическая (выделяющая тепло) реакция, в результате которой образуется активированная молекула NO 2 * . Когда эти молекулы NO 2 * возвращаются из активированного состояния в нормальное состояние, излучается некоторая энергия в виде небольшого количества света. Фотоумножитель измеряет интенсивность излучаемого света.

Поскольку для образования 1 молекулы NO 2 требуется 1 молекула NO, интенсивность хемилюминесцентной реакции прямо пропорциональна концентрации NO в образце. Анализатор измеряет количество излучаемого света и преобразует его в концентрацию.

Анализатор оксидов азота.

Анализатор оксидов азота

На анимированной иллюстрации показано, как работает анализатор.

Вакуумный насос всасывает в анализатор воздух, подаваемый для генератора озона, и пробы окружающего воздуха. Зеленая точка показывает путь отбора проб окружающего воздуха. Высоковольтный коронный разряд генерирует озон в сухом воздухе, показанном на диаграмме путем красной точки.

Хемилюминесцентная реакция происходит только между O 3 и NO.

Для измерения компонента NO 2 прибор поочередно отводит поток окружающего воздуха через конвертер, содержащий катализатор (молибден), поддерживаемый при температуре 315°C, который преобразует любой присутствующий NO 2 в NO перед вступлением в реакцию клетка.

Синяя точка показывает пройденный путь. Разница между уровнями NO в неотведенном и отведенном газовых потоках составляет количество NO 2 .

Вызванный деятельностью человека дисбаланс азота и фосфора изменяет естественные и управляемые экосистемы по всему миру

  • Galloway, J. Н. и др. Круговороты азота: прошлое, настоящее и будущее. Биогеохимия 70 , 153–226 (2004).

    КАС Статья Google ученый

  • ЮНЕСКО. Изменение круговорота азота человеком. Угрозы, преимущества и возможности. Политика и льготы UNESCO-SCOPE 4 , 1–6 (2007 г.).

  • Маховальд, Н. и др. Глобальное распределение атмосферного осаждения фосфора и антропогенное воздействие. Глобальный биогеохим. Циклы 22 , GB4026 (2008).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Пенуэлас, Дж., Сарданс, Дж., Ривас-Убах, А. и Янссенс, И.А. Вызванный деятельностью человека дисбаланс между C, N и P в системе жизни Земли. Глоб. Изменить биол. 189 , 5–8 (2012).

    Google ученый

  • Foley, J.A. et al.Решения для культивируемой планеты. Природа 478 , 337–342 (2011).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Lamarque, J. F. et al. Исторические (1850–2000 гг.) антропогенные выбросы реактивных газов и аэрозолей, связанные с сжиганием биомассы, с координатной сеткой: методология и применение. Атмос. хим. физ. 10 , 7017–7039 (2010).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Хангейт, Б.А., Дюкс, Дж. С., Шоу, М. Р., Луо, Ю. и Филд, С. Б. Азот и изменение климата. Наука 302 , 1512–1513 (2003).

    КАС Статья Google ученый

  • Goll, D. S. et al. Ограничение питательных веществ снижает поглощение углерода землей при моделировании с помощью модели комбинированного круговорота углерода, азота и фосфора. Биогеонауки 9 , 3547–3569 (2012).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Зале, С.и Далмонек, Д. Взаимодействие углерода и азота на суше в глобальном масштабе: современное понимание моделирования обратных связей климата и биосферы. Кур. Соч. Окружающая среда. Сустейн 3 , 311–320 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Hietz, P. et al. Многолетнее изменение азотного цикла тропических лесов. Наука 334 , 664–666 (2011).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Хуанг, В.Дж., Чжоу, Г.Ю. и Лю, Дж.Х. Состояние азота и фосфора и их влияние на надземную продуктивность при возрастающем отложении азота в трех сукцессионных лесах. Acta Oecol. 44 , 20–27 (2012).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Elser, J.J. et al. Сдвиги в стехиометрии N:P в озере и ограничение питательных веществ, вызванное осаждением азота из атмосферы. Наука 326 , 835–837 (2009).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Сарданс Дж., Ривас-Убах А. и Пеньюэлас Дж. Стехиометрия C:N:P организмов и экосистем в меняющемся мире: обзор и перспективы. Персп. Завод Экол. Эвол. Сист. 14 , 33–47 (2012b).

    Артикул Google ученый

  • Тернер, Р. Э., Рабале, Н. Н., Джастик, Д.и Дортч, К. Глобальные закономерности содержания растворенных азота, фосфора и кремния в крупных реках. Биогеохимия 64 , 297–317 (2003).

    КАС Статья Google ученый

  • Hutchins, D. A. et al. CO2-контроль Trichodesmium N2-фиксации, фотосинтеза, скорости роста и соотношения элементов: последствия для биогеохимии океана в прошлом, настоящем и будущем. Лимнол. океаногр. 52 , 1293–1304 (2007).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • ван дер Вельде, М. и др. Доступные питательные растворы для повышения продовольственной безопасности, о чем свидетельствуют испытания на сельскохозяйственных культурах. PLoS One 8 , e60075 (2013 г.).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Чех, П. Г., Кастер, Т., Эдвардс, П. Дж. и Вентеринк, Х. О. Влияние травоядных, огня и фиксации N2 на ограничение питательных веществ во влажной африканской саванне. Экосистемы 11 , 991–1004 (2008).

    КАС Статья Google ученый

  • Арбакл, К. Э. и Даунинг, Дж. А. Влияние использования земель водораздела на озеро N: P в преимущественно сельскохозяйственном ландшафте. Лимнол. океаногр. 46 , 970–975 (2001).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Холл, С. Р. Стехиометрически явные пищевые сети: обратная связь между поставкой ресурсов, ограничениями по элементам и видовым разнообразием. Год. Преподобный Экол. Эвол. Сист. 40 , 503–528 (2009).

    Артикул Google ученый

  • Лоладзе, И. и Эльзер, Дж. Дж. Истоки соотношения азота и фосфора по Редфилду лежат в гомеостатическом соотношении белка и рРНК. Экол. лат. 14 , 244–250 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Ривас-Убах А., Сарданс Й., Перес-Трухильо, М., Эстиарте, М. и Пеньюэлас, Дж. Сильная связь между стехиометрией элементов и метаболомом в растениях. Проц. Натл акад. науч. США 109 , 4181–4186 (2012).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Райх, П. Б., Олексин, Дж. и Райт, И. Дж. Фосфор листьев влияет на отношения фотосинтеза и азота: межбиомный анализ 314 видов. Экология 160 , 207–212 (2009).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Эльзер, Дж. Дж., Фаган, В. Ф., Керкхофф, А. Дж., Свенсон, Н. Г. и Энквист, Б. Дж. Биологическая стехиометрия растительного производства: метаболизм, масштабирование и экологическая реакция на глобальные изменения. Новый фитол. 186 , 593–608 (2010).

    КАС Статья Google ученый

  • Güsewell, S. Соотношение N:P у наземных растений: изменчивость и функциональное значение. Новый фитол. 164 , 243–266 (2004).

    Артикул Google ученый

  • Сасаки Т., Ёсихара Ю., Джамсран У. и Окуро Т. Экологическая стехиометрия объясняет крупномасштабные процессы облегчения сосуществования видов кустарниками среди растений подлеска. Экол. Энгин. 36 , 1070–1075 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Систедт, Т.Р. и Ваккаро, Л. Богатство видов растений, продуктивность и ограничения азота и фосфора на градиенте снежного покрова в альпийской тундре, Колорадо, США. Арктическая антарктическая высокогорная зона. 33 , 100–106 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Laliberte, E. et al. Как почвообразование влияет на разнообразие растений? Тренды Экол. Эвол. 28 , 331–340 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Боббинк Р.и другие. Глобальная оценка воздействия осаждения азота на разнообразие наземных растений: обобщение. Экол. заявл. 20 , 30–59 (2010).

    КАС Статья Google ученый

  • Wassen, M.J. et al. Исчезающие растения сохраняются при ограничении фосфора. Природа 437 , 547–550 (2005).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Мо, С.Дж. и др. Последние достижения в области экологической стехиометрии: понимание экологии популяций и сообществ. Oikos 109 , 29–39 (2005).

    Артикул Google ученый

  • Кнорр, М., Фрей, С. Д. и Кертис, П. С. Добавление азота и разложение подстилки: метаанализ. Экология 86 , 3252–3257 (2005).

    Артикул Google ученый

  • Ян, X.и Пост, В. Н. Преобразования фосфора как функция почвообразования: синтез данных о фосфоре в почве с использованием метода фракционирования Хедли. Биогеонауки 8 , 2907–2916 (2011).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Эльзер, Дж. Дж., Добберфуль, Д. Р., Маккей, Н. А. и Шампель, Дж. Х. Размер организма, история жизни и стехиометрия N: P. Bioscience 46 , 674–684 (1996).

    Артикул Google ученый

  • Sterner, R. W. & Elser, J. J. Экологическая стехиометрия: биология элементов от молекул до биосферы Princeton Univ. Пресса (2002).

  • Сарданс, Дж., Ривас-Убах, А. и Пеньюэлас, Дж. Элементная стехиометрия водных и наземных экосистем и ее взаимосвязь с органическим образом жизни, структурой и функцией экосистемы: обзор и перспективы. Биогеохимия 111 , 1–39 (2012а).

    Артикул Google ученый

  • Систла, С.А. и Шимель, Дж.П. Стехиометрическая гибкость как регулятор круговорота углерода и питательных веществ в изменяющихся наземных экосистемах. Новый фитол. 196 , 68–78 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Ю. К. и др.Связь стехиометрического гомеостаза со структурой, функционированием и стабильностью экосистемы. Экол. лат. 13 , 1390–1399 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Ю. К. и др. Стехиометрический гомеостаз сосудистых растений на пастбищах внутренней Монголии. Экология 166 , 1–10 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Вреде Т.и другие. Влияние соотношения нагрузки N:P на состав сообщества фитопланктона, первичную продукцию и фиксацию N в эвтрофном озере. Свежесть. биол. 54 , 331–344 (2009).

    КАС Статья Google ученый

  • Малдер, К. и Элзер, Дж. Дж. Кислотность почвы, экологическая стехиометрия и аллометрическое масштабирование пищевых сетей пастбищ. Глобальные изменения биол. 15 , 2730–2738 (2009).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Хассет Р.П., Кардинале Б., Стейблер Л. Б. и Эльзер Дж. Дж. Экологическая стехиометрия азота и фосфора в пелагических экосистемах: сравнение озер и океанов с акцентом на взаимодействие зоопланктона и фитопланктона. Лимнол. океаногр. 42 , 648–662 (1997).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Кальбет А., Карлотти Ф. и Гауди Р. Экология питания копепод Centropagestypicus (Kröyer). Прогр.океаногр. 72 , 137–150 (2007).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Дирман, С. Т., Аммерман, Дж. В. и Ван Муй, Б. А. С. Микробы и цикл морского фосфора. Океанография 20 , 110–116 (2007).

    Артикул Google ученый

  • Мартин Р. Э., Куигг А. и Подковыров В. Морское биоразнообразие в ответ на меняющуюся стехиометрию фитопланктона. Палеогеогр. Палеоклим. Палеоэколь. 258 , 277–291 (2008).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Ruttenberg, K.C. Трактат по геохимии Vol. 8 , изд. Schlesinger WH 585–643 Elsevier (2003).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Vermeij, G. J. Эволюция и эскалация: экологическая история жизни Princeton Univ.Пресса (1987).

  • Compton, J. S. et al. Морской аутигенез: от глобального к микробному Общество осадочной геологии eds Glenn C.R.et al. 21–33Специальная публикация № 66 (2000 г.).

  • Серве, Т., Оуэн, А. В., Харпер, Д. А. Т., Крегер, Б. и Маннеке, А. Великое ордовикское событие биоразнообразия (GOBE): палеоэкологическое измерение. Палеогеогр. Палеоклим. Палеоэколь. 294 , 99–119 (2010).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Планавский Н.и другие. Эволюция морского резервуара фосфатов. Природа 467 , 1088–1091 (2010).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Абер, Дж. и др. Насыщение азотом в лесных экосистемах умеренного пояса – пересмотр гипотез. Bioscience 48 , 921–934 (1998).

    Артикул Google ученый

  • Витоусек П., М. & Howarth, RW. Ограничение азота на суше и в море — как это может произойти. Биогеохимия 13 , 87–115 (1991).

    Артикул Google ученый

  • Таннер, Э. В. Дж., Витоусек, П. М. и Куэвас, Э. Экспериментальное исследование ограничения роста лесов по питательным веществам во влажных тропических горах. Экология 79 , 10–22 (1998).

    Артикул Google ученый

  • Райт, С.Дж. и др. Калий, фосфор или азот ограничивают распределение корней, рост деревьев или образование подстилки в низинных тропических лесах. Экология 92 , 1616–1625 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Маркляйн, А. Р. и Хоултон, Б. З. Поступление азота ускоряет круговорот фосфора в самых разных наземных экосистемах. Новый фитол. 193 , 696–704 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Тресседер, К.К. и Витоусек, П. М. Влияние наличия питательных веществ в почве на инвестиции в приобретение азота и фосфора в гавайских тропических лесах. Экология 82 , 946–954 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Phoenix, G.K. et al. Моделирование осаждения загрязняющего азота увеличивает потребность в фосфоре и усиливает активность фосфатирования на поверхности корней трех функциональных типов растений на известковых пастбищах. Новый фитол. 161 , 279–289 (2004).

    КАС Статья Google ученый

  • Лиллесков, Э. А., Фэйи, Т. Дж., Хортон, Т. Р. и Ловетт, Г. М. Изменение сообщества подземных эктомикоризных грибов в зависимости от градиента осаждения азота на Аляске. Экология 83 , 104–115 (2002).

    Артикул Google ученый

  • Cleveland, C.C. et al. Модели новой и переработанной первичной продукции в земной биосфере. Проц. Натл акад. науч. США 110 , 12733–12737 (2013).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Кришнамурти, А., Мур, Дж. К., Маховальд, Н., Луо, К. и Зендер, К. С. Воздействие поступления питательных веществ из атмосферы на морскую биогеохимию. Ж. Геофиз. Res-Biogeosci. 115 , G01006 (2010).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Бопп, Л.и другие. Потенциальное воздействие изменения климата на экспортную продукцию морепродуктов. Глобальный биогеохим. Циклы 15 , 81–99 (2001).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Дони, Южная Каролина. Растущее влияние человека на биогеохимию прибрежных районов и открытого океана. Наука 328 , 1512–1516 (2010).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • МакГродди, М.Э., Дофрен, Т. и Хедин, Л. О. Масштабирование стехиометрии C:N:P в лесах по всему миру: последствия наземных соотношений типа Редфилда. Экология 85 , 2390–2401 (2004).

    Артикул Google ученый

  • Elser, J. et al. Глобальный анализ лимитирования азота и фосфора первичных продуцентов в пресноводных, морских и наземных экосистемах. Экол. лат. 10 , 1135–1142 (2007).

    Артикул Google ученый

  • Friedlingstein, P. et al. Анализ обратной связи между климатом и углеродным циклом: результаты взаимного сравнения моделей C4MIP. Дж. Клим. 19 , 3337–3353 (2006).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Peters, G.P. et al. Быстрый рост выбросов CO2 после мирового финансового кризиса 2008–2009 гг. Природа Клим.Изменение 2 , 2–4 (2012).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Матеар, Р. Дж., Ван, Ю. П. и Лентон, А. Взаимодействие питательных веществ и углеродного цикла на суше и в океане. Курс. мнение Окружающая среда. Суст. 2 , 258–263 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Regnier, P. et al. Антропогенное возмущение потоков углерода с суши в океан. Природа Геофизика. 6 , 597–606 (2013).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Макдональд, Г. К., Беннетт, Э. М., Поттер, П. А. и Раманкутти, Н. Агрономический дисбаланс фосфора на пахотных землях мира. Проц. Натл акад. науч. США 108 , 3086–3091 (2011).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Ле Кере, К.и другие. Тенденции в источниках и поглотителях углекислого газа. Природа Геофизика. 2 , 831–836 (2009).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Маккензи, Ф. Т., Вер, Л. М. и Лерман, А. Контроль азота и фосфора в масштабе века в углеродном цикле. Хим. геол. 190 , 13–22 (2002).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Беспрецедентные уровни азота могут представлять опасность для окружающей среды Земли

    ДАРЕМ, Н.C. Согласно новому исследованию, проведенному исследователями из Университета штата Северная Каролина и Университет Дьюка.

    Производство этого азота человеком сейчас в пять раз выше, чем 60 лет назад. По словам ученых, это увеличение может представлять такую ​​же опасность для окружающей среды Земли, как и быстрое увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, вызывающего потепление климата.

    «Земля никогда не видела такого количества связанного азота», — говорит Уильям Х. Шлезингер, почетный профессор биогеохимии имени Джеймса Б. Дьюка в Школе окружающей среды имени Николая Дьюка.

    «Это огромное увеличение за последние полвека, чего мы не ожидали обнаружить», — говорит Уильям Бэтти, исследователь качества воздуха в штате Северная Каролина, который руководил исследованием

    .

    «Хотя углерод привлек внимание всего мира в связи с изменением климата, мы не можем игнорировать эту проблему», — добавляет Вини Анеха, профессор морских, земных и атмосферных наук в штате Северная Каролина.«Слишком много азота может повлиять на здоровье человека, уменьшить биоразнообразие и усилить глобальное потепление».

    Слишком много азота в почве приносит пользу ограниченному числу видов, которые могут превзойти местные виды, уменьшая биоразнообразие, отмечает Анеха. Высокий уровень азота в грунтовых водах связан с раком кишечника и выкидышами и может быть смертельным для младенцев. Избыток соединений азота в водотоках и озерах может вызвать цветение токсичных водорослей, гибель водных видов и угрозу здоровью человека.

    Одна из форм газообразного азота, закись азота, также является мощным парниковым газом и может способствовать глобальному потеплению. Высокий уровень закиси азота в атмосфере также разрушает озоновый слой атмосферы, а окись азота может создавать опасный приземный озон.

    Люди использовали соединения азота в качестве удобрения на протяжении тысячелетий, но исторически использовались только естественные фиксированные источники, такие как навоз и гуано. В начале 1900-х годов немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош открыли процесс преобразования атмосферного азота в аммиак, что позволило людям впервые производить удобрения на основе азота в промышленных масштабах.

    К 1960 году более 60 процентов ферм в Соединенных Штатах сообщили об использовании химических удобрений, а среднее использование азота составляло 17 фунтов на акр.

    По данным Агентства по охране окружающей среды США, в 2007 году фермы США использовали в среднем 82,5 фунта азота на акр.

    Чтобы провести свое новое исследование, исследователи объединили исторические данные об использовании удобрений в сельском хозяйстве с недавними оценками скорости фиксации азота, чтобы проанализировать тенденции в производстве человеком связанного азота с начала 20-го века.Затем они сопоставили эти тенденции с недавними оценками скорости естественной фиксации и денитрификации азота на суше и в воде.

    Их анализ показал, что производство химически активного азота человеком увеличилось почти в пять раз за последние полвека.

    «Этот быстрый рост устранил любую неопределенность в отношении важности производимого человеком азота в общем азотном цикле», — говорит Шлезингер.

    Шлезингер, Бэттье и Анеха задаются вопросом, сможет ли нынешний процесс денитрификации Земли продолжать идти в ногу с производством фиксированного азота человеком.В настоящее время бактерии, которые управляют этим процессом денитрификации, похоже, не отстают от повышенного содержания связанного азота. Но если среды обитания, в которых процветают эти бактерии, такие как болота и водно-болотные угодья, не сохраняются, а процесс денитрификации нарушается, может возникнуть серьезный дисбаланс в круговороте азота.

    Это может привести к вредоносному цветению водорослей и мертвым зонам в водоемах, увеличению затрат на очистку питьевой воды и увеличению риска для здоровья населения от токсинов водорослей в водоемах.

    Даже если процесс денитрификации сможет удовлетворить растущий спрос, избыток азота все равно может иметь негативные последствия для атмосферы. Денитрификация производит закись азота, мощный парниковый газ, который является третьим по величине фактором глобального потепления после углекислого газа и метана. По данным Агентства по охране окружающей среды, закись азота имеет парниковый потенциал почти в 300 раз больше, чем фунт углекислого газа, и может сохраняться в атмосфере более 100 лет. По словам Анехи, закись азота также может разрушить озоновый слой стратосферы.

    Оксид азота, еще один побочный продукт денитрификации, может реагировать с летучими органическими соединениями с образованием приземного озона, вредного для человека и растительности.

    Антропогенное изменение климата в результате чрезмерного содержания углекислого газа в атмосфере также может увеличить количество азота в водных путях США. Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Science , изменение климата может привести к увеличению количества осадков в некоторых районах, что может привести к увеличению сельскохозяйственных стоков, которые могут загрязнить местные водные пути.

    ЦИТАТА: «Является ли азот следующим углеродом?» Уильям Бэтти, Вини П. Анеджа и Уильям Х. Шлезингер, 29 августа 2017 г., Earth’s Future. DOI: 10.1002/2017EF000592

    ###

    Примечание: эта история адаптирована из оригинального текста Келси Симпкинс, стажера по связям с общественностью в AGU.

    Азот (N) – Химические свойства, воздействие на здоровье человека и окружающую среду


    Слишком много азота в воде У.С. водные пути | Новости ПФР

    Согласно новому исследованию, даже незначительная деятельность человека может увеличить концентрацию питательных веществ в пресных водах, что может нанести ущерб окружающей среде.

    Эти результаты показывают, что большинство ручьев и рек США имеют более высокие уровни азота и фосфора, чем рекомендуется. Хотя питательные вещества являются естественной частью водных экосистем, таких как ручьи и реки, слишком большое их количество может иметь долгосрочные последствия для окружающей среды и здоровья населения.

    Во Флориде выбросы насыщенных фосфором вод озера Окичоби вызвали цветение токсичных сине-зеленых водорослей.Цветение водорослей создает неприятный запах вдоль водных путей, снижает содержание растворенного кислорода, угрожает сообществам насекомых и рыб и даже может производить токсины, вредные для млекопитающих и человека.

    «Экосистемы загружаются устаревшими и современными азотом и фосфором, и их способность удерживать эти питательные вещества во многих случаях снижается», — сказал доцент ПФР Джон Коминоски, эколог и соавтор исследования. «Они не только перегружены питательными веществами, но и продолжают подвергаться гидрологическим изменениям и изменениям в землепользовании.”

    По мере роста населения и потребностей все больше земель, в том числе водно-болотных угодий, преобразуется в сельскохозяйственные и городские нужды. Это может принести на землю больше азота и фосфора, которые в конечном итоге попадут в водоемы. По словам Коминоски, что еще хуже, эрозия почвы и изменение климата также влияют на загрязнение питательными веществами, что приводит к экспорту питательных веществ в прибрежные воды.

    Азот, скорее всего, поступает от транспорта, промышленности, сельского хозяйства и внесения удобрений, в то время как повышенное содержание фосфора чаще всего является результатом сброса сточных вод, усиленной эрозии почвы и стока из городских водосборных бассейнов.

    «Высокие концентрации азота и фосфора в наших водных путях вызывают беспокойство, поскольку они угрожают здоровью человека и экосистемы», — сказал Дэвид Мэннинг, доцент биологии Университета Небраски в Омахе и ведущий автор статьи. «Питательные вещества необходимы для всей жизни, но когда они поднимаются слишком высоко в наших водных путях, они могут коренным образом изменить внешний вид и работу ручья».

    Помимо цветения водорослей, эти повышенные концентрации питательных веществ могут привести к недостатку видового разнообразия и истощению кислорода.Высокие концентрации питательных веществ также могут влиять на чистоту воды, которую мы пьем.

    Загрязнение биогенными веществами представляет собой сложную проблему. Хотя еще предстоит проделать большую работу по разработке инструментов управления и установлению пороговых значений концентрации питательных веществ в ручьях и реках, лучшее понимание того, как питательные вещества транспортируются через взаимосвязанную сеть водных путей, может помочь найти решения. Коминоски подчеркнул важность управленческих решений в локальном и глобальном масштабах, необходимых для эффективного управления различными источниками азота и фосфора.

    «Вода — это общий ресурс, который объединяет сообщества, ландшафты и континенты по всему миру», — сказал Коминоски. «Мы должны усилить защиту и восстановление экосистем и водных ресурсов во всем мире, особенно в связи с ростом населения и изменением климата».

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    Азот – обычно бесцветный газ без запаха и вкуса, в основном двухатомный неметаллический газ.У него пять электронов на внешней оболочке, поэтому в большинстве соединений он трехвалентен.

    Области применения

    Наибольшее коммерческое использование азота в качестве компонента при производстве аммиака, который впоследствии используется в качестве удобрения и для производства азотной кислоты.
    Жидкий азот (часто обозначаемый как LN 2 ) используется в качестве хладагента для замораживания и транспортировки пищевых продуктов, для сохранения органов и репродуктивных клеток (спермы и яйцеклеток), а также для стабильного хранения биологических образцов.
    Соли азотной кислоты включают некоторые важные соединения, например нитрат калия, азотную кислоту и нитрат аммония. Азотированные органические соединения, такие как нитроглицерин и тринитротолуол, часто являются взрывчатыми веществами.

    Азот в окружающей среде

    Азот составляет 78 процентов атмосферы Земли и входит в состав всех живых тканей. Азот является важным элементом для жизни, потому что он входит в состав ДНК и, как таковой, является частью генетического кода.

    Молекулы азота в основном встречаются в воздухе. В воде и почвах азот содержится в нитратах и ​​нитритах. Все эти вещества входят в состав круговорота азота, и здесь все взаимосвязаны.

    Человечество радикально изменило естественное соотношение нитратов и нитритов, в основном за счет применения нитратсодержащих навозов. Азот активно выбрасывается промышленными предприятиями, увеличивая запасы нитратов и нитритов в почве и воде в результате реакций, происходящих в круговороте азота.Из-за этого значительно возрастет концентрация нитратов в питьевой воде.


    Известно, что нитраты и нитриты вызывают ряд последствий для здоровья. Вот
    наиболее распространенных эффектов:

    — Реакции с гемоглобином в крови, вызывающие снижение способности крови переносить кислород (нитриты)
    — Снижение функции щитовидной железы (нитраты)
    — Дефицит витамина А (нитраты)
    — Образование нитроаминов, которые известны как одна из наиболее распространенных причин рака (нитраты и нитриты)

    Но с метаболической точки зрения оксид азота (NO) гораздо важнее, чем азот сам по себе.В 1987 году Сальвадор Монкада обнаружил, что это жизненно важный орган для расслабления мышц, и сегодня мы знаем, что он участвует в сердечно-сосудистой системе, иммунной системе, центральной нервной системе и периферической нервной системе. Фермент, который производит оксид азота, называемый синтезом оксида азота, в изобилии присутствует в головном мозге.

    Хотя оксид азота относительно недолговечен, он может диффундировать через мембраны, выполняя свои функции. В 1991 году коллектив под руководством К.Е. Андерсон из Университетской больницы Лунда, Швеция, показал, что оксид азота активирует эрекцию, расслабляя мышцу, контролирующую приток крови к половому члену.Препарат Виагра работает, высвобождая оксид азота, чтобы произвести тот же эффект.

    Человечество радикально изменило природный запас нитратов и нитритов. Основной причиной добавления нитратов и нитритов является широкое использование удобрений. Процессы сжигания также могут увеличить поступление нитратов и нитритов из-за выбросов оксидов азота, которые в окружающей среде могут превращаться в нитраты и нитриты.
    Нитраты и нитриты также образуются в химическом производстве и используются в качестве пищевых консервантов.Это приводит к значительному увеличению концентрации азота в грунтовых и поверхностных водах, а также содержания азота в пищевых продуктах.

    Добавление азотных связей в окружающую среду имеет различные эффекты. Во-первых, он может изменить видовой состав из-за восприимчивости некоторых организмов к последствиям соединений азота. Во-вторых, в основном нитриты могут вызывать различные последствия для здоровья людей и животных. Пища, богатая соединениями азота, может привести к снижению транспорта кислорода кровью, что может иметь серьезные последствия для крупного рогатого скота.

    Высокое поглощение азота может вызвать проблемы со щитовидной железой и привести к нехватке витамина А. В желудке и кишечнике животных нитраты могут образовывать нитроамины; опасные канцерогенные соединения.

    Назад к периодической диаграмме

    Найдите наш азот в воде на странице

    Для получения дополнительной информации об азоте в окружающей среде перейдите к круговороту азота