Такой разный озон: пять фактов о газе, который может спасать и убивать
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
москва, открытия – риа наука
Москва, Наука, Открытия – РИА Наука
Врач оценила канцерогенное влияние смога на организм человека
природные пожары в россии
москва, рязанская область, здоровье, природные пожары в россии
“Гарь содержит угарный газ, озон, мелкие пылевые частицы и дым. Смог городов (не учитывая гарь) содержит мелкодисперсные частицы, двуокись азота, двуокись серы и озон. Если говорить об угарном газе, то он может блокировать перенос кислорода эритроцитами, что может вызывать кислородное голодание”, – сказала Семененко.
По ее словам, в группе риска находятся люди с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
“Озон, который тоже присутствует в гари и смоге, может вызывать проблемы с легкими, стать причиной кашля, раздражения и боли в горле, вызвать слезотечение и сухость глаз”, – пояснила врач.
Семененко отметила, что также у людей могут возникать аллергические реакции на компоненты гари и смога.
При этом она подчеркнула, что говорить о канцерогенном влиянии можно в том случае, если человек дышит воздухом, в котором превышены предельно допустимые концентрации вредных веществ, длительное время.
“Многие говорят о возможном канцерогенном влиянии смога на организм в первую очередь о развитии рака легких. Но здесь надо помнить о том, что это должно быть длительное воздействие высоких концентраций, превышающих предельно допустимые концентрации”, – подчеркнула эксперт.
Ранее сообщалось, что смог и запах гари вернулись в ряд районов Москвы. Запах гари ощущался в Северо-Западном, Северо-Восточном, Северном, Восточном административных округах. При этом едва ощутимый запах фиксировали в некоторых центральных районах города, а в Пресненском районе гарь ощущается сильнее.
До этого ведущий специалист центра погоды “Фобос” Евгений Тишковец заявил о расширении географии дымов от лесных пожаров в столичном регионе. По его словам, кроме базовой станции ВДНХ, дым отмечали метеостанции центра Москвы, Наро-Фоминска, Серпухова, Дмитрова, Коломны, Домодедова. Видимость составляла 4–5 километров.
Москвичи показали кадры смога в Новокосине
Как известно, озоновый слой в стратосфере, на высоте от 20 до 25 км, защищает планету от ультрафиолетового излучения. Но сам по себе этот газ токсичен, а находящийся в тропосфере озон при длительном воздействии раздражает органы дыхания и может вызывать астму, бронхит и другие заболевания. Образование тропосферного озона связано с веществами-прекурсорами, например: оксидами азота NOX, угарным газом CO и летучими органическими веществами. Коллектив ученых из университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Колорадского университета в Боулдере исследовал процесс атмосферного загрязнения и образования озона. Они провели компьютерную симуляцию с использованием глобальной модели химического переноса, при помощи которой оценили колебания содержания тропосферного озона в период с 1980 по 2010 год. Результаты симуляции показали, что рост содержания озона связан не только с количественным увеличением выбросов веществ-прекурсоров, но и с изменениями в их географическом распределении.
«Результаты нас удивили. Мы предполагали, что географическое распределение выбросов важно, однако не думали, что оно окажется главным фактором роста содержания озона в атмосфере. Наше исследование показало, что место, где именно происходят выбросы веществ-прекурсоров, важнее, чем количество этих выбросов», — пишет один из исследователей Джейсон Вест в журнале Nature GeoscienceОн приводит пример: за 30 лет выбросы в Китае росли более высокими темпами, чем в Индии, однако «вклад» последней в загрязнение атмосферы озоном оказался выше!
Обнаруженный американскими учеными эффект связан с механизмом образования озона, который выделяется активнее при облучении веществ-прекурсоров ультрафиолетом. Близ экватора солнечный свет сильнее, выше и температура, поэтому реакция идет интенсивнее. Вдобавок мощнее восходящие атмосферные потоки, под действием которых загрязнения поднимаются на большие высоты, где подвергаются еще более мощному облучению ультрафиолетом.
А другой автор исследования Оуэн Купер отмечает, что даже при количественном уменьшении суммарных выбросов концентрация озона в тропосфере может расти из-за перемещения крупнейших очагов загрязнения в более близкие к экватору регионы. Из этого можно сделать очень простой вывод: уже скоро начнут ужесточать экологические нормы для автомобилей и предприятий в таких районах.
Углерод
Углерод – неметаллический элемент IV группы периодической таблицы Д.И. Менделеева, является важнейшей частью всех органических
веществ в природе.
Общая характеристика элементов IVa группы
От C к Pb (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств.
Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.
Из элементов IVа группы углерод и кремний относятся к неметаллам, германий, олово и свинец – металлы.
Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns2np2:
Природные соединения
В природе углерод встречается в виде следующих соединений:
Получение
Углерод получают в ходе пиролиза углеводородов (пиролиз – нагревание без доступа кислорода). Также применяется получение углеродистых соединений:
древесины и каменного угля.
Химические свойства
При нагревании углерод реагирует со многими неметаллами: водородом, кислородом, фтором.
При нагревании углерод реагирует с металлами, проявляя свои окислительные свойства. Напомню, что металлы могут принимать только положительные
степени окисления.
Очевидно, что степень окисления углерода в соединении с различными металлами может отличаться.
Углерод – хороший восстановитель. С помощью него металлургическая промышленность справляется с задачей получения чистых металлов из их
оксидов:
Углерод восстанавливает не только металлы из их оксидов, но и неметаллы подобным образом:
Может восстановить и собственный оксид:
Известная реакция взаимодействия угля с водяным паром, называемая также газификацией угля, торфа, сланца – крайне важна в промышленности:
В реакциях с кислотами углерод проявляет себя как восстановитель:
Оксид углерода II – СO
Оксид углерода II – продукт неполного окисления углерода. Несолеобразующий оксид. Это чрезвычайно опасное вещество часто образуется
при пожарах в замкнутых помещениях, при прогревании машины в гараже.
Растворяясь в крови угарный газ (имеющий в 300 раз большее сродство к гемоглобину, чем кислород) легко выигрывает конкуренцию у кислорода
и занимает его место в эритроцитах. Отравление угарным газом нередко заканчивается летальным исходом.
В промышленности угарный газ получают восстановлением оксида углерода IV или газификацией угля (t = 1000 °С).
В лаборатории угарный газ получают при разложении муравьиной кислоты в присутствии серной:
Полностью окисляется до углекислого газа в реакции с кислородом, восстанавливает оксиды металлов.
Образование карбонилов – чрезвычайно токсичных веществ.
Оксид углерода IV – CO2
Продукт полного окисления углерода. Относится к кислотным оксидам, соответствует угольной кислоте H2CO3. Бесцветный газ,
без запаха.
В промышленности углекислый газ получают при разложении известняка, в ходе производства алкоголя, при спиртовом брожении глюкозы.
В лабораторных условиях используют реакцию мела (мрамора) с соляной кислотой.
Углекислый газ образуется при горении органических веществ:
В результате реакции с водой образуется нестойкая угольная кислота, которая сразу же распадается на воду и углекислый газ.
CO2 + H2O ⇄ H2CO3
В ходе реакций с основаниями и основными оксидами углекислый газ образует соли угольной кислоты: средние – карбонаты (при избытке основания),
кислые – гидрокарбонаты (при избытке кислотного оксида).
При нагревании способен окислять металлы до их оксидов.
Угольная кислота
Слабая двухосновная кислота, существующая только в растворах, разлагается на воду и углекислый газ.
Определить наличие карбонат-иона можно с помощью кислоты: такая реакция сопровождается “закипанием” – появлением пузырьков бесцветного
газа без запаха.
Я не раз встречал описание реакций, связанных с этой кислотой, которое заслуживает нашего внимания. В задании было сказано, что
при добавлении к раствору гидроксида кальция углекислого газа осадок появлялся, при дальнейшем пропускании углекислого газа –
помутнение исчезало.
Это можно легко объяснить, вспомнив про способность угольной кислоты образовывать кислые соли, которые растворимы.
Чтобы сделать из средней соли (карбоната) – кислую соль (гидрокарбонат) нужно добавить угольную кислоту. Однако написать ее формулу
H2CO3 – ошибка. Ее следует записать в виде воды и углекислого газа.
Чтобы вернуть среднюю соль, следует добавить к кислой соли щелочь.
При нагревании карбонаты распадаются на соответствующий оксид металла и углекислый газ, гидрокарбонаты – на карбонат металла, углекислый газ и воду.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Пять фактов о газе, который может спасать и убивать
В нормальных условиях озон, или O3, — бледно-голубой газ, который по мере охлаждения превращается в темно-синюю жидкость, а затем и в иссиня-черные кристаллы. Всего на озон в атмосфере планеты приходится около 0,6 части на миллион по объему: это значит, например, что в каждом кубометре атмосферы всего 0,6 кубического сантиметра озона. Для сравнения, углекислого газа в атмосфере уже около 400 частей на миллион — то есть больше двух стаканов на тот же кубометр воздуха.
На самом деле, такую небольшую концентрацию озона можно назвать благом для Земли: этот газ, который на высоте 15-30 километров образует спасительный озоновый слой, в непосредственной близости от человека куда менее “благороден”. Озон по российской классификации относится к веществам наивысшего, первого класса опасности — это очень сильный окислитель, который крайне токсичен для человека.
Международный день охраны озонового слоя
Озоновый щит
В стратосфере озон образуется из кислорода в результате фотохимических реакций — такие реакции начинаются под воздействием солнечного излучения. Там концентрация озона уже выше — около 8 миллилитров на кубический метр. Разрушается газ при “встрече” с некоторыми соединениями, например, атомарным хлором и бромом — именно эти вещества входят в состав опасных хлорфторуглеродов, более известных как фреоны. До появления Монреальского протокола они использовались, в частности, в холодильной промышленности и как пропелленты в газовых баллончиках.
Протокол по защите озонового слоя выполнил задачу, считают ученые
В 2012 году, когда Монреальский протокол отмечал 25-летие, эксперты Программы ООН по окружающей среде (UNEP) назвали защиту озонового слоя одной из всего четырех ключевых экологических проблем, в решении которой человечеству удалось добиться значительных успехов. Тогда же в UNEP отмечали, что содержание озона в стратосфере перестало снижаться с 1998 года, и, по прогнозам ученых, к 2050-2075 годам может вернуться к уровням, фиксировавшимся до 1980 года.
Озоновый смог
В 30 километрах от поверхности Земли озон “ведет себя” хорошо, но в тропосфере, приземном слое, он оказывается опасным загрязнителем. По данным UNEP, концентрация тропосферного озона в Северном полушарии за последние 100 лет выросла почти втрое, что к тому же делает его третьим по значимости “антропогенным” парниковым газом.
Здесь озон тоже не выбрасывается в атмосферу, а образуется под действием солнечного излучения в воздухе, который уже загрязнен “предшественниками” озона — оксидами азота, летучими углеводородами и некоторыми другими соединениями. В городах, где озон является одним из основных компонентов смога, в его появлении косвенно “виноваты” главным образом выбросы автотранспорта.
Страдают от приземного озона не только люди и климат. По оценкам специалистов UNEP, снижение концентрации тропосферного озона может помочь сохранить около 25 миллионов тонн риса, пшеницы, сои и кукурузы, которые ежегодно теряются из-за этого токсичного для растений газа.
Эксперты Приморья: озоновые дыры появляются, но кто виноват, непонятно
Именно из-за того, что приземный озон уже совсем не так полезен, специалисты метеослужб и экологического мониторинга постоянно ведут наблюдение за его концентрациями в воздухе крупных городов, в том числе и Москвы.
Озон полезный
“Одно из очень интересных свойств озона — бактерицидное. Он по бактерицидности практически первый среди всех таких веществ, хлора, перекиси марганца, окиси хлора”, — отмечает Вадим Самойлович.
Та же экстремальная природа озона, делающая его очень сильным окислителем, объясняет сферы применения этого газа. Озон используется для стерилизации и дезинфекции помещений, одежды, инструментов и, конечно, очистки воды — как питьевой, так и промышленной и даже сточной.
Кроме того, подчеркивает эксперт, озон во многих странах используется как заменитель хлора в установках для отбеливания целлюлозы.
“Хлор (при реакции) с органикой дает соответственно хлорорганику, которая гораздо более ядовитая, чем просто хлор. По большому счету, избежать этого (появления ядовитых отходов — ред.) можно либо резко уменьшив концентрацию хлора, либо просто устранив его. Один из вариантов — замена хлора на озон”, — объяснил Самойлович.
Озонировать можно и воздух, и это тоже дает интересные результаты — так, по словам Самойловича, в Иванове специалисты ВНИИ охраны труда и их коллеги провели целую серию исследований, в ходе которых “в прядильных цехах в обычные воздуховоды вентиляции добавляли некоторое количество озона”. В результате, распространенность респираторных заболеваний уменьшалась, а производительность труда, напротив, росла. Озонирование воздуха на складах пищевой продукции может повышать ее сохранность, и такие опыты в других странах тоже есть.
Озон токсичный
Австралийские авиарейсы производят больше всего токсичного озона
Подвох с использованием озона все тот же — его токсичность. В России предельно допустимая концентрация (ПДК) по озону в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны — 0,1 миллиграмма. Поэтому, отмечает Самойлович, то же озонирование требует постоянного мониторинга, что сильно усложняет дело.
“Это все-таки техника достаточно сложная. Вылить ведро какого-нибудь там бактерицида — это проще гораздо, вылил и все, а тут следить надо, какая-то подготовка должна быть”, — говорит ученый.
Озон вредит организму человека медленно, но серьезно — при длительном нахождении в загрязненном озоном воздухе возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний и болезней дыхательных путей. Вступая в реакцию с холестерином, он образует нерастворимые соединения, что приводит к развитию атеросклероза.
“При концентрациях выше предельно допустимых могут возникать головная боль, раздражение слизистых, кашель, головокружение, общая усталость, упадок сердечной деятельности. Токсичный приземной озон приводит к появлению или обострению болезней органов дыхания, в группе риска находятся дети, пожилые люди, астматики”, — отмечается на сайте Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Росгидромета.
Озон взрывоопасный
Озон вредно не только вдыхать — спички тоже стоит спрятать подальше, потому что этот газ весьма взрывоопасен. Традиционно “порогом” опасной концентрации газообразного озона считается 300-350 миллилитров на литр воздуха, хотя некоторые ученые работают и с более высокими уровнями, говорит Самойлович. А вот жидкий озон — та самая синяя жидкость, темнеющая по мере охлаждения — взрывается самопроизвольно.
Именно это мешает использовать жидкий озон как окислитель в ракетном топливе — такие идеи появились вскоре после начала космической эры.
По его словам, и советские, и американские лаборатории потратили “огромное количество сил и времени на то, чтобы сделать это каким-то безопасным (делом) — выяснилось, что сделать это невозможно”. Самойлович вспоминает, что однажды коллегам из США удалось получить особо чистый озон, который “вроде бы” не взрывался, “уже все били в литавры”, но затем взорвался весь завод, и работы были прекращены.
“У нас были случаи, когда, скажем, колба с жидким озоном стоит, стоит, жидкий азот подливают туда, а потом — то ли азот там выкипел, то ли что — приходишь, а там половины установки нет, все разнесло в пыль. Отчего он взорвался — кто его знает”, — отмечает ученый.
Гарь в Москве может вызвать кислородное голодание, но рак вряд ли
Ранее сообщалось, что москвичи продолжают ощущать сильный запах гари от рязанских пожаров утром в понедельник, в некоторых районах столицы он слабее, чем накануне вечером.
“Гарь содержит угарный газ, озон, мелкие пылевые частицы и дым. Смог городов (не учитывая гарь) содержит мелкодисперсные частицы (размером с толщину волоса), двуокись азота, двуокись серы и озон. Если говорить об угарном газе, то он может блокировать перенос кислорода эритроцитами, что может вызывать кислородное голодание”, – сказала Семененко.
Она отметила, что в первую очередь в группу риска попадают пациенты с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Запах гари в Москве не опасен для здоровья, заявили в Роспотребнадзоре
Озон, который тоже присутствует в гари и смоге, может вызывать проблемы с легкими, стать причиной кашля, раздражения и боли в горле, вызвать слезотечение и сухость глаз, уточнила врач.
Кроме того, не исключены и аллергические реакции на компоненты гари и смога, что может проявляться заложенностью носа, насморком и даже приступами удушья, пояснила Семененко.
“Многие говорят о возможном канцерогенном влиянии смога на организм, в первую очередь, о развитии рака легких. Но здесь надо помнить о том, что это должно быть длительное (месяцами, годами) воздействие высоких концентраций, превышающих предельно допустимые концентрации. Это, как правило, жители промышленных регионов”, – добавила специалист.
По ее словам, чтобы профилактировать развитие заболеваний из-за запаха гари, по возможности, нужно закрывать окна и включать вентиляцию, использовать приборы по очищению воздуха – вытяжку или увлажнитель. Кроме того, следует чаще умываться, прополаскивать горло и промывать глаза, а для снижения риска попадания мелких частиц в легкие лучше использовать влажные повязки.
Синоптик предрек скорое исчезновение запаха гари в Москве
